包、元包和框架Packages, metapackages and frameworks

本文内容

.NET Core 是一种由 NuGet 包组成的平台。有些产品体验受益于包的细粒度定义,而另一些受益于粗粒度的定义。为了适应这种二元定义,一款好的产品应该作为一组细粒度的包发布,并在更粗的粒度组块中进行分发,单个包的正式的名字叫做元包

每个 .Net Core 包都支持以框架形式通过多个 .Net 实现代码运行。其中有些框架是传统框架,例如表示 .NET Framework 的 net46而另一些则是新框架,可视为是“基于包的框架”,这种是框架的另外一种新的定义模型。这些基于包的框架整个都是由包组成的,它们自身也被定义成包,这就在包与框架之间形成了一种比较密切的关系。

包Packages

.NET Core 被分成一组包,它们提供了基元类型,以及更高层的数据类型,应用组合类型和通用实用工具。每一个包都代表着单独的同名程序集。例如,System.Runtime 这个包就包含了 System.Runtime.dll 程序集。

以细粒度方式定义这些包具有以下好处:

  • 细粒度的包可以在它自己的计划内交付,只需完成仅对相关的其他有限的包进行测试即可。
  • 细粒度的包可以提供不同的 OS 和 CPU 支持。
  • 细粒度的包可以单独依赖于某一个库。
  • 应用可以变得更小,因为没有引用的包不会变成应用发行的一部分。上述某些好处只适用于某些特定场合。例如,.NET Core 的所有包通常都会在同一计划内提供对同一平台的支持。在这种情况下,补丁与更新会以小的单独包的形式发布和安装。由于这种小范围的变化,补丁的验证与时间花费,都可以限制到单个库的需求范围中。

以下是 .NET Core 重要的 NuGet 包列表:

  1. <Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  2. <PropertyGroup>
  3. <TargetFramework>netstandard1.6</TargetFramework>
  4. </PropertyGroup>
  5. <ItemGroup>
  6. <PackageReference Include="System.Runtime" Version="4.3.0" />
  7. </ItemGroup>
  8. </Project>

元包Metapackages

元包就是一个 NuGet 包约定,描述了一组意义相关的包。开发团队利用依赖项来描述这一组包。他们通过这一组包来描述一个框架,然后有选择地发布出去。

默认情况下,早期版本的 .NET Core 工具(同时基于 project.json 和 csproj 的工具)指定一个框架和一个元包。但目前,由目标框架隐式引用元包,以便将每个元包绑定到一个目标框架。例如,netstandard1.6 框架引用 NetStandard.Library 1.6.0 版元包。同样,netcoreapp2.1 框架引用 Microsoft.NETCore.App 2.1.0 版元包。有关详细信息,请参阅 .NET Core SDK 中的隐式元包引用

以某个框架为目标以及隐式引用元包,这实际上是添加了对元包中每一个独立包的引用依赖。这使这些包中的所有库都可用于 IntelliSense(或类似体验),同时也可用于发布应用。

使用元包具有以下好处:

  • 在引用大量细粒度包方面,提供了一种方便的用户体验。
  • 定义了一组经过充分测试且运行良好的包(包括指定的各种版本)。.NET Standard 元包为:

  • NETStandard.Library - 描述了属于“.NET Standard”一部分的各种库。适用于所有支持 .NET Standard 的 .NET 实现(例如,.NET Framework、.NET Core 和 Mono)。也就是“netstandard”框架。重要的 .NET Core 元包有:

  • Microsoft.NETCore.App - 描述了属于 .NET Core 发行版的部分库。也就是 .NETCoreApp 框架。它依赖于更小的 NETStandard.Library

  • Microsoft.AspNetCore.App - 包含来自 ASP.NET Core 和 Entity Framework Core 的所有受支持的包(包含第三方依赖项的包除外)。有关详细信息,请参阅 ASP.NET Core 的 Microsoft.AspNetCore.App 元包
  • Microsoft.AspNetCore.All - 包含来自 ASP.NET Core、Entity Framework Core 以及 ASP.NET Core 和 Entity Framework Core 使用的内部和第三方依赖项的所有受支持包。有关详细信息,请参阅 ASP.NET Core 2.x 的 Microsoft.AspNetCore.All 元包
  • Microsoft.NETCore.Portable.Compatibility - 一组兼容外观,使基于 mscorlib 的可移植类库(PCL) 得以在 .Net Core上运行。

框架Frameworks

每个 .NET Core 包支持一组运行时框架。框架描述了一组可用的 API(以及潜在的其他特性),所以你可以在指定一个目标框架时使用这些功能。添加新的 API 时,它们就会进入版本控制流程。

例如,System.IO.FileSystem 支持以下框架:

  • .NETFramework,Version=4.6
  • .NETStandard,Version=1.3
  • 6 种 Xamarin 平台(例如,xamarinios10)将前两个框架进行对比很有帮助,因为它们各自代表了一种不同的框架定义方式。

.NETFramework,Version=4.6 框架表示 .NET Framework 4.6 中可用的 API。你可以生成使用 .NET Framework 4.6 引用程序集编译的库,并以NuGet 包的方式在 net46 lib 文件夹中发布这些库。这样,你的库就会被那些基于或者兼容 .Net Framework 4.6 的应用所使用。这是所有框架的传统工作原理。

.NETStandard,Version=1.3 框架是一个基于包的框架。它依赖基于框架的包,来定义和公开与框架有关的 API。

基于包的框架Package-based frameworks

框架和包之间是一种双向关系。首先是为一个给定的框架定义了 API,例如 netstandard1.3netstandard1.3 为目标的包(或兼容的框架,如 netstandard1.0)定义了适用于 netstandard1.3 的 API。听起来像是循环定义,然而并不是。从“基于包的”这个词本身的角度来讲,框架的 API 定义是来自于包的。框架本身并不定义任何 API。

其次,是这个双向关系中的资产选择。包可以包含多个框架的资产。对于一组包和/或元包的引用,框架需要决定它应选择哪些资产,例如,是 net46 还是 netstandard1.3选择正确的资产很重要。例如,net46 资产可能并不与 .NET Framework 4.0 或 .NET Core 1.0 兼容。

可以在下图中看到这种关系。API 选择框架 作为目标并定义了框架。框架用于资产选择资产实现了 API。

基于包的框架组合

在 .Net Core 基础之上,基于包的框架主要有两个:

  • netstandard
  • netcoreapp

.NET Standard.NET Standard

.NET Standard(目标框架名字对象netstandard)框架表示在 .NET Standard 基础之上生成并由其定义的 API。如果构建的库将用于在多个运行时上运行,就应将此框架作为目标。这样便可在任何一种兼容 .NET 标准的运行时上受支持,例如 .NET Core、.NET Framework 和 Mono/Xamarin。每个运行时都支持一组 .NET Standard 版本,具体取决于实现的 API。

netstandard 框架隐式引用 NETStandard.Library 元包。例如,以下 MSBuild 项目文件指示项目以 netstandard1.6 为目标,其引用 NETStandard.Library 1.6 版元包。

  1. <Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  2. <PropertyGroup>
  3. <TargetFramework>netstandard1.6</TargetFramework>
  4. </PropertyGroup>
  5. </Project>

但项目文件中的框架和元包引用不需要匹配,并且可使用项目文件中的 <NetStandardImplicitPackageVersion> 元素指定低于元包版本的框架版本。例如,以下项目文件有效。

  1. <Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  2. <PropertyGroup>
  3. <TargetFramework>netstandard1.3</TargetFramework>
  4. <NetStandardImplicitPackageVersion>1.6.0</NetStandardImplicitPackageVersion>
  5. </PropertyGroup>
  6. </Project>

面向 netstandard1.3 却使用 NETStandard.Library 1.6.0 版本,这一点很奇怪。然而,这是一个有效的用例,因为元包支持更旧的 netstandard 版本。可能恰好你已将 1.6.0 版的元包进行了标准化,然后将其用于所有库,而这些库可以面向各种 netstandard 版本。使用此方法,只需还原 NETStandard.Library 1.6.0,无需加载早期版本。

反之,将 netstandard1.6 设为目标,却使用 1.3.0 版的 NETStandard.Library,这是无效的。不能将高版本的框架设为目标,却使用低版本的元包,因为低版本的元包不会对高版本的框架公开任何资产。元包的版本控制方案断言元包匹配它们所描述的框架的最高版本。凭借版本控制方案,NETStandard.Library 的第一个版本是 v1.6.0,因为它包含 netstandard1.6 资产。而上例中使用 v1.3.0 版本只是为了保持对称,实际上它并不存在。

.NET Core 应用程序.NET Core application

.NET Core 应用程序(目标框架名字对象netcoreapp)框架表示 .NET Core 发行版及其提供的控制台应用程序模型附带的包和相关 API。.NET Core 必须使用此框架,因为必须要使用其中的控制台应用程序模型。同时只运行于 .Net Core 平台的库也应使用此模型。使用此框架后,所有应用和库将只能够在 .Net Core 上运行。

Microsoft.NETCore.App 元包的目标框架是 netcoreapp它提供了约 60 个库的访问权限,其中约 40 个由 NETStandard.Library 包提供,还有另外 20 个库。可以引用目标框架为 netcoreapp 或与框架(如 netstandard)兼容的库获得对其他 API 的访问权限。

Microsoft.NETCore.App 提供的大部分其他库还可以使用 netstandard 作为目标,如果其他 netstandard 库满足这些框架的依赖项的话。这意味着,netstandard 库也可以引用这些包作为依赖项。