Einführung in das Microsoft.NET-Framework. Programmiersprache C# MEF Das Managed Extensibility Framework. André Kunz

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1 Einführung in das Microsoft.NET-Framework Programmiersprache C# MEF Das Managed Extensibility Framework André Kunz

2 In dieser Einführung bekommen Sie einen kurzen Einstieg in das.net-framework von Microsoft. Es werden allerdings nur wenige Einblicke in die Theorie hinter dem Framework gegeben. Es wird stattdessen an einfachen Beispielen gezeigt wie Anwendungen mit dem.net-framework, insbesondere mit der Programmiersprache C# erstellt werden. Für die Beispiele sind Grundlagen der Programmierung notwendig. Für detailliertere Informationen sind unter Anderem folgende Quellen zu empfehlen: Galileo Openbook: MSDN das Microsoft Developer Network mycsharp (deutschsprachiges Forum) MEF - Managed Extensibility Framework Für Fragen, Korrekturen und anderen Anmerkungen an: 2

3 1 Inhaltsverzeichnis 2 Einleitung Vorwort Verwendet von MEF Logger für Fehlermeldungen Architektur - Beispiel Die Konsolenanwendung Test der Anwendung Erweiterung der Anwendung Abbildungsverzeichnis... xii 7 Quellen... iv iv 3

4 2 Einleitung In diesem Artikel wird der Umgang mit dem Managed Extensibility Framework (MEF) anhand einer simplen Anwendung demonstriert. Das Beispiel wird dabei so minimal wie möglich gehalten, damit das Thema leicht verständlich bleibt. 2.1 Vorwort MEF wurde zusammen mit dem.net-framework 4.0 eingeführt. MEF ist eine Bibliothek zum Erstellen von erweiterbaren Anwendungen. Das Framework ermöglicht es, Code zu kapseln und harte Abhängigkeiten zu vermeiden. Mit Hilfe von MEF können Anwendungen einfach um Funktionalitäten erweitert werden, ohne dass der Entwickler eine eigene Plugin-Struktur erstellen muss. Diese Funktionalitäten können sich in externen Komponenten befinden. Um die Auflösung der Abhängigkeit kümmert sich dabei das Framework, so dass der Anwendungsentwickler sich nur noch um die Implementierung der Funktionalität kümmern muss. Was ermöglicht MEF? Dynamische Komposition von Anwendungselementen. Wie? Durch Importieren und Exportieren von Schnittstellen. MEF besteht aus drei wesentlichen Bestandteilen (Parts, Catalogs, Container): Anwendungen bestehen bekanntermaßen aus Komponenten. o Bereitgestellte Funktionalitäten dieser Komponenten werden als Part deklariert. Parts werden in Catalogs zur Verfügung gestellt. o Ein Catalog hat Zugriff auf verschiedene Parts in einer oder mehreren Komponenten. Catalogs werden dem Container zur Verfügung gestellt. o Aufgabe des Containers ist es, die angeforderte Funktionalität zu finden. o Schaut in allen Catalogs und Parts nach der passenden Schnittstelle 2.2 Verwendet von MEF Um MEF auch in.net 3.5 zu verwenden muss man von der Seite die Librarys herunterladen. In diesem Beispiel wurde der stable release MEF Preview 6 verwendet (http://mef.codeplex.com/releases/view/30098). Verwendet man das.net Framework 4.0, muss MEF nicht manuell heruntergeladen werden, da es Teil des Frameworks ist. Die MEF Library kann dann einfach als Verweis hinzugefügt werden. 3 Logger für Fehlermeldungen Es soll eine Beispielanwendung erstellt werden die über eine bekannte Schnittstelle Fehlermeldungen loggen kann. Die Implementierung der Funktionalität dieser 4

5 Schnittstelle ist dabei der Anwendung nicht bekannt. Diese wird mit Hilfe von MEF zur Laufzeit dynamisch nachgeladen. 3.1 Architektur - Beispiel Die Architektur der Anwendung ist folgendermaßen (Abbildung 1). Eine Formsanwendung (Form1 im Projekt MEF-Form) kennt ein Interface (ILogger im Projekt Contracts) über welches eine Fehlermeldung geloggt werden soll. Des Weiteren existiert eine Klassenbibliothek (LoggerConsole im Projekt LoggerConsoleImpl) die das selbe Interface implementiert. Die Klassenbibliothek und die Formsanwendung haben keinerlei Kenntnis voneinander. Die Formsanwendung lädt per MEF die Klassenbibliothek dynamisch zur Laufzeit und verwendet dessen Funktionalität über das Interface. Projekt: Contracts «interface» ILogger +LogMessage(eing. _message : string) Projekt: MEF-FORM Kennt Kennt Projekt: LoggerConsoleImpl Form1 ILogger LoggerConsole Wird per MEF geladen +LogMessage(eing. _message : string) 3.2 Die Konsolenanwendung Abbildung 1: Aufbau der Beispielprojektmappe Zuerst wird eine Windows Forms-Anwendung als neues Projekt erstellt (.NET Framework 3.5). Als Name des Projektes wird MEF-Form gewählt. Im Designer sieht man nun die Form, auf welche man per Drag n Drop Steuerelemente ziehen kann. Man legt anschließend zwei Buttons auf die Oberfläche und ändert die Eigenschaften Text und (Name) der Buttons. Bei dem ersten Button setzt man (Name) auf buttonimport und Text auf Import und beim zweiten Button (Name) auf buttonloggen und Text auf Loggen (Abbildung 2). Abbildung 2: Die Buttons "Import" und "Loggen" 5

6 Anschließend klickt man auf beide Buttons mittels Doppelklick um einen Klickevent für diese zu erzeugen. public partial class Form1 : Form public Form1() InitializeComponent(); private void buttonimport_click(object sender, EventArgs e) private void buttonloggen_click(object sender, EventArgs e) Als nächstes benötigt man ein Interface, das sowohl der Anwendung als auch der den späteren Implementation bekannt sein soll. Hierzu fügt man der Projektmappe eine Klassenbibliothek als neues Projekt hinzu und nennt dieses Contracts. Die automatisch erzeugte Klasse Class1 in diesem Projekt, benennt man in ILogger um und ändert den Typ im Quellcode von class auf interface. Anschließend fügt man den Methodenprototypen void LogMessage(string _message) hinzu public interface ILogger void LogMessage(string _message); Jetzt kann der Forms-Anwendung ein Verweis zu dem Projekt Contracts hinzufügt werden. Anschließend wechselt man wieder in den Quellcode der Form und fügt eine Variable (private ILogger logger;) zum Loggen von Nachrichten hinzu. Hierbei darf die Anweisung using Contracts nicht vergessen werden. Daraufhin wechselt man in die Eventmethode des Loggen-Buttons und ruft die LogMessage -Methode der logger- Variablen auf. private void buttonloggen_click(object sender, EventArgs e) if (logger == null) return; logger.logmessage("testmessage"); Klickt man jetzt also auf den Button Loggen wird eine Testnachricht geloggt. Allerdings benötigt man noch die Implementation der LogMessage -Methode, also des Interfaces ILogger. Hierzu fügt man der Projektmappe eine weitere Klassenbibliothek mit dem Namen LoggerConsoleImpl hinzu. Die Klasse Class1 benennt man in LoggerConsole um und fügt dem Projekt ebenfalls einen Verweis auf das Projekt Contracts hinzu. Anschließend lässt man die Klasse LoggerConsole das Interface ILogger 6

7 implementieren. Nun kann man auf die unterstützung des Visual Studios zurückgreifen und per Kontextmenü die Methodenrümpfe des Interfaces automatisch erzeugen lassen (Abbildung 3). In der LogMessage-Methode lässt man daraufhin den Messagestring auf Konsole ausgeben. public class LoggerConsole : ILogger #region ILogger Member public void LogMessage(string _message) Console.WriteLine(_message); #endregion Abbildung 3: Automatisches Anlegen der Methodenrümpfe eines implementiertem Interfaces Das Projekt LoggerConsoleImpl kennt die Formsanwendung nicht und die Formsanwendung kennt das Projekt LoggerConsoleImpl nicht. Beide Projekte kennen lediglich das Interface ILogger. Hier kommt jetzt das erste Mal MEF zu Einsatz. Nach dem Download der MEF-Librarys wird die System.ComponentModel.Composition.dll dem Projekt LoggerConsoleImpl als Verweis hinzugefügt. Jetzt kann die Klasse LoggerConsole mit dem MEF-Schlüsselwort Export und dem Typ des Interfaces gekennzeichnet werden. [Export(typeof(ILogger))] public class LoggerConsole : ILogger 7

8 Die Implementation der Loggerklasse ist damit abgeschlossen. Als nächstes muss die Formsanwendung so erweitert werden, dass eine DLL geladen und nach der passenden MEF-Exportschnittstelle durchsucht wird. Zunächst fügt man der Formsanwendung ebenfalls den Verweis auf System.ComponentModel.Composition.dll hinzu und kennzeichnet die Variable logger mit dem MEF-Schlüsselwort Import und dem Typ des Interfaces. [Import(typeof(ILogger))] private ILogger logger; Im Forms-designer zieht man einem OpenFileDialog (Name: openfiledialog1) auf die Form und wechselt wieder in den Quellcode der Form in die EventMethode des Importbuttons. Hier ruft man der OpenFileDialog auf. private void buttonimport_click(object sender, EventArgs e) if (openfiledialog1.showdialog() == DialogResult.OK) Die dort aufgerufene Datei (DLL des LoggerConsole Projekts) wird als Assembly geladen. private void buttonimport_click(object sender, EventArgs e) if (openfiledialog1.showdialog() == DialogResult.OK) string assemblypath = openfiledialog1.filename; Assembly assembly = Assembly.LoadFile(assemblyPath); Anschließend wird daraus ein AssemblyCatalog erstellt, welcher auf alle zur Verfügung stehenden Funktionalitäten des geladenen Assemblies zugreifen kann. private void buttonimport_click(object sender, EventArgs e) if (openfiledialog1.showdialog() == DialogResult.OK) string assemblypath = openfiledialog1.filename; Assembly assembly = Assembly.LoadFile(assemblyPath); // Catalog des geladenen Assemblys var catalog = new AssemblyCatalog(assembly); Anschließend stellt man den AssemblyCatalog einem CompositionContainer zur Verfügung. Die Aufgabe des Containers ist es in allen Catalogs nach der passenden Schnittstelle zu suchen. private void buttonimport_click(object sender, EventArgs e) if (openfiledialog1.showdialog() == DialogResult.OK) 8

9 string assemblypath = openfiledialog1.filename; Assembly assembly = Assembly.LoadFile(assemblyPath); // Catalog des geladenen Assemblys var catalog = new AssemblyCatalog(assembly); // Container erstellen var container = new CompositionContainer(catalog); Mit der Methode ComposeParts werden automatisch die Variablen die mit dem Schlüsselwort Import gekennzeichnet sind mit der Klasse des gewählten Assemblys, sofern dieses die passende Exportanweisung besitzt, instanziiert. private void buttonimport_click(object sender, EventArgs e) if (openfiledialog1.showdialog() == DialogResult.OK) string assemblypath = openfiledialog1.filename; Assembly assembly = Assembly.LoadFile(assemblyPath); // Catalog des geladenen Assemblys var catalog = new AssemblyCatalog(assembly); // Container erstellen var container = new CompositionContainer(catalog); container.composeparts(this); 4 Test der Anwendung Die Anwendung sollte jetzt folgendermaßen funktionieren. Zuerst erstellt man das Projekt LoggerConsoleImpl und erhält damit eine DLL im Projektfad. Anschließend startet man die Windows Forms Anwendung. Nach dem Starten klickt man auf dem Button Import und lädt die DLL-Datei des Projektes LoggerConsoleImpl (Abbildung 4). 9

10 Abbildung 4: Laden der Implementation Anschließend klickt man auf Loggen um eine Fehlermeldung an die per MEF geladene Implementation zu schicken. Wen alles korrekt funktioniert, müsste auf der Console TestMessage ausgegeben werden. 5 Erweiterung der Anwendung Als letzter Schritt soll eine weitere Implementation des Interfaces erstellt werden, welche die Fehlermeldung in einem Fenster ausgibt. Hierzu wird eine Klassenbibliothek als neues Projekt, mit dem Namen LoggerWindowImpl zu Projektmappe hinzugefügt. Die Klasse in diesem Projekt wird in LoggerWindow umbennant. Anschließend werden die Verweise zum Projekt Contracts, zur Bibliothek System.ComponentModel.Composition.dll und zum Assembly System.Windows.Forms dem Projekt hinzugefügt. Daraufhin implementiert man das Interface ILogger in der Klasse LoggerWindows und gibt dort die Meldung in einer MessageBox aus. Anschließend markiert man die Klasse ebenfalls mit dem Schlüsselwort Export erstellt das Projekt. [Export(typeof(ILogger))] public class LoggerWindow : ILogger #region ILogger Member public void LogMessage(string _message) MessageBox.Show(_message); 10

11 #endregion Anschließend startet man die Formsanwendung und kann dann in dieser die neu erstellte DLL importieren. Beim Klick auf den Loggen-Button wird die Fehlermeldung in einem Fenster ausgegeben (Abbildung 5). Abbildung 5: Ausgabe der WindowLoggerImpl 11

12 6 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Aufbau der Beispielprojektmappe... 5 Abbildung 2: Die Buttons "Import" und "Loggen"... 5 Abbildung 3: Automatisches Anlegen der Methodenrümpfe eines implementiertem Interfaces... 7 Abbildung 4: Laden der Implementation Abbildung 5: Ausgabe der WindowLoggerImpl... 11

13 MEF Das Managed Extensibility Framework Hochschule Osnabrück André Kunz Quellen Diese Anleitung beruht hauptsächlich auf dem Webcast von Dariusz Parys: iv

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