1.NET-Grundlagen. 1.1.NET, ein kurzer Überblick

Transkript

1 1.NET-Grundlagen Bevor es in die Details der Programmierung mit Visual Basic.NET geht, möchte ich Ihnen in diesem Kapitel einige Grundbegriffe und Grundlagen nahe bringen. Diese sind zum Verständnis des Ansatzes von.net erforderlich. Einsteiger sollten zumindest die ersten Abschnitte dieses Kapitels durchlesen, um eine ungefähre Idee von der.net-architektur zu erhalten. Fortgeschritteneren Lesern empfehle ich, das komplette Kapitel zu lesen, um auch die Philosophie zur Verteilung von.net- Anwendungen bzw. deren Versionsführung zu verstehen. Je nach Kenntnisstand können Einsteiger bzw. Umsteiger die betreffenden Passagen später nachlesen. 1.1.NET, ein kurzer Überblick Sicherlich haben Sie bereits einmal von»microsoft.net«gehört. Das Kürzel.NET wird dabei als»dot Net«ausgesprochen. Neben diesem Kürzel gibt es noch weitere Wortschöpfungen wie».net-server«,».net Framework«oder»Visual Studio.NET«. Was hat es mit diesen Wortschöpfungen auf sich und was hat dies mit Visual Basic-Programmierung zu tun? Muss ich das alles wissen, um in Visual Basic zu programmieren? Nun, die Antwort auf die letzte Frage kann ich eigentlich sofort geben. Natürlich können Sie Programme in Visual Basic.NET erstellen, ohne sich groß mit der.net zu Grunde liegenden Philosophie zu beschäftigen. Meine ersten Beispiele zum»hineinschnuppern«sind so unter Visual Studio.NET entstanden. Ich hatte weder Lust noch Zeit, mich mit dem umfangreichen»wust«an Microsoft-Dokumenten zu.net zu befassen. Vor allem konnte ich mich des Eindrucks nicht erwehren, dass die Informationen höchst kompliziert und ziemlich untransparent vermittelt wurden. Ich wollte sofort loslegen und das erste.net-programm erstellen. Das klappte zwar recht fix, nachdem ich Visual Studio.NET (damals noch als Beta) installiert hatte. Auf den ersten Blick kam mir vieles aus VB 6 bekannt vor. Allerdings stieß ich mit der Zeit dann doch häufiger auf Probleme und Verständnisschwierigkeiten, sodass ich gezwungen war, mich mit.net und den zu Grunde liegenden Ansätzen zu fassen. Vielleicht geht es Ihnen auch so und Sie wollen eigentlich direkt mit der Programmierung unter Visual Basic loslegen. Mit diesem Ansatz laufen Sie aber Gefahr, ständig an allen Ecken und Enden mit Problemen konfrontiert zu werden. Zumindest tauchten bei mir recht schnell verschiedene Fragen auf. Brauche ich wirklich die»recht fett geratene«entwicklungsumgebung Visual Studio.NET, um ein simples Visual Basic- Progrämmchen zu schreiben? Wie kriege ich es hin, dass meine für Windows entwickelten Programme auch auf anderen Rechnern laufen. Was hat es denn mit dem.net Framework SDK auf sich nochmals über 130 Megabyte an Datenwust, der sich irgendwo auf meiner Festplatte 15

2 .NET, ein kurzer Überblick magnum 0 breit macht? Und überhaupt, Visual Studio.NET sowie der.net Framework SDK benötigen ein Betriebssystem aus der Windows NT-Reihe (Windows NT, Windows 2000, Windows XP). Die Microsoft Windows 9x-Besitzer bleiben vordergründig außen vor. Da ich vorher Jahre mit VB, VBA und diversen Scriptsprachen gearbeitet hatte, war dies irgendwie ziemlich nebulös. Erst als ich mir einen groben Überblick über die.net zu Grunde liegenden Konzepte verschafft hatte, wurde die Sache klarer. Ich verstand, was Microsoft mit der neuen Produktlinie wollte und welche Teile ich davon wo einsetzen konnte. Um Ihnen den Einstieg zu erleichtern und vor allem Zeit zu ersparen, möchte ich kurz skizzieren, warum Microsoft.NET geschaffen hat und was sich dahinter verbirgt Es wird nicht allein für Windows programmiert Zuerst sollten Sie sich einmal davon lösen, dass Programmierung sich rein auf Windows bezieht. Klar, Sie entwickeln an einem PC, der unter Windows läuft. Es ist auch nahe liegend, dass Sie vielleicht Ihre Programme für Windows schreiben. Andererseits hat sich die Welt in den letzten Jahren etwas geändert. Der PC mit Windows oder die Großrechner sind nicht mehr die allein selig machende Infrastruktur. Jeder kennt mittlerweile das Internet, wo Millionen von PCs über Kommunikationsleitungen Verbindung mit Millionen von Webservern aufnehmen und Informationen austauschen können. Firmen bietet das Internet die Möglichkeit, komplette Dienstleistungen wie Reisebuchung, Auftragsverwaltung etc. per Internet abzuwickeln. Der Kunde braucht dann nur einen PC mit Internetverbindung und einen Browser, der die betreffenden Seiten des Servers abrufen kann. Wer sich mit der Erstellung von Internetseiten befasst, kennt auch die Möglichkeit, bestimmte Funktionen mit (Script-) Programmen zu realisieren, die entweder auf dem Server oder dem Client des Benutzers laufen. Hier werden also auch Programmfunktionen erstellt und genutzt. Weiterhin lässt mittlerweile eine zweite Entwicklung erkennen: Man benötigt eigentlich keinen Macintosh-Rechner oder keinen PC mit Windows oder Linux, um im Internet zu surfen oder zu kommunizieren. Mobile Geräte wie Handy (WAP, SMS, MMS etc.) erlauben bereits heute, bestimmte Informationen abzurufen oder zu verteilen bzw. werden diese zukünftig weitere Dienste ermöglichen. Auch andere portable Geräte wie Handheld Computer (Personal Digital Assistant oder abgekürzt PDA) werden von den Herstellern so ausgestattet, dass sie Dienste des Internets nutzen können. Zukünftig werden weitere Geräte (Spielekonsolen, Fernseher etc.) mit Kommunikationsfunktionen ausgestattet. Letztendlich werden viele Geräte mit Intelligenz und Kommunikationsfunktionen aufwarten können. Für einen Hersteller wie Microsoft ist es daher logisch, sich Gedanken zu machen, wie dieser»zoo«an Geräten technologisch unterstützt werden kann. Es geht dabei um die Frage, wie sich Anwendungen für das Internet entwickeln lassen, die ohne Probleme von unterschiedlichen Geräten 16

3 Kapitel 1.NET-Grundlagen genutzt werden können. Zudem ist es natürlich hilfreich, wenn die Entwicklung von Anwendungen für die jeweiligen Geräte (z.b. für Windows, für einen PDA etc.) mit einer Plattform möglich ist. In der Vergangenheit haben sich im Internet bereits eine Reihe von Standards zum Datenaustausch im Internet herauskristallisiert XML samt den zugehörigen Protokollen wie http, SOAP etc. seien hier genannt. Außerdem gab es ja bereits mit JAVA eine Programmiersprache, die plattformunabhängig einsetzbar und für die Verwendung im Web konzipiert war. Juristische Auseinandersetzungen zwischen dem Entwickler von JAVA, der Firma Sun, und Microsoft führten dazu, dass Microsoft die Unterstützung von JAVA in den letzten Jahren reduzierte. Besitzer neuerer Betriebssysteme oder Browser müssen sich die JAVA-Maschine selbst aus dem Internet herunterladen und installieren lassen. Andererseits gab es für die Entwicklung unter Windows (bzw. für Windows) und die Erstellung von Programmen für das Web eine Reihe von Programmiersprachen wie C, C++, Visual Basic und so weiter. Nachteil dieser historisch gewachsenen Ansätze ist aber, dass sich diese nur für die jeweilige Zielplattform eignen. Wer für Windows programmiert, benutzt gänzlich andere Funktionen als der Personenkreis, der vielleicht Anwendungen für das Web schreibt. Angesichts der oben skizzierten Entwicklung war es für Microsoft daher eine logische Entscheidung, eine geeignete Infrastruktur zu schaffen, die einerseits die bestehenden (oder zukünftig relevanten) Plattformen wie Windows unterstützt, andererseits aber der Tatsache Rechnung trägt, dass sich zukünftig vieles im Internet abspielen wird. Mit JAVA lagen bereits Erfahrungen vor, wie so etwas gehen kann. JAVA erlaubt es aber nicht, Teilanwendungen mit beliebigen Programmiersprachen zu erstellen und nahtlos in eine gemeinsame Anwendung zu integrieren Microsofts Antwort:.NET Die Antwort von Microsoft auf diese Herausforderung ist.net. Bei Microsoft.NET handelt es sich laut Hersteller um eine Plattform, die die notwendigen Werkzeuge und Technologien bereitstellt, um verteilte Webanwendungen zu entwickeln, die standardisierte Webprotokolle nutzen können. Diese Anwendungen erlauben die Kommunikation mit vielen (entsprechend ausgerüsteten) Geräten wie Mobiltelefonen, PDA etc. Gleichzeitig ist.net aber auch eine Plattform, die eine Integration zwischen verschiedenen Programmiersprachen und Laufzeitdiensten erlaubt. Sie sehen also, es geht hier nicht mehr vordergründig um die Entwicklung von Programmen in der Sprache Visual Basic für das Betriebssystem Windows. Der Ansatz ist übergreifender obwohl Sie nach wie vor vorzüglich unter Visual Basic Windows-Programme erstellen können. Daher besteht.net auch aus Entwicklungswerkzeugen, Clients, auf denen die Anwendungen laufen, und Servern, die unter anderem über XML Web Services Dienstleistungen für die Clients bereitstellen. 17

4 .NET, ein kurzer Überblick magnum 0 Bild 1.1: Bausteine der.net-architektur Letztendlich bildet Microsoft.NET eine Architektur, die sich aus verschiedenen Bausteinen zusammensetzt. Die Abbildung 1.1 gibt Ihnen einen Überblick über diese Bausteine. Visual Studio.NET ist dabei die Microsoft-Entwicklerplattform, mit der sich Anwendungen mittels des.net Framework erstellen lassen. Ziel von Visual Studio.NET ist dabei, den Entwicklungsprozess zu unterstützen und zu vereinfachen. Auf die Benutzung von Visual Studio.NET komme ich in späteren Kapiteln noch zurück..net Framework stellt die Laufzeitumgebung für diese Anwendungen bereit und enthält eine sprachenunabhängige Komponentenbibliothek. Diese Laufzeitumgebung sowie die Komponentenbibliothek werden Sie beim Programmieren in Visual Basic.NET auf Schritt und Tritt begleiten. Wir werden uns daher ausführlich damit auseinandersetzen müssen..net Enterprise Server sind die von Microsoft bereitgestellten Server zur Entwicklung und Bereitstellung von Web-basierenden Anwendungen. Im einfachsten Fall kann dies ein Windows 2000-Server oder dessen Nachfolger.NET-Server sein. Es kann sich aber auch um Microsoft Application Center, Microsoft BizTalk-Server, Microsoft Commerce-Server, Exchange-Server, Microsoft Host Integration- Server, Microsoft SQL-Server oder weitere Server handeln. Das vorliegende Buch geht aber auf diese Server nicht ein, da der Schwerpunkt ja bei der Entwicklung unter Visual Basic liegt..net Building Block Services stellen eine Sammlung von Webdiensten (so genannte XML Web Services) dar. Diese Webdienste sind letztlich Anwendungen, die auf Webservern laufen und sich von Anwendungen (Microsoft Passport ist beispielsweise ein solcher Dienst) nutzen lassen. Der Datenaustausch zwischen Webdienst und Anwendung erfolgt dabei über standardisierte Internetprotokolle (z.b. SOAP). Die obige Aufstellung zeigt Ihnen, dass.net eine komplexe Sammlung an Technologien, Anwendungen und Entwicklungsumgebungen ist, die unter einer gemeinsamen Architektur vereint wurden..net lässt sich dabei nutzen, um Anwendungen für Windows zu entwickeln (also das, was viele Visual Basic-Programmierer seit Jahren tun). Ebenso können Sie.NET verwenden, um Webdienste bereitzustellen oder um Webanwendungen zu entwerfen. In diesem Buch beschränke ich mich aber auf den Umgang mit Visual Basic und Fragen zum Erstellen von Program- 18

5 Kapitel 1.NET-Grundlagen men mit dieser Sprache. Der Schwerpunkt wird dabei auf Anwendungen liegen, die für Windows entwickelt werden. Um bei Abbildung 1.1 zu bleiben, heißt dies, dass Sie Visual Studio.NET und das.net Framework kennen lernen. Neben den.net-servern stellt Microsoft auch.net-clients bereit oder entwickelt diese, um neben Windows-PCs auch weitere Geräte wie die Xbox, Mobiltelefone, PDA etc. zu unterstützen..net Framework ist einer dieser Clients. Zudem entwickelt Microsoft an Embedded Windows XP, Windows CE 4.0 und an einem.net Compact- Framework (welches eine Untermenge des.net Framework darstellt). Auf diese Clients werde ich in diesem Buch aber nicht speziell eingehen, da dies den Umfang bei weitem sprengen würde. 1.2.NET Framework, was ist das? Das.NET Framework (Framework lässt sich als Rahmenwerk übersetzen) stellt die Infrastruktur für.net-anwendungen bzw. für die Entwicklung unter.net bereit. Ohne das.net Framework geht beim Arbeiten mit Visual Basic.NET gar nichts. Es ist daher hilfreich bis wichtig für den Umgang mit Visual Basic.NET, dass Sie den Ansatz von.net Framework kennen und verstanden haben. Dies gilt speziell für den Personenkreis, der sich bereits mit der Entwicklung von Software befasst hat und je nach Vorkenntnissen zunächst etwas über diesen Ansatz stutzen wird. Das.NET Framework ist letztendlich eine Sammlung von Komponenten, die die»infrastruktur«zur Entwicklung von.net-anwendungen bereitstellt. Zudem werden Teile des.net Framework benötigt, damit.net- Anwendungen überhaupt auf dem Zielsystem ausgeführt werden können. Die Abbildung 1.2 gibt Ihnen einen Überblick über die wichtigsten Komponenten des.net Framework. Bild 1.2: Komponenten des.net Framework 19

6 .NET Framework, was ist das? magnum 0 Zusätzlich enthält das.net Framework noch die (in Abbildung 1.2 nicht gezeigten) Compiler für C# (C-Sharp), Visual Basic und JScript sowie einige weitere Entwicklungshilfsmittel. Das.NET Framework ist dabei von Microsoft in zwei Varianten erhältlich. Die Sparversion ist dabei die.net-redistributable, die auf dem Zielrechner zu installieren ist, um.net-anwendungen auszuführen. Diese Sparversion enthält neben der Common Language Runtime auch die.net Framework-Klassenbibliothek, ADO.NET sowie die Compiler für die jeweiligen Sprachen. Eine etwas umfangreichere Fassung wird zudem als so genanntes.net Framework SDK bereitgestellt. Dieses Software Development Kit (SDK) enthält zusätzlich noch Beispiele und die Hilfe zum.net Framework Die Common Language Runtime (CLR) Damit Anwendungen, die für das.net Framework geschrieben wurden, überhaupt auf einer Zielmaschine laufen können, muss die Common Language Runtime (CLR) als Ablaufumgebung für.net-anwendungen vorhanden sein. Anwender und Entwickler, die bisher gewohnt waren, dass die Weitergabe einer einfachen.exe-datei reicht, die nur in ein Verzeichnis der Zielmaschine zu kopieren und dann zu starten ist, müssen hier sicherlich umdenken. Andererseits ist die Weitergabe einer Laufzeitumgebung für Visual Basic-Programmierer nichts Neues. In den bisherigen VB-Versionen musste der Anwender neben der eigentlichen.exe-datei der Anwendung noch die für die jeweilige Visual Basic-Version geltenden Runtime- Dateien auf dem System installieren. Ähnliches kennen Visual C-Programmierer, die auf die MFC-Bibliotheken angewiesen waren. Zu dem Zeitpunkt, als dieses Buch geschrieben wurde, gab es von Microsoft noch keine Clients oder Server, die mit dieser CLR ausgestattet waren. Für Windows-Benutzer gilt daher, dass diese die Runtime auf den jeweiligen Systemen nachrüsten müssen. Glücklicherweise ist es aber so, dass die Common Language Runtime nur einmal auf dem Zielrechner installiert werden muss. Anschließend laufen alle mit einer der.net- Programmiersprachen wie C#, Visual Basic, JScript etc., für das.net Framework erstellte Anwendungen auf dieser Maschine. Die CLR steht für Windows 98, Windows 98 Zweite Ausgabe, Windows Millennium Edition, Windows NT 0 (Workstation oder Server mit Service Pack 6a), Windows 2000 (Professional, Server oder Advanced Server) und Windows XP (Home Edition und Professional) zur Verfügung, sodass die gängigen Windows-Plattformen abgedeckt sind. 20

7 Kapitel 1.NET-Grundlagen Als dieses Buch geschrieben wurde, stand die erste Version für die obigen Plattformen bereit. Hierbei existiert die Einschränkung, dass Entwickler nur das komplette.net Framework verteilen können, d.h. auf dem Zielrechner wird das komplette Paket (und nicht nur die CLR samt Klassenbibliothek) installiert. Voraussetzung ist dabei, dass auf den Zielplattformen der Internet Explorer 5.01 (oder höher) und der Windows Installer 2.0 (oder höher) vorhanden sind Die.NET Framework-Klassenbibliothek Das.NET Framework stellt neben der Laufzeitumgebung eine Klassenbibliothek bereit, die von den Anwendungen genutzt wird. Die.NET- Programmiersprachen nutzen diese Klassenbibliothek. Die Neuerung bei.net ist dabei, dass diese Klassenbibliothek nicht mehr auf eine Sprache bezogen ist, sondern von allen Programmiersprachen gemeinsam genutzt wird. Ein C#-Programm benutzt also die gleiche Klassenbibliothek wie Visual Basic. Diese Bibliothek ist eine umfangreiche Sammlung an Klassen, die über so genannte Namensräume streng hierarchisch strukturiert sind. Der Namensraum gibt dem nutzenden Programm also genau vor, wo es in der betreffenden Bibliothek die benötigte Komponente findet. Existieren innerhalb der Klassenbibliothek zufälligerweise zwei Komponenten gleichen Namens, wird durch den Namensraum eindeutig die richtige Komponente identifiziert. Bild 1.3: Hierarchie der Klasse System Die dem Namensraum System zugeordnete Klasse weist beispielsweise die Unterklasse IO auf, die sich über den Namensraum System.IO ansprechen lässt. Sofern Sie erst in die Thematik einsteigen, können Sie sich die Klassenbibliothek wie eine fertige Werkzeugsammlung vorstellen, aus der sich die Programmiersprache bzw. der Entwickler bedient. Wenn Sie beispielsweise eine Dateioperation in einem Programm vornehmen, verwendet das Programm die entsprechenden Funktionen aus der Klassenbibliothek. Aber es geht noch weiter: selbst die Datentypen der in.net-programmen benutzen Variablen werden über die Klassenbibliothek bereitgestellt. Bei der Ausführung des Programms werden die Klassen instantiiert und die Instanzen lassen sich als Objekte mit Methoden und Eigenschaften ansprechen. 21

8 .NET Framework, was ist das? magnum 0 Dieser Ansatz stellt sicher, dass die verschiedenen Programmiersprachen unter.net die gleichen Datentypen verwenden. Um unabhängig von der für die Implementierung der Anwendung verwendeten Sprache die Interaktion mit anderen Objekten sicherzustellen, wurde ein Satz von Sprachfeatures definiert. Diese als Common Language Specification (CLS) bezeichnetes Regelwerk stellt z.b. sicher, dass Objekte dem Aufrufer nur die Features offen legen, die allen.net-sprachen gemeinsam sind. In den CLS-Regeln ist unter anderem eine Teilmenge des allgemeinen Typensystems definiert. Im Moment reicht es zu wissen, dass es die CLS gibt und dass diese sicherstellt, dass Visual Basic-Programme gegebenenfalls mit Komponenten zusammenarbeiten können, die in anderen.net-sprachen erstellt wurden. Das Common Type System (CTS) Eine Besonderheit beim.net Framework ist das Common Type System (allgemeines Typensystem). Es handelt sich dabei um ein Modell, welches die Regeln definiert, nach denen die Common Language Runtime Typen verwaltet. Hierzu sind im.net Framework beispielsweise die Basistypen (Integer, Decimal etc.) für die in Programmiersprachen benutzten Variablen und Konstanten definiert. Zusätzlich sind weitere komplexere Typen definiert. Deklariert ein Programm Variablen oder Konstanten, werden diese aus den in der Klassenbibliothek hinterlegten Basistypen abgeleitet. Für die Basistypen sind innerhalb der Klasse auch die Operationen, die auf diesen Typen ausführbar sind, hinterlegt. Wir werden im Rahmen des Einstiegs in Visual Basic.NET nochmals auf diesen Sachverhalt zurückkommen. Was ist die Common Language Specification (CLS)?.NET ist so angelegt, dass Anwendungen in verschiedenen Programmiersprachen erstellt werden können. Zudem lassen sich in unterschiedlichen Sprachen erstellte Programmteile innerhalb der Anwendung kombinieren. Daher muss sichergestellt sein, dass Typen (z.b. Variablen), die in einer Programmiersprache deklariert und dann im Rahmen eines Funktionsaufrufs an eine in einer anderen Programmiersprache erstellte Komponente übergeben werden, in beiden Sprachen gleich implementiert und behandelt werden. Die Common Language Specification (CLS) ist dabei das Regelwerk, welches den Austausch von Typen aus unterschiedlichen Programmiersprachen steuert. Diese Regeln sind dabei programmgesteuert überprüfbar. Zum Einstieg (und auch lange danach) reicht es, wenn Sie die obigen Ausführungen zur Kenntnis nehmen. Sofern Sie nicht selbst Komponentenbibliotheken bereitstellen, verwenden Sie einfach die vom.net Framework angebotene Infrastruktur. 22

9 Kapitel 1.NET-Grundlagen Weitere Komponenten im.net Framework Im.NET Framework findet sich zusätzlich ein Satz von ADO.NET- Klassen, mit denen sich auf Daten zugreifen lässt (ADO steht dabei als Abkürzung für Active Data Objects). ADO.NET stellt vordergründig Funktionen zum Zugriff auf Datenbanken (z.b. SQL-Server, Access etc.) bereit. Wer bereits mit ADO gearbeitet hat, wird einige der in ADO.NET verwendeten Konzepte kennen. Die zweite Kategorie der mit ADO.NET bereitgestellten Funktionen erlaubt den Zugriff auf XML-Daten, die mit ADO.NET gelesen, bearbeitet und gespeichert werden können. Zusätzlich enthält die Abbildung 1.2 noch zwei Blöcke, die mit Web- Services und Windows User Interface bezeichnet sind. Diese Funktionen werden durch den als ASP.NET bezeichneten Teil bereitgestellt (ASP steht für Active Server Pages). ASP.NET ist dabei ein eigenes Framework, welches auf der Common Language Runtime aufsetzt und zur Entwicklung von Webanwendungen benutzt werden kann. ASP.NET kommt dabei auf einem Server (Internet Information Server IIS 5.0) zum Einsatz. Mit ASP.NET lassen sich beispielsweise Webformulare erstellen oder die bereits erwähnten Webdienste (Web Services) entwickeln. Webdienste stellen dabei Anwendungen dar, die auf einen Server laufen und offene Internetstandards wie das HTTP-Protokoll oder XML zum Datenaustausch mit anderen Anwendungen nutzen. 1.3 Programmentwicklung unter.net Mit dem.net Framework steht eine Umgebung bereit, in der.net- Anwendungen ablaufen können. Gleichzeitig enthält das.net Framework (zumindest in der aktuellen Version) auch Werkzeuge, mit denen sich.net-anwendungen entwickeln lassen. Nachfolgend finden Sie noch einige Informationen zur Arbeitsweise von.net-anwendungen sowie Hinweise, mit welchen Entwicklungswerkzeugen sich diese Anwendungen erstellen lassen Einblicke in.net Framework Spätestens beim Lesen der.net Framework-Dokumentation werden Sie mit verschiedenen Begriffen wie verwalteter Code, MSIL-Code, Assemblies und so weiter konfrontiert. Um die Orientierung zu erleichtern, möchte ich an dieser Stelle einige Interna des.net Framework sowie benutzte Begriffe behandeln. Die im.net Framework bereitgestellten Compiler für die.net- Sprachen erzeugen einen maschinenunabhängigen Microsoft Intermediate Language-Code (MSIL). Die MSIL-Anweisungen werden zur Laufzeit in den Code des eigentlichen Prozessors transferiert. Der MSIL-Code enthält dabei Anweisungen zum Laden, Speichern und Initialisieren von Objekten, zum Aufrufen der Methoden von Objekten sowie Anweisungen für arithmetische und logische Operationen, zur Ablaufsteuerung, für direkte Speicherzugriffe, zur Ausnahmebehandlung und zur Durchführung anderer Operationen. 23

10 Programmentwicklung unter.net magnum 0.NET Framework macht viele Anleihen an den Konzepten von JAVA. Die Common Language Runtime des.net Framework stellt eine virtuelle Maschine dar, unter deren Kontrolle der Programmcode der Anwendung ausgeführt wird. Zur Laufzeit wird der MSIL- Code je nach Bedarf in ausführbaren Maschinencode übersetzt (Just In Time Compilation). Dabei muss der Code eine Gültigkeitsprüfung durchlaufen, bei der sichergestellt wird, dass er nur auf Speicherbereiche zugreift, für die Zugriff gewährt wird (Typsicherheit). Dies stellt sicher, dass Objekte vor versehentlicher oder böswilliger Beschädigung geschützt sind. Da die Ausführung des Codes der Anwendung komplett unter Kontrolle der virtuellen Maschine der Common Language Runtime erfolgt, spricht man auch von»verwaltetem Code«(managed Code). Eine.NET- Anwendung kann aber auch Codeteile von Windows (z.b. COM- Objekte etc.) nutzen. Dieser Code liegt bereits in maschinenspezifischer Form vor und kann daher nicht von der Common Language Runtime verwaltet werden. Dieser Code wird auch als unmanaged oder nicht verwalteter Code bezeichnet Was sind Assemblies? Weitere im Zusammenhang mit der Entwicklung von.net-anwendungen häufig auftretende Begriffe sind die so genannten Assemblies (kommt von Zusammenstellen) und Assemblymanifests. Assemblies bilden die Grundlage für die Programmierung mit.net Framework. Eine Assembly enthält den MSIL-Code, der von der Common Language Runtime ausgeführt wird. Statische Assemblies (diese sind in.exe- oder.dll- Dateien gespeichert) können zudem.net Framework-Typen (Schnittstellen und Klassen) und Ressourcen (Bitmaps, JPEG-Dateien, Ressourcendateien usw.) enthalten. Zudem gibt es noch dynamische Assemblies, die im Arbeitsspeicher erstellt werden und nur MSIL-Code enthalten können. Der MSIL-Code wird in so genannten PE-Dateien (PE steht für Portable Executable) hinterlegt (meist.exe- oder.dll-dateien). Um den Code der Assembly auszuführen, benötigt die Common Language Runtime verschiedene Informationen, die beschreiben, wie die Elemente der Assembly miteinander verknüpft sind oder welche Dateien zum Assembly gehören. Dies umfasst auch Angaben zu Versionsanforderungen der Assembly, zum Gültigkeitsbereich oder zur Auflösung von Verweisen auf Ressourcen und Klassen. Alle diese Informationen werden in einem so genannten Assemblymanifest in Form von Metadaten hinterlegt. Dieses Manifest umfasst dabei mindestens einen Namen, eine Versionsnummer, Informationen über die Sprache (Kultur), in der die Anwendung auszuführen ist, die Liste der benötigten Dateien, Informationen über Assemblies, auf die ggf. verwiesen wird und mehr. Das Assemblymanifest kann dabei in der PE-Datei, d.h. in der.exe- oder.dll- Datei, hinterlegt sein. Zusätzlich gibt es eigenständige PE-Dateien, die ausschließlich Informationen aus dem Assemblymanifest enthalten. 24

11 Kapitel 1.NET-Grundlagen Die Common Language Runtime wird den MSIL-Code nicht aufführen, wenn dieser keinem Assemblymanifest zugeordnet ist (z.b. weil die angeforderte Ressource auf dem Zielsystem nicht verfügbar ist). Wo liegen die Vorteile der Assemblies und der Manifeste? Halten Sie sich einmal die Situation für gängige, nicht auf.net basierende Windows-Anwendungen vor Augen. Eine solche Anwendung wird typischerweise auf der lokalen Festplatte installiert. Dabei gelangen eine Reihe von.dll-dateien auf den Rechner. Existiert bereits eine.dll-datei dieses Namens, überschreibt das Installationsprogramm diese. Nicht häufig führen verschiedene Versionen solcher.dll-dateien zu erheblichen Problemen. Nach der Installation einer Anwendung, die eine neuere Fassung der Bibliothek einrichtet, laufen Anwendungen, die auf ältere Versionen angewiesen sind, nicht mehr. Zur Nutzung von COM-Komponenten müssen diese registriert sein. Das hat zur Folge, dass die Windows-Registrierung eine lange Liste von COM-Einträgen im Zweig HKCR/CLSID aufweist. Ist der betreffende Eintrag in der Registrierung beschädigt, lässt sich die zugehörige Komponente nicht mehr nutzen eine Reparatur ist in der Regel nicht möglich oder erfordert eine Neuinstallation der Anwendung. Bei Komponenten, die ggf. dynamisch aus dem Internet heruntergeladen werden, spielt das Thema Sicherheit mit. Es muss sichergestellt werden, dass ein übertragenes Modul auch wirklich aus der erwarteten Quelle stammt und nicht durch Viren verseucht wurde. Diese und weitere Nachteile werden in.net durch das Konzept der Assemblies und Assemblymanifeste umgangen. So kann auf die Registrierung der Assembly unter Windows verzichtet werden. Die Assembly enthält ja über das Manifest alle Informationen, die zur Ausführung benötigt werden. Eine gemeinsam von mehreren Anwendungen benutzte Assembly wird hierzu in einen so genannten Assemblycache geladen. Die CLR greift auf den aktuellen Ordner sowie auf diesen Cache zu und lädt die betreffenden Komponenten. Über das Manifest erhält die CLR dann alle Informationen, die zur Ausführung benötigt werden. Auch das Problem der Versionshaltung lässt sich elegant lösen. Existieren mehrere Versionen einer Assembly, werden diese einfach in getrennten Ordnern gespeichert und ausgeführt. Die Versionsangaben im Assemblymanifest stellen sicher, dass nur die gewünschten Komponenten verwendet werden. Dies bedeutet andererseits, dass keine komplizierten Installationsprozeduren mehr erforderlich sind. Eine.NET-Anwendung wird einfach mit allen benötigten Dateien in einen Ordner der Festplatte kopiert und von dort gestartet. Um eine Anwendung zu löschen, ist dann auch keine aufwändige Deinstallation erforderlich. Es genügt, die betreffenden Dateien aus dem Installationsverzeichnis zu löschen. 25

12 Programmentwicklung unter.net magnum 0 Zum Einstieg können Sie die obigen Ausführungen lediglich zur Kenntnis nehmen oder gänzlich übergehen. Auf die Generierung des MSIL- Codes sowie die Verpackung in PE-Dateien haben Sie sowieso wenig Einfluss (bei der Übersetzung lässt sich lediglich angeben, ob der Code in eine.exe- oder.dll-datei zu speichern ist). Interessant werden diese Details erst dann, wenn Sie.NET-Anwendungen vertreiben und mehrere Versionen pflegen müssen oder wenn es gilt, spezielle Optionen zu nutzen. Für Details konsultieren Sie die Hilfe des.net Framework SDK. Dort wird sehr umfassend erläutert, was im Hinblick auf die Verteilung von Assemblies zu beachten ist Entwicklungswerkzeuge für.net- Programme Für Sie als Entwickler reduziert sich vieles sicherlich auf die Frage:»Was brauche ich, um mit der Programmiersprache Visual Basic Anwendungen für.net zu erstellen?«. Da die meisten Entwickler mit Windows- Systemen arbeiten, bleibt zudem die Frage, welche Ausstattung diese Rechner zur Entwicklung aufweisen müssen. Visual Studio.NET Als Standardentwicklungsumgebung zur professionellen Erstellung von.net-anwendungen ist von Microsoft das Produkt Visual Studio.NET vorgesehen. Dieses Paket wird von Microsoft in verschiedenen Varianten angeboten, wobei Microsoft Visual Studio.NET Professional die Basisversion dieser Entwicklungsumgebung ist. Ob es von Microsoft eine reine auf Visual Basic bezogene»schmalspur«-version von Visual Studio.NET geben wird, stand zu der Zeit, als dieses Buch geschrieben wurde, noch nicht fest. Visual Studio.NET ist eine komplette Entwicklungsumgebung, die Unterstützung für die Sprachen Microsoft Visual Basic, Microsoft Visual C++ und Microsoft Visual C# beinhaltet. Visual Studio.NET integriert den Prozess der Entwicklung (also Erstellung, Test und Weitergabe) durch geeignete Werkzeuge, die komfortabel unter einer gemeinsamen Oberfläche vereint sind. Ich werde in späteren Kapiteln noch auf die Funktionen der Entwicklungsumgebung eingehen. Wer mit dem (kostenpflichtigen, aber auch komfortablen) Visual Studio.NET arbeiten und in Visual Basic programmieren möchte, benötigt allerdings einen recht gut ausgestatteten Windows-Rechner. Die Systemanforderungen für Visual Studio.NET sind: Ein PC mit Intel Pentium Rechner, der mindestens 450 MHz Taktfrequenz bietet, empfohlen wird ein Prozessor ab 650 MHz Taktfrequenz. Der Rechner sollte 3,5 Gigabyte an freiem Speicher auf der Festplatte aufweisen, wobei auf dem Systemlaufwerk 500 Megabyte benötigt werden. 26

13 Kapitel 1.NET-Grundlagen Ein CD-ROM- oder DVD-Laufwerk, eine Maus und eine SVGA- Grafikkarte mit 800x600 Bildpunkten und 256 Farben dürfte dagegen von den heutigen Rechnern problemlos zu erfüllen sein. Visual Studio.NET setzt beim Betriebssystem auf die Windows NT- Architektur. Mindestvoraussetzung ist daher eine Maschine mit Microsoft Windows NT 4.0, auf dem Service Pack 6 installiert ist. Bei der Workstation-Version muss die Maschine mit 64 Megabyte Hauptspeicher ausgestattet sein, unter Windows NT Server benötigen Sie 160 Megabyte. Um ASP.NET (mit XML-Webdiensten, Web Forms) zu nutzen, ist Microsoft Windows 2000 mit dem letzten verfügbaren Service Pack und installiertem IIS (Internet Information Server) erforderlich. Eine solche Maschine sollte mit 96 (besser 128) Megabyte Hauptspeicher versehen sein. Microsoft Windows 2000 Server benötigt 192 Megabyte zum Betrieb mit Visual Studio.NET. Bei Microsoft Windows XP Home Edition ist ein Arbeitsspeicher von 96 Megabyte das Minimum, die Windows XP Professional- Version verlangt 160 Megabyte Speicherausbau. Bei der Installation von Visual Studio.NET auf den Zielplattformen aktualisiert das Setup-Programm ggf. die Maschine. So werden beispielsweise die Windows 2000-Service Packs und der Internet Explorer 6.0 nachinstalliert (siehe auch folgendes Kapitel). Angesichts der obigen Leistungsanforderungen wird nicht jeder Leser Visual Studio.NET installiert haben. Zudem besitzt das Produkt einen gewaltigen Nachteil: Der vorhandene Komfort trübt den Blick für die Details. Wenn Sie ein Projekt unter Visual Studio.NET erstellen, nimmt Ihnen die Entwicklungsumgebung viele Einstellungen ab. Dadurch haben Sie keine Chance, die wesentlichen Bestandteile zum Erstellen von.net-anwendungen kennen zu lernen. Daher verwende ich in diesem Buch den Ansatz, bei den meisten Beispielen auch die Anforderungen an die Umgebung (sprich die Befehle zum Übersetzen, die einzubindenden Bibliotheken sowie die benutzten Namensräume für die Klassen) herauszustellen..net Framework SDK Für den Einstieg in die Visual Basic-Programmierung ist nicht unbedingt Visual Studio.NET erforderlich. Wer den Kauf des Pakets aus Kostengründen zurückstellt oder nicht über einen gemäß den obigen Ausführungen ausgestatteten Rechner verfügt, kann auf das.net Framework SDK ausweichen. Laut Microsoft ist das SDK»for Building and Running.NET Framework Applications«, also zum Entwickeln und Ausführen von.net Framework- Anwendungen vorgesehen. Dieses mit Visual Studio.NET automatisch installierte Kit lässt sich auch einzeln einrichten und kann sogar kostenlos aus dem Internet von der Microsoft-Webseite heruntergeladen werden. 27

14 Programmentwicklung unter.net magnum 0 Sie finden die Version 1.0 des.net Framework SDK auf der Begleit- CD zu diesem Buch im Ordner NET_SDK. Die neuesten Versionen des 130 Megabyte umfassenden SDK lassen sich aus dem Internet unter herunterladen. Der.NET Framework SDK enthält alle Werkzeuge einschließlich der Compiler für Visual Basic und C#, die zur Erstellung von.net-anwendungen benötigt werden. Bei den Compilern und den meisten anderen Werkzeugen handelt es sich aber um Kommandozeilenversionen, die im Fenster der Eingabeaufforderung aufgerufen werden müssen. Zusätzlich wird mit dem SDK die Common Language Runtime sowie die Klassenbibliothek installiert. Die übersetzten.net-anwendungen sind daher auf dem Entwicklungsrechner sofort lauffähig. Zudem werden mit dem SDK umfangreiche Beispiele sowie eine Hilfe zu.net, zur.net-entwicklung, zu den einzelnen.net-sprachen sowie zur Framework-Klassenbibliothek mitgeliefert. Wer das.net Framework SDK auf seinem Rechner installiert, verfügt also über alles, was zur Entwicklung von.net- Anwendungen erforderlich ist. Dies ist zwar nicht so komfortabel wie der Umgang mit Visual Studio.NET und es erfordert auch etwas Einarbeitung, um den Überblick zu bekommen. Andererseits ist das SDK kostenlos und die Reduzierung auf das Wesentliche kann auch einen Vorteil darstellen, da Kenntnisse in der Bedienung von Visual Studio.NET nicht erforderlich sind. Den Überblick über die Schritte zur Programmerstellung liefert Ihnen dieses Buch. Sie können also sofort loslegen, sofern Ihr Rechner die folgenden Voraussetzungen erfüllt: Sie benötigen einen 133 MHz Pentium-Prozessor oder besser (bei Windows XP benötigen Sie z.b. mindestens einen 266 MHz Prozessor), der mit 128 Mbyte Arbeitsspeicher (oder mehr) ausgestattet ist. Eine Grafikkarte mit einer Auflösung von 800x600 Punkte und 256 Farben sowie eine Microsoft-Maus dürften mittlerweile von jedem Rechner erfüllt werden. Die 600 Megabyte freier Festplattenspeicher zur Installation sowie die dann zum Betrieb erforderlichen 370 Megabyte Speicherkapazität liegen ebenfalls deutlich unter den 3,5 Gigabyte für Visual Studio.NET. Die gewichtigste Einschränkung ist aber, dass das.net Framework SDK nur auf der Windows NT-Architektur läuft. Sie benötigen also einen Rechner, auf dem Microsoft Windows NT (Service Pack 6), Microsoft Windows 2000 (mit dem letzten Service Pack sowie allen kritischen Updates) oder Microsoft Windows XP (Home Edition bzw. Professional für ASP.NET) installiert ist. Zudem müssen der Microsoft Internet Explorer 5.01 sowie Microsoft Data Access Component (ADO) 2.6 (empfohlen wird die Version 2.7) auf den Maschinen vorhanden sein. 28

15 Kapitel 1.NET-Grundlagen.NET Framework Redistributable Verfügen Sie noch über einen Rechner, auf dem Windows 9x installiert ist? Die erste gute Nachricht ist, dass die.net-anwendungen zumindest ab Microsoft Windows 98 noch lauffähig sind. Es ist lediglich erforderlich, dass Sie die Common Language Runtime (CLR) auf der betreffenden Maschine installieren. Hierzu wird von Microsoft die gut 20 Megabyte umfassende.net Framework Redistributable angeboten, die laut Microsoft»for Running.NET Framework Applications only«vorgesehen ist. Sie finden die Version 1.0 der.net Framework Redistributable auf der Begleit-CD zu diesem Buch im Ordner.NET_SDK. Die neuesten Versionen der Redistributable lassen sich aus dem Internet unter herunterladen. Bleiben nun Windows 9x-Anwender von der Entwicklung von.net- Anwendungen ausgeschlossen? Zumindest die Microsoft-Dokumentation legt diesen Schluss nahe. Nachdem ich mit der Installation des.net Framework SDK unter Windows 9x scheiterte, entschied ich mich, zumindest zum Testen einige Windows 9x-Rechner mit der.net Framework Redistributable auszurüsten. Sobald der Internet Explorer auf die Version 5.01 aktualisiert war, konnte das Paket installiert werden. Bei einer Suche über alle Verzeichnisse der Platte stellte ich anschließend fest, dass das installierte.net Framework ebenfalls alle Werkzeuge einschließlich der Compiler für Visual Basic und C#, die zur Erstellung von.net-anwendungen benötigt werden, enthält. Später fand ich noch einen entsprechenden Hinweis auf einer der englischsprachigen.net- Webseiten. Also ist alles fast so wie beim.net Framework SDK, lediglich die Beispiele und Hilfedateien fehlen. Aber Beispiele lassen sich diesem Buch entnehmen und die Hilfe zu den Framework-Klassenbibliotheken kann online im Internet auf den MSDN-Seiten (msdn.microsoft.com) eingesehen werden. Die Installation des.net Framework (die Redistributable) erfordert einen Intel Pentium-Rechner mit 90 MHz oder höherer Taktfrequenz. Neben den weiter oben beschriebenen Betriebssystemen der Windows NT-Architektur (Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows XP) darf als Betriebssystem aber auch Windows 98, Windows 98 Zweite Ausgabe oder Microsoft Windows ME (Millennium Edition) installiert sein. Dabei tut es auch ein PC mit 32 Megabyte Hauptspeicher unter Windows 98 oder Windows NT 4.0. Bei den anderen Betriebssystemen ist von der Systemsoftware bereits mehr Hauptspeicher erforderlich. Microsoft empfiehlt einen Ausbau auf 96 Megabyte. Zur Installation von.net Framework sind 160 Megabyte auf der Festplatte erforderlich. Der Betrieb ist bereits mit 70 Megabyte Plattenkapazität möglich. Ansonsten gelten bezüglich Videoauflösung, Maus etc. die gleichen Anforderungen wie beim SDK. Auch der Internet Explorer 5.01 wird vorausgesetzt. 29

16 Programmentwicklung unter.net magnum 0 Um etwas mehr Komfort bei der Entwicklung der.net Framework- Anwendungen zu haben, kann die freie Software sharpdevelop benutzt werden. Dieses Produkt stellt eine Oberfläche mit Editor und Menübefehlen zum Übersetzen und Ausführen der Programme bereit. Sie finden das Produkt auf der Begleit-CD (siehe auch nachfolgendes Kapitel). Mit den Ausführungen des vorliegenden Kapitels verfügen Sie über einen groben Überblick zu.net und.net Framework und kennen die wichtigsten Begriffe in diesem Umfeld. Das folgende Kapitel befasst sich mit der Installation der oben erwähnten Entwicklungsumgebungen. 30