Grundlagen des Microsoft.NET Frameworks

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1 Grundlagen des Microsoft.NET Frameworks Master Seminar Advanced Software Engineering Topics Patric Zbinden 1. Mai 2003

2 Übersicht (1) Die.NET Stategie (2) Common Language Runtime (CLR) (3) Programming in.net (C#, VB.NET) (4).NET Framework Klassenbibliothek (1) Datentechnik (ADO.NET) (2) Web Forms (ASP.NET) (3) Weitere Themen Fazit (5) Fazit

3 .NET Strategie

4 Was ist.net Framework für Software Entwicklung Interface Interface zu Windows services und API Produktgruppen Entwicklungstools (Programmiersprachen, Visual Studio.NET,,.NET Framework SDK) Spezialisierte Server (SQL, Exchange, BizTalk) WebServices Geräte (Windows CE, PocketPC)

5 .NET Strategie Verteiltes Verteiltes Rechnen (XML Web Services) Remoting Architektur basierend auf offene Internet Standards (HTTP, XML, SOAP) Komponenten Infrastruktur COM war zu komplex Enterprise services Web Web Technologie EinfacesEinfaces Deployment,, Zuverlässigkeit, Sicherheit,

6 .NET Enterprise Servers Microsoft Application Center 2000 to deploy and manage highly available and scalable Web applications. Microsoft BizTalk Server 2002 to build XML-based business processes across applications and organizations. Microsoft Commerce Server 2002 for quickly building scalable e-commerce solutions. Microsoft Content Management Server 2001 to manage content for dynamic e- business Web sites. Microsoft Exchange Server 2000 to enable messaging and collaboration anytime, anywhere. Microsoft Host Integration Server 2000 for bridging to data and applications on mainframe legacy systems. Microsoft Internet Security and Acceleration Server 2000 for SSL-secured secured,, fast Internet connectivity. Microsoft Mobile Information 2001 Server to enable application support by mobile devices like cell phones. Microsoft SharePoint Portal Server 2001 to find, share,, and publish business information. Microsoft SQL Server 2000 to store, retrieve,, and analyze structured XML data.

7 Component Infrastructure Vor COM existierte kein einfacher Weg um Bibliotheken ohne Source Code zu integrieren. COM Vorteil: Sprachunabhängig, Internet tauglich (DCOM) Nachteile: Kompliziert (COM identity, lifetime, binary layout rules ) Keine Sprachintegration (keine Vererbung, keine Exceptions,, )

8 Common Language Runtime (CLR) Wie: Wie: Java Virtual Machine Virtuelle Virtuelle Maschine für Intermediate Language IL Code. Aufgaben Ausführung von Code Typenkontrolle Sicherheitsüberprüfungen Garbage collection

9 Ausführbare Dateien Datei-Endungen Endungen: : EXE, DLL Windows Portable Executable (PE) Standard

10 CLR Ausführung Kein Kein Interpreter! Verschiedene Compiler für die Erzeugung von Maschinencode Global Assembly Cache (GAC) Just-In In-Time (JIT) Compiler Vergleich Vergleich mit der JVM: Interpreter Erweiterungen: HotSpot Compiler

11 JVM vs. CLR CLRCLR Ausgerichtet für verschiedene Programmiersprachen Im Moment für Windows-Systeme (Mono Projekt Linux) JVMJVM Nur für Java Erhältlich auf den meisten Plattformen

12 Common Type System (CTS) Interoperabilität erfordert gemeinsame Typen Zwei Zwei Kategorien Referenz-Typen Werte-Typen

13 Referenz- vs. Werte-Typen Interne Interne Behandlung der CLR

14 Referenz- vs. Werte-Typen Konsequenzen für Programmierer Zuweisung: a = b Gleichheit: a == b Initialisierung

15 Werte-Typen Unterkategorien Basis-Typen ( build build-inin types, primitive types ) Werden von der CLR implementiert Benutzerdefinierte Wertetypen In C# mit dem Schlüsselwort struct (anstatt mit class) erzeugte Typen. Aufzählungstypen In C# mit dem Schlüsselwort enum erzeugt.

16 Basis-Typen Boolean (true oder false) Byte ( ) Char (Unicode Zeichen) DateTime (Zeit- und Datumswert) Decimal (28 signifikante Dezimalstellen) Double (64-Bit Fliesskomma Zahl) GUID (128-Bit) Int16 (16-Bit Zahl mit Vorzeichen) Int32 (32-Bit Zahl mit Vorzeichen) Int64 (64-Bit Zahl mit Vorzeichen) Sbyte ( ) Single (32-Bit Fliesskomma Zahl) TimeSpan (Zeitspanne mit Vorzeichen)

17 Referenz-Typen Unterkategorien Selbstbeschreibende Typen Array Typen Klassen Benutzerdefinierte Klassen Gekapselte Wertetypen (boxed( classes) Delegates Zeiger-Typen (Pointer) Interface-Typen

18 Boxing / Unboxing Boxing: : Konvertierung von Wertetyp zu Referenztyp Beispiel int i = 20; // Wertetyp object box = i; // Referenztyp -> Boxing Unboxing: : Umgekehrte Operation Beispiel int j = (int)box( int)box; ; // Unboxing Vergleich Vergleich mit Java: Explizite Boxing Klassen

19 Objektorientiere Konzepte Die Die CLR unterstützt OO Konzepte (wie Kapselung, Vererbung und Polymorphismus) Klassen Methoden Felder Statische Felder/Methoden Innere Klassen Interfaces u.s.w.

20 Programmiersprachen C# Visual Visual Basic.NET (auch: VB.NET) C++ C++ Viele Viele weitere Sprachen APL, COBOL, Delphi, Eiffel, Forth, Fortran, Haskel,, J#, JScript.NET,, Mercury, Mondrian, Oberon, Pascal, Perl, Python, RPG, Scheme,, S# Viele sind aber noch in Beta-Phase

21 C# Neue Neue Programmiersprache Objekt-orientiert Nur Nur einfache Vererbung (Mehrfache Vererbung nur über Interfaces) Designierter Nachfolger von C++. (Auch beeinflusst von Java) Ausgerichtet auf.net Framework

22 C# vs. Java Viele Gemeinsamkeiten aber auch Unterschiede Syntax Java super final class extends package (kein Schlüsselwort notwendig) (Methoden sind bereits virtuell, d.h. überschreibbar) weitere C# base sealed class : namespace overrides virtual

23 C# Aufzählungstypen Typen-Kontrolle public enum DayOfWeek { Sunday = 0, Monday = 1, Tuesday = 2, Wednesday = 3, Thursday = 4, Friday = 5, Saturday = 6 }

24 C# - Funktionsparameter public static void SwitchValues(ref int a, ref int b) { int c = a; a = b; b = c; } public static int Main(string[] args) { int a = 10; int b = 20; SwitchValues(ref a, ref b); Console.WriteLine(a + " " + b); return 0; } Ausgabe: 20 10

25 C# - foreach Schleife public static int Main(string[] args) { int[] aint = {1, 2, 2, 3, 5, 7}; foreach (int j in aint) Console.WriteLine(j); return 0; } Ausgabe:

26 C# - Properties Verwendung wie Felder, aber funktioniert wie Methoden Beispiel: Anstelle von zwei Methoden getvisible(), setvisible( ) public bool Visible { get { return _bvisible; } set { if (_bvisible!= value) { if (_bvisible) Hide(); else Show(); _bvisible = value; } } }

27 C# - Indexers Zugriff Zugriff auf Elemente eines Arrays: int[] a = {3, 4}; a[i] ] = 1; Console.Write(a[i]); // Ausgabe: 1 IndexerIndexer ermöglicht diesen Syntax auch für andere Klassen zu verwenden: string s = Test ; Console.Write(s[0]); // Ausgabe: T

28 C# - Indexers (2) Wie ein Property mit dem Namen this this und mit Argument(e) ) in eckigen Klammern. public virtual int this[int row, int col] { get { } set { } }

29 C# - Operator overloading Bekannt in C++ In Java nicht vorhanden public struct Complex { public int real; public int imaginary; public Complex(int real, int imaginary) { this.real = real; this.imaginary = imaginary; } } public static Complex operator +(Complex c1, Complex c2) { return new Complex(c1.real + c2.real, c1.imaginary + c2.imaginary); }

30 C# - Events / Delegates Delegate: : Typensicherer Funktionszeiger public delegate void ClickHandler(int x, int y); public class Test { public event ClickHandler Click; public void Test() { this.click += new ClickHandler(OnClick); } } private void OnClick(int x, int y) { //... Event behandeln }

31 Visual Basic.NET Vollwertige Objekt-orientierte Programmiersprache Threading Windows Services Historische Überreste von DOS Zeiten wurden entfernt, Anpassungen für CTS Variant-Datentyp SET / LET / OPTION BASE / GOSUB / ON x GOTO / etc. Weitere Neuheiten (z.b. AndAlso, OrElse Operatoren)

32 Visual Basic.NET (1) Nachteile: Umstellung für Visual Basic Programmierer ist gross. Auch für Einsteiger ist der Lernaufwand grösser. Viele neue Schlüsselwörter Portierung von VB6 Projekten nur sehr beschränkt möglich.

33 .NET Klassenbibliothek Vorher: Vorher: Win32 API, MFC, ATL, VB,.NET.NET Framework bietet OO-Bibliothek mit über viel Funktionalität verteilt in über 100 Namespaces

34 .NET Klassenbibliothek (1) Namespace System System.CodeDom System.CodeDom.Compiler System.Collections System.ComponentModel System.Configuration System.Data System.Data.Odbc System.Data.OleDb System.Data.OracleClient System.Data.SqlClient Beschreibung Allgemeine Klassen, die häufig verwendet werden. Zum Parsen von Source-Code Dokumenten. Klassen zum Erzeugen von Compiler Klassen zum Erzeugen von Listen, Hashtables, Warteschlagen etc. Klassen, die für die Implementation von Laufzeit- und Designzeit-Verhalten von Komponenten. Zum Abspeichern und Laden von Konfigurationseinstellungen Die zentralen Klassen von ADO.NET Zugriff auf Daten via ODBC Zugriff auf Daten via OleDb Für Oracle optimierte ADO.NET Schicht Für Microsoft SQL Server optimierte ADO.NET Schicht

35 .NET Klassenbibliothek (2) System.Diagnostics System.DirectoryServices System.Drawing System.Drawing.Drawing2D System.Drawing.Printing System.EnterpriseServices System.Globalization System.IO System.Net System.Net.Sockets System.Reflection Erlaubt Interaktion mit Systemprozessen, Zugriff auf EventLogs und Perfomance Counters. Ermöglicht den Zugriff auf ActiveDirectory GDI+ Grafikfunktionen Bietet 2-dimensionale Vektorgrafik Funktionalitäten. Ermöglicht Zugriff zu Druck-Funktionalitäten. Bietet Grundstrukturen Unternehmenssoftware. Ermöglicht Implementation von Anwendungen für verschiedene Kulturen (Sprachen, Kalender, Währungen, Zahlenformate, String-Sortierordnung etc.) Klassen für synchrone und asynchrone Ein- /Ausgabefunktionen Bietet einfache Schnittstellen zu gängigen Kommunikationsprotokollen. Erlaubt Programmierung von Netzwerkanwendungen, die auf Windows Sockets aufbauen. Bietet Reflection-Funktionalität für.net Sprachen

36 .NET Klassenbibliothek (3) System.Runtime.InteropServices System.Runtime.Remoting System.Runtime.Serialization System.Security System.Security.Cryptography System.ServiceProcess System.Text System.Text.RegularExpression System.Threading System.Web System.Web.Services System.Web.UI System.Windows.Forms System.XML Bietet Zugang zu nicht.net Bibliotheken, z.b. zu COM Für die Erstellung von verteilten Anwendungen. Bietet Unterstützung für die Serialisierung..NET Sicherheitskonzept Ermöglicht die Verwendung von verschiedenen kryptographischen Diensten. Erlaubt Windows Service Anwendungen zu entwickeln. Textfunktionalitäten, Codierungen (Unicode, UTF-8, ) Reguläre Ausdrücke Ermöglicht Multithreading-Anwendungen zu entwickeln. Grundklassen von ASP.NET Ermöglicht die Erstellung von WebServices ASP.NET WebForms WinForms XML Parser

37 ADO.NET ADO (Microsoft Active- X Data Object) Standardisiertes Modell für Datenzugriff ADO.NET DataSet XML Windows Applikation Web Forms DB DB Provider DataSet B2B

38 ADO.NET - Dataset

39 ADO.NET - Designer DataSet Design basiert auf XML Schema Visual Studio.NET Import/Export von Datenbank Designer

40 Web Forms (ASP.NET) Vor Vor.NET: ASP (Active( Server Pages) Skriptsprache (keine Typen, kein Kompilieren) Keine Trennung von Darstellung und Code Mit.NET Visual Programming Einfache Integration anderer.net Bibliotheken Objekt-Orientiert Orientiert XML/XSL

41 Web Forms - Server Controls Server Controls = Dynamische Komponenten, die auf dem Webserver laufen <form id="form1" method="post" runat="server"> <asp:button id="button1" runat="server" Text="Button"/> </form>

42 Web Forms Codebehind Codebehind Codebehind -Technik erlaubt Trennung von HTML/XHTML ASPX Header Page language="c#" Codebehind="WebForm1.aspx.cs" AutoEventWireup="false" Inherits="Test1.WebForm1" %> Codebehind Klasse wird kompiliert DLL im Unterverzeichnis /bin

43 Web Forms Codebehind ASPX-SeiteSeite erbt Button1 von WebForm1 public class WebForm1 : System.Web.UI.Page { protected System.Web.UI.WebControls.Button Button1; private void Button1_Click(object sender, System.EventArgs e) { // Code } } // anderer Code

44 Web Forms - ViewState Problem: Kontext! Ansatz Application-Kontext Session-Kontext Implementiert durch Cookie (oder falls Cookie abgeleht wurde mit SessionID in URL) ViewState-Kontext Problem: Implementiert durch verstecktes HTML Formularfeld Verschlüsselt

45 Web Forms User Controls Web Web User Control Wie gewöhnliches WebForm Beim Rendern wird kein HTML Header erzeugt z.b. für Navigationsleiste CustomCustom Control Eigenes Server Control Eigene Events z.b. für spezielle Buttons

46 Localization & Globalization Was ist Localization? Sprache der Benutzeroberfläche Datum & Zeit Formate, String Indexing,, Cultures Beispiele: en en-us, de de-ch, fr fr-ch Ressourcen Ressourcen (.resx resx) Sprachabhängige Ressourcen (.de.resx de.resx) Kompilierte Ressourcen (.dll dll, de-ch.dll CH.dll) Fallback-Prinzip

47 Localization & Globalization Windows Form Design-Time Properties: Localizable, Language Windows Forms Resource Editor (Winres.exe)

48 Mobile Programming Software für PDAs Mobiltelefone.NET Framework Version 1.1 SQL Server CE

49 Deployment Auslieferung von Software Vor.NET EXE-Datei DLLs in Windows\System32 (Versionsprobleme) ActiveX DLLs registrieren (regsvr32.exe) Tools wie InstallShield Mit.NET EXE-Datei und abhängige DLLs in ein Verzeichnis kopieren Für komplexere Dinge wie Webapplikationen oder Windows Services Setups (MSI-Datei) generieren.

50 Tools für.net Entwickler Microsoft.NET Framework SDK Command-Line Tools Compiler Gratis [108 MB] Microsoft Visual Studio.NET verschiedene Editionen Alternativen Borland Delphi 7 Studio (nur für Delphi) Borland C# Builder (noch nicht fertig!)

51 Fazit Neue Dimension von Windows Programmierung C++/MFC/COM zu kompliziert Visual Basic 6 nicht OO Übergang zu.net Radikale Änderungen Unterstützung für unsafe unsafe Code, Einbindung von anderen Bibliotheken (z.b. COM) Neuer Komfort elegantes Konzept für Webapplikationen WebServices (Neues Konzept von Software)

52 Fertig! Fragen? Diskussion

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