ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ С# 2005 И ПЛАТФОРМА .NET 2.0. 3-е издание
Шрифт:
Хотя COM можно считать очень успешной объектной моделью, внутренне она чрезвычайно сложна (по крайней мере, пока вы не потратите несколько месяцев на изучение ее внутренних механизмов – особенно если вы программируете на C++). С целью упрощения процесса разработки бинарных COM-объектов было создано множество каркасов разработки приложений с поддержкой COM. Среди них, например, библиотека ATL (Active Template Library – библиотека активных шаблонов), которая обеспечивает еще одно множество C++-классов, шаблонов
Многие другие языки также в значительной степени скрывают инфраструктуру COM от глаз программиста. Однако поддержки самого языка оказывается недостаточно для того, чтобы скрыть всю сложность COM. Даже при использовании относительно простого совместимого с COM языка (например, VB6), вы все равно вынуждены бороться с "хрупкими" параметрами регистрации и многочисленными проблемами, связанными с инсталляцией приложений (в совокупности называемыми "кошмаром DLL").
Подход Windows DNA
Ко всем указанным выше сложностям еще добавляется такая мелочь, как Интернет. За последние несколько лет Microsoft добавила в свое семейство операционных систем и других продуктов множество связанных с Интернет возможностей. К сожалению, создание Web-приложений в рамках совместимой с COM архитектуры Windows DNA (Distributed interNet Applications Architecture – архитектура распределенных сетевых приложений) также оказывается очень непростым делом.
Некоторая доля этой сложности вытекает из того простого факта, что Windows DNA требует использования множества технологий и языков (ASP, HTML, XML, JavaScript, VBScript, а также COM(+) и API доступа к данным, например ADO).
Одной из проблем является то, что с синтаксической точки зрения многие из этих технологий совершенно не связаны одна с другой. Например, в JavaScript используется синтаксис, во многом подобный C, a VBScript является подмножеством VB6. COM-серверы, созданные для работы в среде выполнения COM+, по виду сильно отличаются от ASP-страниц, которые их вызывают. Результат – чрезвычайно запутанная смесь технологий.
К тому же, и это, возможно, самое важное, каждый язык и каждая технология имеют свои собственные системы типов (которые могут быть совершенно не похожими одна на другую). Например, нельзя сказать, что "int" в JavaScript и "Integer" в VB6 означают в точности одно и то же.
Решение .NET
Слишком много для короткого урока истории. Основным выводом является то, что жизнь программиста Windows была трудна. Каркас .NET Framework является достаточно радикальной "силовой" попыткой сделать нашу жизнь легче. Решение, предложенное .NET, предполагает "изменить все" (извините, вы не можете обвинять посыльного за такое известие). Вы поймете из дальнейшего материала книги, что .NET Framework – это совершенно новая модель для создания систем как в семействе операционных систем Windows, так и множестве операционных систем, отличных от систем Microsoft, таких как Mac OS X и различные варианты Unix/ Linux. Чтобы это продемонстрировать, вот вам краткий список некоторых базовых возможностей, обеспечиваемых .NET.
• Полноценная возможность взаимодействия с существующим программным кодом. Это (конечно) хорошо. Существующие бинарные COM-объекты могут комбинироваться (т.е. взаимодействовать) с более новыми бинарными .NET-объектами и наоборот. Кроме того, сервисы PInvoke (Platform Invocation Services – сервисы вызова платформ) позволяют вызывать библиотеки на базе C (включая API операционной системы) из программного кода .NET.
• Полная и тотальная интеграция языков. В отличие от COM, платформа .NET поддерживает межъязыковое наследование, межъязыковую обработку исключений и межъязыковую отладку.
• Общий механизм выполнения программ для всех языков с поддержкой .NET. Одной из особенностей этого механизма является четкий набор типов, "понятных" каждому языку.
• Библиотека базовых классов. Эта библиотека позволяет избежать сложностей
прямого обращения к API и предлагает согласованную объектную модель, используемую всеми языками с поддержкой .NET.• Отсутствие детализации COM. В собственном бинарном .NET-объекте небудет места для IClassFactory, IUnknown, IDispatch, IDL-кода и "злобных" типов данных наподобие VARIANT (BSTR, SAFEARRAY и т.д.).
• Упрощенная модель инсталляции. Согласно спецификациям .NET, нет необходимости регистрировать соответствующую бинарную единицу в реестре системы. К тому же .NET вполне допускает существование множества версий одного *.dll на одной машине.
На основе информации этого списка вы, вероятно, уже сами пришли к заключению, что платформа .NET не имеет ничего общего с COM (за исключением того, что оба эти каркаса разработки приложений исходят из Microsoft). Фактически единственным способом взаимодействия типов .NET и COM оказывается использование возможностей слоя взаимодействия.
Замечание. Описание возможностей слоя взаимодействия .NET (включая Plnvoke) выходит за рамки этой книги. Если вам потребуется подробное освещение этого вопроса, обратитесь к моей книге COM and .NET Interoperability (Apress, 2002).
Главные компоненты платформы .NET (CLR, CTS и CLS)
Теперь, когда вы знаете о некоторых преимуществах, обеспечиваемых .NET, давайте рассмотрим три ключевых (и взаимосвязанных) компонента, которые и обеспечивают эти преимущества: CLR, CTS и CLS. С точки зрения программиста .NET может интерпретироваться как новая среда выполнения программ и всеобъемлющая библиотека базовых классов. Слой среды выполнения здесь называется CLR (Common Language Runtime – общеязыковая среда выполнения). Главной задачей CLR являются размещение, загрузка и управление .NET-типами по вашему указанию. Кроме того, CLR отвечает за ряд низкоуровневых вопросов, таких, как, например, управление памятью и проверка безопасности.
Другим строительным блоком платформы.NET является CTS (Common Type System – общая система типов). Спецификации CTS полностью описывают все возможные типы данных и программные конструкции, поддерживаемые средой выполнения, указывают, как эти элементы могут взаимодействовать друг с другом и как они представляются в формате метаданных .NET (более подробная информация о метаданных будет представлена немного позже).
Вы должны понимать, что конкретный язык, совместимый с .NET, может и не поддерживать абсолютно все возможности, определенные CTS. В связи с этим используются связанные спецификации CLS (Common Language Specification – общеязыковые спецификации), которые определяют подмножество общих типов и программных конструкций, понятных всем языкам программирования, совместимым с .NET. Поэтому, если создаваемые вами .NET-типы опираются только на возможности, соответствующие CLS, вы можете пребывать в уверенности, что использовать их сможет любой совместимый с .NET язык. А если вы используете типы данных или программные конструкции, выходящие за пределы CLS, вы не можете гарантировать, что с вашей библиотекой программного .NET-кода сможет взаимодействовать любой язык программирования .NET.
Роль библиотек базовых классов
В дополнение к спецификациям CLR и CTS/CLS, платформа .NET предлагает библиотеку базовых классов, доступную всем языкам программирования .NET. Эта библиотека базовых классов не только инкапсулирует различные примитивы, такие как потоки, файловый ввод-вывод, визуализация графики и взаимодействие с различными внешними устройствами, но и обеспечивает поддержку целого ряда сервисов, необходимых для большинства современных приложений.
Например, библиотеки базовых классов определяют типы, упрощающие доступ к базам данных, работу с XML, поддержку программной безопасности и создание Web-приложений (а также обычных настольных и консольных приложений) клиента. Схема высокоуровневых взаимосвязей между CLR, CTS, CLS и библиотекой базовых классов показана на рис. 1.1.