Разработка на ASP.NET. Жизненный цикл страницы, пользовательский интерфейс

Презентацию к данной лекции Вы можете скачать здесь.

6.1. Описание .NET Framework

Платформа .NET Framework – это интегрированный компонент Windows, который поддерживает создание и выполнение нового поколения приложений и Веб-служб XML [1].

Двумя основными компонентами платформы .NET Framework являются общеязыковая среда выполнения (CLR) и библиотека классов .NET Framework. Основой платформы .NET Framework является среда CLR. Среду выполнения можно считать агентом, который управляет кодом во время выполнения и предоставляет основные службы, такие, как управление памятью, управление потоками и удаленное взаимодействие. При этом накладываются условия строгой типизации и другие виды проверки точности кода, обеспечивающие безопасность и надежность. Фактически основной задачей среды выполнения является управление кодом. Код, который обращается к среде выполнения, называют управляемым кодом, иначе код называется неуправляемым. Другой основной компонент платформы .NET Framework – библиотека классов, представляет полную объектно-ориентированную коллекцию типов, которые применяются для разработки приложений, начиная от обычных, запускаемых из командной строки или с графическим интерфейсом пользователя, и заканчивая приложениями, использующими последние технологические возможности ASP.NET, такие как Web Forms и Веб-службы XML.

Платформа .NET Framework может размещаться неуправляемыми компонентами, которые загружают среду CLR в собственные процессы и запускают выполнение управляемого кода, создавая, таким образом, программную среду, позволяющую использовать средства как управляемого, так и неуправляемого выполнения. Платформа .NET Framework не только предоставляет несколько базовых сред выполнения, но также поддерживает разработку базовых сред выполнения независимыми производителями.

На рис. 6.1 приведена общая архитектура .NET Framework в проекции на версии этой платформы [2].

Рис. 6.1. Общая архитектура .NET Framework

6.1.1. Возможности среды CLR

Среда CLR управляет памятью, выполнением потоков, выполнением кода, проверкой безопасности кода, компиляцией и другими системными службами [3]. Эти средства являются внутренними для управляемого кода, который выполняется в среде CLR.

По соображениям безопасности управляемым компонентам присваиваются разные степени доверия, зависящие от ряда факторов, в число которых входит их происхождение (например, Интернет, сеть предприятия или локальный компьютер). Это означает, что управляемый компонент может или не может выполнять операции доступа к файлам, операции доступа к реестру или другие важные функции, даже если он используется в одном активном приложении.

Среда выполнения обеспечивает управление доступом для кода. Например, пользователи могут доверить исполняемому приложению, внедренному в веб-страницу, воспроизведение анимации на экране или звукозаписи, не позволяя ему при этом получить доступ к личным данным, файловой системе или сети. Таким образом, средства безопасности CLR предоставляют подлинному развернутому в Интернете программному обеспечению исключительно богатые функции.

Среда выполнения также обеспечивает надежность кода, реализуя инфраструктуру строгой типизации и проверки кода, которую называют системой общих типов (CTS). Система общих типов обеспечивает самоописание всего управляемого кода. Различные языковые компиляторы создают управляемый код, удовлетворяющий системе общих типов. Это означает, что управляемый код может принимать другие управляемые типы и экземпляры, при этом обеспечивая правильность типов и строгую типизацию.

Кроме того, управляемая среда выполнения исключает многие часто возникающие проблемы с программным обеспечением. Например, среда выполнения автоматически управляет размещением объектов и ссылками на объекты, освобождая их, когда они больше не используются. Автоматическое управление памятью исключает две наиболее часто возникающие ошибки приложений: утечки памяти и недействительные ссылки на память.

Среда выполнения также повышает продуктивность разработчиков. Например, программисты могут писать приложения на привычном языке разработки, при этом используя все преимущества среды выполнения, библиотеку классов и компоненты, написанные сторонними разработчиками на других языках.

Среда выполнения разработана для повышения производительности. Хотя общеязыковая среда выполнения предоставляет многие стандартные службы времени выполнения, управляемый код никогда не интерпретируется. Средство компиляции по требованию (JIT) позволяет всему управляемому коду выполняться на машинном языке компьютера. Между тем диспетчер памяти устраняет возможность фрагментации памяти и увеличивает объем адресуемой памяти для дополнительного повышения производительности.

И наконец, среда выполнения может размещаться в высокопроизводительных серверных приложениях, таких как Microsoft SQL Server и Internet Information Services (IIS). Такая инфраструктура позволяет использовать управляемый код для написания собственной логики программ, пользуясь при этом высочайшей производительностью лучших производственных серверов, которые поддерживают размещение среды выполнения.

6.1.2. Библиотека классов платформы .NET Framework

Над уровнем CLR находится набор базовых классов платформы, а над ним расположены слой классов данных и XML, а также слой классов для создания Веб-служб (Web Services), Веб- и Windows-приложений (Web Forms и Windows Forms). Собранные воедино, эти классы известны под общим названием FCL (Framework Class Library) (рис. 6.2). Эта библиотека открывает доступ к системным функциям, включая и те, что прежде были доступны только через API Windows, а также к прикладным функциям для Веб-разработки ( ASP.NET ), для доступа к данным (ADO.NET), обеспечения безопасности и удаленного управления. Имея в своем составе более 4000 классов, библиотека FCL способствует быстрой разработке настольных, клиент-серверных и других приложений и Веб-служб [4].

Рис. 6.2. Библиотека классов платформы .NET Framework

Набор базовых классов платформы – нижний уровень FCL – не только прячет обычные низкоуровневые операции, такие как файловый ввод-вывод, обработка графики и взаимодействие с оборудованием компьютера, но и обеспечивает поддержку большого количества служб, используемых в современных приложениях (управление безопасностью, поддержка сетевой связи, управление вычислительными потоками, работа с отражениями и коллекциями и т.д.).

Над этим уровнем находится уровень классов, которые расширяют базовые классы с целью обеспечения управления данными и XML. Классы данных позволяют реализовать управление информацией, хранящейся в серверных базах данных. В число этих классов входят классы SQL, дающие программисту возможность обращаться к долговременным хранилищам данных через стандартный интерфейс SQL. Кроме того, набор классов, называемый ADO.NET, позволяет оперировать постоянными данными. Платформа .NET Framework поддерживает также целый ряд классов, позволяющих манипулировать XML-данными и выполнять поиск и преобразования XML.

Базовые классы, классы данных и XML расширяются классами, предназначенными для построения приложений на основе трех различных технологий: Web Services (Веб-службы), ASP.NET (Web Forms, Веб-формы) и Windows Forms (Windows-формы). Веб-службы включают в себя ряд классов, поддерживающих разработку облегченных распределяемых компонентов, которые могут работать даже с брандмауэрами и программами трансляции сетевых адресов (NAT). Поскольку Веб-службы применяют в качестве базовых протоколов связи стандартные протоколы HTTP и SOAP, эти компоненты поддерживают в киберпространстве подход "plug-and-play".

Инструментальные средства Web Forms и Windows Forms позволяют применять технику Rapid Application Development (RAD, быстрая разработка приложений) для построения Веб- и Windows-приложений. Эта техника сводится к перетаскиванию элементов управления с панели инструментов на форму, двойному щелчку по элементу и написанию кода, обрабатывающего события, связанные с этим элементом.

В общем, FCL можно использовать для разработки следующих типов приложений и служб:

1. консольные приложения;
2. приложения с графическим интерфейсом пользователя Windows (Windows Forms);
3. приложения ASP.NET ;
4. Веб-службы;
5. службы Windows.

Например, классы Windows Forms представляют собой полный набор типов, существенно упрощающих разработку графических интерфейсов пользователя Windows. При написании приложения форм ASP.NET можно использовать классы Web Forms.

6.1.3. Развитие платформы .NET

Версия .NET Framework 3 является ничем иным как: .NET Framework 2.0 + 4 новые подсистемы [5]:

• Windows Presentation Foundation (WPF) – новая подсистема интерфейса пользователя и программный интерфейс на основе XML и векторной графики [6].
• Windows Workflow Foundation (WF) – новая идеология программирования, предлагаемая компанией Microsoft, основанная на бизнес-сущностях и потоках [7].
• Windows Communication Foundation (WCF) – сервис-ориентированная система обмена сообщениями, которая позволяет программам взаимодействовать локально или удаленно подобно веб-сервисам [8].
• Windows CardSpace (WCS) – это способ безопасной идентификации пользователей при перемещении между ресурсами Интернета без необходимости повторного ввода имен и паролей [9].

.NET Framework 3.5 предоставляет новые возможности технологий из версий 2.0 и 3.0 и дополнительные технологии в виде новых сборок. В .NET Framework 3.5 впервые представлены следующие технологии:

• LINQ;
• новые компиляторы для C#, Visual Basic, C++ и J#;
• ASP.NET AJAX.

Пакет обновления 1 (SP1) для .NET Framework 3.5 содержит обновления нескольких сборок, поставляемых с .NET Framework 3.5 [10]. Обновления включают изменения, не затрагивающие связанные компоненты, а также дополнительные функциональные возможности технологий, вошедших в состав .NET Framework 3.5. В .NET Framework 3.5 с пакетом обновления 1 (SP1) входят следующие технологии:

• платформа динамических данных ASP.NET ;
• ADO.NET Entity Framework;
• поддержка поставщика данных SQL Server 2008;
• поддержка .NET Framework Client Profile.

6.1.4. Ключевые термины

Платформа .NET Framework, Среда CLR, Библиотека классов платформы .NET Framework.