Основи платформи. Net framework 2007 Зміст


НазваОснови платформи. Net framework 2007 Зміст
Дата конвертації19.04.2013
Розмір445 b.
ТипПрезентации


Основи платформи .NET Framework

  • 2007


Зміст

  • Платформа .NET.

  • Складові частини CLI.

  • Основи поняття .NET-додатків та середовища виконання

  • .NET -компіляція. Загальна проміжна мова CIL.

  • Поняття керованого коду.

  • Загальна система типів CTS.

  • Метадані. Міжмовна інтеграція у .NET.

  • Збірки .NET.

  • Just In Time (JIT) компіляція.

  • Управління пам'яттю. Збирання сміття.

  • Порівняння компонентних підходів COM та .NET.



Від COM до .NET

  • За іронією долі платформа .NET Framework з'явилася у результаті зусиль, спрямованих на те, щоб спростити розробку COM-додатків. Тобто сталося так, що не зовсім вдала платформа COM була не просто підправлена чи виправлена, а фактично замінена новою – .NET Framework вважається новою платформою компонентного програмування від Microsoft.



Платформа .NET Framework. Трохи історії

  • Розробка платформи почалася у 1998 році. Перша робоча назва – Project 42, потім була назва COM Object Runtime чи, скорочено, COR, пізніше Lightning, COM+ 2.0, Next Generation Web Services і, нарешті, Framework.

  • Ще у 1998 році була представлена архітектура середовища виконання .NET – “віртуальної машини .NET” :

  • "Більш ніяких GUID, ніяких HRESULT, ніяких IUnknown!”.

  • Початкова назва середовища виконаннявіртуальна система виконання VES(Virtual Execution System), пізніше почав використовуватись термін загальномовне середовище виконання (Common Language Runtime, CLR).

  • 13 лютого 2002 року – представлено пакет .NET Framework.

  • Загалом, .NET Framework – це пакет засобів для так званих програм нового покоління. Його ядром виступає CLR віртуальна машина .NET”, інструкції якої визначаються об'єктно-орієнтованою мовою CIL (Common Intermediate Language, загальна проміжна мова).

  • Не менш важливим компонентом платформи .NET є Framework Class Library (FCL) – єдина бібліотека класів для всіх мов платформи .NET.



Платформа .NET Framework. Основні складові частини

  • .NET Framework – це пакет засобів для так званих програм нового покоління

  • Ядром .NET Framework виступає CLR (Common Language Runtime) віртуальна машина .NET”, інструкції якої визначаються об'єктно-орієнтованою мовою CIL (Common Intermediate Language, загальна проміжна мова).

  • Другим важливим компонентом платформи .NET Framework є Framework Class Library (FCL) – єдина бібліотека класів для всіх мов платформи .NET.



Специфікація Microsoft загальної інфраструктури мов CLI. Складові частини CLI

  • Складові частини CLI (Common Language Infrastructure):

  • Загальна система типів CTS (Common Type System) – містить основні типи, що зустрічаються в розповсюджених мовах програмування.

  • Загальна проміжна мова CIL (Common Intermediate Language). (Вона є цільовою мовою компіляторів, що орієнтуються на CLI).

  • Віртуальна система виконання VES (або CLR) – відповідає за завантаження і виконання CIL-програм (віртуальна машина).

  • Система метаданих (Metadata System) – описує збірки, типи у збірках. Зберігається в незалежному від конкретної мови програмування вигляді. Використовується для підтримки компонентної (у тому числі міжмовної) інтеграції.

  • Загальна специфікація мов CLS (Common Language Specification) – аспекти сумісності мов, що є важливим для реалізації компіляторів (надмовні поняття: збірки, метадані; засади міжмовної інтеграції: створення типів, використання “зовнішніх” типів).



Специфікація Microsoft загальної інфраструктури мов (Common Language Infrastructure, CLI )

  • Окрім .NET Framework відомі й інші спроби реалізації CLI: платформа Mono компанії Ximian, проект Portable.NET. Крім того, Microsoft пропонує вихідні коди ще однієї своєї реалізації CLI під Windows та FreeBSD – це Shared Source CLI, для якої використовується також назва Rotor.

  • Реалізації CLI та платформи:



Основи поняття .NET-додатків та середовища виконання

  • Ключові специфікації:

    • CIL (Common Intermediate Language) загальна проміжна мова;
    • CTS (Common Type System) загальна система типів;
    • CLR (Common Language Runtime) — віртуальна машина .NET”.


.NET-компіляція

  • .NET-компілятор за вхідним кодом генерує байт-код (керований код), що складається з програмного коду (набору інструкцій) у проміжній мові CIL та метаданих.

  • У .NET Framework результатом компіляції виступають PE-файли (Portable Executable) – .NET Framework розширює специфікацію PE-файлів, за рахунок чого програмісти .NET найчастіше мають справу зі знайомими розширеннями файлів EXE та DLL.

  • Але у даному випадку це знайомі “незнайомці” – модулі керованого коду (байт-коди .NET).

  • (Модулі із розширенням NETMODULE називають “сирими”. Вони не можуть, наприклад, окремо завантажуватись, а тим більше виконуватись).



Керований код .NET. Як запускається віртуальна машина .NET?

  • CLR повністю контролює виконання байт-коду .NET (саме тому виконуваний .NET-код називається керованим managed). Зокрема, CLR забезпечує різноманітні служби і серед них автоматичний збирач сміття.

  • Windows, опрацьовуючи виконуваний .NET-файл, сканує таблицю імпорту та завантажує згадувані у ній бібліотеки, серед яких завжди є mscoree.dll (часто вона буває взагалі єдиною у таблиці імпорту, mscoree – абревіатура від Microsoft Component Object Runtime Execution Engine). Бібліотека mscoree.dll – це фасад CLR (фасад віртуальної машини .NET). А точка входу керованого коду (виконуваного .NET-файлу EXE чи DLL) є заглушкою з командою (інструкцією) передачі управління віртуальній машині .NET. (Одно- чи багатопроцесорний варіант CLR - mscorwks.dll, mscorksr.dll; JIT-компілятор mscojit.dll etc).



Загальна проміжна мова CIL

  • Код у мові CIL (Common Intermediate Language) – це незалежний від процесора набір інструкцій, які, з одного боку, можна ефективно перетворити в машинний код, а з іншого боку – забезпечують об'єктну підтримку, зокрема, виклики методів об'єктів, а також забезпечують арифметичні та логічні операції, передачу управління, обробку виключень тощо.

  • MS дизасемблер ildasm.exe забезпечує:

    • перегляд “асемблерного” коду CIL та метаданих;
    • дизасемблювання байт-коду в “асемблерний” код.
  • MS асемблер ilasm exe:

    • забезпечує підтримку програмування у CIL -“асемблерній” мові.


Загальна система типів CTS – фундамент міжмовної взаємодії (1/2)

  • Усі типи успадковуються від System.Object:

    • “усі типи є класами”;
    • не має дивувати конструкція 7.ToString();
    • дуже важливий для рефлексії метод GetType – тип (клас) Type надає широкий спектр методів рефлексії).
  • Атрибути – об'єкти, що прикріплюються до типів чи їх членів. (Декларативний стиль програмування).

  • Регламентуються члени класів (поля, методи, властивості, події, вкладені методи), регламентуються успадкування типів (лінійне для класів та структур і множинне для інтерфейсів).



Загальна система типів CTS – фундамент міжмовної взаємодії (2/2)

  • Value та reference типи:

    • value types біти у стековій пам'яті, заборона на конструктори без параметрів (конструктори за замовчуванням):
      • вбудовані типи;
      • типи, що визначаються користувачем:
        • enum, struct;
        • System.DateTime, System.Decimal, System.Guid наперед” визначені типи FCL.
    • reference types – посилання: вказівник + біти у динамічній пам'яті (купі), при цьому вказівник інкапсулює одночасно адресу та інформацію про тип.
      • Порівняння: ідентичність (посилання на один і той самий об'єкт) та рівність (однакові біти у пам'яті) (.NET каже “ні” безтиповому підходу, адресній арифметиці. Є лише дві загальнодоступні операції над посиланнями: читання та занесення даного).
      • Політика безпечності типів (контроль доступу з боку CLR).
      • Автоматичне збирання сміття.
    • boxing (пакування, обгортання), unboxing.


Типи .NET Framework – FCL (Framework Class Library ) та CLS-сумісність



.

  • .



.NET-компіляція. Метадані

  • Метадані є засобом самоопису коду, зокрема, метадані містять інформацію про всі класи, визначені у вхідному коді (модулі), що дозволяє ефективно розв'язувати наступні важливі задачі компонентного проектування програм:

    • міжмовна інтеграція;
    • віддалена взаємодія між об'єктами (. NET Remoting);
    • механізми рефлексії (.NET Reflection);
    • серіалізація даних (Serialization).
  • Метадані є абсолютно прозорими для програмістів.



Міжмовна інтеграція у .NET. Мовна безшовність .NET



Збірки .NET

  • Збірки — фундаментальні одиниці, "будівельні" блоки .NET. Саме збірки при потребі завантажуються та виконуються віртуальною машиною. Саме зі збірками пов'язані механізм керування версіями та механізм захисту. "Повне ім'я" будь-якого типу в CIL прив'язане до збірки.

  • Збірка (assembly) є логічним об'єднанням програмних модулів, ресурсних файлів, а також інших збірок . Про "склад" збірки можна дізнатись з її маніфесту, який є частиною метаданих.

  • Збірка може розгортатись в каталозі проекту. Така збірка називається закритою, оскільки вона не є доступною для проектів в інших каталогах. Щоб забезпечити використання збірки різними додатками, її потрібно занести у кэш глобальних збірок GAC (Global Assembly Cache).

  • (Збірки можуть бути також динамічними. Такі збірки створюються у пам'яті під час виконання проекту.)



Міжмовна інтеграція у .NET. Модулі .NET



.NET-компіляція. Метадані. Збірки .NET



Міжмовна інтеграція у .NET. Приклад. ( “Сервер у клієнтському процесі”, “внутрішній сервер”)



Міжмовна інтеграція .NET. Приклад. (Звичайний, “не серверний” клас у DLL).



Приклад віддаленої (remoting) взаємодії (з тим же серверним класом ServerObject)



Приклад віддаленої взаємодії (remoting)



Just In Time (JIT) компіляція у машинний код (компіляція за потребою, компіляція “на льоту”)

  • Особливості JIT-компіляції:

  • Саме компіляція (у машинний код), а не інтерпретація.

  • Не вся програма (байт-код) компілюється. (Компіляція за потребою – враховується, що при виконанні програми не весь її код може бути використаним, а отже не весь варто компілювати).

    • Не використовувані збірки навіть не завантажуються, не го-ворячи вже про їх компіляцію. (Збірка – одиниця розгортання.)
    • Спочатку (під час завантаження) для кожного з методів створюється спеціальна “заглушка”. При першому виклику метода заглушка забезпечує передачу управління JIT-компілятору, метод компілюється і заглушка змінюється так, щоб наступні виклики метода призводили до передачі управління отриманому машинному коду, що реалізує даний метод.


JIT-компіляція та строга типізація коду

  • У процесі компіляції у машинний код CLR забезпечує перевірку, чи є код строго типізованим, тобто чи виконуються наступні вимоги:

    • усі посилання є, по-перше, типізованими і, по-друге – сумісними з тими даними, які адресуються відповідними вказівниками;
    • для об'єкта викликаються тільки правильно визначені операції;
    • посвідчення типів (“повні” імена типів з “префіксами” – іменами збірок) є коректними (“справжніми”).
  • Строга типізація дозволяє ізолювати об'єкти один від одного і унеможливити їх ненавмисне чи навмисне ушкодження. Це дуже важливо для безпеки коду.

  • Саме строга типізація є підґрунтям застосування доменів, а також підходу до реалізації автоматичного збирача сміття.



Кероване виконання машинного коду. Використання служб

  • Загальномовне середовище виконання (віртуальна машина .NET) надає інфраструктуру, яка забезпечує кероване (managed) виконання машинного коду: під час виконання машинного (керованого) коду віртуальна машина .NET забезпечує наступні служби:

    • збирання сміття;
    • безпеки;
    • взаємодії з некерованим кодом;
    • віддаленої взаємодії;
    • управління потоками;
    • підтримки відстеження версій.


Управління пам'яттю. Збирання сміття

  • Автоматичне управління пам'яттю це одна із служб, яку “віртуальна машина” (CLR) надає у процесі керованого виконання.

  • Зокрема, вирішуються ключові проблеми управління пам'яттю:

    • витікання пам'яті”;
    • висячі посилання”.
  • Підхід .NET наполягає на тому, щоб відмовитись від явного управління пам'яттю, натомість пропонується використовувати екземпляри reference типів (найчастіше класів).



Збирання сміття (garbage collection, GC). Основні поняття

  • “Керована” купанеперервна (без дефрагментацій!) область адресного простору (забезпечується висока швидкість виділення пам'яті).

  • “Корені”. Кожен корінь або посилається на об'єкт (типізований!), який міститься у керованій купі, або має порожнє значення. (Корені пов'язані з глобальними та статичними об'єктами, локальними змінними, параметрами у стеку).

  • Покоління. (0-, 1-, 2-покоління).

  • Ущільнення пам'яті.

  • Метод Finalize, черга фіналізації.



Порівняння компонентних підходів COM та .NET. Ключова розбіжність віртуалізація (virtualization) контрактів .NET

    • Контракти компонентів COM є "фізичними" ("двійковими"), звідки жорсткі умови міжкомпонентних викликів: точні зміщення у таблиці віртуальних методів vtable, точна дисципліна стека (_stdcall), точний формат вказівників на інтерфейс тощо. Практична необхідність використання метазасобів для опису контрактів. (Два метазасоби: мова IDL та бібліотеки типів TLB).
    • Контракти компонентів .NET є віртуалізованими – не використовується "фізичний" (“двійковий”) рівень, ніяких угод про представлення у пам'яті. Контракти представляються у форматі метаданих (metadata). (Прозорість метаданих).
      • Інструментальні засоби читання та генерування метаданих (генерування прозоре, автоматичне).
      • Для компонентів обов'язкове (автоматичне!) “супроводження” метаданими (на відміну від COM ).
      • CIL абстрагований від “машинного рівня”, у ньому виклики компонентних методів посилаються на метадані з використанням звичайних імен, а не вказівників чи зміщень.


Додаток



Дизасемблер ildasm.exe. Метадані SOBj_.dll



Дизасемблер ildasm.exe. Метадані SOBj_.dll



Дизасемблер ildasm.exe. Метадані SOBj_.dll



Дизасемблер ildasm.exe. Метадані SOBj_.dll



Дизасемблер ildasm.exe. Метадані SOBj_.dll, CForm_. dll



Дизасемблер ildasm.exe. Маніфест файлу CForm_.exe



Дизасемблер ildasm.exe. Перегляд методу cmdCall_Click (файл CForm_.exe)



Самоопис керованого коду .NET. Механізм рефлексії

  • Керований код .NET містить метадані (metadata), які представляють собою опис самого коду, зокрема опис усіх використаних у коді типів.

  • .NET Framework, спираючись на метадані, забезпечує підтримку механізму рефлексії (reflection). У просторі імен System.Reflection.Emit надаються функції, які дозволяють отримувати дані про типи, що використані у збірці. Далі, за отриманими даними про типи, .NET Framework дозволяє динамічно (під час виконання програми) створювати об'єкти екземпляри таких типів.



Схожі:

Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconОснови платформи. Net framework 2006 Зміст
Розробка платформи почалася у 1998 році. Перша робоча назва Project 42, потім була назва com object Runtime чи, скорочено, cor, пізніше...
Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconОснови платформи. Net framework 2006-2012 Зміст

Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconОснови віддаленої взаємодії об'єктів. Net (. Net remoting) 2007 Зміст

Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconПеренесення рішень із платформи. Net на платформу com 2006 Зміст

Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconОснови віддаленої взаємодії об'єктів. Net (. Net remoting) 2009 Зміст

Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconОснови віддаленої взаємодії об'єктів. Net (. Net remoting) 2008 Зміст

Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconОснови віддаленої взаємодії об'єктів. Net (. Net remoting) 2006-2009 Зміст

Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconПеренесення рішень із платформи com на платформу. Net 2006 Зміст
Компонент це відчужений виконуваний бінарний код, до якого, як правило, додатково ставляться наступні вимоги
Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconОснови віддаленої взаємодії об'єктів. Net (. Net remoting) 2006 Зміст
На цьому ґрунтується захист: збій в одному домені не впливає на інші домени, навіть у тому ж процесі. Зауважимо, що реальний процес...
Основи платформи. Net framework 2007 Зміст iconДо перенесення рішень із платформи. Net на платформу com 2010-2011 Створення бібліотеки класів (під com)


Додайте кнопку на своєму сайті:
dok.znaimo.com.ua


База даних захищена авторським правом ©dok.znaimo.com.ua 2013
звернутися до адміністрації
dok.znaimo.com.ua
Головна сторінка