．NET架構(gòu)的核心開發(fā)技術(shù)
2024-07-21 02:17:10
供稿：網(wǎng)友
不可否認，應(yīng)用軟件的開發(fā)正在經(jīng)歷一次巨變——將最終增強開發(fā)人員的生產(chǎn)力并開啟一道通向全新概念的應(yīng)用程序的大門。
新型的開發(fā)模式正逐漸被推廣，將分發(fā)軟件演變成一種服務(wù)還有待于所有開發(fā)人員的共同努力，而互聯(lián)網(wǎng)卻將徹底改變應(yīng)用程序的開發(fā)模式和配置方式。
傳統(tǒng)上，軟件開發(fā)人員通過集成本地系統(tǒng)服務(wù)的方式開發(fā)應(yīng)用程序。這種模型使開發(fā)人員有權(quán)使用一整套豐富的開發(fā)資源，精確控制應(yīng)用程序的性能。
如今，開發(fā)人員在很大程度上已掙脫了這種模式的束縛，致力于構(gòu)建具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的n層系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能將網(wǎng)絡(luò)中各處的眾多的應(yīng)用程序進行集成，并大大提升應(yīng)用程序的價值。這樣，開發(fā)人員便可集中精力挖掘軟件獨特的商業(yè)價值，而不必日夜為如何構(gòu)建基本結(jié)構(gòu)傷腦筋了。令人欣喜的局面將應(yīng)運而生：軟件投放市場的時間大大縮短、開發(fā)人員的編程效率明顯提高，最為根本的是開發(fā)出質(zhì)量上乘的軟件。
我們正在進入計算機發(fā)展的下一個階段——基于internet的階段，特別是基于internet核心技術(shù)——xml擴充標記語言。盡管多層應(yīng)用程序開發(fā)將焦點集中在建造大型企業(yè)級應(yīng)用程序上，但現(xiàn)在xml使得能夠創(chuàng)建可用于任何人、任何場所的大型應(yīng)用程序。它擴大了應(yīng)用程序的使用范圍。這樣，軟件就不是只能從cd上安裝的某種東西，而是一種服務(wù)——就像呼叫服務(wù)或者計費電視一樣，可以通過通信媒體來預(yù)訂。
這一切，是通過將緊密聯(lián)接的、高效的n層計算技術(shù)與面向消息的、松散聯(lián)接的web概念相結(jié)合來實現(xiàn)的。我們將這種計算風(fēng)格稱為web service（web服務(wù)），它的出現(xiàn)標志著人類已經(jīng)邁入應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)的新紀元。web服務(wù)是一種應(yīng)用程序，它可以使用標準的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，像超文本傳輸協(xié)議(http)和xml，將功能綱領(lǐng)性地體現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)上。
我們也可將web服務(wù)視作web上的組件編程。
從理論上講，開發(fā)人員通過調(diào)用web應(yīng)用編程接口（api)，將web服務(wù)集成進他們的應(yīng)用程序，就像調(diào)用本地服務(wù)一樣。兩者區(qū)別在于前者能夠通過internet發(fā)送到某個遠程系統(tǒng)的服務(wù)上。例如，像微軟護照（microsoft passport）這樣的服務(wù)，可以給開發(fā)人員提供應(yīng)用程序身份確認的功能。通過對護照服務(wù)編程，開發(fā)人員就可以利用護照服務(wù)的基礎(chǔ)體系，實現(xiàn)維護用戶數(shù)據(jù)庫，確信服務(wù)開啟和運行以及正確地備份等等功能。
■松散聯(lián)接
跨越網(wǎng)絡(luò)的分布應(yīng)用程序邏輯的概念并不是一個新名詞，但跨越web的分布和集成應(yīng)用程序邏輯的概念卻是。
此前，像微軟的dcom (distributed component object model )、object management group公司的corba （common object request broker architecture ）以及sun公司的rmi(remote method invocation )這些分布式對象模型被稱為分布應(yīng)用程序邏輯。運用這些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，雖然服務(wù)放在遠程系統(tǒng)上，開發(fā)人員仍然可以像原來本機編程那樣維護和豐富應(yīng)用程序的功能。
但這種系統(tǒng)的問題是不能擴展到internet。因為該體系的基礎(chǔ)是服務(wù)器上的客戶端和服務(wù)器的緊密聯(lián)結(jié)。這意味著兩者必須是同質(zhì)的基礎(chǔ)體系，但也就常常意味著這種系統(tǒng)是非常脆弱的，如果有任何一端接口發(fā)生變化，另一端程序必然就會被中斷。舉個例子，如果服務(wù)器應(yīng)用程序的接口改變了，那么客戶端也將會失效。
開發(fā)中要求有一個緊密聯(lián)接的系統(tǒng)這本身沒有錯，而且許多應(yīng)用程序也一直就是建立在這些系統(tǒng)上的。但最終，隨著時間的流逝，這種模型是不會擴展的。因為眾多公司企業(yè)要求相互溝通，這很難保證會有一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，同樣也很難保證，你的客戶的服務(wù)器會有你所需要的完全一致的系統(tǒng)，你甚至都不可能猜想到它所用的是什么操作系統(tǒng)、什么對象模型和什么編程語言。
相反，web服務(wù)的聯(lián)接非常松散。這就意味者你可以在聯(lián)接的任何一端任意改變接口，而應(yīng)用程序可以不受影響地照常工作。從技術(shù)上說，這主要是由于使用了擁有穩(wěn)固性能的基于消息的異步技術(shù)，如像http、smtp等協(xié)議。而且最重要的是，xml可以幫助實現(xiàn)其通用性。
作為一個宏偉的計劃，.net的路還很長。今后的發(fā)展無論是崎嶇坎坷還是一片光明，在對新技術(shù)和it產(chǎn)業(yè)的推動上，微軟都是功不可沒的。
消息系統(tǒng)將通信的基本單元打包進自描述的、運用于網(wǎng)絡(luò)通信層的包（被稱做消息）。消息系統(tǒng)和分布式對象系統(tǒng)的關(guān)鍵區(qū)別在于，發(fā)送者需要對接收者的系統(tǒng)了解多少。使用分布式的對象系統(tǒng)，發(fā)送者需要幫助接收者考慮許多問題，比如應(yīng)用程序?qū)⑷绾渭せ詈托遁d、調(diào)用的是什么接口等等。
另一方面，消息系統(tǒng)在通訊層上達成協(xié)議。發(fā)送者只需考慮的是接收者能夠知道信息正被發(fā)送。發(fā)送方不需要了解一旦消息被收到后將會如何處理，也不需要對發(fā)送方和接收方之間作任何考慮。
在通訊層上達成協(xié)議的優(yōu)勢是顯而易見的。例如，協(xié)議能夠使接收方隨時作修改而無須中斷發(fā)送方，只要該協(xié)議始終明白是同一條消息。接收方不用中斷任何當(dāng)前應(yīng)用程序，可以自由升級和改進。更進一步說，就是發(fā)送方不用要求任何特殊的軟件就可以和接收方交談，只要他發(fā)送的是符合格式的信息，接收方就可以作出應(yīng)答。
■xml的通訊基礎(chǔ)：soap
建造跨越web的 web服務(wù)的工作和異步系統(tǒng)的關(guān)鍵是使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)說明格式，這就是xml。特別說明的是，web服務(wù)器在三方面需要xml來實現(xiàn)：基礎(chǔ)語言、服務(wù)說明以及服務(wù)發(fā)現(xiàn)。
● soap：系統(tǒng)在底層需要有統(tǒng)一語言，特別地，應(yīng)用程序相互通訊需要建立一套規(guī)則來說明如何表示不同數(shù)據(jù)類型（如整數(shù)和數(shù)組），如何表示命令（如進行數(shù)據(jù)處理）。同時，應(yīng)用程序在需要時還可以擴充這種語言。簡單對象存取協(xié)議soap（simple object access protocol），這是xml的一種實現(xiàn)，代表了一組如何表示和擴充數(shù)據(jù)和命令的規(guī)則集。
● wdsl(web services描述語言) ：一旦應(yīng)用程序有了如何表述數(shù)據(jù)和命令的基本規(guī)則，他們就需要如何描述可以接收的特定數(shù)據(jù)和命令。應(yīng)用程序只是聲明如何接收整數(shù)是不夠的，他們必須用明確的方法聲明。如給你兩個整數(shù)，把它們相乘。wdsl是一種xml語法，開發(fā)人員和開發(fā)工具可以用它來表示web服務(wù)的功能。
● soap discovery：最后需要一組規(guī)則來定位服務(wù)的描述——對于開發(fā)者和開發(fā)工具在什么地方可以發(fā)現(xiàn)一個web服務(wù)。soap discovery規(guī)范提供了一組規(guī)則讓開發(fā)者和開發(fā)工具可以自動發(fā)現(xiàn)web服務(wù)的描述。
一旦這些準備好了，開發(fā)者可以方便地發(fā)現(xiàn)web 服務(wù),把它作為一個對象集成進他們的應(yīng)用程序，并使應(yīng)用程序和web服務(wù)相互通訊。
■.net框架:web服務(wù)引擎
很顯然，許多基本結(jié)構(gòu)都需實現(xiàn)上述進程對開發(fā)人員和用戶的透明化。.net框架（.net framework)提供此基本結(jié)構(gòu)。從.net框架角度看，所有組件都可以是web服務(wù)，而web服務(wù)也僅是一種組件。實際上，.net框架提取出微軟組件對象模型(com)的精華，將它們與松散聯(lián)接計算的精華有機地結(jié)合在一起，生成了強大、高效的web組件系統(tǒng)：簡化程序員的“管道”操作，深入地集成了安全性，引進了基于互聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)，極大地改善應(yīng)用程序的可靠性和可擴展性。
.net框架由三個主要部分組成：通用語言運行庫、一套層次結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一類庫和一個被稱為asp+的高級asp版本。
有關(guān).net的許多東西讓人印象深刻，尤其是微軟充分傳達出的對互聯(lián)網(wǎng)作為未來主要技術(shù)平臺的首肯，和在某些方面對公開的標準的歡迎。
.net的確牽動著每個人的猜測……
1.通用語言運行庫
除了通用語言運行庫的字面含義外，在開發(fā)階段和運行過程中它還扮演著另一個角色。在組件運行時，運行庫負責(zé)管理內(nèi)存分配、啟動和中止線程和進程、強化安全系數(shù)，同時還調(diào)整任何該組件涉及到的其他組件的附件配置。在開發(fā)階段，運行庫的角色稍微有點變化：因為很多方面可以自動實現(xiàn)（例如內(nèi)存管理等）。運行庫可以使開發(fā)過程變得非常簡單，特別是同今天的com編程相比更是如此。特別典型的是，像reflection這樣的特性可以極大地縮小開發(fā)人員將商業(yè)邏輯轉(zhuǎn)化成一個可重復(fù)使用的組件而不得不編寫的代碼數(shù)量。
運行庫對于編程語言來說并不是新鮮的東西。實際上每一種編程語言都已包含一個運行庫。visual basic開發(fā)系統(tǒng)有最明顯的運行庫（正規(guī)名字為vbrun），visual c++也有一個msvcrt，此外，像visual foxpro、jscript、smalltalk、perl、python和java等等都如此。.net框架的關(guān)鍵角色就是它提供了一個跨所有編程語言的統(tǒng)一環(huán)境。
2.統(tǒng)一編程類
.net框架類為開發(fā)人員提供了一套可以使用的統(tǒng)一的面向?qū)ο蟆惒健哟谓Y(jié)構(gòu)的可擴展類庫。現(xiàn)在，c++的使用者使用microsoft foundation classes，java程序員使用windows foundation classes，visual basic的用戶使用visual basic apis。微軟用.net框架統(tǒng)一了這些不同的框架。結(jié)果是，開發(fā)人員不用非去學(xué)多個框架來完成自己的工作。而且，通過創(chuàng)建一套跨編程語言的通用api，.net框架可以實現(xiàn)跨語言繼承、糾錯處理以及程序調(diào)試。實際上，從jscript 到c++的所有編程語言，對于.net框架都是相互等同的，開發(fā)人員可以自由地選擇他們想使用的任何語言。
.net是一種全新的平臺，它將對現(xiàn)有的所有代碼產(chǎn)生影響。蓋茨說：“微軟所有的產(chǎn)品都會被涉及。我們的整個戰(zhàn)略是圍繞這個平臺展開的。”
3.asp+
asp+是使用 .net框架提供的類庫構(gòu)建而成的，它提供了一個web應(yīng)用程序模型，該模型由一組控件和一個基本結(jié)構(gòu)組成。有了它，web應(yīng)用程序的構(gòu)建變得非常容易。開發(fā)人員可以直接使用asp+控件集，該控件集封裝了公共的、用于超文本標識語言(html)用戶界面的各種小組件（諸如文本框、下拉選單等等）。實際上，這些控件運行在web服務(wù)器上，它們將用戶界面轉(zhuǎn)換成html格式后再發(fā)送給瀏覽器。在服務(wù)器上，控件負責(zé)將面向?qū)ο蟮木幊棠Ｐ统尸F(xiàn)給人員，這種編程模型能提供面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)擁有的豐富功能。asp+還提供一些基本結(jié)構(gòu)服務(wù)（諸如會話狀態(tài)管理和進程循環(huán)），這些服務(wù)進一步減少了開發(fā)人員要編寫的代碼量，并使應(yīng)用程序的可靠性得到了大幅度提高。asp+還允許開發(fā)人員將軟件作為一項服務(wù)進行傳送。通過使用asp+ web服務(wù)功能，asp+開發(fā)人員只需進行簡單的業(yè)務(wù)邏輯編程，而由asp+基本結(jié)構(gòu)負責(zé)通過soap傳送服務(wù)。
盡管asp+還未正式發(fā)行，但它已在改進應(yīng)用程序功能方面創(chuàng)造出了令人難以置信的奇跡：在現(xiàn)有基于asp的應(yīng)用程序性能基礎(chǔ)上，性能優(yōu)化了三倍之多，更為激動人心的是生產(chǎn)效率再度攀升。
■.net框架的核心部分
.net框架有幾個要素值得一提。首先是它的安全系統(tǒng)和配置系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)協(xié)同工作，有力地遏止了運行不安全代碼的可能性，并大幅度減少了號稱“dll hell”的對應(yīng)用程序進行配置時所面臨的挑戰(zhàn)。
安全系統(tǒng)是一個高度細化、基于事實的系統(tǒng)，它賦予開發(fā)人員和管理員多種代碼處理權(quán)限（而不僅僅是“on”或“off”）。將來，還會根據(jù)代碼本身的核心要素來決定如何實施上述權(quán)限。
例如，當(dāng).net框架應(yīng)用程序被下載到某一系統(tǒng)中時，它會申請一組權(quán)限（諸如對臨時目錄的寫入權(quán)限）。運行時將收集有關(guān)應(yīng)用程序的事實信息（諸如：它是從何處下載的、是否用了有效簽名、甚至它訪問系統(tǒng)的準確程度），并按管理策略決定是否允許應(yīng)用程序運行。運行時甚至還可告之應(yīng)用程序它無法授權(quán)申請的所有權(quán)限，并允許應(yīng)用程序自行決定是否繼續(xù)運行。
有這種安全系統(tǒng)作保障，許多應(yīng)用程序配置問題便會迎刃而解。開發(fā)人員和管理員（最終是用戶）所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是版本的管理問題。如果在您新裝了某個應(yīng)用程序之后，一切都陷于癱瘓狀態(tài)，而在這之前系統(tǒng)一直運行得非常良好，那么最大的可能是新安裝的應(yīng)用程序重寫了一些共享庫，并極有可能修正了現(xiàn)有應(yīng)用程序正使用的程序錯誤。這種情況出現(xiàn)的頻率很高，以致人們將它稱為：“dll hell”。
.net框架擁有的幾項高級功能可以徹底消除“dll hell”現(xiàn)象。首先，它有一個非常強大的內(nèi)部命名系統(tǒng)，能夠有效地防止兩個庫因互相重名而被錯當(dāng)為對方的情況發(fā)生。除此之外，它還提供一項被稱作“side by side”配置的新功能。如果前例中新安裝的應(yīng)用程序確實重寫了共享庫，現(xiàn)有應(yīng)用程序可對該庫進行修復(fù)。等現(xiàn)有應(yīng)用程序再次啟動時，它會檢查所有的共享文件。如果發(fā)現(xiàn)文件被更改，同時這些更改又是不兼容的，則它可以請求運行時提取一個它可以使用的版本。得益于強大的安全系統(tǒng)，運行時可以安全地執(zhí)行該操作，這樣應(yīng)用程序就完成了本身的修復(fù)工作。
■編者語
人們總是喜歡不厭其煩地發(fā)表諸如“互聯(lián)網(wǎng)改變了一切”的陳詞。同樣地，在談?wù)摶ヂ?lián)網(wǎng)給人類帶來的影響時，總是情不自禁地使用廣告式的夸張語，以表達對互聯(lián)網(wǎng)的推崇。不過，互聯(lián)網(wǎng)的確徹底改變了應(yīng)用程序的開發(fā)模式和配置方式。將分發(fā)軟件演變成一種服務(wù)還有待人們的共同努力，xml是實現(xiàn)這個夢想的重要手段。.net框架是微軟開發(fā)人員戰(zhàn)略的核心內(nèi)容，它旨在幫助開發(fā)人員輕松地構(gòu)建、配置和運行web服務(wù)。
總之，.net的最先受益者，將是我們的開發(fā)人員。.net的路還很長，今后的發(fā)展無論是崎嶇坎坷還是一片光明，在對新技術(shù)和it產(chǎn)業(yè)的推動上，微軟都是功不可沒的。
