对于Global Assembly Cache与Native Image Cache的一点探索

     有过.Net平台上开发经验的朋友，很多人对Global Assembly Cache（文中简称GAC）都不陌生，但是很少有人听过Native Image Cache（文中简称NIC，这是自己起的简称）。在这篇文章里我将对GAC和NIC做一个稍稍深入的探讨，包括一些使用上的小技巧，部分是本人对于一些概念的理解和一些微软的MSDN中没有记载的或回避的内容，希望这篇文章能给大家带来一点收获。

     对于.Net中"程序集"的认识

     "程序集"的概念就不再多说了。我这里想说的是我个人对程序集的几点认识:

1.程序集是一个物理结构，不同于命名空间是一种逻辑结构。请注意程序集与命名空间的区别；

2.程序集不等于.exe和.dll，.exe和.dll只是.Net程序集在Windows系统中的一种包装形式。

3.程序集分为专用程序集和共享程序集，共享程序集就是放在GAC中的程序集。GAC中对程序集的要求更严格。

     在Windows环境中，.Net类库中常用的程序集一般存储在：

1.％SystemRoot％\Microsoft.NET\Framework\.Net的版本，这些程序集一般是在开发过程中引用使用的，可以说是为应用程序的设计时使用的。

2.Global Assembly Cache，一般是为程序的运行时使用的，当然也可以作为设计时使用。实际上对于大多数程序集的运行时代码是在NIC中获得的，下文会做详细的讲述。
对于一些最常用的程序集一般在这两个地方各存储一份。例如：System.Web.dll等。

     GAC与NIC

     对于GAC这里也不多说了，我们只需要知道GAC可以解决DLL版本问题，GAC中的程序集需要强命名，GAC中的程序集具有Full Trusted权限，.Net类库的程序集一般存储在GAC中，可以使用gacutil.exe工具将自己开发的强命名的程序集放到GAC中。

     一般.Net的应用程序在第一次执行时会将MSIL代码动态编译成本地代码，这些本地代码通过机器码管理器进行管理，第二次再执行时，就直接执行缓存中的本地代码，因此第二次以后的执行速度会非常快，当然如果要事先将程序集编译成本地代码也行，这样可以避免第一次执行比较慢的问题，通过在VS的命令提示符下执行以下命令就可以将程序集安装到NIC中来存储程序集的本地代码：
ngen 程序集文件全名，例如：ngen d:\test.exe

     GAC和NIC被存储在什么位置

     我们在安装完.Net Framework以后发现在系统根目录下多了一个叫assembly的文件夹，这实际上就是存储GAC和NIC的地方，

Windows操作系统对这个目录做了一个特殊的处理来避免用户的任意访问，我们看到的无非也就是下图：

不过没关系，我们可以通过命令提示符输入dir命令来查看一下这个存储目录的文件到底是如果组织的：

再进入每个目录我们会发现GAC和GAC_32，GAC_MSIL是和程序集的GAC有关，内部按照版本号存储，还有一个.ini文件用于解决配置问题。NativeImages加版本号这个目录主要是存储NIC的本地代码，我们还会发现每一个注入NIC的exe和dll（这已经不是程序集了，应该是本地代码。不过直接运行会报错，虽然文件扩展名没有改变，可能存储代码的结构改变或没有main函数等）都是在文件名后面加一个.ni来命名的。

     为了确定我们在本机运行的托管的应用程序是从NIC中加载的代码，我们可以使用一些工具查看一下进程的映象文件：

从图中我们可以注意到TxtConvertHelper.exe（托管的程序）的空间中加载了System.Drawing.ni.dll镜像，System.Drawing.ni.dll中包含了System.Drawing.dll包装的程序集的本地代码。从NIC的目录中还可以看出对于.Net类库的多数程序集都做了本地镜像处理，本地镜像才是真正的运行时代码。

     .Net对常用类库程序集作这样的处理也是为了减少JIT编译带来的性能开销（虽然只有一次，对于桌面应用程序却很重要,对于Web应用似乎不是很重要），要不每次都JIT所有类库，速度可想而知。所以我们在部署.Net的桌面应用时也可以采用NIC处理，最简单的方式就是在安装时写个批处理执行一下ngen命令，估计ClickOnce也可以作这样的处理（很可能是默认），不过我没有研究过，感兴趣的朋友可以研究一下。

     还有就是对于做过NIC处理的程序的更新与同步问题，.Net框架中对于NIC程序集的更新是通过一个Windows服务来同步的，详细资料请参照MSDN文档，这已经超出本文的范围，不再多说。

     如何导出GAC中的程序集

     对于GAC中的程序的导出，我总结了三种方式（本质上是一种）：

1.通过点击VS项目的某一个引用，在属性对话框中设置Copy Local=true，然后到项目的bin或obj/Debug等目录获得引用GAC中程序集；

2.同第一种，获得属性对话框中的Path属性的值，之后在“运行”中打开GAC程序集的路径，将程序集复制出来；

3.使用命令提示符的Copy命令将需要的程序集拷贝出来。

     总结

     关于GAC和NIC的管理是很复杂的，这篇文章只是略作一点分析，希望能给您带来一点收获，对于C++的开发者可以使用Debug工具获得更多的调试信息。

     概念依旧是概念