Managed Extensibility Framework - die dynamische Softwareplattform auf .NET-Basis - W3L AG 2011
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1 Managed Extensibility Framework – die dynamische Softwareplattform auf .NET-Basis W3L AG info@W3L.de 2011
2
Inhalt
Motivation
Managed Extensibility Framework (MEF)
Überblick
Beispiel
Programmiermodell
Framework
Fazit
zurück
3
Motivation
Zwickmühle der Software-Technik
Software-Technik erarbeitet immer bessere
Abstraktionsmechanismen...
Komplexität von Software nimmt immer weiter zu.
Kurze Produktzyklen
Höhere Anforderungen
Customizing
Modularisierung
Altes »Hausmittel« der Software-Technik
Prinzip der Trennung der Belange und ihrer Lokalisierung (principal of
separation of concerns)
Pioniere dieses Konzepts
Edsger Dijkstra
David Parnas
Niklaus Wirth
4
Motivation
Änderbarkeit, Wiederverwend-
+ +
Wartbarkeit, barkeit
Erweiterbarkeit + +
+ +
Modularisierung und
Reduzierung der
Kopplung
+
Nachvollziehbarkeit,
+ Verständlichkeit +
+ + +
Senkung der Entwicklungskosten
5
Motivation
Objektorientierung
Besitzt Modularisierungs-Mechanismen: Attribute, Operationen,
Klassen, Schnittstellen, Pakete, Beziehungen, Komponenten, etc.
Gilt heute als Defacto-Standard.
Problem
Objektorientierung im Allgemeinen und .NET im Speziellen besitzen
kein Modulkonzept oberhalb von Paketen.
Bestehende Komponentenmodelle (in .NET) adressieren nur eine
bestimmte Domäne und sind statisch.
Lösung
Ein neues Komponentenmodell namens MEF (Managed Extensibility
Framework).6
MEF – Überblick
24/7-Kurzzusammenfassung
In sieben Worten
MEF definiert ein dynamisches Komponentenmodell für .NET.
In 24 Sekunden
MEF ist ein Komponentenmodell für .NET, über das Applikationen
durch sogenannte Composable Parts dynamisch
zusammengestellt werden können.
Jedes Composable Part definiert explizit über Kontrakte, welche
Dienste für den Betrieb importiert werden müssen und welche
Dienste es exportiert.
In einem Katalog werden ein oder mehrere Composable Parts
zusammengefasst.
Die Verbindung zwischen Dienst-Anbietern und Dienst-
Konsumenten erfolgt nicht im Programmcode sondern wird über
eine Kompositionsbeschreibung innerhalb eines sogenannten
Composition Containers geregelt.7
MEF – Überblick
Eigenschaften
Besitzt ein Abhängigkeitsmanagement.
Berücksichtigt nicht nur die Entwicklungsphase, sondern insbesondere
die Laufzeitphase
Wie können Komponenten im laufenden Betrieb unter Einhaltung ihrer
Abhängigkeiten installiert, aktualisiert oder entfernt werden?
Einführung eines serviceorientierten Programmiermodells
Komponenten können bereitgestellte Dienste anderer Komponenten
nutzen.
Bereitstellung und Auffindung wird über die Infrastruktur zur
Verfügung gestellt.
Lose Kopplung zwischen den Komponenten.
Vergleichbare Ansätze
OSGi (Java)
Google Juice (Java)
Unity (.NET)
Dependency Injection, Inversion of Control, Hollywood Prinzip8
MEF – Überblick
Konventionelles Modell eines Softwaresystems
.NET-Klassen, die durch unterschiedliche Assemblies angeboten
werden.
Implizite Abhängigkeiten untereinander mit einer starren Kopplung.
Zur Compilierungszeit festgelegte Interaktionen zwischen Objekten!9
MEF – Überblick
Vermeidung der starren Kopplung durch das MEF
Managed
Component1 Extensibility Component2
Framework
Import Export
Inversion of Control bzw. Dependency Injection
Umkehrung der Vorgehensweise, dass das Verhalten zur
Compilierungszeit über den Programmcode bestimmt wird.
Vielmehr ist ein Container dafür verantwortlich, dass
Abhängigkeiten zur Laufzeit aufgelöst und befriedigt werden.
Erhoffte Konsequenzen
Erhöhung der Wartbarkeit
Erhöhung der Erweiterbarkeit
Erhöhung der Änderbarkeit10
«Composable Part»
News Reader
MEF – Beispiel
News Reader
«uses»
«Composable Part»
News Contract
«interface»
Managed
NewsContract Extensibility
+GetNews() : string[] Framework
«uses»
«uses»
«Composable Part» «Composable Part»
Basic News Science News
BasicNews ScienceNews
+GetNews() : string[] +GetNews() : string[]11
MEF – Beispiel
Die Schnittstelle NewsContract
namespace NewsService
{
///
/// Definiert die Schnittstelle eines News-Dienstes.
///
public interface NewsContract
{
///
/// Liefert eine Liste von Nachrichten zurück.
///
///
string[] GetNews();
}
}12
MEF – Beispiel
Die Klasse BasicNews
using System.ComponentModel.Composition;
namespace BasicNews
{
///
/// Export einer Klasse, welche NewsContract implementiert.
///
[Export(typeof(NewsService.NewsContract))]
public class BasicNews : NewsService.NewsContract
{
public string[] GetNews()
{
//Quelle: www.spiegel.de am 31.03.2011 13:52Uhr
return new string[] {
"Republikaner hebeln Obamas Finanzreform aus!",
"Esa-Satellit zeichnet das Antlitz der Erde neu!",
"Sklaven der Noten!"};
}
}
}13
MEF – Beispiel
Die Klasse ScienceNews
using System.ComponentModel.Composition;
namespace ScienceNews
{
///
/// Export einer Klasse, welche NewsContract implementiert.
///
[Export(typeof(NewsService.NewsContract))]
public class ScienceNews : NewsService.NewsContract
{
public string[] GetNews()
{
//Quelle: www.spiegel.de am 31.03.2011 13:52Uhr
return new string[] {
"Lärm raubt jährlich eine Million Lebensjahre!",
"Farbstoff schützt Würmer vor Alzheimer!",
"Schokolade im Namen des Herrn!"};
}
}
}14
MEF – Beispiel
using System.ComponentModel.Composition;
using System.ComponentModel.Composition.Hosting;
Die News Reader-Anwendung
namespace WindowsFormsApplication1
{
public partial class NewsReaderWindow : Form
{
///
/// Import eines beliebigen NewsContract. Die konkrete
/// Implementierung ist nicht von Interesse.
///
[Import(typeof(NewsService.NewsContract))]
private NewsService.NewsContract news;
private void actionClick(object sender, EventArgs e)
{
var catalog = new AssemblyCatalog(@"...");
var container = new CompositionContainer(catalog);
container.ComposeParts(this);
}
}
}15
MEF - Programmiermodell
Vorgehensweise
Contracts
Schnittstelle (contracts) definieren und nach Möglichkeit in einer
oder mehreren Contract Assemblies veröffentlichen.
Export
Implementierungen durch das [Export]-MetaAttribute
veröffentlichen.
Import
Abhängigkeiten durch explizite Definition durch das [Import]-
MetaAttribute veröffentlichen.
Compose
Einen Composition Container erzeugen und alle Composable Parts
bekanntmachen. Anschließend die Anwendungskomposition in
Gang setzen.16 MEF – Beispiel News Reader
17
Fazit
Wann sollte MEF eingesetzt werden?
Erweiterungskonzept für Applikationen und Frameworks
Modell der Erweiterungspunkte
Entkopplung von Komponenten
Strukturierung von Applikationen
Reduzierung der Download-Zeiten bei Silverlight-Anwendungen
Reduzierung der Startzeiten bei Anwendungen
Transparentes Abhängigkeits-Management18
Fazit
Einschätzung MEF
Solides Dependency Injection-Framework
Quelloffen
Bestandteil von .NET 4 und Silverlight 4
MEF und MAF
Beim Managed Add-in Framework liegt der Fokus auf dem Laden
und Entladen von Assemblies.
Beim MEF liegt der Fokus auf der Erkennbarkeit und
Erweiterbarkeit.
Sinn und Nutzen des Einsatzes gründlich überprüfen.
In Hinblick auf Reifegrad und Praxistauglichkeit ansonsten ist der
Einsatz aber empfehlenswert.
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