Dr. Holger Schwichtenberg, Manfred Steyer. Microsoft.NET 4.0 Update

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2 Dr. Holger Schwichtenberg, Manfred Steyer Microsoft.NET 4.0 Update

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4 Dr. Holger Schwichtenberg, Manfred Steyer Microsoft.NET 4.0 Update 3

5 Dr. Holger Schwichtenberg, Manfred Steyer: Microsoft.NET 4.0 Update Copyright 2010 by O Reilly Verlag GmbH & Co. KG Das in diesem Buch enthaltene Programmmaterial ist mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autor, Übersetzer und der Verlag übernehmen folglich keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieses Programmmaterials oder Teilen davon entsteht. Die in diesem Buch erwähnten Software- und Hardwarebezeichnungen sind in den meisten Fällen auch eingetragene Marken und unterliegen als solche den gesetzlichen Bestimmungen. Der Verlag richtet sich im Wesentlichen nach den Schreibweisen der Hersteller. Das Werk, einschließlich aller Teile, ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen ISBN , PDF-eBook-ISBN O Reilly Verlag GmbH & Co. KG Balthasarstraße 81, Köln Alle Rechte vorbehalten Korrektorat: Kristin Grauthoff, Lippstadt Fachlektorat: Jan Tittel, Essen Satz: Silja Brands, Uta Berghoff, ActiveDevelop, Lippstadt ( Layout: Gerhard Alfes, mediaservice, Siegen ( Umschlaggestaltung: Hommer Design GmbH, Haar ( Gesamtherstellung: Kösel, Krugzell (

6 Inhaltsverzeichnis Vorwort Über den Autor Dr. Holger Schwichtenberg Über den Autor Manfred Steyer Leserservice Ihre Entwicklungsumgebung für.net Sprachen und Basisbibliotheken Neuerungen in der Common Language Runtime (CLR) Dynamic Language Runtime (DLR) Zugriff auf COM-Bibliotheken ohne Primary Interop Assemblys (NoPIA) Sicherheit Corrupted State Exceptions Co- und Contravarianz Threadpool Neuerungen in C# Optionale Parameter Benannte Parameter Dynamische Typisierung Interoperabilität mit COM Co- und Contravarianz Neuerungen in Visual Basic Mehrzeilige Lambda-Ausdrücke Lambda-Ausdrücke ohne Rückgabewert Implizite Zeilenfortsetzungen Automatisch implementierte Eigenschaften Initialisieren von Auflistungen Typherleitung bei Arrays Optionale Parameter und Nullable Co- und Contravarianz Neuerungen in den Basisbibliotheken BigInteger Complex SortedSet Tupel DynamicObject Übertragen von Daten zwischen Streams... 40

7 6 Inhaltsverzeichnis Observer TryParse für Enum, Guid und Version String HasFlag Prüfung auf 64-Bit SpecialFolder Vereinfachter Dateizugriff Memory-Mapped Files Verzögertes Instanziieren mit Lazy Caching für alle Standortermittlung Weitere kleinere Änderungen Code Contracts Design by Contract Spec# Von Spec# zu Code Contracts Mit Code Contracts entwickeln Zusicherungen kombinieren Erweiterte Möglichkeiten Verträge und Subklassen Verträge für Schnittstellen und abstrakte Klassen Einschränken der Vertragsprüfung Nachträgliches Hinzufügen von Zusicherungen Fazit zu Code Contracts Managed Extensibility Framework (MEF) Überblick Imports Import in Felder und Konstruktorargumente Verzögerter Import Exports Metadaten Kataloge Fazit zu MEF Fazit Parallelprogrammierung Überblick Task Parallel Library (TPL) Parallele Schleifen Tasks Exkurs: TPL und Rekursion Datenstrukturen für Parallele Programmierung Parallel LINQ (PLINQ) Zusammenfassung und Fazit

8 Inhaltsverzeichnis 7 3 Visual Studio Varianten Visual Studio Test Professional 2010 und Microsoft Test Manager Vergleichstabelle Preise für Visual Studio Ausblicke auf kommende Versionen Qualitätsstufen Veröffentlichte Erweiterungen Keine 64-Bit-Variante WPF-Oberfläche Geschwindigkeit Oberflächlich wenig Neues Neue Programmiersprache Neues Projektdialogfeld Multi-Targeting Umstellung der Projekte auf Visual Studio Neuerungen im Code-Editor Änderung der Schriftgrößen durch Mausrad IntelliSense Hervorheben der aktuellen Zeile durch grauen Balken Zeilenauswahl mit Dreifachklick Verschieben einer Auswahl mit Cursortasten Suchfunktion Definition anzeigen Verbesserungen der Registerkartenverwaltung Coderegionen Vertikale Hilfslinien (Editor Guidelines) Rechteckauswahl Testgetrieben entwickeln Verweise (Referenzen) Aufrufhierarchie und Sequenzdiagramme Refactoring Code Snippets HTML in der Zwischenablage (HTML Copy) Neuerungen im Debugger Debugger Data Tipps Haltepunkte IntelliTrace Neuerungen bei den Oberflächen-Designern Neuerungen beim EF-Designer Neuerungen beim Workflow-Designer Neuerungen beim XSD-Designer

9 8 Inhaltsverzeichnis Testen Testprojekte Testelemente Coded UI Tests Testwirkungsanalyse (Test Impact Analysis) Test Suite Manager Architektur- und Codeanalyse Modellierung Erweiterbarkeit Team Foundation Server (TFS) Vereinfachte Installation TFS 2010 für andere Plattformen Günstigerer Preis für TFS Neue Funktionen in TFS Neuheiten in Visual Web Developer Neue Projektvorlagen Code Snippets für ASPX, HTML und JavaScript Verbesserungen in JavaScript-IntelliSense Verbreiten von Webanwendungen mit dem IIS Web Deployment Tool Überblick über das IIS Web Deployment Tool Erstellen von Deployment-Paketen Verbreiten von Deployment-Paketen Konfigurationstransformationen Neuerungen in ADO.NET Entity Framework Verbesserungen im Designer Elementvorlage Forward Engineering oder Reverse Engineering Auswahl der Datenbankelemente, Pluralisierung und Fremdschlüssel Entity Framework-Designer Löschen einer Entität Aktualisieren des Modells Weitere Verbesserungen und verbliebene Schwächen Direkte SQL-Ausführung Methoden für die direkte SQL-Ausführung Typen für die Materialisierung Parametrisierung der SQL-Abfrage Änderungsverfolgung Beispiel Hinweis auf Fallstricke Geschwindigkeitsverbesserungen Verbesserungen beim generierten SQL

10 Inhaltsverzeichnis 9 Transparentes (implizites) Lazy Loading Formen des Lazy Loading Nutzung des Transparenten Lazy Loading Diskussion Drei Warnungen vor bösen Überraschungen Steuerung der Codegenerierung durch austauschbare T4-Vorlagen T4-Vorlagen Auswahl der T4-Vorlage Warnung: Visual Studio 2010 überschreibt ohne Warnung Codedateien Reaktivierung der Standardgenerierung Tipp: Anpassen der Standardgenerierung Trennung von Kontext und Entitätsklassen Persistence Ignorance mit Plain Old CLR Objects (POCO) POCO-Vorlage Anforderungen an die Entitätsklassen Beziehungsaktualisierung Änderungen gegenüber den Nicht-POCO-Entitätsklassen Unterstützung für Forward Engineering (Model First/Domain First) Anlegen eines Modells für Forward Engineering Erzeugen der Datenbank Modell- und Schemaversionierung Anpassung der Datenbankgenerierung Entity Designer Database Generation Power Pack Datenbankgenerierung zur Laufzeit Namensgebung für Objektmengen Entitätsbeziehungen: Fremdschlüsselattribute zusätzlich zu den Navigationsattributen Beziehungen über Fremdschlüssel herstellen Relationship Fix Up Mit Fremdschlüssel abfragen Verbesserungen bei LINQ to Entities Unterstützung für komplexe Typen im Designer Änderungsverfolgung in verteilten Systemen (Self-Tracking Entities) Anwendung der T4-Vorlage Mechanismen der Self-Tracking Entities Beispielanwendung WPF-DataGrid mit Self-Tracking Entities Implementierung der Geschäftslogik Implementierung des Webservice Variablen Laden der Objekte Sonderbehandlung für angefügte und gelöschte Objekte Speichern Verbesserte Unterstützung für Stored Procedures Beispiele Entity Framework-Assistent

11 10 Inhaltsverzeichnis Verwendung der Stored Procedures Add Function Import Verwendung der Stored Procedures ObjectMaterialized()-Ereignis Modellfunktionen Änderungen bei den Objektmengen Code Only als Option über T4-Vorlagen Änderungen bei MergeOption Weiterhin nicht unterstützte Funktionen in EF Neuerungen in WCF Projektvorlagen Vereinfachte Konfiguration Beispiel für XML-basierte Konfiguration Beispiel für codebasierte Konfiguration Standardprotokollbindung WCF ohne.svc-datei Routing Architektur des WCF-Routing Ziele des Einsatzes eines Routers Aufbau eines Routers mit WCF Aufbau der Konfiguration eines Routers Beispiel: Intermediär zwischen genau einem Server und einem Client Filterarten Ein komplexeres Routing-Beispiel Eigenen Filter erstellen (ohne eigene Filtertabelle) Eigenen Filter erstellen (mit eigener Filtertabelle) Auffinden von Diensten (Discovery) Ein erforschbarer Dienst Ein Client zur Erforschung Verbesserungen für REST-Dienste Antwortformat dynamisch festlegen Hilfeseiten (Help Pages) ASP.NET Cache Profiles REST-Services über ASP.NET-Routen WebFaultException<T> Conditional GET and ETag-Unterstützung WCF Data Services Architekturansatz Überblick über die Neuerungen in.net Anlegen eines Data Service Aufruf eines Data Service im Webbrowser Zeilen zählen (Row Count) Projektionen

12 Inhaltsverzeichnis 11 Serverseitiges Paging DataServiceCollection Sonstige Neuerungen Änderungen der WCF-Kommunikationsbeschränkungen Multi-Site-Binding DataContractResolver für Typermittlung zur Laufzeit ReceiveContext-Klasse für Genau-Einmal-Zustellungen mit MSMQ ohne Transaktionen Windows Workflow Foundation Überblick Sequenzielle Workflows Sequenzielle Workflows erstellen Sequenzielle Workflows ausführen Kontrollfluss Flussdiagramme Transaktionen und Kompensation Transaktionen Kompensation WCF Workflow Services Workflow Services erstellen Workflow Services testen Workflow Services konfigurieren Korrelation Benutzerdefinierte Aktivitäten CodeActivity AsyncCodeActivity NativeActivity Anpassen der Darstellung benutzerdefinierter Aktivitäten Bookmarks Persistenz SQLWorkflowInstanceStore Persistenz beim Einsatz von WorkflowApplication Persistenz beim Einsatz von WCF Workflow Services Eigenschaften höherstufen Höherstufen von Eigenschaften bei Verwendung von WCF Workflow Services Konfiguration Ablaufverfolgung (Tracking) Benutzerdefinierte Tracking Records erzeugen Tracking Records abonnieren Tracking Records einsehen Workflowdesigner in eigenen Anwendungen hosten

13 12 Inhaltsverzeichnis WCF-Dienste und -Services in AppFabric hosten Monitoring Persistenz Fazit Windows Presentation Foundation Neue Steuerelemente Calendar und DatePicker DataGrid Menüband (Ribbon) Windows 7-Integration Vorschaufenster Schaltflächen im Vorschaufenster (Thumbnail Buttons) Symbol in der Taskleiste verändern Sprunglisten (Jump Lists) Multitouch Text, Grafik und Animationen Neuerungen im Textstack Visual State Manager Animation Easing Functions WPF Designer in Visual Studio Weitere Neuerungen NET 4.0. Client Profile Datenbindung in WPF Aufruf von JavaScript-Funktionen aus Xbap Änderungen Fazit Neuerungen in ASP.NET Umfang der Neuerungen in ASP.NET Installation von ASP.NET Verbesserungen in den Kernfunktionen von ASP.NET Starke Verkleinerung der web.config-dateien Autostart Web Applications/Preload Permanente Seitenumleitungen Komprimierung des Sitzungszustands Neue Provider Festlegung der erlaubten URLs Einzelne Leistungsindikatoren für Webanwendungen in einem IIS-Anwendungspool. 360 Vereinfachtes Routing (URL Rewriting) Ausdrücke für HTML-Zeichencodierung (HTML Encoded Code Expressions)

14 Inhaltsverzeichnis 13 Neue Webforms-Serversteuerelemente in ASP.NET QueryExtender-Steuerelement ASP.NET Chart-Steuerelement Verbesserungen der bestehenden ASP.NET-Webforms-Serversteuerelemente Festlegen der Metatags Steuerung der Client-IDs Steuerung des Seitenzustands (ViewState) Persistente Selektion in Listensteuerelementen Vereinfachungen beim ListView-Steuerelement Mehr Flexibilität bei Wizard und CreateUserWizard Verbesserungen beim Rendering Abschalten des neuen Rendering Verbesserungen des Menu-Steuerelements Verbesserungen bei CheckBoxList und RadioButtonList Kein Erzeugen einer äußeren Tabelle Validierungssteuerelemente verwenden keine Inline Styles mehr CSS-Klasse für deaktivierte Steuerelemente DIV um Hidden Field mit CSS-Klasse aspnethidden ASP.NET AJAX Oktober November Januar November August September Mai Oktober November März ASP.NET Dynamic Data Überblick Erstellen einer Dynamic Data Webapplikation Darstellung und Verhalten via Attributen anpassen Feldvorlagenordner (Field Templates) Entitätsvorlagen (Entity Templates) Seitenvorlagen (Page Templates) Filtervorlagen (Filter Templates) Verweise auf dynamische Formulare Zusammenfassung und Fazit

15 14 Inhaltsverzeichnis 10 ASP.NET MVC Architektur Model-View-Controller (MVC) Überblick zu MVVM (Model-View-ViewModel) Erste Schritte mit ASP.NET MVC ASP.NET MVC-Projekt anlegen Controller anlegen View anlegen Controller Models weiterreichen Models entgegennehmen Action-Methoden überladen View auswählen URL-Mapping beeinflussen Zugang zu Action-Methoden beschränken Asynchrone Controller Caching von Aufrufen Views Typisierte Views Unterstützung beim Anlegen von Views durch Visual Studio Partielle Views Html-Helper Validieren von Benutzereingaben Manuelles Validieren Deklaratives Validieren Areas Filter Exkurs: MVC und Dependency Injection Fallbeispiel ohne Dependency Injection Fallbeispiel mit Dependency Injection Zusammenfassung und Fazit Anhang A Quellen und weitere Informationen Stichwortverzeichnis

16 Vorwort Liebe Leserin, lieber Leser, seit der ersten Version von.net Framework ist zu jeder neuen.net-version das Buch».NET Crashkurs«erschienen, das einen Gesamtüberblick über den jeweiligen Stand von.net Framework gibt. Vor Ihnen liegt anlässlich von.net 4.0 erstmals ein ergänzendes Werk, das nur die Änderungen in der aktuellen Version darstellt. Zielgruppe Das Buch richtet sich an Softwareentwickler, die bereits mit der vorherigen Version.NET Framework 3.5 Service Pack 1 und Visual Studio 2008 Service Pack 1 gearbeitet haben. Das Buch setzt Kenntnisse in der Vorgängerversion.NET 3.5 SP 1 voraus, wobei die meisten Informationen und Beispiele auch nachvollzogen werden können, wenn man sich mit den doch umfangreichen Neuerungen von SP 1 noch nicht beschäftigt hat. Das Buch stellt Neuerungen in.net 4.0 und Visual Studio 2010 Professional gegenüber der vorgenannten Version dar. Verweise auf ältere Funktionen erfolgen nur zur Veranschaulichung der Neuerungen. Besprochene Version Das Buch behandelt die am erschienene Release to Manufacturing (RTM)-Version von Microsoft.NET Framework 4.0 sowie der Entwicklungsumgebung Visual Studio Bei der Entwicklungsumgebung, die es in den Varianten Express, Professional, Premium und Ultimate gibt, liegt der Schwerpunkt des Buchs auf der im professionellen Umfeld am weitesten verbreiteten Professional-Version. Aber auch einzelne Aspekte aus der Premium- und Ultimate-Version werden besprochen. Die meisten der in diesem Buch dargestellten Funktionen sind auch mit den Express-Editionen verfügbar. Zielsetzung des Buchs Zielsetzung dieses Buchs ist es, Ihnen einen schnellen Überblick über die wesentlichen Neuerungen zu geben. Wir werden an ausgewählten Stellen vertiefen. Zusatzprodukte Es gibt seit Erscheinen von.net 4.0 und Visual Studio 2010 unzählige Zusatzbibliotheken und Zusatzwerkzeuge von Microsoft und anderen Anbietern. In einem solchen Buch ist es unmöglich, diese alle zu beschreiben oder auch nur aufzuzählen. In diesem Buch berücksichtigen wir einige wenige Zusätze von Microsoft: Entity Designer Database Generation Power Pack Visual Studio 2010 Productivity Power Tools Visualization and Modeling Feature Pack Diese werden jedoch nur ansatzweise und keineswegs vollständig beschrieben.

17 16 Vorwort Themeneinschränkungen Das Buch fokussiert auf den Kern von.net 4.0 und Visual Studio 2010 Professional. Einige Funktionen aus Visual Studio 2010 Premium und Visual Studio 2010 Ultimate werden ebenfalls beschrieben. Das Buch thematisiert nicht: Visual C++ F# Team Foundation Server (TFS) Microsoft Silverlight WCF RIA Services Microsoft Webmatrix ASP.NET Razor und IIS Developer Express Visual Studio Tools for Office Entwicklung für mobile Geräte wie Windows Phone Vollständigkeit Das Buch kann leider keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich der Neuerungen erheben. Dies begründet sich damit, dass den Autoren keine vollständige Liste aller Neuerungen vorlag. Die zahlreichen What s New-Listen in der Visual Studio 2010-Dokumentation sind nicht vollständig. Microsoft konnte uns auch auf Nachfrage keine vollständige Liste übergeben. Auf dieser Basis ist keine Garantie für die Vollständigkeit möglich. Quellen Die in diesem Buch dargestellten Neuerungen basieren auf folgenden Quellen: What s New-Listen in der Visual Studio 2010-Dokumentation Einträge in Weblogs der Produktteams Eigenes Ausprobieren ab der Beta 1-Version Produktiver Einsatz in Softwareentwicklungsprojekten ab der RTM-Version. Verwendete Programmiersprache Für dieses Buch gab es nur die Möglichkeit, die beiden primären.net-sprachen (C# und Visual Basic.NET) in einem einzigen Buch zu mischen. Primär befasst sich das Buch jedoch mit C#, weil die meisten.net-entwickler inzwischen diese Sprache einsetzen. Alle Leser, die lieber mit Visual Basic.NET arbeiten, möchten wir darauf hinweisen, dass die Transformation zwischen Visual Basic und C# sehr einfach ist: Es existieren kostenlose Werkzeuge, die dies auf Mausklick erledigen (siehe Einer der Autoren dieses Buchs arbeitet selbst übrigens im Entwickleralltag zu 75% mit C# und zu 25% mit Visual Basic.NET, der andere nur mit C#..NET Framework und das zugehörige SDK sowie die Express-Editionen der Entwicklungsumgebung Visual Studio 2010 sind kostenlos auf der Microsoft Website verfügbar.

18 Vorwort 17 Sprachversion Dieses Buch beschreibt die englische Version von Visual Studio, weil inzwischen viele deutsche Entwickler (einschließlich der Autoren) die englische Version der Software eindeutig bevorzugen, da die Übersetzungen ins Deutsche oft holprig sind und die Fehlermeldungen nur schwerer verständlich machen. Als Kompromiss zwischen dem Kundenkreis mit englischsprachiger und deutschsprachiger Entwicklungsumgebung wird dieses Buch so oft es möglich ist, ohne den Lesefluss zu stören sowohl die deutschen als auch die englischen Namen der Menüpunkte nennen. Die Bildschirmabbildungen sind aus Platzgründen allerdings immer nur in einer Sprache abgedruckt. Weiterhin möchten wir noch darauf hinweisen, dass die Anordnung der Menüs und auch einige Tastaturkürzel von den gewählten Einstellungen in Visual Studio abhängen. Alle Ausführungen in diesem Buch beziehen sich auf die Umgebungseinstellung Allgemeine Entwicklungseinstellungen, die bei der Installation des Produkts ausgewählt werden kann. Danksagungen Unseren Dank für ihre Mitwirkung an diesem Buch möchten wir aussprechen an unsere Familienangehörigen, die uns neben unserem Hauptberuf das Umfeld geschaffen haben, auch an manchen Abenden und Wochenenden an diesem Buch zu arbeiten die Microsoft Press-Lektorin Sandra Michel, die dieses Buch von Verlagsseite betreut hat den Fachlektor Jan Tittel, der alle Texte inhaltlich und alle Beispiele hinsichtlich der Funktionsfähigkeit geprüft hat die Korrektorin Kristin Grauthoff, die das Buch sprachlich verbessert hat und die Setzerin Silja Brands, die sich um die optischen Aspekte des Buchs gesorgt hat Viel Erfolg mit Ihrem durch dieses Buch aktualisierten.net-wissen wünschen Ihnen Dr. Holger Schwichtenberg & Manfred Steyer Essen und Graz, im Juni 2010

19 18 Vorwort Über den Autor Dr. Holger Schwichtenberg Studienabschluss Diplom-Wirtschaftsinformatik an der Universität Essen Promotion an der Universität Essen im Gebiet komponentenbasierter Softwareentwicklung Seit 1996 selbstständig als unabhängiger Berater, Dozent, Softwarearchitekt und Fachjournalist Geschäftsführung und Leitung der Softwareentwicklung der Firma Mehr als 40 Fachbücher bei Microsoft Press, Addison-Wesley und dem Carl Hanser-Verlag Mehr als 450 Beiträge in Fachzeitschriften Ständiger Mitarbeiter der Zeitschriften ix und dotnetpro sowie bei heise.de Regelmäßiger Sprecher auf nationalen und internationalen Fachkonferenzen (z. B. TechEd, Microsoft IT Forum, BASTA, OOP, Advanced Developers Conference, Wirtschaftsinformatik, Net.Object Days, VS One, Windows Forum, DOTNET-Konferenz, XML-in-Action) Zertifikate und Auszeichnungen von Microsoft: Microsoft Most Valuable Professional (MVP) Microsoft Certified Solution Developer (MCSD) Mitglied im weltweiten Codezone Premier Website-Programm Thematische Schwerpunkte: Softwarearchitektur, mehrschichtige Softwareentwicklung, Softwarekomponenten Microsoft.NET Framework, Visual Studio, C#, Visual Basic.NET.NET-Strategie/Auswahl von.net-technologien Einführung von.net Framework und Visual Studio / Migration auf.net Webanwendungsentwicklung mit IIS, ASP.NET, AJAX und Silverlight Enterprise.NET, verteilte Systeme mit.net insbesondere Windows Communication Foundation Relationale Datenbanken, XML, Datenzugriffsstrategien Object Relational Mapping (ORM) insbesondere ADO.NET Entity Framework Windows PowerShell (WPS) und Windows Management Instrumentation (WMI) Ehrenamtliche Community-Tätigkeiten: Vorstandsmitglied bei codezone.de Vortragender für die International.NET Association (INETA) Betrieb der Community-Websites und www. powershell-doktor.de

20 Vorwort 19 Firmen-Website: Weblog: (bei Heise.de) Kontakt: Telefon Über den Autor Manfred Steyer Manfred Steyer ( ist freiberuflicher Trainer, Berater und Autor sowie verantwortlich für den Fachbereich Software Engineering der Studienrichtung IT und Wirtschaftsinformatik an der FH CAMPUS 02 in Graz. Er schreibt für das dot.net magazin und ist Autor bei Microsoft Press sowie Entwickler Press. Manfred hat berufsbegleitend IT und IT-Marketing in Graz sowie Computer Science in Hagen studiert und kann auf mehr als zehn Jahre an Erfahrung in der Planung und Umsetzung von großen Applikationen zurückblicken. Er ist ausgebildeter Trainer für den Bereich der Erwachsenenbildung und spricht regelmäßig auf Fachkonferenzen. In der Vergangenheit war Manfred Steyer mehrere Jahre für ein ein großes österreichisches Systemhauses tätig. In der Rolle als Bereichsleiter hat er gemeinsam mit seinem zehnköpfigen Team Geschäftsanwendungen konzipiert und umgesetzt. Seine -Adresse lautet Leserservice Den Lesern dieses Buchs werden von den Autoren folgende Serviceleistungen im Rahmen einer zugangsbeschränkten Website angeboten: Downloads Sie können alle in diesem Buch vorgestellten Codebeispiele hier herunterladen: Diskussionsrunde Ein webbasiertes Forum bietet die Möglichkeit, Fragen an die Autoren zu stellen. Bitte beachten Sie jedoch, dass dies eine freiwillige Leistung der Autoren ist und kein Anspruch auf eine kostenlose Betreuung besteht. Newsletter Alle registrierten Leser erhalten zwei- bis viermal jährlich einen Newsletter mit aktuellen Terminen und Publikationshinweisen. Leserbewertung Vergeben Sie Noten für dieses Buch und lesen Sie nach, was andere Leser von diesem Buch halten.

21 20 Vorwort Errata Trotz eines jahrelang erprobten Vorgehensmodells und der dreifachen Qualitätskontrolle (Co- Autor, Fachlektor, Verlag) ist es möglich, dass sich einzelne Fehler in dieses Buch eingeschlichen haben. Im Webportal können Sie nachlesen, welche Fehler gefunden wurden. Sie können hier auch selbst Fehler melden, die Ihnen auffallen. Zugang zum Leser-Portal Der URL für den Zugang zum Leser-Portal lautet: Bei der Anmeldung müssen Sie das Kennwort FLASHGORDON angeben. Ihre Entwicklungsumgebung für.net 4.0 Zum Entwickeln mit.net 4.0 empfehlen wir folgende Konfiguration: 1..NET Framework 4.0 Redistributable (inkl..net Framework Client Profile) 2..NET Framework 4.0 Software Development Kit (SDK) 3. Entwicklungsumgebung Visual Studio Microsoft SQL Server 2008 R2 Express oder höher TIPP Wenn Sie Visual Studio 2010 Professional (oder höher) installieren, wird dadurch automatisch.net Framework 4.0 Redistributable ebenfalls installiert. Express-Editionen Microsoft bietet neben Visual Studio auch noch eine Produktfamilie unter dem Titel»Visual Studio Express Editionen«an. Bei den Express-Editionen handelt es sich um größere Bausteine, die aus Visual Studio herausgebrochen wurden und jeweils für einen speziellen Anwendungsfall bereitstehen. Diese Express- Editionen sind kostenlos auf der Microsoft Website ( beziehbar. Sie dürfen ohne Gebühren unbegrenzt verwendet werden. Es existieren derzeit die in nachfolgender Tabelle genannten Express-Editionen. Die Express-Editionen reichen für die wichtigsten Anwendungstypen aus. Es gibt keine Express-Editionen für exotischere.net-anwendungsarten, z. B. Microsoft Office-Anwendungen oder SQL Server-Anwendungen. Programmiersprachen Konsolen- Anwendungen Windows- Anwendung Bibliotheken (DLL) Webanwendungen Webservices Visual Studio 2010 Professional und höher C#, Visual Basic, C++, F# X X X X X (IIS oder EXE gehostet) C++ Express C++ X X X X (EXE gehostet) C# Express C# X X X X (EXE gehostet)

22 Vorwort 21 Programmiersprachen Konsolen- Anwendungen Windows- Anwendung Bibliotheken (DLL) Webanwendungen Webservices Visual Basic Express Visual Basic X X X X (EXE gehostet) Visual Web Developer Express C# und Visual Basic X X (im IIS gehostet) Tabelle V.1 Übersicht über die Express-Editionen von Visual Studio ACHTUNG Bitte beachten Sie, dass in diesem Buch aus Platzgründen nicht explizit die Unterschiede zwischen Express- Variante und den kommerziellen Varianten beschrieben werden können. Installation der Express-Editionen Sie können alle Express-Editionen problemlos gemeinsam auf einem Computersystem installieren. Jedoch integrieren sich die Produkte nicht ineinander, d. h. alle Entwicklungsumgebungen besitzen ein eigenes Anwendungsfenster, auch eine Mischung von verschiedenen Projekttypen in einer Projektmappe ist nicht möglich. Diese Integration hat Microsoft den käuflich zu erwerbenden Visual Studio 2010-Vollprodukten vorbehalten. Im Dateisystem verwenden die fünf Express-Editionen viele Dateien gemeinsam, sodass der Platzbedarf der Produkte zusammen weniger ist als die Summe der Einzelinstallationen. Als Express-Editionen erhalten Sie auch den SQL Server 2008 R2. Die Express-Editionen müssen nicht bei Microsoft aktiviert oder registriert werden. Die optionale, kostenlose Registrierung verbindet Microsoft jedoch mit einigen Angeboten. Wer sich registriert, erhält Zugriff auf lizenzfreie Bilder und Symbole, E-Books und Softwarekomponenten.

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24 Kapitel 1 Sprachen und Basisbibliotheken In diesem Kapitel: Neuerungen in der Common Language Runtime (CLR) 24 Neuerungen in C# Neuerungen in Visual Basic Neuerungen in den Basisbibliotheken 35 Code Contracts 51 Managed Extensibility Framework (MEF) 62 Fazit 75 23

25 24 Kapitel 1: Sprachen und Basisbibliotheken Dieses erste Kapitel beschäftigt sich mit dem grundlegendsten Handwerkzeug jedes Entwicklers: Programmiersprachen. Da C# und VB.NET jene Sprachen aus dem Lieferumfang von Visual Studio und.net darstellen, welche in der Praxis am meisten Verwendung finden, werden die Neuerungen dieser Sprachen besprochen. Glücklicherweise fußen die zahlreichen Sprachen der.net-plattform auf einem gemeinsamen Fundament. Gemeint ist damit die Common Langugage Runtime (CLR), deren Neuerungen hier ebenfalls besprochen werden. Zusätzlich wird auf die Neuerungen der Base Class Library (BCL) sowie auf zwei ausgewählte Bibliotheken Code Contracts und Managed Extensibility Framework (MEF) eingegangen. Neuerungen in der Common Language Runtime (CLR) Dieser Abschnitt beschreibt die Neuerungen im Bereich der Common Language Runtime. Dynamic Language Runtime (DLR) Bei der DLR handelt es sich um einen Aufsatz für die CLR, welcher Dienste für dynamisch typisierte Sprachen, wie Iron Python [Iron], anbietet. Ziel ist es, die Entwicklung solcher Sprachen einfacher zu gestalten sowie aufgrund der gemeinsamen Basis, welche durch die DLR dargestellt wird, für Interoperabilität zwischen dynamisch sowie zwischen dynamisch und statisch typisierten Sprachen zu sorgen. Die breite Masse der.net-entwickler, welche sich nicht mit dem Entwickeln von Sprachen beschäftigt, wird das Vorhandensein der DLR am ehesten beim Verwenden von Sprachfeatures sowie Bibliotheksfunktionen, welche den Einsatz von dynamischen Objekten erlauben, bemerken. Als Beispiel seien an dieser Stelle der neue Datentyp dynamic in C# (siehe Dynamische Typisierung) sowie die mit.net 4.0 eingeführten Klassen DynamicObject (DynamicObject) und ExpandoObject (ExpandoObject), welche das Bereitstellen von dynamischen Objekten in statisch typisierten.net-sprachen wie C# oder Visual Basic erlauben, genannt. Zugriff auf COM-Bibliotheken ohne Primary Interop Assemblys (NoPIA) Um den Zugriff auf COM-Bibliotheken möglich zu machen, musste in früheren Versionen eine Primary Interop Assembly (PIA) für diese erzeugt werden. Diese Aufgabe wurde zwar von Visual Studio beim Hinzufügen einer Referenz auf die gewünschte Bibliothek automatisch durchgeführt, trotzdem mussten diese teils großen Assemblys ausgeliefert werden. Obwohl diese Vorgehensweise nach wie vor möglich ist, kann ab.net 4.0 auch auf den Einsatz von PIAs verzichtet werden. Stattdessen übernimmt Visual Studio 2010 standardmäßig die benötigen Informationen über die referenzierte COM-Bibliothek direkt in die aktuelle Assembly, wobei dabei eine Beschränkung auf jene Aspekte, welche von dieser auch wirklich verwendet werden, stattfindet. Um dies zu verhindern und somit die Erstellung von PIAs zu veranlassen, ist die Eigenschaft Embed Interop Types bei den hinzugefügten COM- Bibliotheken auf false zu setzen. Sicherheit Die Code Access Security (CAS) hat in der Vergangenheit immer wieder zu Problemen geführt. Beispielsweise wurde ein Programm über eine Netzwerkfreigabe standardmäßig mit eingeschränkten Rechten ausgeführt, was beispielsweise zur Folge hatte, dass der Zugriff aufs Dateisystem untersagt wurde. Daneben war es einfach möglich, die Restriktionen der CAS durch Einsatz von nativem Code zu umgehen, denn dieser wurde nicht überprüft.

26 Neuerungen in C# Ab.NET 4.0 wird Code, sofern er nicht innerhalb eines Hosts wie IIS oder Internet Explorer ausgeführt wird, standardmäßig unter der Berechtigung Full Trust ausgeführt. Hosts können allerdings Rechte der von ihnen ausgeführten Codebereiche einschränken. Dies wird auch als sandboxing bezeichnet. Corrupted State Exceptions Ausnahmen, welche auf gravierende Fehler hinweisen, sollen nicht abgefangen werden, sondern dazu führen, dass der Prozess beendet wird, bevor unerwünschte Nebeneffekte, wie die Beschädigung von persistenten Daten, auftreten. Um zu verhindern, dass Ausnahmen dieser Art von catch-blöcken, die sich auf den allgemeinen Typ Exception beziehen, gefangen werden, markiert die CLR nun einige dieser als Corrupted State Exceptions. Es handelt sich dabei um Ausnahmen, welche ihren Ursprung im Betriebssystem haben und somit auf tiefgreifende Probleme hinweisen. Per Definition werden solche Ausnahmen nicht gefangen, es sei denn, die jeweilige Methode wurde mit dem Attribut HandledProcessCorruptedStateExceptions annotiert. Code, welcher mit einer älteren Version von.net kompiliert wurde, berücksichtigt diese Neuerung nicht. Soll bestehender Code mit.net 4.0 kompiliert und das ursprüngliche Verhalten jedoch beibehalten werden, besteht die Möglichkeit, die Option legacycorruptedstateexceptionspolicy in der Applikationskonfiguration zu aktivieren (Listing 1.1) <configuration> <runtime> <legacycorruptedstateexceptionspolicy enabled= true /> </runtime> </configuration> Listing 1.1 Ignorieren von Corrupted State Exceptions Co- und Contravarianz Die CLR 4 ermöglicht nun auch co- und contravariantes Verhalten für generische Schnittstellen und Delegaten, indem festgelegt werden kann, dass Typparameter lediglich lesend bzw. schreibend verwendet werden dürfen. In welchen Fällen dies von Nutzen ist, wird unter Co- und Contravarianz anhand von Beispielen aufgezeigt. Threadpool Der Threadpool wurde erweitert, sodass nun Work-Stealing unterstützt wird. Dieses Konzept wird vor allem von der Task Parallel Library verwendet und in Kapitel 2 näher beschrieben. Neuerungen in C# 4.0 C# unterstützt nun Sprachmerkmale, welche es in Visual Basic schon seit längerer Zeit gibt, darunter optionale Parameter und das Verwenden dynamischer Objekte durch spätes Binden. Diese und weitere Sprachneuerungen werden in diesem Abschnitt beschrieben.

27 26 Kapitel 1: Sprachen und Basisbibliotheken Optionale Parameter Zum Simulieren optionaler Parameter mussten bis dato verschiedene Überladungen derselben Methode bereitgestellt werden. Mit C# 4.0 können stattdessen Parameter optional gestaltet werden, indem diesen im Zuge der Methodendeklaration ein Standardwert zugewiesen wird. Damit der Compiler Methoden mit optionalen Parametern auflösen kann, sind diese am Ende der Parameterliste nach sämtlichen obligatorischen Parametern anzuführen. Die Methode BeamUp in Listing 1.2 demonstriert die Verwendung optionaler Parameter. Sowohl für isurgent als auch für dest wurde ein Standardwert definiert, welcher heranzuziehen ist, wenn diese Parameter beim Aufruf ausgelassen werden. class StarShip { public void BeamUp(string person, bool isurgent = false, string dest = Transporter Room I ) { if (isurgent) { Console.WriteLine( Transporter failure... ); } else { Console.WriteLine( Beaming up + person + to + dest); } } } // public void BeamUp(string person) { [ ] } // public void BeamUp(object something) { [ ] } Listing 1.2 Optionale Parameter in C# 4.0 Ein Beispiel für den Aufruf von Methoden mit optionalen Parametern findet sich in Listing 1.3. Zunächst wird an BeamUp lediglich ein Wert für den Parameter person übergeben, sodass für isurgent der Standardwert true sowie für dest der Standardwert Transporter Room I angenommen wird. Anschließend wird die Methode erneut aufgerufen dieses Mal mit Werten für die Parameter person und isurgent, sodass lediglich für dest der Standardwert herangezogen wird. StarShip enterprise = new StarShip(); enterprise.beamup( Kirk ); enterprise.beamup( Kirk, true); Listing 1.3 Aufruf von Methoden mit optionalen Parametern Muss der Compiler beim Aufruf einer Methode zwischen unterschiedlichen Überladungen entscheiden, werden jene bevorzugt, für welche die angegebenen Parameterwerte nicht umgewandelt werden müssen. In weiterer Folge wird jenen Überladungen der Vorzug gegeben, bei welchen keine optionalen Parameter weggelassen werden müssen. Würden beispielsweise die Kommentare vor den beiden weiteren Überladungen von BeamUp am Ende von Listing 1.2 entfernt werden, würde der erste Methodenaufruf in Listing 1.3 somit zur Ausführung der Überladung BeamUp(string) führen. Trotz dieser Regeln kann es vorkommen, dass ein Methodenaufruf nicht eindeutig einer Überladung zugewiesen werden kann. Dies war allerdings auch schon vor dem Vorhandensein optionaler Parameter der Fall und wird mit einer Fehlermeldung, welche die

28 Neuerungen in C# zum Aufruf passenden Überladungen enthält, angezeigt. Um dieses Problem zu umgehen, ist der Entwickler angehalten, den Methodenaufruf anders zu formulieren, indem zum Beispiel bestimmte Werte vor der Übergabe an die Methode gecastet oder Werte für optionale Parameter angegeben werden. Benannte Parameter Werden Methoden in der in Listing 1.3 gezeigten Art aufgerufen, müssen sämtliche optionale Parameter ab dem ersten, der weggelassen wird, auch weggelassen werden. Umgangen werden kann dies mit benannten Parametern, welche ebenfalls mit C# 4.0 eingeführt wurden. Bei der Verwendung benannter Parameter wird der Name des Parameters zusammen mit dem zu übergebenden Parameterwert angeführt. Somit muss die Reihenfolge der Parameter beim Aufruf einer Methode nicht der Reihenfolge innerhalb der Parameterliste entsprechen. Listing 1.4 demonstriert die Verwendung benannter Parameter. Der erste Methodenaufruf beinhaltet Werte für die Parameter person und isurgent; der zweite auch, allerdings in der umgekehrten Reihenfolge. Beim dritten Methodenaufruf wird ein Wert für person zusammen mit einem Wert für den dritten Parameter dest übergeben der optionale zweite Parameter isurgent wird somit ausgelassen. StarShip enterprise = new StarShip(); enterprise.beamup(person: Kirk, isurgent: false); enterprise.beamup(isurgent: false, person: Kirk ); enterprise.beamup(person: Kirk, dest: Transporter Room II ); Listing 1.4 Benannte Parameter Dynamische Typisierung Obwohl es sich bei C# nach wie vor um eine prinzipiell statisch typisierte Sprache handelt, wurde mit Version 4 die Möglichkeit, Variablen dynamisch zu typisieren, geschaffen. Damit soll zum einen das Zusammenspiel mit dynamischen Sprachen, wie IronPyton [Iron], sowie mit COM-Objekten vereinfacht werden. Zum anderen erleichtert dieser Mechanismus mancherorts den Einsatz von Reflexion sowie die Abbildung von Objekten mit einer sich ändernden Struktur. Um für eine Variable dynamische Typisierung anzufordern, ist diese mit dem Typ dynamic zu deklarieren. Dies verschiebt die mit dieser Variablen einhergehende Typprüfung auf die Laufzeit. Wird beispielsweise über eine mit dynamic deklarierte Variable eine Methode aufgerufen, erfolgt die Prüfung, ob diese auch vorhanden ist, erst im Zuge des Aufrufs zur Laufzeit. Schlägt eine solche Prüfung fehl, wird dies mit einer RuntimeBinderException angezeigt. Listing 1.5 demonstriert die Verwendung dieses Typs. Zunächst wird eine Instanz von StarShip erzeugt und zur Variable titan vom Typ dynamic zugewiesen. Anschließend findet ein Methodenaufruf statt. Da hier dynamische Typisierung Anwendung findet, wird erst zur Laufzeit geprüft, ob diese Methode auch wirklich zur Verfügung steht. Eine Ausführung der auskommentierten Zeile würde zu einem Laufzeitfehler führen, da der Wert 5 keine Instanz von StarShip darstellt. dynamic titan = new StarShip(); titan.beamup( Riker, false); // titan = 5; Listing 1.5 Verwendung des Typs dynamic

29 28 Kapitel 1: Sprachen und Basisbibliotheken Mit der Verwendung des Typs dynamic gehen allerdings auch einige Einschränkungen einher. Zum einen können keine anonymen Funktionen, zum Beispiel in Form von Lambda-Ausdrücken, an eine Methode eines dynamischen Objekts übergeben werden. Zum anderen können über dynamische Objekte keine Erweiterungsmethoden aufgerufen werden. Es ist dennoch möglich, diese direkt als statische Methoden zu verwenden. Listing 1.6 demonstriert diese beiden Einschränkungen anhand einer Variable list, welche auf eine List<int> verweist. Da es sich hierbei um eine als dynamic deklarierte Variable handelt, würden die beiden auskommentierten Zeilen zu einem Fehler führen, da versucht wird, die Erweiterungsmethode Where auszuführen. Selbst wenn es sich bei Where um keine Erweiterungsmethode handeln würde, könnte die erste Zeile nicht ausgeführt werden, da in dieser ein Lambda-Ausdruck übergeben wird. In der letzten Zeile werden diese beiden Einschränkungen schließlich umgangen, indem die Erweiterungsmethode direkt als statische Methode verwendet wird und die Bedingung nicht mehr als Lambda-Ausdruck, sondern als Func<int, bool> übergeben wird. Func<int, bool> condition = x => x > 2; dynamic list = new List<int>() { 1, 2, 3, 4 }; //list.where(x => x > 2); //list.where(condition); Enumerable.Where(list, condition); Listing 1.6 Einschränkungen bei Verwendung von dynamic HINWEIS Neben den hier verwendeten Methoden weist DynamicObject noch weitere auf, welche im Zuge der Implementierung überschrieben werden können, darunter die Methode TryInvokeMember, welche aufgerufen wird, wenn eine Methode des Objekts zur Ausführung gebracht werden soll. Interoperabilität mit COM Die Einführung von optionalen und benannten Parametern erleichtert die Verwendung von COM- Objekten, welche teilweise von solchen Konstrukten exzessiv Gebrauch machen. Darüber hinaus erleichtert das Vorhandensein von dynamic den Umgang mit COM-Methoden, welche den Typ variant verwenden. Da es für diesen Typ in C# keine Entsprechung gibt, kam stattdessen bis dato der Typ object zum Einsatz, was die Notwendigkeit von Typumwandlungen nach sich zog. Durch den Einsatz von dynamic als Ersatz für object kann nun auf diese Typumwandlung verzichtet werden. Daneben erlaubt das Ansprechen von COM-Objekten über Variablen vom Typ dynamic auch die Verwendung von Konstrukten, wie indizierte Eigenschaften oder Standardeigenschaften, für welche es in C# keine Entsprechung gibt. Eine weitere Neuerung betrifft ref-parameter: Da diese in COM im Gegensatz zu C# nicht zwangsläufig verwendet werden, um übergebene Variablen zu verändern, können nun auch fixe Werte anstatt von Referenzen auf Variablen in Form solcher Parameter an Methoden von COM-Objekten übergeben werden. Dazu legt der Compiler eine temporäre Variable an, weist dieser den übergebenen Wert zu und übergibt sie an die aufgerufene Methode.

30 Neuerungen in C# Co- und Contravarianz Bisher fehlte es in.net im Allgemeinen sowie in C# im Speziellem an co- und contravariantem Verhalten für Generics. Da es sich hierbei um keine einfach zu verstehenden Konzepte handelt, beschreibt dieses Kapitel anhand einer plastischen Problemstellung die dahinterliegenden Ideen, bevor die damit einhergehenden Schlüsselwörter in bzw. out vorgestellt werden. Covarianz In Listing 1.7 wird eine Klasse Tier sowie die Klassen Hamster und Krokodil, welche von Tier erben, deklariert. In der Methode CoVarianz werden zwei Hamster instanziiert und an die Methode Fotografiere übergeben. Diese Methode erwartet zwar»lediglich«ein Tier, da Hamster jedoch von Tier erbt, kann es auch als solches verwendet werden. Anschließend wird ein IEnumerable<Hamster> erzeugt, welches einem IEnumerable<Tier> zugewiesen wird. Letzteres wird anschließend an die Methode GruppenFoto übergeben. class Tier { public String Name { get; set; } } class Hamster : Tier { public void LaufeImRad() { } } class Krokodil : Tier { public void boesesein() { } } [ ] private static void CoVarianz() { Hamster h1 = new Hamster() { Name = Krümel }; Hamster h2 = new Hamster() { Name = Goldy }; Fotografiere(h1); Fotografiere(h2); } IEnumerable<Hamster> kaefig = new List<Hamster>() { h1, h2 }; IEnumerable<Tier> tiere = kaefig; GruppenFoto(tiere); private static void Fotografiere(Tier t) { Console.WriteLine( Fotografiere + t.name); } private static void GruppenFoto(IEnumerable<Tier> tiere) { foreach (var t in tiere) { Console.WriteLine( Fotografiere + t.name); } } Listing 1.7 Covariantes Verhalten Da ein Hamster in diesem Beispiel als Tier verwendet werden kann, erscheint es auf dem ersten Blick auch logisch, dass eine Menge von Hamstern (zum Beispiel ein IEnumerable<Hamster>) als eine Menge von Tieren (zum Beispiel als IEnumerable<Tier>) angesprochen werden kann. Bei einer genaueren Betrachtung fällt auf, dass dem nicht zwangsläufig so ist, denn dies würde ja bedeuten, dass es möglich ist, zu einer Menge von