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。

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。

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。

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

WPF 通过多进程实现异常隔离的客户端_客户端

参考资料和备注