动态编程神器! 探秘.Net中的AI时代秘密武器——Natasha框架全解析_net semantic kernel + natasha:我花一小时,用ai写了100个api接口

目录

Natasha：动态地构建你的.Net世界

Natasha的使用场景

Natasha的简单应用场景

Natasha的轻便编译模式

元数据管理与微调

脚本教程

高级编译技巧

动态调试

生成程序集

使用 Codecov 的扩展

Natasha 的类型扩展

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 在开发领域，我们经常会遇到需要动态加载和执行代码的场景。对于Python、JavaScript、Lua等脚本语言，动态性是它们的天性，而对于需要预先编译的语言，如C#，动态执行似乎并不那么直观。但随着AI的普及，例如我们想在C#程序中动态执行AI生成的代码段，这就要求我们能在运行时编译和执行C#代码。接下来，让我为你介绍一个强大的框架——Natasha。

Natasha：动态地构建你的.Net世界

        Natasha是一个基于Roslyn的C#动态程序集构建库。它允许开发者在程序运行时动态地构建域、程序集、类、结构体、枚举、接口和方法等。这意味着开发者可以在不停止应用程序的情况下，为其增加新的程序集。

        Natasha框架具备域管理和插件管理功能，支持域的隔离和卸载，实现了热插拔。它提供了完善的错误提示，自动添加引用，并且拥有完整的数据结构构建模板，从而让开发者专注于程序集脚本的编写。更何况它还有着跨平台的优势，并且对netcoreapp2.0+ / netcoreapp3.0+都兼容。

Natasha的使用场景

        你可能会好奇，这样一个动态编译库是如何彰显其价值的？其实，动态编译技术是支撑如今.NET生态不可或缺的重要部分。无论是在官方还是非官方的库中，动态编译的技术都扮演着“服务”的角色。其核心是MSIL，官方为我们提供了Emit技术来编写IL代码。但Emit的编写和维护并不友好，给开发者带来了诸多挑战。

        Roslyn的出现仿佛开启了新世界的大门，它使得Emit变得透明，并允许我们直接用C#进行动态编译。Natasha就是在这样的基础上发展起来的，经过精心设计与不断迭代，它正成为动态编译领域的佼佼者。

Natasha的简单应用场景

        借助Natasha，你可以实现众多有趣而实用的功能，如创建AOP代理类或动态构建Controller来实现动态API，甚至在程序启动时与CodeFirst兼容的ORM一起使用，动态创建表结构，甚至通过动态执行AI创建的代码段，这是个非常有趣的事情！

        不可否认，这些功能的实现需要一定的编程基础。例如，下面的代码展示了如何使用Natasha快速开始一个域，并利用其插件管理功能。

 
// 开始创建域
var domain = new NatashaDomain();
// 创建非主域
var domain = new NatashaDomain(key);
 
// 加载插件
var assembly = domain.LoadPlugin(pluginPath);
 
// 使用程序集比较器
domain.SetAssemblyLoadBehavior(AssemblyCompareInfomation.UseHighVersion);
 
// 封装API
domain.LoadPluginWithHighDependency(PluginPath);

        在智能编译模式下，你可以使用如下代码快速地进行编译，Natasha将智能地合并元数据和Using声明，并进行语义检查。​​​​​​​

 
AssemblyCSharpBuilder builder = new AssemblyCSharpBuilder();
var myAssembly = builder.UseRandomDomain()
                        .UseSmartMode()
                        .Add("public class A{ }")
                        .GetAssembly();

Natasha的轻便编译模式

        对于更加轻便的编译需求，Natasha提供了简洁编译模式。该模式会合并当前域的元数据和Using声明，并关闭语义检查，提供一种更加灵活快速的编译方式。​​​​​​​

 
AssemblyCSharpBuilder builder = new AssemblyCSharpBuilder();
var myAssembly = builder.UseRandomDomain()
                        .UseSimpleMode()
                        .Add("public class A{ }")
                        .GetAssembly();

元数据管理与微调

        Natasha也提供了完整覆盖和部分覆盖引用和using代码的能力。例如，合并共享域的引用和using代码可以使用以下方法：​​​​​​​

builder.WithCombineReferences(item => item.UseAllReferences());
builder.WithCombineUsingCode(UsingLoadBehavior.WithAll);

        如果希望合并当前域的引用和using代码或者使用自定义的引用，可以使用如下方法：​​​​​​​

builder.WithCurrentReferences();
builder.WithCombineUsingCode(UsingLoadBehavior.WithCurrent);
// 使用自定义的元数据引用
builder.WithSpecifiedReferences(someMetadataReferences);

脚本教程

        对于编写和加载脚本，Natasha采用灵活的配置API来覆盖using代码，并添加编译选项。这允许开发者指定脚本中要使用的C#语言版本，以及如何处理using指令。​​​​​​​

// 配置语言版本
builder.ConfigSyntaxOptions(opt => opt.WithLanguageVersion(LanguageVersion.CSharp6));
// 添加脚本并覆盖Using Code
builder.WithCombineUsingCode(UsingLoadBehavior.WithAll).Add(myCode);
// 自定义覆盖Using Code
builder.Add("script", UsingLoadBehavior.WithCurrent);

高级编译技巧

        Natasha提供了一系列的With、Set和Config系列API来精细控制编译过程。你可以配置编译选项、诊断信息级别，甚至启用或关闭某些特殊的编译行为。例如，启用语义检查或添加语义处理插件：​​​​​​​

 
// 启用语义检查
builder.WithSemanticCheck();
//增加语义处理插件
builder.AddSemanticAnalysistor();

动态调试

        使用Natasha进行动态源代码调试是轻而易举的。开启调试模式可以帮助你更深入地了解代码执行情况，Natasha提供了多种选项来写入调试信息：​​​​​​​

builder.WithDebugCompile(item => item.WriteToFile()); // 调试信息写入文件
builder.WithDebugCompile(item => item.WriteToAssembly()); // 调试信息整合到程序集
builder.WithReleaseCompile(); // 设置为Release模式

生成程序集

        在程序集被编译前，你可以使用Natasha提供的API来进行各种配置，比如设置程序集名称或输出选项：

builder.SetAssemblyName("MyAssembly");
builder.WithSemanticCheck(); // 启用语义检查
builder.WithFileOutput("path/to/dll", "path/to/pdb", "path/to/xml"); // 文件输出配置

使用 Codecov 的扩展

        Natasha还提供了一个Codecov扩展，可帮助你获取代码覆盖率数据。首先你需要引入DotNetCore.Natasha.CSharp.Extension.Codecov扩展包，然后像下面这样使用：

​​​​​​​

builder.WithCodecov();
Assembly asm = builder.GetAssembly();
List<(string MethodName, bool[] Usage)>? coverageData = asm.GetCodecovCollection();
Show(coverageData);

        上面的Show方法将遍历并显示每个方法的执行情况。这是一种很好的方式来监测你的代码如何执行，确保质量和可靠性。

Natasha 的类型扩展

        最后，Natasha提供了类型扩展来帮助你更轻松地处理类型信息。例如，获取运行时或开发时的类型名称，或者检查类型是否实现了某个接口：​​​​​​​

typeof(Dictionary<string,List<int>>[]).GetRuntimeName(); // 获取运行时类型名称
typeof(Dictionary<string,List<int>>).IsImplementFrom<IDictionary>(); // 检查是否实现指定接口

         当然这个项目也是开源的，不论是学习思路还是代码设计方案 ，查看下面的项目地址都是不错的选择

https://github.com/dotnetcore/Natasha

        后面我会使用Natasha尝试通过AI来生成c#代码并动态执行，可以关注我，并持续关注我的下一步行动！

引入地址​​​​​​​