Stichworte zur Vorlesung. Neue Softwaretechnologien

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1 Fachhochschule Kiel Fachbereich Informatik und Elektrotechnik Institut für Angewandte Informatik Prof. Dr.-Ing. Ulrich Samberg Stichworte zur Vorlesung Neue Softwaretechnologien Mitschrift von J. Ruhlaender, SS 2004 Das Skript enthält die wesentlichen Stichworte zur Vorlesung. Für die weitere Erarbeitung sind die angegebenen Literaturhinweise bzw. Internetquellen heranzuziehen. 1 / 52

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Windows-Anwendung Windows-Anwendung mit Komponententechnologie NET-Anwendung Net Architektur Geschichte des.net Frameworks Überblick über die öffentlichen Versionen des Frameworks Zukunft des.net Frameworks Zukunft von Visual Studio.NET Verfügbarkeit Assembly / MSIL Code native code Common Language Runtime (CLR) Runtime Hosts Sprachintegration Einheitliche Klassenbibliothek Sicherheitssystem (CAS) Komponentenkonzept Meta Daten XCOPY-Deployment und Versionierung Zum Thema Plattformunabhängigkeit Interoperabilität Architekturvergleich Modell 1: HTML Modell 2: DHTML Modell 3: ASPX Einbindung in eine Anwendungsarchitektur Vertieftes Verständnis der Web-Anwendungsarchitektur / 52

3 7. Anbindung der Datenhaltungsschicht Grundlagen Ergänzende Hinweise zur Anwendungentwicklung Web Anwendungen mit Web-Forms Events bei Web-Formularen Postback-Events und Non-Postback-Events Zustand einer Web-Anwendung Der Lebenszyklus eines Web-Formulars Erläuterung der Events im Lebenszyklus einer Web-Form Beispiel eines ersten Web-Formulars XML Web Services Konzept XML Webservice asmx Dateien Beispiel für eine.asmx Datei mit inline Code Testen des Web-Services mit dem Internet Explorer Einen XML Webservice nutzen WSDL (Web Service Description Language) Das Code-Behind Modell etwas besser verstehen Test des Web-Services mit einer Windows-Anwendung...47 Literatur...51 Internet / 52

4 1. Windows-Anwendung Ziel: Grundverständnis einer Windows-Anwendung USE-CASE: Kunden verwalten Kunde Verwalten Vertiebsmitarbeiter Artikel verwalten Kunde anlegen... Aufträge verwalten Hier will ich Vorname Name anlegen 4 / 52

5 Für den Teil: Kunde anlegen Kunde Oberfläche des Systems (Vertriebsmitarbeiter) +Kunde_anlegen() +erzeugen() +:() +:() Technische Klasse Wird für die Anwendung erstellt Fertige Strukturen Oberfläche Anwendung Fenster Für ein Windows-Programm weiter verfeinern: Win-Programme Klassenhierarchie: CTheApp - Applikationsebene CObject ClmdTarget CWnd Kernaussage: Zu Beginn wird das fachliche Modell entworfen daraus hergeleitet wird das technische Modell. Das technische Modell ist in der Grundausprägung in drei Ebenen (Schichten) gegliedert, die in der UML über die Classifier Oberfläche, Verarbeitung, Datenhaltung symbolisiert werden. Die Oberfläche wird typischerweise mit Hilfe vorgefertigter Klassen zur Programmierung von Oberflächen (z. B. MFC = Microsoft Foundation Classes), die Datenhaltung mit Hilfe einer Datenbank realisiert. 5 / 52

6 Lernziel: Objektorientierte Windows Anwendung Beispiel Kunde Abgrenzung zur Prozeduralen Lösung Aufteilung einer Applikation (Konzept/Struktur) Technische Implentierung (Com, NET-Architektur) Historie: 1) Bibliotheken und Datenaustauschverfahren wurden benötigt: DLL Dynamic Link Libraries, DDE Dynamic Data Exchange 2) fertige, wieder verwendbare Komponenten sollten erstellt werden: 1993 COM-Modell für Komponenten (Component Object Modell) 3) Rechnergrenzen sollten überschritten werden: Verwendung von RPC (Remote Procedure Call) Aufruf von Komponenten auf anderen Rechnern DCOM (Distributed COM) 4) Verwaltung der entfernten Klassen in einer eigenen Softwareschicht kapseln: Middle Ware Software, die für Ortstransparenz (Unabhängigkeit vom Ort) sorgt. Die Software sucht für den Client den Server und übermittelt die Daten. versenden der Parameter Begriff: marshaling Pkt. 3-4: Microsoft OLE Alternativ von Microsoft Konkurrenten CORBA (Common Object Request Broker Architecture) Konzept des Botschaftenaustausches in einer Windows Applikation. Programmieren einer Windows-Oberfläche mit Visual Studio. (siehe auch Anlage 1) 6 / 52

7 2. Windows-Anwendung mit Komponententechnologie Lernziel: Wdh. Softwarearchitektur Erweiterung der Begriffsdefinitionen Beispiel einer Architekturlösung ( RPC ) COM.NET-Architektur Architektur: graphische Darstellung des Systemzusammenhangs, Schnittstellen und Komponenten Komponente: wiederverwendbare, eigenständig definierte und anschließbare Programme, die mit anderen zusammenarbeiten. Modularisierung Anwendungen werden durch Module (Komponenten) aufgebaut Kommunikation über Nachrichten unabhängig von Protokoll und Hardware 1993: Component Object Model (Microsoft) Middle Ware: Softwareschicht für die Verwaltung der Zusammenarbeit von Komponenten Typen: insbesondere verteilte Kommunikation zwischen Komponenten über Anwedungsgrenzen/ Rechnergrenzen hinweg aufgebaut heterogene verteilte Architektur über unterschiedliche Betriebssysteme/ Anwendungen hinweg Erster Schritt: verteilte Applikation: 1-Tier Verwaltung Anwendungsoberfläche Anwendungsverarbeitung 2-Tier Verw. Client Netzwerk Verw. Client Anwendungsoberfläche Anwendungsverarbeitung - Oberfläche 3-Tier- - Verwaltung Architecture { - Datenhaltung 2-Tier-Architektur Verarbeitung Verarbeitung Datenhaltung 7 / 52

8 Beispiel Kontoverwaltung: Kontoverwaltung Einzahlung bearbeiten Kunde Oberfläche Kontoverwaltung Client Middelware Server Schnittstelle Konto = new Instanz() Serveridentifikation Konto.einzahlen(5) Server Methode Klasse der Klasse Ergebnis an Client übermitteln Suche Server Serveridentifikation Aufruf eingepackt übertragen (verteilt) bzw. Serveraufruf Ergebnis 8 / 52

9 Kommunikation zwischen den Komponenten Probleme: Client Sprachschnittstelle problematisch bei unterschiedlichen Umgebungen Server Lösung: Client Server verweist auf Schnittstelle Zwischensprache übersetzen in Serverumgebung Microsoft Interface Definition Language: Interface Definition Language MIDL MSIDL 9 / 52

10 Marshaling: Verpacken, Versenden und Entpacken von Parametern. Fachklasse Kontoverwaltung einzahlen kontostand einzahlen Konto Kunde Technische Klasse Client Kontodialog Konto Werte eingeben Oberfläche Server kontostand einzahlen lkonto Kontoverwaltung nicht verteilt: Kontodialog lkonto Erzeuge lserver/ lkonto Betrag einzahlen neuer Kontostand 10 / 52

11 Code: lkontodialog { double kontostand; lkonto konto = new lkonto( ); } konto.einzahlen( 0.0 ); cout << konto.getkontostand( ); konto.einzahlen( ); cout << konto.getkontostand( ); lkonto { private double kontostand = 0.0; public void einzahlen( double betrag ){ this.kontostand += betrag; } } public double getkontostand(){ return this.kontostand; } Aufruf mit Middleware: Kontodialog COM-Server lkonto Aufruf lkonto Starte Server einzahlen einzahlen }.dll oder.exe 11 / 52

12 Lernziel Wdh. Komponenten Komponenten Schwächen des COM-Modells.NET-Architektur (Beispiel einer modernen Architekturbasis) Eigenschaften des COM-Modells COM dient zur Modularisierung der Anwendung Kommunikation Client-Server wird hergestellt Laufzeit DLL Client lädt DLL Zugriff auf die DLL erfolgt über die GUID (global unique identifier) Client/ Server sind nicht statisch aneinander gebunden (Komponente/n können ausgetauscht werden) Erweiterung über Rechnergrenzen (DCOM) Schächen des COM-Modells: 1. Probleme mit Schnittstellenimplementierungen bei unterschiedlichen Sprachumgebungen in Client/Server 2. Speicherlecks 3. Applikationsstruktur (Class Factories, Marshaling (Verpacken der Informationen vorher<-> nachher)) 4. abhängig von einer Plattform (Betriebssystemumgebung) Lösung: Common Language Runtime == Zwischenschritt wird versorgt mit vorkompiliert MSIL (Microsoft Intermediate Language) Was sind Frameworks? F. gelten allgemein als die höchste Form der Wiederverwendung mit Hilfe von F. können nicht nur Programmcodes, sondern auch Entwurfslöungen wiederwendet werden Ein Framework besteht aus einer Menge kooperativer Klassen, die einen wiederverwendbaren Entwurf für einen bestimmten Anwendungsbereich implementieren. Es besteht aus konkreten und insbesondere abstrakten Klassen, die Schnittstellen definieren. Die abstrakten Klassen enthalten sowohl abstrakte als auch konkrete Operationen. Im allgemeinen wird vom Anwender (Programmierer) erwartet, daß er Unterklassen definiert, um ein Framework zu verwenden oder anzupassen. Selbstdefinierte Unterklassen empfangen Botschaften von den vordefinierten Framework-Klassen nach dem Hollywood-Prinzip Don t call us, we ll call you! 12 / 52

13 3..NET-Anwendung 3.1.Net Architektur Net Framework - Laufzeitsytem (CLR) -.NET Klassenbibliotheken Web Services - Präsentation - Ablauflogik - Datenhaltung NET Enterprise Services - Kommunikation übergreifender Anwendungen 3.2 Geschichte des.net Frameworks 1998 erwähnt Microsoft Mitarbeiterin Mary Kirtland erstmals die Konzepte (einheitliche Laufzeitumgebung), die ursprünglich für COM+ geplant waren, aber erst im.net Framework realisiert wurden. Die Entwicklung wurde in den nächsten Jahren zunächst als COM Version 3.0, später als Next Generation Windows Service (NGWS) weitergetrieben Microsoft veröffentlicht unter dem Namen.NET Framework eine Alpha- Version (Technical Preview) des.net Framework auf der PDC 2000 in Orlando : Beta : Beta : RC : Version 1.0 (englisch) April 2002: Version 1.0 (deutsch) : Beta1 der Version : Beta2 ("Final Beta") der Version : Endfassung der Version 1.1 verfügbar (englisch+deutsch) : Erste Präsentation von.net 2.0 in breiter Öffentlichkeit auf der PDC 2004 in LA 13 / 52

14 3.3 Überblick über die öffentlichen Versionen des Frameworks Produktversion Produktversion Produktstadium Versionsnummer Datum des Frameworks Visual Studio.NET /2002 Alpha 1.0.xxxx /2002 Beta /2002 Beta /2002 Release Candidate /2002 Endfassung /2003 Beta /2003 Beta2 Final Beta / 2003 Endfassung / 2005 Alpha / Technical Preview / PDC Build (*) (*) 1.2.* ist leider richtig. Microsoft hatte die Versionsnummer noch nicht auf 2.0 angepasst 3.4 Zukunft des.net Frameworks Beta 1 des.net Frameworks 2.0 im Sommer 2004 Final ca. im März 2005 Tausende zusätzliche Klassen für das.net Framework werden in Zusammenhang mit Windows "Longhorn" im Managed API "WinFX" erscheinen. (Stand 21. April 2004) 3.5 Zukunft von Visual Studio.NET Zusammen mit dem.net Framework 2.0 erscheint Visual Studio.NET 8.0 (Codename "Whidbey"). Zusammen mit dem nächsten Windows ("Longhorn") erscheint ebenfalls ein neues "Visual Studio.NET for Longhorn" (Codename "Orcas"), dass das in Longhorn enthaltene neue Managed API "WinFX" unterstützt. (Stand 21. April 2004) 3.6 Verfügbarkeit Das.NET Framework ist ein kostenloses Add-on für folgende Betriebssysteme: Windows 98, Windows ME, Windows NT 4.0, Windows 2000 und Windows XP. Ab dem Windows.NET Server gehört das.net Framework zum Standardinstallationsumfang. Für Windows CE.NET gibt es eine Light-Version, das sogenannte.net Compact Framework. 14 / 52

15 3.7 Assembly / MSIL Code native code Ein C++ Compiler erzeugt native code (direkt ausführbare Programme). Diese Anwendungen stellen die schnellsten und effektivsten Programme einer Hochsprache dar. Einer der Hauptgründe dafür ist die optimale Anpassung an die vorhandene Hardware und das Betriebsystem. Ein.NET Compiler (C#, Visual Basic, J#, JScript, ) erzeugt kein direkt ausführbares Programm (native code), sondern einen Zwischencode, der MSIL genannt wird. Die Abkürzung MSIL steht für Microsoft Intermediate Language und bildet eine so genannte Assembly. Dieser MSIL Code/Assembly wird nicht wie bei Java 1.0 interpretiert, sondern immer von einem JIT (Just in time Compiler) zur Laufzeit in native code gewandelt und ausgeführt. Weil der JIT Compiler sehr schnell ist, ist der Geschwindigkeitsverlust einer.net Anwendung im Vergleich zu einem Native Code Programm nur sehr gering. 3.8 Common Language Runtime (CLR) Um.NET Programme (MSIL-Code) ausführen zu können, benötigt man immer eine Laufzeitumgebung. Diese heißt im.net Framework Common Language Runtime (CLR). Die CLR besteht aus mehreren Basis Diensten: o Just-in-Time Compiler Der MSIL-Code wird durch den JIT in die systemeigene Maschinensprache (native Code) des jeweiligen Systems übersetzt, mit den Basisdiensten verbunden und ausgeführt. Dadurch sind.net Programme performanter als interpretierte Sprachen. o Speicherverwaltung Umfasst einen Garbage Collector, der Objekte, auf die nicht mehr verwiesen wird, selbstständig löscht. Die Speicherverwaltung verhindert zudem eine Fragmentierung des Speichers. Dies steigert die Performance von Anwendungen. o Sicherheitssystem Programmen werden unterschiedliche Sicherheitsstufen zugewiesen. Dazu gehört auch der Ursprung (Internet, Intranet, lokaler Rechner). Das Sicherheitssystem verwaltet die Codezugriffssicherheit. So kann eine in einer Webseite eingebettete ausführbare Datei (bei Java: ein Applet) zwar eine Animation wiedergeben oder einen Musiktitel abspielen, jedoch keinen Zugriff auf das Dateisystem oder das Netzwerk durchführen. o Interoperabilität Die CLR stellt eine Abwärtskompatibilität zu älteren COM-Komponenten und DLL s her, so dass diese weiter benutzt werden können. o Threading Verwaltet das Erstellen und Beenden von Threads (Kind-Prozessen). o Exception Handling Verwaltung von nicht abgefangenen Ausnahmen. 15 / 52

16 Einheitliche Laufzeitumgebung. Die CLR kompiliert den MSIL-Code mit dem JIT Compiler in ausführbare Programmteile, verbindet diese mit den Basisdiensten und führt den so erzeugten native-code aus. Ein Programmcode, der im Rahmen der CLR ausgeführt wird, heißt managed code (verwalteter Code). Der restliche Code wird entsprechend unmanaged code (nicht verwalteter Code) genannt. 3.9 Runtime Hosts Wenn eine.net-anwendung gestartet wird, ruft Windows nicht die CLR selbst direkt auf, sondern zunächst einen so genannten Runtime Host. Dieser lädt die CLR und übergibt der CLR den Einsprungpunkt für die Anwendung. Es gibt derzeit drei Runtime Hosts: den Shell Runtime Host, den Internet Explorer Runtime Host und ASP.NET. In Zukunft werden auch andere Office- und Back-Office-Anwendungen als Host fungieren können Sprachintegration Das.NET Framework ermöglicht die Zusammenarbeit der unterschiedlichsten Sprachen. Zusammenarbeit bedeutet dabei nicht nur, dass ein Aufruf von einem Programmcode möglich ist, der in einer anderen Sprache geschrieben wurde, sondern auch das in objektorientierten Sprachen eine Vererbung von Klassen möglich ist, die in einer anderen objektorientierten Sprache entwickelt wurde. Basis für diese Sprachintegration ist einerseits die Zwischensprache MSIL und die CLR und andererseits die so genannte Common Language Specification (CLS). Die CLS ist ein Regelwerk für Compiler, das festlegt, wie die Umsetzung von sprachspezifischen Konzepten in die MSIL erfolgen muss. Kern der CLS ist das Common Type System (CTS), das ein einheitliches System von Datentypen definiert. Denn nur wenn die verschiedenen Sprachen die gleichen Datentypen verwenden, ist eine problemlose Integration möglich Einheitliche Klassenbibliothek Ein weiterer Aspekt, der die Programmierung in verschiedenen Programmiersprachen bislang höchst unterschiedlich gemacht hat, waren die verschiedenen Funktions- bzw. Klassenbibliotheken. Die.NET Framework Class Library (FCL) ist eine sehr umfangreiche Klassenbibliothek, die von allen.net Sprachen aus genutzt werden kann. Selbst wenn es in verschiedenen.net Sprachen noch alternative Möglichkeiten für die Ausführung verschiedener Systemfunktionen (z.b. den Dateisystemzugriff) gibt, sollten die Klassen der FCL genutzt werden. Dies vermindert den Lern- und Umstellungsaufwand beim Wechsel auf eine andere Sprache enorm. Die FCL ist implementiert als eine Reihe von DLLs (Managed Code). Die FCL enthält in der Version 1.0 genau 2246 öffentliche Klassen (Umfang des.net Framework Redistributable, optionale Add-ons nicht eingerechnet). Um die Übersichtlichkeit 16 / 52

17 zu gewährleisten, sind die FCL-Klassen in Namensräume eingeteilt. Ein Beispiel für einen FCL-Klassennamen ist System.Web.UI.Control Sicherheitssystem (CAS) Der Schutz vor schädlichen Codes ist ein immer wichtigeres Thema. Die CLR bietet daher ein neues Sicherheitssystem, das nicht mehr nur die Rechte des Benutzerkontos, unter dem der Code ausgeführt wird, berücksichtigt, sondern auch die Herkunft des Programmcodes. Das Sicherheitskonzept wird Code Access Security (CAS) genannt und ist die Weiterentwicklung des Zonenkonzepts des Internet Explorers, des Microsoft Authenticode-Verfahrens zur digitalen Signierung von Programmcode und der Software Restriction Policy (SRP) unter Windows XP. Die CLR ermittelt zur Bestimmung der Ausführungsrechte von Managed Code zunächst die Beweislage (engl. evidence). Zur Beweislage gehören insbesondere der Autor des Codes (hinterlegt durch das Authenticode-Verfahren) und der Speicherort des Codes (Zonenkonzept). Auf dieser Basis werden die Rechte des Codes ggf. eingeschränkt. Selbstverständlich erhält der Code niemals mehr Rechte als der Benutzer, unter dem der Code läuft, denn das Windows-Sicherheitssystem wirkt nach wie vor zusätzlich. Die CAS kann durch die Definition von Code-Gruppen und Berechtigungssätzen sehr fein konfiguriert werden Komponentenkonzept Das.NET Framework ist nicht nur objektorientiert, sondern auch komponentenorientiert. Im Mittelpunkt des Komponentenkonzepts stehen die so genannten Assemblies. Es gibt Assemblies in Form einer EXE oder einer DLL. Eine DLL-Assembly ist immer eine wieder verwendbare Softwarekomponente, die von einer anderen Assembly genutzt werden kann. Nur eine EXE-Assembly lässt sich als eine unabhängige Anwendung starten. Auch eine EXE-Assembly kann aber Dienste für Andere bereitstellen. Dieses Konzept unterscheidet sich zunächst nicht von dem Komponentenkonzept unter dem Component Object Modell (COM). Eine Assembly ist ein Verbund aus einer oder mehreren MSIL-Dateien, wobei mindestens eine der Dateien eine DLL oder EXE ist. Optional können auch nicht-msil-dateien, so genannte Ressource-Dateien (z.b. Datenbank-, Grafik- oder Sound-Dateien), Teil der Assembly sein Meta Daten Jede Assembly und damit auch jede.net-komponente ist komplett selbst beschreibend, d.h. es sind ausführliche Informationen über die in der Komponente enthaltenen Klassen und deren Mitglieder enthalten. Diese Meta-Daten sind Pflicht. Dies ist ein großer Fortschritt 17 / 52

18 gegenüber COM, wo die Selbstbeschreibung in Form von Typbibliotheken eine oft vernachlässigte Option war. Für jedes Objekt der.net-laufzeitumgebung werden in den Metadaten alle Objektinformationen aufgezeichnet, die zur Verwendung des Objekts erforderlich sind. Hierzu zählen: Name des Objekts Namen und Typen aller Felder des Objekts Die Namen aller Mitgliedsfunktionen, einschließlich Parametertypen und -namen Das Auslesen der Meta-Daten einer.net-komponente nennt man Reflection. Reflection ist integraler Bestandteil des.net Frameworks, auf dem vier wichtige Mechanismen beruhen: Beim Bindungsmechanismus ermittelt die CLR mittels Reflection den aufzurufenden Programmcode. Die in.net eingebauten Mechanismen zur Objektserialisierung benötigen die Meta- Daten, die sie via Reflection ermitteln. Objektserialisierung ist wiederum die Basis für das Remoting in.net. Der Garbage Collector verwendet Reflection um festzustellen, welche Objekte noch in Benutzung sind. Mittels des Reflection-Mechanismus kann man dynamisch Code zur Laufzeit erzeugen XCOPY-Deployment und Versionierung Die meisten.net-anwendungen müssen nicht mehr installiert werden, sondern können einfach an einen beliebigen Ort kopiert und von dort gestartet werden (der Begriff XCOPY- Deployment nimmt Bezug darauf, dass zum Installieren einer.net-anwendung der DOS- Befehl XCOPY ausreicht). Diese Rückbesinnung auf die Wurzeln von Windows ist möglich durch den Verzicht auf die Registry als Konfigurationsspeicher und der Speicherung von DLLs im /System32- Verzeichnis (oder anderen zentralen Verzeichnissen). Anwendungsspezifische Konfigurationsinformationen werden nun in Form von XML-Dateien im Anwendungsverzeichnis abgelegt. Auch alle benötigten DLLs sollten dort liegen. Nur für wenige Ausnahmen, in denen eine Mehrfachnutzung einer DLL sinnvoll ist (z.b. bei der Framework Class Library), gibt es weiterhin einen zentralen Speicherort, den so genannten Global Assembly Cache (GAC), der unter %Windows%/Assembly liegt. Der GAC ist aber kein einfaches flaches Verzeichnis, sondern eine komplexe Verzeichnishierarchie, die ermöglicht, gleichnamige DLLs in beliebig vielen verschiedenen Versionen zu speichern. Dies ist das Ende der DLL-Hölle (der gegenseitigen Störung von Anwendungen durch die Verwendung einer DLL in unterschiedlichen, inkompatiblen Versionen) Zum Thema Plattformunabhängigkeit Das.NET Framework ist nicht nur durch die Verwendung der Zwischensprache MSIL plattformunabhängig. Microsoft hat weite Teile des.net Framework bei der European Computer Manufacturers Association (ECMA) standardisieren lassen. Der Standard heißt Common Language Infrastructure (CLI), ECMA-Standard Nr / 52

19 Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Skriptes gibt es eine Implementierung der CLI für FreeBSD. Weitere Implementierungen für LINUX und für verschiedene UNIX-Derivate sind in Arbeit. Zum Beispiel das Mono project von Novell. ( Im Rahmen der Standardisierung hat Microsoft auch weite Teile des Quellcodes des.net Frameworks und der Programmiersprache C# für jedermann zugänglich gemacht (Shared Source CLI). Von der Standardisierung ausgenommen sind allerdings die Datenbankschnittstelle ADO.NET (FCL-Namespace System.Data) und die Benutzeroberflächen-Bibliotheken Windows Forms (FCL-Namespace System.Windows.Forms) und ASP.NET (FCL- Namespace System.Web) Interoperabilität Um die Akzeptanz des.net Framework zu fördern, hat Microsoft sinnvoller Weise eine Interoperabilität mit klassischen Windows-Anwendungen und COM-Komponenten sichergestellt. Die CLR ermöglicht sowohl den Aufruf von klassischen C-Style-DLLs (z.b. dem WIN32-API) als auch COM-Komponenten. Andersherum kann eine.net-anwendung auch als COM-Komponente aufgerufen werden..net Anwdg. Dienste/Bausteine Sprachen C#, V-Basic... Enterprise Servers SQL-Server BizTalk Runtime Environment Dienste.NET COM Framework OS 19 / 52

20 .Net NET Framework.NET Framework Laufzeitsystem: (Runtime Environment) - Verwaltung des Speichers (Garbage Collection/Defragmentierung des Speichers längere freie Speicherbereiche) - Start/ Stop von Prozessen - Sicherheit - Bezüge der Komponenten Klassenbibliotheken Framework = Menge wiederverwertbarer Klasse CLR-Aufbau Unterstützung der Basisklassen Thread-Einbindung COM-Marshaler Typ-Überprüfung Ausnahmebehandlung Sicherheitsmaschinerie Debugger JIT-Compiler Code Manager Garbage Collector Klassenlader Web Services NET Enterprise Services Klassen : Framework Klassenbibliotheken organisiert in Namensräumen (name Space) schaffen logische Gruppen Interfaces (Schnittstellen) definieren das Angebot der Klassen.NET Framework Klassensystem VB Forms Bibliotheken Oberfläche MFC/ATL Microsoft Foundation Class / Active Remplate Listening (C++ für COM) ASP Active Server Pages 20 / 52

21 Wie arbeiten die Klassen des Frameworks zusammen? ASP.NET Benutzeroberfläche Web Forms Web Service Anbindung WIN Forms Dateien und XML ADO.NET (Active Data Objects) XML / 52

22 4. Architekturvergleich 4.1 Modell 1: HTML Client Browser wird interpretiert HTML Server 4.2 Modell 2: DHTML Browser wird interpretiert bis Aufruf lokaler Komponente DHTML COM Lokale Komponente } Allgemeine Anwendung 4.3 Modell 3: ASPX Virtueller Pfad } //localhost Anfrage Server Zuordnung zu IIS Physikalische Adresse IIS HTML In der Verwaltung IIS -> Informationsdienste muss das virtuelle Verzeichnis phys. Zugeordnet sein 22 / 52

23 5. Einbindung in eine Anwendungsarchitektur Quelle: Erläuterungen zum Buisinessexample Duwamish-Online aus Microsoft-Quellen visual.net Business Facade Business Rules Client Web Anwendung Abarbeitung Browser Oberfläche Data Access Datenzugriff System Framework Anwendungskonfiguration Common Spezielle Datenbereiche Zusammenspiel Client (Browser) Server in einer Web-Applikation Anfrage.aspx.asp Browser HTML IIS.aspx CLR aspx beim ersten Zugriff Assembly Code behind Assembly Programm ist lesbar mit ILDSAM (Interface Language Disassembler) 23 / 52

24 Client Präsentationsschicht IIS CLR ASP.NET Web-Forms Kennung.aspx Ablauflogik Transport Ablauf Datenabstraktion Datenhaltung Verarbeitung : CLR Common Language Runtime Programme verwenden Standardbibliotheken #using <mscorlib.dll> (microsoft core library) damit die Verwaltung möglich ist, wurden neue Schlüsselworte eingeführt: delegate deklariert Referenzauf eine/mehrere Methoden property deklariert eine Eigenschaft für eine managed-class gc deklariert eine Klasse, die von der Garbage-Collection verwalted wird Garbage Collection: alle Klassen angelegt auf einen zentral angelegten HEAP Sonderformen: Wertklassen angelegt auf einem Stack managed Schnitstellenklassen 24 / 52

25 6. Vertieftes Verständnis der Web-Anwendungsarchitektur Ziel: -Wdh. Zusammenarbeit Browser (Client) Server - Informationsgewinnung über den Client - Verständnis der Webanbindung in einer komplexeren Anwendung (Microsoft Enterprise example Duwamish ) Beispiel Nutzung.NET-Framework Klassen in einer WEB-Anwendung.NET-Klassen werden zur Unterstützung der Web-Programmierung eingesetzt Beschreibung der Klassenbibliothek Microsoft Developer Network Information (hier auch im Help zu Visual Studio) Attribute der Klassen Methoden der Klassen entspr. Aufruf/Anwenungsinfo Klassenübersicht = Foundation Class Beispiel: HttpRequest User-Host Address liefert IP-Adresse des Client Aufruf: xx Request UserHostAddress locale Instanz / / Member- Variable der Klasse 25 / 52

26 Beispiel Duwamish N-tier-Architektur Presentation Layer Workflow Layer Business Layer Data Access Layer Data Source Presentation Layer Client Browser Anwendung Server IIS.asp Verarbeitung? Internet Server Applikation Programmer Interface ISAPI sucht richtige.dll zur Verabeitung von.aspx Business Facade Workflow Layer 26 / 52

27 IIS default.aspx [ Banner Menü Seitenstruktur..... Web-Oberfläche Seitenstruktur Verarbeitung Bannermodul.aspx Shoppingcart.aspx Modulbase.vb Cart.vb Web Control Anwendung Banner Menü Shoppingcart Oberfläche 27 / 52

28 7. Anbindung der Datenhaltungsschicht 7.1 Grundlagen Browser WEB Buisiness Facade Embedded SQL Data Access Zugriffsschicht durch Geschäftssystem Parametrierung/Aufrufe Datenbankverbindung + SQL-Weiterleitung DBMS Datenzugriffsverfahren ODBC DAO OLE DB ADO ADO.NET - open Database Connectivity - Data Access Object - OLE Database - Active-X Data Objects - Active-X Data Objects im.net Framework 28 / 52

29 Kernfunktionen von ADO.NET Verbindung zur Datenbank Daten verwalten (anlegen, ändern, löschen) Datenstrukuren vewalten Verwaltungsschicht CLR Datenzugriffsklassen sin Teil der Framework Klassenbibliothek Microsoft eingene DB.NET Client Verwalter OLE DB Provider Verwalteter SQL-Server COM-Interoperation - Schicht DB OLE DB Fremddb-Komponenten Struktur Datenzugriff: Verbindungsobjekt Befehlsobjekt Beispiel: siehe Visual C++ Schritt für Schritt S.524 ff. Datenaustausch/ Transfer über Extensible Markup Language XML Spezifikation: W3C beschrieben in EBNF (Extended Backus Naur Form) Start- Tag [40] STag ::= < Name (S Attribute) *S? > hierzu gibt es WFC: Unique Att Spec WFC Well Formdness Constraint: Unique Att Spec No Attributename may appear more than once in the same start tag or empty element tag exemplarisch: <termdef id= dt_dog term= dog > 29 / 52

30 7.2 Ergänzende Hinweise zur Anwendungentwicklung Web Anwendungen mit Web-Forms Web Forms implementieren ein Programmiermodell, bei dem Webseiten auf einem Webserver dynamisch generiert und über das Internet auf einem Browser ausgegeben werden. Sie sind in gewisser Weise Nachfolger/Erweiterungen der klassischen ASP-Seiten. Bei Web Forms legt man HTML-Seiten für die statischen Inhalte an und schreibt C# oder anderen Code für die dynamischen Inhalte. Das Programm läuft auf dem Server, und die daraus resultierenden Daten werden in den statischen HTML-Code integriert, wodurch die Webseiten erzeugt werden. Was schließlich an den Browser gesendet wird, ist nichts weiter als normales HTML. Die Benutzeroberfläche wird in einer Datei mit der Erweiterung.aspx gespeichert. Die zu der Seite gehörende Logik (der Programmcode) kann in einer gesonderten Quelldatei, die Code-Behind-Datei gespeichert werden. Dieser Programmcode nutzt die reichhaltigen Web Forms-Typen, die sich in den Namensräumen System.Web und System.Web.UI der Framework Class Library (FCL) befinden und Bestandteil von.net sind. Wenn eine Anfrage von einem Browser an den Server gestellt wird, wird die Code-Behind- Klassendatei ausgeführt und erzeugt dynamisch die HTML-Seite, die an den Client-Browser gesendet wird Events bei Web-Formularen Web-Formulare sind Event-getrieben. Events (Ereignisse) kapseln die Vorstellung davon, dass»etwas geschehen«ist, in einem Objekt. Ein Event wird ausgelöst, wenn der Benutzer eine Schaltfläche anklickt, etwas aus einer Listbox auswählt oder sonstwie mit der Oberfläche interagiert. Eine Methode, die auf ein Event reagiert, nennt man Event-Handler. Event-Handler werden als Programm in die Code-Behind-Seite geschrieben und durch Kontrollattribute mit den Controls der HTML-Seite verknüpft. Bei den meisten Web-Anwendungen werden Events normalerweise auf dem Server behandelt und erfordern daher eine Hin- und Rückübertragung. ASP.NET unterstützt nur eine begrenzte Menge von Events, so etwa Button-Klicks und die Änderungen an Texten. 30 / 52