Taller de Sistemas de Información 1

Transcripción

1 Taller de Sistemas de Información 1.NET Framework

2 Contenidos Introducción.NET Framework CLR, CLI, CTS Assembly, Namespace, App Domain IDE Visual Studio INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 2

3 Introducción Como era el mundo sin.net? Corria el año 2000 XML se estaba popularizando La W3C trabajaba en las especificaciones de Web Services SOAP Java era percibido como el lenguaje de avanzada, ya que incorporaba una cantidad de conceptos (Garbage Collection, Exception Handling, VM, etc) Microsoft Visual Basic 6 era el rey en aplicaciones de escritorio, con arquitectura cliente-servidor La propuesta tecnológica de Microsoft para el desarrollo de sistemas distribuidos se llamaba COM+ Java era el rey en aplicaciones de middleware, en la implementación de sistemas en N capas INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 3

4 Lecciones aprendidas del pasado Good artists copy, great artists steal Strong data typing Garbage collected memory management Exception based error handling Virtual machine architecture Librerías de base potente INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 4

5 .NET Framework Es una plataforma de software desarrollada por Microsoft, disponible principalmente en sistemas operativos Windows Comprende o o o o Una serie de especificaciones de infraestructura, lenguaje, y tipos que la rigen Una biblioteca de clases base orientada a hacerle la vida más fácil a un programador, brindando herramientas para enfrentar las problemáticas más comunes en programación Un conjunto de compiladores para una serie de lenguajes soportados Una maquina virtual que administra la ejecución de programas escritos para esta plataforma INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 5

6 .NET Framework Microsoft presenta en Nov 2000 la primer beta pública (Enero 2002 RTM) Es una plataforma que incorpora los principales aspectos de Java (VM, GC, EH) e introduce algunas novedades: Es una plataforma que hacía énfasis en el multilenguaje (buena estrategia de captación de developers) Era totalmente orientado a objetos, todo los tipos en los lenguajes.net son un objeto, desde el principio, incluyendo los tipos básicos Muy buen soporte a nivel de IDE para arquitecturas distribuidas orientadas a servicios, desde muy temprano INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 6

7 Versiones y estado actual El desarrollo inicial del.net framework tuvo lugar a finales de los 90 estando a principios del 2000 disponibles las primeras betas disponibles INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 7

8 Arquitectura del Framework.NET INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 8

9 INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 9

10 Common Language Specification Common Language Specification Cualquier lenguaje que cumple esta especificación, es un lenguaje.net Cuando se cumple con la especificación Podemos aprovechar completamente la Base Class Library Utilizamos un sistema de tipos unificado, el Common Type System (CTS) El CLS es estandarizado por el ECMA INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 10

11 CLS.NET soporta múltiples lenguajes C#, VB.NET, C++, Cobol, Haskell Cada lenguaje de estos es transformado en un código estándar, intermedio denominado Microsoft Intermediate Language (IL) A este código intermedio, debe sumársele un cierto conjunto de datos extra, denominados metadata Como este código intermedio es estándar, las diferencias a nivel de implementación, se pierden al llegar al CLR INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 11

12 Common Language Specification INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 12

13 Common Type System (CTS) Todos los lenguajes de la plataforma tienen los mismos tipos de datos primitivos int en C# es lo mismo que Integer en VB.NET, o en Cobol, o en Haskell, etc. Esto garantiza compatibilidad de tipos a nivel binario Especialmente útil a la hora de comunicar elementos en diferentes lenguajes Los tipos pueden ser Value types: Pasados por valor, almacenados en el stack Reference types: Pasados por referencia, almacenados en el heap INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 13

14 CTS INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 14

15 CTS No define sintaxis o palabras clave Solo un conjunto de estructuras que puede ser reutilizada por múltiples lenguajes Cada lenguaje puede definir su sintaxis. Pero si trabaja sobre el CLR, debe usar tipos definidos en el CTS De esta forma se garantiza la correcta interoperabilidad de los lenguajes INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 15

16 .NET Framework INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 16

17 CLR Es el ambiente en que ejecuta el código administrado (managed).net Provee los siguientes servicios básicos Administración de memoria Compilación Just in Time Tipado seguro Seguridad INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 17

18 Common Language Runtime (CLR) INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 18

19 CLR Administración de memoria La administración de memoria esta basada en el concepto de garbage collection Los objetos dereferenciados no son inmediatamente eliminados Los objetos que usan recursos non-managed deben ser liberados manualmente HEAP obj 3 obj 2 obj 1 Los nuevos objetos son agregados en los espacios libres INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 19

20 CLR Administración de memoria La administración de memoria esta basada en el concepto de garbage collection Los objetos dereferenciados no son inmediatamente eliminados Los objetos que usan recursos non-managed deben ser liberados manualmente HEAP obj 3 HEAP obj 3 obj 6 obj 2 obj 1 obj 2 obj 1 obj 5 obj 4 Los nuevos objetos son agregados en los espacios libres Los objetos sin referencias, no son eliminados INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 20

21 CLR Administración de memoria Cuando la memoria se llena, el GC recorre la misma buscando objetos inalcanzables Una vez encontrados, estos son finalizados, se compacta la memoria y se actualizan los punteros correspondientes HEAP HEAP HEAP obj 3 obj 3 obj 6 obj 6 obj 2 obj 2 obj 5 obj 3 obj 1 obj 1 obj 4 obj 1 obj 7 Los nuevos objetos son agregados en los espacios libres Los objetos sin referencias, no son eliminados Se eliminan los objetos no alcanzables INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 21

22 CLR Compilación Just in Time Los lenguajes de la plataforma.net compilan en assemblies, que contienen Código intermedio (IL) Metadata El CLR usa el IL y la metadata para lograr una ejecución administrada INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 22

23 CLR Compilación Just in Time Los lenguajes de la plataforma.net compilan en assemblies, que contienen Código intermedio (MSIL) Metadata El CLR usa el IL y la metadata para lograr una ejecución administrada Compilador IL + metadata Código fuente EXE/ DLL Tiempo de compilación INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 23

24 CLR Compilación Just in Time Los lenguajes de la plataforma.net compilan en assemblies, que contienen Código intermedio (MSIL) Metadata El CLR usa el IL y la metadata para lograr una ejecución administrada Código fuente Compilador Tiempo de compilación IL + metadata EXE/ DLL Compilador JIT Validaciones Metodo no compilado es invocado Managed Native Code Tiempo de ejecución Execution INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 24

25 Intermediate Language #using <mscorlib.dll> using namespace System; void main( ) { Console::WriteLine(L"C++ Hello, World!"); } cl hello.cpp /CLR /link /entry:main INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 25

26 Intermediate Language using System; public class MainApp { public static void Main( ) { Console.WriteLine("C# Hello, World!"); } } csc hello.cs INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 26

27 Intermediate Language Imports System Public Module MainApp Public Sub Main( ) Console.WriteLine ("VB Hello, World!") End Sub End Module vbc /t:exe /out:hello.exe hello.vb INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 27

28 Intermediate Language.method private hidebysig static void Main() cil managed {.entrypoint // Code size 11 (0xb).maxstack 8 IL_0000: ldstr "Hello, world!" IL_0005: call void [mscorlib]system.console::writeline(string) IL_000a: ret } // end of method HelloWorld::Main INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 28

29 Modelo de ejecución de.net Código fuente VB C# C++ Compiler Compiler Compiler Código Managed Assembly IL Code Assembly IL Code Assembly IL Code Common Language Runtime JIT Compiler Native Code Operating System Services INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 29

30 Compilación JIT INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 30

31 Características de diseño Portabilidad o o o El diseño del framework permite que teóricamente sea agnóstico a la plataforma Las implementaciones comerciales del framework incluyen a las plataformas Windows, Windows CE y Xbox 360 A su vez, Microsoft sometió al ECMA las especificaciones del CLI (CTS, CIL, Base library), C# y C++/CLI, haciéndolas potencialmente estándares abiertos INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 31

32 Common Language Infrastructure Es una especificación abierta (ECMA-335, ISO/IEC 23271) desarrollada por Microsoft que describe el código ejecutable y el ambiente de ejecución de una serie de runtimes, como ser: o o o Microsoft.NET Framework Mono Portable.NET INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 32

33 Common Language Infrastructure La especificación permite que multiples lenguajes usados en diferentes plataformas, sin necesidad de ser reescritos Describe los siguientes aspectos o o o o Common Type System Metadata Common Language Specification Virtual Execution System INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 33

34 Metadata Junto con el CTS, forman el corazón del CLI Los compiladores compatibles con el CLI, generan metadata, la cual es almacenada en el archivo ejecutable construido La información almacenada permite: o o o Administrar la ejecución del código Instalar el código, resolver problemas de versiones Interoperar entre lenguajes INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 34

35 Base Class Library INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 35

36 .NET Framework La biblioteca de clases provee una gran variedad de funcionalidades, entre las que se incluyen o o o o o Interfaz de usuario Acceso a datos Conectividad Aplicaciones web Seguridad INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 36

37 Base Class Library System Namespaces INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 37

38 COM+ Services Soporte para interoperar con aplicaciones COM+ Es posible invocar lógica COM+ desde.net TLBIMP MyCOMlib.tlb /out:mycomlib.dll Es posible exponer lógica.net en el catálogo de servicios COM TLBEXP MyCOMlib.dll /out:mycomlib.tlb Tiene un costo en performance INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 38

39 COM+ Interoperabilidad o o o La interacción entre aplicaciones nuevas y viejas es en general necesaria El framework provee la capacidad de ejecutar aplicaciones que ejecutan fuera del mismo System.Runtime.InteropServices, System.EnterpriseServices, PInvoke son mecanismos que brindan diferentes formas de acceso INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 39

40 Elementos de.net Algunos elementos básicos de.net Namespaces Assemblies y deployment Clases INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 40

41 Elementos de.net Namespaces Mecanismo para organizar funciones y objetos de la plataforma y del usuario El concepto de namespace no es nuevo Es una subdivisión lógica de la funcionalidad, en la cual todos los nombres deben ser únicos Packages en Java Esta organizado como una estructura jerárquica de nombres, que organiza los elementos de un programa.net INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 41

42 Elementos de.net Namespaces // Declaracion de uso de un namespace using System; // Namespace donde declaramos la clase NamespaceTest namespace namespace_tsi1 { // Clase que nos interesa class NamespaceTest { public static void Main() { Console.WriteLine("Ejemplo de un namespace en un programa C#."); } } } INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 42

43 Elementos de.net Namespaces Para utilizar un elemento en un namespace, existen dos opciones Incluimos el namespace en nuestro código A través de la sentencia Using Using System; Using System.Collections; Referenciado un objeto a través de su nombre completo El nombre completo es la concatenación de la jerarquía de namespaces, seguida del nombre de la clase ns_exterior.ns_interior.namespacetest INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 43

44 Elementos de.net Assemblies Todo código ejecutado por.net, se encuentra dentro de un assembly Todas las funcionalidades de seguridad, resolución de namespaces y versionado, se definen por assembly Es la unidad de deployment de la plataforma Contiene metadata (manifest) que describe el contenido dentro del assembly INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 44

45 Elementos de.net Assemblies Los assemblies usados por una única aplicación, se denominan privados Por ejemplo, una DLL que contenga la lógica de negocio de una aplicación especifica Los assemblies de propósito general, usados por múltiples aplicaciones, se denominan públicos Se colocan en un repositorio denominado GAC Global Assembly Cache INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 45

46 Elementos de.net Assemblies El GAC es un directorio especial en la maquina \winnt\assembly \windows\assembly Los assemblies pueden colocarse en el GAC, removerse, visualizar propiedades, etc. Utilizamos un utilitario, de nombre GACUTIL.exe Viene con el SDK de Microsoft Algunos comandos interesantes gacutil /l gacutil /i math.dll gacutil /u math,ver= Existe una extensión del shell (explorer) creada para visualizar el contenido del mismo INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 46

47 Elementos de.net Assemblies Los assemblies evitan el problema conocido como DLL Hell Cada aplicación referencia assemblies en su propio directorio de instalación Cuando el assembly es global, se hace referencia al mismo en el GAC En el caso de que el assembly sea global, interesan varios elementos Numero de versión: major.minor.build.version strong name o shared name INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 47

48 Elementos de.net Assemblies Un Strong Name usa criptografía de clave publica para crear un nombre que sea único entre los assemblies de un sistema El manifiesto de un assembly, contiene la clave publica de un par publico/privado La combinación de Nombre de archivo Versión Un extracto de la clave publica Producen el Strong Name INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 48

49 Elementos de.net Assemblies Firmar el componente (assembly) es el proceso por el cual se le genera y asigna un strong name Este proceso puede ser realizado automáticamente por VS.NET, si se proporcionan algunos datos Un archivo que contenga la clave publica y privada Generado con la utilidad sn.exe, distribuida con el SDK El nombre del archivo se especifica en el código, dentro del archivo AssemblyInfo.vb <Assembly: AssemblyKeyFileAttribute( keys.snk )> Al realizar luego el proceso de build, se realiza el firmado del componente automáticamente INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 49

50 Anatomía de un assembly Assembly Manifest Module Metadata IL Tipos INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 50

51 Aplicación.NET INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 51

52 Application Domain El application domain determina un contexto de memoria donde se carga una assembly En general se trabaja con un único application domain por proceso El estándar define el concepto de application domain o o Un proceso puede tener mas de un application domain Los assemblies se cargan en application domains INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 52

53 Runtime assembly resolution Prevenga dolores de cabeza para regalar y regalarse 1. Determina version buscada del assembly 2. Comprueba que la assembly no haya sido linkeada antes, si lo fue reusa la ya cargada 3. Busca la assembly en la Global Assembly Cache (strong named assemblies only) 4. Chequea la existencia de elementos <codebase>, en la configuracion, y si no los encuentra (por defecto no hay) busca la assembly según el criterio, [application base] / [assembly name].dll [application base] / [assembly name] / [assembly name].dll [application base] / [culture] / [assembly name].dll [application base] / [culture] / [assembly name] / [assembly name].dll INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 53

54 Elementos de.net Classes Se proveen los conceptos tradicionales de los lenguajes OO Encapsulamiento, Herencia, Polimorfismo, Sobrecarga, etc. Toda clase extiende System.Object Incluye métodos básicos como ToString() y GetType() INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 54

55 Elementos de.net Classes //C# MessageBox.Show(42.ToString()); MessageBox.Show("HelloWorld".GetType().ToString()); 'VB MessageBox.Show(42.ToString()) MessageBox.Show("Hello World".GetType().ToString()) INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 55

56 Elementos de.net Classes Toda clase.net esta almacenada en Un Assembly Es el archivo binario donde esta almacenada la clase EXE o DLL Un Namespace Una agrupación lógica Dos clases pueden tener el mismo nombre, si están en namespaces diferentes ASSEMBLY: System.Windows.Forms.DLL ListBox NAMESPACE: System.Windows.Forms INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 56

57 Diseño de aplicaciones y servicios INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 57

58 La Capa de Presentación INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 58

59 La Capa de Presentación Tecnologías.NET de UI Windows Form (Desktop) ASP.NET (Web) ASP.NET MVC (Web) Windows Presentation Foundation (Desktop) Silverlight (Mobile UI) INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 59

60 La Capa Lógica/del Negocio INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 60

61 Interfaz de Servicios Tecnologias.NET Servicios Web Services MSMQ Remoting In Proc Windows Communication Foundation INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 61

62 Flujos de trabajo empresariales Lógica Ad Hoc.NET Orquestaciones BizTalk Windows Workflow Foundation COTS Workflow.NET INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 62

63 La Capa de Acceso a Datos INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 63

64 La Capa de Acceso a Datos Entity Framework ADO.NET LINQ To SQL DataSets + TableAdapters INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 64

65 Cross Cutting Concerns INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 65

66 Seguridad ASP.NET 2.0 Membership Modelo de providers SQL Server Active Directory Autenticación, y autorización Enterprise Library Security Application Block Cryptography Application Block INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 66

67 Configuración Namespace System.Configuration Archivos xml de configuracion, aka App.config Modelo extensible para la definicion de formatos personalizados de configuración Maneja una seccion de propósito general de nombre appsettings Cuenta con soporte para encriptar el contenido INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 67

68 Transaccionalidad Base de datos ADO.NET Transacciones distribuidas COM+ Services (aka Enterprise Services) Nuevo soporte System.Transactions INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 68

69 IDE.NET Visual Studio Es un entorno WYSIWYG para el desarrollo de formularios Windows, y Web Maneja la noción de Proyectos Los mismos se pueden agrupar en carpetas Viene en mas de un sabor: Express Standard Edition Professional Edition Tools for Office Team Suite, Sw Architects, Developers, Testers, TS Server INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 69

70 IDE.NET Visual Studio INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 70

71 Herramientas asociadas Visual Studio 2008 SQL Server 2008 Expression Blend Biztalk Microsoft Azure INCO- Facultad de Ingeniería Montevideo, Uruguay 71