DOTNET平臺(tái)組件配置工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本文主要研究Castle框架中的IOC和AOP機(jī)制，目標(biāo)是設(shè)計(jì)出一個(gè)可視化工具，實(shí)現(xiàn)IOC和AOP機(jī)制中配置文件的可視化配置。該工具經(jīng)過修改和完善也適用于其他框架中的IOC和AOP配置文件的生成。
1 Castle框架和相關(guān)技術(shù)介紹
1.1 Castle框架介紹
Castle是.NET平臺(tái)下的一個(gè)系統(tǒng)級(jí)框架，它是通過將一些成熟開源應(yīng)用進(jìn)行無縫整合而形成的一套完善的系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用框架，這其中包括了ActiveRecord、AspectSharp、MonoRail及MicroKernel/Windsor。其中MicroKernel是IOC框架的核心；AspectSharp是AOP的框架。
1.2 IOC技術(shù)介紹
反轉(zhuǎn)控制IOC(Inversion of Control)[1]，又稱依賴注入DI(Dependency Injection)，是面向?qū)ο箢I(lǐng)域新興的編程思想。簡(jiǎn)單地說，IOC就是指由容器來控制程序之間的關(guān)系，而非傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的由程序代碼直接操控。這也就是所謂“反轉(zhuǎn)控制”的概念所在：控制權(quán)由應(yīng)用代碼轉(zhuǎn)到外部容器，控制權(quán)的轉(zhuǎn)移，也就是所謂的反轉(zhuǎn)。
1.3 AOP技術(shù)介紹
AOP[2](Aspect Oriented Programming)是OOP的延續(xù)，意思是面向切面編程?？梢酝ㄟ^預(yù)編譯方式和運(yùn)行期動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)在不修改源代碼的情況下給程序動(dòng)態(tài)統(tǒng)一添加功能的一種技術(shù)。它可以解決OOP和過程化方法不能夠很好解決的橫切(crosscut)問題，如：事務(wù)、安全、日志等橫切關(guān)注。當(dāng)未來系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，橫切關(guān)注點(diǎn)就成為一個(gè)大問題的時(shí)候，AOP就可以很輕松地解決橫切關(guān)注點(diǎn)的問題。
2 可視化IOC和AOP配置工具設(shè)計(jì)思路
可視化IOC和AOP配置工具是一個(gè)在.NET平臺(tái)下開發(fā)的WinForm程序，這個(gè)工具的主要作用就是在IOC組件或者AOP組件都開發(fā)好的條件下,利用這個(gè)工具生成IOC或者AOP的配置文件，方法是讀取現(xiàn)存的IOC組件或者AOP組件。在工具中進(jìn)行相應(yīng)的配置，最后直接生成開發(fā)人員所需的配置文件。
該工具的主要功能是通過讀入現(xiàn)存的IOC組件或AOP組件，提取并暫存組件中與配置有關(guān)的重要信息，以可視化的方式顯示在工具界面中，然后由開發(fā)人員操作該工具完成組件對(duì)應(yīng)的配置文件的生成。這個(gè)過程可以劃分為5個(gè)階段（如圖1）：讀取類文件>分析類文件>顯示配置信息>開發(fā)人員對(duì)參數(shù)進(jìn)行配置>生成配置文件。其中前三層是該工具主要實(shí)現(xiàn)的功能。因此，該可視化工具的代碼部分分為3個(gè)層次來編寫。分別是：讀類文件、分析提取信息、顯示信息。
第一層主要是完成類文件的讀取，在.NET平臺(tái)下使用到了System.IO命名空間中文件操作相關(guān)的File類和StreamReader類，最終將整個(gè)讀取的文件內(nèi)容以string類型返回，以供第二層分析文件使用。
第二層的功能是在第一層的讀取文件內(nèi)容的基礎(chǔ)上分析并提取關(guān)鍵字，即取出配置文件需要的重要信息，例如IOC反轉(zhuǎn)控制模式主要有設(shè)值注入和構(gòu)造方法注入，設(shè)值注入就是對(duì)類中的屬性進(jìn)行注入，而構(gòu)造方法注入是對(duì)構(gòu)造函數(shù)中的參數(shù)值進(jìn)行注入。因此類中的屬性和構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)就屬于IOC配置文件的重要信息，第二層主要完成對(duì)類似的重要信息的識(shí)別和分類。在第二層中，完成的識(shí)別功能主要有：
(1) 識(shí)別類文件的命名空間、類名、接口名
命名空間、類名、接口名都是組成IOC和AOP配置文件的必備元素。
在IOC配置文件中，命名空間、類名、接口名常出現(xiàn)在component標(biāo)簽的service和type屬性值中，而在AOP的配置文件中命名空間出現(xiàn)在Imports關(guān)鍵字之后。所以對(duì)命名空間、類名、接口名的提取是生成配置文件的必要條件。
(2) 識(shí)別類文件中的屬性
IOC反轉(zhuǎn)控制模式中的設(shè)值注入就是對(duì)類中的屬性進(jìn)行注入，如采用該注入模式設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在IOC配置文件中，需要把類中的屬性作為配置文件的標(biāo)簽。
(3) 識(shí)別類的構(gòu)造方法中的參數(shù)名
IOC反轉(zhuǎn)控制模式中的構(gòu)造注入是對(duì)構(gòu)造函數(shù)中的參數(shù)值進(jìn)行注入，如果采用該模式設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在IOC的配置文件中，需要把構(gòu)造方法的參數(shù)名作為配置文件中的標(biāo)簽。
以上介紹的是第二層所識(shí)別的關(guān)鍵字的類別。在程序中關(guān)鍵字的獲取主要是通過編寫獲取方法來實(shí)現(xiàn)。獲取命名空間使用GetNamespace方法；獲取類名使用GetClass方法；獲取接口名使用GetInterface方法；獲取屬性名使用GetProperty方法。實(shí)現(xiàn)的思路是在遵循一定規(guī)約的前提下通過屬性在類中的位置特征將其提取出來并且依次保存到一個(gè)ArrayList對(duì)象中。[!--empirenews.page--]
為了保證該可視化工具識(shí)別關(guān)鍵字的準(zhǔn)確性，程序員在編寫IOC組件時(shí)要遵循以下規(guī)約：
(1) 要求IOC組件類的修飾符為“Public”
(2) 要求類中的全局變量都聲明為“Private”
(3) 要求屬性的修飾符為“Public”
(4) 要求構(gòu)造方法的修飾符為“Public”
第三層是頁面層。主要負(fù)責(zé)頁面可視化設(shè)計(jì)。頁面層用到了TreeView、Datagrid、TabControl、ContextMenuStrip等控件。TreeView控件以樹形結(jié)構(gòu)展示了當(dāng)前讀入的組件；Datagrid控件用來展示選中組件的構(gòu)造方法參數(shù)或?qū)傩裕⒖梢栽O(shè)置其參數(shù)值或?qū)傩灾?；ContextMenuStrip控件用于控制添加和刪除組件操作；TabControl控件則是其他控件的容器。
以下，對(duì)該層使用到的主要控件及其觸發(fā)事件按照其重要程度依次做介紹：
(1) TreeView控件
該控件的內(nèi)容占第三層代碼的三分之一，主要涉及到的觸發(fā)事件有NodeMouseClick(單擊)、NodeMouseDoubleClick(雙擊)、AfterCheck(復(fù)選框被選中)。設(shè)計(jì)的功能主要有：?jiǎn)螕鬞reeView控件結(jié)點(diǎn)可查看該結(jié)點(diǎn)所代表組件的命名空間和類名；雙擊組件可以顯示出該組件的構(gòu)造方法參數(shù)或?qū)傩孕畔ⅲ贿x中復(fù)選框后可以將該組件標(biāo)簽添加到IOC配置文件中。
(2) TabControl控件
該控件主要用于分欄。在該系統(tǒng)中一共用到了2個(gè)TabControl控件，第一個(gè)用于左欄即控制欄，該欄一共包含了2個(gè)TabPage。這兩個(gè)TabPage分別作為IOC組件的控制欄和AOP組件的控制欄。第二個(gè)TabControl控件作為顯示欄，共包含了3個(gè)TabPage：第一個(gè)用來顯示IOC的配置信息；第二個(gè)用來顯示AOP的配置信息；第三個(gè)用來實(shí)時(shí)地顯示當(dāng)前正在配置的XML文件。
(3) Datagrid控件
Datagrid主要用于分行顯示讀入的構(gòu)造方法的參數(shù)名或者類的屬性名。
(4) ContextMenuStrip控件
該控件作為快捷菜單出現(xiàn)在單擊TreeView控件某個(gè)結(jié)點(diǎn)后，它通常包含2個(gè)選項(xiàng)：“添加組件”和“刪除所有組件”。主要使用到的觸發(fā)事件就是該控件的單擊事件。
(5) OpenFileDialog控件
打開文件對(duì)話框控件，在本系統(tǒng)中，用于讀入要配置的組件文件。
(6) SaveFileDialog控件
保存文件對(duì)話框控件，在本系統(tǒng)中，用于保存配置好的XML文件到指定的位置。
(7) WebBrowser控件
Web瀏覽器控件，在本系統(tǒng)中，主要用來實(shí)時(shí)的顯示當(dāng)前正在配置的XML文件。
除了上述設(shè)計(jì)內(nèi)容外，還添加了兩個(gè)類文件作為頁面層的輔助類。主要負(fù)責(zé)一些常用的初始化代碼及其輔助性方法代碼，比如配置文件的初始化方法、DataTable的初始化方法、還有DataTable與Arraylist轉(zhuǎn)換函數(shù)等。
以上主要介紹了可視化配置工具代碼的三層結(jié)構(gòu)。這三層結(jié)構(gòu)是緊密聯(lián)系的，層與層之間的代碼是調(diào)用與被調(diào)用的關(guān)系。它們共同完成了可視化工具所需的功能。完成的主要功能有：
(1) 支持IOC中的構(gòu)造方法注入和設(shè)值注入兩種注入方式。
(2) 可以對(duì)IOC的構(gòu)造方法參數(shù)值或者屬性值進(jìn)行設(shè)置或者修改；支持?jǐn)?shù)組類型的構(gòu)造參數(shù)。
(3) 可以設(shè)置或修改組件ID。
(4) 可以保存上次關(guān)閉時(shí)的組件及其狀態(tài)信息。
(5) 支持AOP組件配置：可以在參數(shù)設(shè)置欄設(shè)置攔截器鍵值、自動(dòng)識(shí)別切面的類型等。
(6) 可以同時(shí)配置AOP和IOC組件。
3 可視化配置工具的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用
通過三層結(jié)構(gòu)，可視化工具就實(shí)現(xiàn)了預(yù)計(jì)的功能：在IOC和AOP組件存在的前提下，使用該工具可以幫助開發(fā)人員完成配置文件的生成。
3.1 IOC可視化配置工具的實(shí)現(xiàn)
可視化工具的IOC部分的操作方法和操作步驟如下：
(1)在左欄Component節(jié)點(diǎn)上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇添加組件，如圖2，即可把組件信息載入進(jìn)來；如果選擇“刪除所有組件”，就可以把樹型結(jié)構(gòu)中的所有加載的組件刪除，并把IOC配置文件中的該組件標(biāo)簽的全部信息相應(yīng)刪除。
(2)添加完組件后單擊該組件可以查看該組件的命名空間和類名；雙擊組件可以在IOC配置欄中顯示出該組件的構(gòu)造方法參數(shù)或?qū)傩孕畔ⅰＴ摴ぞ咧С謨煞NIOC配置模式，即設(shè)值注入（屬性注入）和構(gòu)造方法注入。在遵循一定規(guī)則的前提下可以自動(dòng)區(qū)分屬性注入或構(gòu)造方法注入。圖3、圖4展示的是一個(gè)設(shè)值注入（屬性注入）的實(shí)例。
[!--empirenews.page--]3.2 AOP可視化配置工具的實(shí)現(xiàn)
與IOC不同，AOP的配置也需要讀入相應(yīng)的類文件，根據(jù)AOP的配置特點(diǎn)，要分別讀入攔截器 (Interceptor)、混淆器（Mixin）和切面（Aspect對(duì)象），其中Mixin是可選項(xiàng)。
AOP配置界面中“參數(shù)配置”欄可以對(duì)Interceptor、Mixin設(shè)置別名，這就如同HashTable中鍵和值的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，在使用到某個(gè)Interceptor或Mixin時(shí)可以用它的別名代替。
“Aspect配置”欄顯示了當(dāng)前讀入的攔截器 (Interceptor)、混淆器（Mixin）和切面信息。根據(jù)Castle中AOP的配置原則進(jìn)行相應(yīng)配置后點(diǎn)擊“添加該方面”按鈕就可以生成對(duì)應(yīng)的AOP配置文件，同樣可以查看配置結(jié)果。
圖5、圖6展示了AOP配置的過程。
4 可視化工具的插件版本
可視化配置工具的插件版本是把先前在.NET平臺(tái)下做好的Winform程序做成Sharpdevelop的插件。這是為了滿足更多開發(fā)者的需要，Sharpdevelop的靈活和輕巧博得了很多開發(fā)人員的喜愛。
可視化工具插件版本主要由兩個(gè)文件構(gòu)成，一個(gè)是Dll文件，負(fù)責(zé)整個(gè)插件的功能邏輯，這部分代碼與.NET下編寫好的代碼基本一致；另一個(gè)是Addin文件，負(fù)責(zé)該插件在Sharpdevelop開發(fā)工具中出現(xiàn)的位置和名稱等。該插件位置設(shè)置為工具菜單下的最后一個(gè)選項(xiàng)。名為“組件裝配”。
圖7展示了在SharpDevelop平臺(tái)下打開“組件裝配”插件后的效果。
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