当 WPF 客户端需要实现插件系统的时候，一般可以基于容器或者进程来实现。如果需要对外部插件实现异常隔离，那么只能使用子进程来加载插件，这样插件如果抛出异常，也不会影响到主进程。WPF 元素无法跨进程传输，但是窗口句柄（HWND）可以，所以可以将 WPF 元素包装成 HWND，然后通过进程间通信将插件传输到客户端中，从而实现插件加载。
1. 使用 HwndSource 将 WPF 嵌入到 Win32 窗口
HwndSource 会生成一个可以嵌入 WPF 的 Win32 窗口，使用 HwndSource.RootVisual 添加一个 WPF 元素。
代码语言：javascript复制private static IntPtr ViewToHwnd(FrameworkElement element)
{
var p = new HwndSourceParameters()
{
ParentWindow = new IntPtr(-3), // message only
WindowStyle = 1073741824
};
var hwndSource= new HwndSource(p)
{
RootVisual = element,
SizeToContent = SizeToContent.Manual,
};
hwndSource.CompositionTarget.BackgroundColor = Colors.White;
return hwndSource.Handle;
}
2. 使用 HwndHost 将 Win32 窗口转换成 WPF 元素
Win32 窗口是无法直接嵌入到 WPF 页面中的，所以 .Net 提供了一个 HwndHost 类来转换。HwndHost 是一个抽象类，通过实现 BuildWindowCore 方法，可以将一个 Win32 窗口转换成 WPF 元素。
代码语言：javascript复制class ViewHost : HwndHost
{
private readonly IntPtr _handle;
[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
public static extern IntPtr SetParent(HandleRef hWnd, HandleRef hWndParent);
public ViewHost(IntPtr handle) => _handle = handle;
protected override HandleRef BuildWindowCore(HandleRef hwndParent)
{
SetParent(new HandleRef(null, _handle), hwndParent);
return new HandleRef(this, _handle);
}
protected override void DestroyWindowCore(HandleRef hwnd)
{
}
}
3. 约定插件的入口方法
可以通过多种方式返回插件的界面。我这里约定每个插件的 dll 都有一个 PluginStartup 类，PluginStartup.CreateView() 可以返回插件的界面。
代码语言：javascript复制namespace Plugin1
{
public class PluginStartup
{
public FrameworkElement CreateView() => new UserControl1();
}
}
4. 启动插件进程，使用匿名管道实现进程间通信
进程间通信有多种方式，需要功能齐全可以使用 grpc，简单的使用管道就好了。
- 客户端通过指定插件 dll 地址来加载插件。加载插件的时候，启动一个子进程，并且通过管道通信，传输包装插件的 Win32 窗口句柄。
private FrameworkElement LoadPlugin(string pluginDll)
{
using (var pipeServer = new AnonymousPipeServerStream(PipeDirection.In, HandleInheritability.Inheritable))
{
var startInfo = new ProcessStartInfo()
{
FileName = "PluginProcess.exe",
UseShellExecute = false,
CreateNoWindow = true,
Arguments = $"{pluginDll} {pipeServer.GetClientHandleAsString()}"
};
var process = new Process { StartInfo = startInfo };
process.Start();
_pluginProcessList.Add(process);
pipeServer.DisposeLocalCopyOfClientHandle();
using (var reader = new StreamReader(pipeServer))
{
var handle = new IntPtr(int.Parse(reader.ReadLine()));
return new ViewHost(handle);
}
}
}
- 通过控制台程序装载插件 dll 并将插件界面转换成 Win32 窗口，然后通过管道传输句柄。
[STAThread]
[LoaderOptimization(LoaderOptimization.MultiDomain)]
static void Main(string[] args)
{
if (args.Length != 2) return
var dllPath = args[0];
var serverHandle = args[1];
var dll = Assembly.LoadFile(dllPath);
var startupType = dll.GetType($"{dll.GetName().Name}.PluginStartup");
var startup = Activator.CreateInstance(startupType);
var view =(FrameworkElement) startupType.GetMethod("CreateView").Invoke(startup, null);
using (var pipeCline = new AnonymousPipeClientStream(PipeDirection.Out, serverHandle))
{
using (var writer = new StreamWriter(pipeCline))
{
writer.AutoFlush = true;
var handle = ViewToHwnd(view);
writer.WriteLine(handle.ToInt32());
}
}
Dispatcher.Run();
}
5 效果
参考资料和备注
- 示例源码
- win32 和 WPF 混合开发，不可避免会涉及空域问题。
- 如果不需要异常隔离，使用 mef 或者 prism 已经可以实现良好的插件功能。
- System.AddIn 也可以提供类似的功能，但是只支持到 .net framework 4.8。
- 这里有一个基于 System.AddIn 实现的多进程插件框架
- wpf 跟 win32 的文档
- 如果不具备窗口的知识，这里有篇博文讲的很好
