组件化开发

组件化开发概述

软件系统开发面临的困境与突破尝试

1. 软件代码难以读懂和维护，业务逻辑分散在多个代码模块中
2. 软件系统面对着的需求不断变化，再次开发一个新的软件成本高

• 因此，我们应该“重用”，而不是每次都“从头开始”
• 大量的软件系统中都存在着功能重复的情况，因而开发可重用的软件组件是可行的。

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组件（Component）：

• 是指可以用于重用、开发和部署的软件模块。

组件化开发（CBD：Component-based Development）

• 以可重用的组件为基础“装配出”解决需求软件的过程。

组件实现的功能：

• 组件的功能是通过其接口（是宏观意义的接口，指向外界提供的功能）来表达；
• 组件只是黑盒，外界只能通过接口来访问，外界只关系通过接口可以实现的功能，并不关心组件的技术细节；
• 组件具有独立性和可组合性。

• 因此，创建可以当“积木”组合的软件组件是组件化开发的核心工作之一。

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组件设计的基本原则

1. 组件设计首先是组件接口的设计，这个组件该干什么事情，每个组件都应有一个明确的职责，只做好一件事，体现为一个明确的组件接口；
2. 组件的具体实现技术。

• 组件需按职责进行设计！！
• 为实现复用而设计
• • 允许围绕该组件的应用自由改变而无需改变组件自身，除非组件自己的功能需求改变，即只会改变其内部的技术实现，而不会改变其对外接口。
• 仔细考虑组件功能集合的大小
• • 组件的粒度是用于衡量组件所提供的功能集的大小、所封装的代码量多少等与“规模”相关的特性。
  1. 小组件（如一个只允许输入邮编的文本框）；
  2. 大组件：一个预先构造的应用软件包（如一个用于生成复杂报表的组件，用于文档处理的office软件包）。
  • 粒度大小与灵活性通常成反比，与易用性成正比！

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组件化软件开发的“三板斧”（套路）：

1. 重用已有组件；
2. 开发部分新组件；
3. 组合新旧组件搭建出新系统。

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组件化软件的开发方式：

组件化开发全过程

实例：两数相加程序：从“天下一统”到“借鸡生蛋”

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• 原始版本

• 原始需求：输入框接收用户输入，“=”按钮计算结果。

• • “=”按钮事件：

         private   void   btnAdd_Click( object   sender,   EventArgs   e)

        {

              try

            {

                  int   num1 =   Convert .ToInt32(txtNumber1.Text);

                  int   num2 =   Convert .ToInt32(txtNumber2.Text);

                lblResult.Text = (num1+num2).ToString();

            }

              catch   (   Exception   ex)

            {

                lblResult.Text = ex.Message;

            }

        }

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• 需求二：在输入数字时，能直接看到结果而无需点击“=”按钮。

1. 1. 为输入框添加 TextChanged 事件，并将原本按钮的事件复制到两个输入框的 TextChanged 事件中：

         private   void   txtNumber1_TextChanged(   object   sender,   EventArgs   e)

        {

              try

            {

                  int   num1 =   Convert .ToInt32(txtNumber1.Text);

                  int   num2 =   Convert .ToInt32(txtNumber2.Text);

                lblResult.Text = (num1 + num2).ToString();

            }

              catch   (   Exception   ex)

            {

                lblResult.Text = ex.Message;

            }

        }

• 需求三：将雷同的用于相加的方法提取用于复用。
• 1. 选中代码，右键菜单>重构>提取方法Add()

• 需求四：将窗口的数据输入与数据处理分离。
• 1. 新增数据处理类MathOpt，并把权限改成public；
  2. 增加纯粹用于数据处理的方法Add；
  3. 在原来的类frmAdd中，实例化MathOpt类：private MathOpt calculator = new MathOpt();
  4. 在Add方法中将 lblResult.Text = (num1 + num2).ToString();  替换为 lblResult.Text=calculator.Add(num1, num2).ToString(); ；
  • 好处：Add方法中只与界面相关，并不涉及数据的处理

• 需求五：（迈向组件化开发的重要一步）
• 1. 将数据处理的代码做成程序集
     1. 添加新类库MathLibrary：
     2. 将MathOpt类复制到MathLibrary类库中，并修改命名空间使其匹配，并将多余的类删除；
     3. 编译；
     4. 在需要该类库的项目添加MathLibrary的引用。

小结：

1. 不要不功能代码直接写到事件响应代码中，而是用调用函数的方式（减少代码重复）；
2. 尽可能少地编写重复代码，将重复的代码编写成组件以复用；
3. 事件界面代码与功能代码分离；
4. 尽量复用二进制形式的程序集，而不是复用源代码，即不该直接拷贝代码，而是引用已经编译好的类库。

.NET组件化开发技术

程序集（Assembly）

• .NET Framework中基本的软件模块，它可以包容不限数目的类型，其常见的载体为一个或多个DLL文件，也可以是一个可独立执行的EXE文件。
• 程序集和命名空间是多对多的关系。一个命名空间可以包含多个程序集，一个程序集也可以分布在多个命名空间中。
• 一个项目如果需要使用特定程序集中的类型，需要添加对此程序集的“引用（Reference）”。

程序集的内部结构

• 程序集大致分为两种：
• • 单文件程序集（占绝大多数）
  • 多文件程序集，多用于国际化程序设计时，根据实际情况组合程序集实现国际化多语言。
• 程序集主要组成部分：元数据、IL代码、资源。
• • IL代码：有.NET编译器编译生成，将编程语言代码转换为IL代码，是程序集实现功能的主体。
  • 程序集元数据：程序集的公用信息。
  • 类型数据：该程序集定义了哪些类、接口、方法、属性、字段、事件等信息
• 使用ildsam可以查看程序集元数据。

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组件设计的“对外接口最小化”原则

• 一个程序集中，可以放置任意多个类，但仅有需要为程序集外界使用的类，才设置为“公有（public）”，以实现程序集的信息封装。
• 而公有类，需要使公有成员“越少越好”，这样的类才易于使用和维护。

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组件间的“依赖性”

• 含义：包容于某组件内部的类，需要调用另一个组件中的类以实现功能。
• 这是由于类之间的依赖导致的。
• 在设计各组件接口时，尽量避免和减少组件之间的耦合性。

解决方案示例：

• UseDLL依赖于MyDLL和MyDLL2，UseDLLC、MyDLL和MyDLL2又依赖于.NET的基础组件System。
• 在实际开发中，两个程序集之间的依赖关系应该要是“单向”的，不能是双向的，这是系统架构的关键点。
• 具有相同的抽象级别的对个组件组成一个“层”，各个层之间的依赖关系也应是“单向”的。
• 把多个组件分层，组件间建立“单向”的依赖关系，这种方式就称为“组件化的多层架构”，是当前软件系统最常见、最主流的软件架构。

避免出现组件循环依赖的情况，这样在编译时就会出错

• 要消除这种循环依赖，应在设计时就避免；
• 可以使用在组件间移动类的方式，消除组件间的循环依赖

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组件的版本

• 一个大型系统，需要注意其版本要一致。
• 这里的版本是指：
• 1. 组件运行时要求的软件系统平台的版本；
  2. 组件自身的版本。