将Asp.Net Core和corefx移植到.Net 4.0

引言

因为工作内容的原因需要兼容 XP，而 XP 最多支持到.Net Framework 4.0。因此无法享受到 .Net Core 带来的一堆很好用的库，好在无论 corefx 还是 Asp.Net Core 都是开源的，我们可以自行修改编译出支持 .Net 4.0 的版本。

技术可行性

Net 4.0 相比 4.5 和 netstandard 1.0，主要的差别有：

System.Threading.Tasks.Task 类型。.Net 4.0 的 Task 没有 GetAwaiter 成员，编译器无法生成使用 async await 的代码。好在编译器查找 Task.GetAwaiter 并不是直接查找成员方法，如果是扩展方法也可以，那么我们通过对 Task 编写 GetAwaiter 扩展方法就可以在 .Net 4.0 中使用 async await 了。
Reflection 类别的 API。.Net 4.5 对反射 API 进行了重构，分离出了 TypeInfo 用于运行时反射。在 .Net 4.0 中，我们可以自行编写一个 TypeInfo 类，但是 .Net 4.5 中 TypeInfo 继承自 Type。据我观察实现中 GetType 返回的对象实际上就是一个 TypeInfo 对象，这一点我们无法通过自己编写的 TypeInfo 做到，不过好在除了 mscorlib，其他库并没有用到这层继承关系，因此为了不产生问题我实现的 TypeInfo 没有继承自 Type。
WeakReference<T>。.Net 4.5 中的 WeakReference<T> 并没有继承自 WeakReference，它的终结器方法是一个 InternalCall，也就是在 clr 中实现的。而我们无法修改 clr 的实现，因此我实现的 WeakReference<T> 继承自 WeakReference，重用了它的终结器。
其它一些类型中 API 的缺失。主要包括 GC、Cryptography。对于没有的类型，我们可以添加实现，但对于已存在的类型是没有办法进行修改的。虽然 clr 中有 TypeForwardTo，配合 assembly redirecting 技术可以替换类型的实现，但 .Net 4.0 编译的程序集默认引用了 mscorlib，而 mscorlib 并不能被 redirect，所以对于 mscorlib 中已存在类型的 API 缺失——这一点暂时没有办法解决。

已经移植的项目

corefx

System.Runtime：添加了 ExceptionDispatchInfo、IReadOnlyCollection<T>等一些只读集合的接口、生成异步方法所需要的 AsyncStateMachineAttribute、以及使用 MVVM 中很常用的 CallerMemberNameAttribute 等
System.AppContext：添加了 AppContext 类
System.Runtime.CompilerServices.Unsafe：添加了 Unsafe 类（ref 和指针转换、直接读写内存等）
System.Threading：添加了 Volatile 类
System.Threading.Tasks：添加支持 async await 相关的类
System.Security.Cryptography.Algorithms：添加了 IncrementalHash 的实现

Asp.Net Core

Microsoft.Extensions.DependencyInjection
Microsoft.Extensions.Options
Microsoft.Extensions.Configuration

这些写过 Asp,Net Core 的应该很熟悉，他们也可以用在普通的 .Net 桌面程序中

一些开源项目

Autofac：一个功能很强大的 IoC 实现
AutoMapper：对象间的映射
MaterialDesignThemes：WPF 的 MaterialDesign

示例

新建一个 .Net 4.0 项目
在 Nuget 程序包源里加上 https://www.myget.org/F/dotnet40/api/v3/index.json，并将优先级调到最上面
install-package System.Threading.Tasks -Version 4.3.0-net40（注意一定要加上 Version）
在 app.config 加上 assembly redirecting

      <dependentAssembly>
        <assemblyIdentity name="System.Runtime" publicKeyToken="b03f5f7f11d50a3a" culture="neutral" />
        <bindingRedirect oldVersion="0.0.0.0-4.1.1.0" newVersion="4.1.1.0" />
      </dependentAssembly>
      <dependentAssembly>
        <assemblyIdentity name="System.Threading" publicKeyToken="b03f5f7f11d50a3a" culture="neutral" />
        <bindingRedirect oldVersion="0.0.0.0-4.0.12.0" newVersion="4.0.12.0" />
      </dependentAssembly>
      <dependentAssembly>
        <assemblyIdentity name="System.Threading.Tasks" publicKeyToken="b03f5f7f11d50a3a" culture="neutral" />
        <bindingRedirect oldVersion="0.0.0.0-4.0.12.0" newVersion="4.0.12.0" />
      </dependentAssembly>

然后你就可以愉快的 async await 了

下面的示例是使用了

Caliburn.Micro

Microsoft.Extensions.DependencyInjection

Microsoft.Extensions.Configuration

Autofac

Autofac.Extensions.DependencyInjection

AutoMapper

AutoMapper.Extensions.Microsoft.DependencyInjection

    public class AppBootstrapper : BootstrapperBase
    {
        public IConfiguration Configuration { get; }
        public IServiceProvider ServiceProvider { get; private set; }
        private IContainer _container;
 
        public AppBootstrapper()
        {
            Configuration = LoadConfiguration();
            Initialize();
        }
 
        private IConfiguration LoadConfiguration()
        {
            var builder = new ConfigurationBuilder()
                .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory())
                .AddJsonFile("config.json", false, false);
            return builder.Build();
        }
 
        protected override void Configure()
        {
            var serviceCollection = new ServiceCollection();
            ServiceProvider = ConfigureServices(serviceCollection);
        }
 
        public IServiceProvider ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddOptions();
            services.AddAutoMapper(AssemblySource.Instance.ToArray());
            services.AddSingleton<IWindowManager>(new WindowManager());
            services.AddSingleton<IEventAggregator>(new EventAggregator());
 
            services.AddSingleton(p => _container);
 
            var builder = new ContainerBuilder();
            builder.Populate(services);
            builder.RegisterAssemblyModules(AssemblySource.Instance.ToArray());
 
            _container = builder.Build();
            return new AutofacServiceProvider(_container);
        }
}

看起来和在 Asp.Net Core 中没什么差别。

总结

虽然工作环境限制我们只能使用 .Net 4.0，但俗话说没有条件，创造条件也要上。将它们移植到 .Net 4.0 也是跟上 .Net Core 和开源的步伐的一种努力吧。

关于这些包和相关的版本号可以在 https://www.myget.org/feed/Packages/dotnet40 查看

关于移植到 .Net 4.0 的计划我创建了一个 github 组织，里面包含移植的所有项目 https://github.com/dotnet40/

最后，感谢大家花时间阅读！