.NET Core ist ein von Microsoft entwickeltes, plattformübergreifendes Open-Source-Framework, mit dem Entwickler moderne, leistungsstarke Anwendungen für verschiedene Plattformen, darunter Desktop, Mobile und Web, erstellen können. Seit seiner Einführung hat sich .NET Core zu einem leistungsstarken Framework und Ökosystem entwickelt, das mehrere Vorteile gegenüber dem traditionellen .NET Framework bietet. In diesem Artikel wird tief in die .NET Core-Architektur eingetaucht und die verschiedenen Komponenten, einschließlich der Laufzeit, Common Language Runtime (CLR) und mehr, untersucht.
.NET Core-Komponenten und Laufzeit
Die .NET Core-Architektur kann grob in mehrere Komponenten unterteilt werden, die zusammenarbeiten, um eine kohärente Entwicklungsumgebung für die Erstellung von Anwendungen bereitzustellen. Zu diesen Komponenten gehören:
- Runtime: Die Laufzeit führt .NET Core-Anwendungen aus und bietet wichtige Dienste wie Speicherverwaltung, Garbage Collection und Just-In-Time (JIT)-Kompilierung.
- Kernbibliotheken: Die Kernbibliotheken bieten einen Standardsatz von Klassenbibliotheken und APIs für die Entwicklung von .NET-Anwendungen, die verschiedene Funktionen wie Datenzugriff, Datei-IO und Netzwerkkommunikation abdecken.
- SDK: Das .NET Core Software Development Kit (SDK) besteht aus Tools und Bibliotheken, die Entwickler während des gesamten Anwendungsentwicklungsprozesses unterstützen, einschließlich Kompilierung, Paketierung und Bereitstellung.
- CLI-Werkzeuge: Die .NET Core Command Line Interface (CLI)-Tools sind eine Reihe von Befehlszeilen-Dienstprogrammen zum Erstellen, Erstellen, Testen und Bereitstellen von .NET-Anwendungen.
- Common Language Runtime (CLR): Die CLR ist eine wichtige Komponente der .NET Core-Architektur, die für die Bereitstellung einer verwalteten Ausführungsumgebung für .NET-Anwendungen verantwortlich ist.
- Roslyn-Compiler: Der Roslyn-Compiler ist ein Open-Source-Set von C#- und Visual-Basic-Compilern und bietet eine Code-Analyse-API für .NET-Entwickler zur Erstellung leistungsstarker Anwendungen.
Zusätzlich zu diesen Komponenten verfügt die .NET Core-Laufzeit über ein modulares Design, das es Entwicklern ermöglicht, nur die notwendigen Bibliotheken und Framework-Komponenten in ihre Anwendungen einzubinden. Dies führt zu kleineren Bereitstellungspaketen und verbesserter Leistung.
Gemeinsame Sprachlaufzeit (CLR)
Die Common Language Runtime (CLR) ist eine Schlüsselkomponente der .NET Core-Architektur und bietet eine verwaltete Ausführungsumgebung für .NET-Anwendungen. Die CLR übernimmt verschiedene Aufgaben, darunter Speicherverwaltung, Ausnahmebehandlung, Sicherheit und die Ausführung von Code, der in mehreren .NET-Sprachen geschrieben wurde.
Eine der wichtigsten Funktionen der CLR ist die Just-In-Time (JIT)-Kompilierung, die Intermediate Language (IL)-Code zur Laufzeit in nativen, für die Zielplattform optimierten Maschinencode umwandelt. Dadurch können .NET-Anwendungen eine bessere Leistung erzielen und plattformspezifische Optimierungen nutzen.
Die CLR umfasst auch den Garbage Collector (GC), der für die automatische Speicherverwaltung zuständig ist und sicherstellt, dass von der Anwendung zugewiesener Speicher zurückgewonnen wird, wenn er nicht mehr benötigt wird. Dadurch müssen die Entwickler den Speicher nicht mehr manuell verwalten, was die Gefahr von Speicherlecks oder anderen speicherbezogenen Problemen verringert.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der CLR ist ihre Unterstützung für sprachübergreifende Interoperabilität. Dies ermöglicht es Entwicklern, Code in verschiedenen .NET-Sprachen (z. B. C#, VB.NET und F#) zu schreiben und sie gemeinsam in derselben Anwendung zu verwenden. Die sprachübergreifende Interoperabilität wird durch die Fähigkeit der CLR ermöglicht, die Ausführung von in mehreren Sprachen geschriebenem Code zu verwalten und ein einheitliches Verhalten der verschiedenen Anwendungskomponenten zu gewährleisten.
Die CLR spielt eine entscheidende Rolle in der .NET Core-Architektur, da sie eine stabile, verwaltete Umgebung für die Ausführung von .NET-Anwendungen und die Nutzung der Leistungsfähigkeit verschiedener .NET-Sprachen bietet.
Kernbibliotheken und Frameworks
In der .NET Core-Architektur sind Kernbibliotheken und Frameworks entscheidend für die Bereitstellung umfassender Funktionalitäten zur Unterstützung der Anwendungsentwicklung. Diese Bibliotheken ermöglichen plattformübergreifende Kompatibilität, verbessern die Leistung und rationalisieren die Codebasis. Sie zielen auf verschiedene Aspekte der Anwendungsentwicklung ab, von UI-Komponenten bis hin zur Backend-Logik. Einige der wichtigsten Frameworks und Bibliotheken, die in .NET Core enthalten sind, sind:
- Base Class Library (BCL): Die BCL ist die Grundlage des .NET Core-Bibliothekssystems. Sie bietet eine breite Palette an wichtigen Klassen, darunter Sammlungen, IO, Netzwerke und mehr. Entwickler profitieren von der BCL, da sie es ihnen ermöglicht, schneller effizienten Code zu schreiben.
- ASP.NET Core: Ein leistungsstarkes, plattformübergreifendes Framework für die Entwicklung moderner Webanwendungen, APIs und Microservices. ASP.NET Core ist ein Open-Source-Framework, das Funktionen wie Hochleistung, Sicherheit, Dependency Injection, Middleware und Model-View-Controller (MVC)-Struktur bietet. Es lässt sich direkt mit .NET Core integrieren und ermöglicht Entwicklern die Erstellung skalierbarer Webanwendungen.
- Entity Framework Core (EF Core): EF Core ist ein leichtgewichtiges, erweiterbares und plattformübergreifendes Object Relational Mapping (ORM)-Framework. Es hilft Entwicklern bei der nahtlosen Interaktion mit Datenbanken mithilfe von LINQ-Abfragen und bei der Durchführung von CRUD-Operationen, ohne SQL-Code schreiben zu müssen. EF Core unterstützt auch Datenbankmigrationen, was die Pflege und Aktualisierung von Datenbankschemata erleichtert.
- Identitätsmodell und IdentityServer: Diese Bibliotheken konzentrieren sich auf die Authentifizierung, Autorisierung und das Identitätsmanagement für .NET Core-Anwendungen. Identity Model ist eine Client-Bibliothek, die die Interaktion mit Sicherheits-Token-Diensten erleichtert, während IdentityServer ein erweiterbarer, Middleware-basierter Sicherheits-Token-Dienst ist, der Sicherheit auf API- und App-Ebene ermöglicht.
- Xamarin: Xamarin ist ein Framework für die Erstellung plattformübergreifender mobiler Anwendungen unter Verwendung der .NET Core-Laufzeitumgebung. Es ermöglicht Entwicklern, Code einmal zu schreiben und ihn auf mehreren Plattformen wie iOS, Android und Windows auszuführen. Xamarin verwendet plattformspezifisches UI-Rendering, um eine native Leistung und Benutzerfreundlichkeit zu bieten.
Diese Bibliotheken und Frameworks sowie weitere, hier nicht genannte, ermöglichen es Entwicklern, leistungsstarke Anwendungen mit dem Komfort und der Leistungsfähigkeit von .NET Core zu erstellen.
Der Roslyn-Compiler
Der Roslyn-Compiler ist eine wichtige Komponente der .NET Core-Architektur, die aus Open-Source-C#- und Visual Basic-Compilern besteht. Er bietet auch eine Codeanalyse-API, die Entwickler bei der Erstellung von Anwendungen durch dynamische und statische Analyse unterstützt. Der Roslyn-Compiler hilft bei der Rationalisierung des Entwicklungsprozesses durch:
- Umwandlung von Quellcode in Microsoft Intermediate Language (MSIL)-Code, eine plattformunabhängige Low-Level-Darstellung des Quellcodes.
- Die Unterstützung von Syntaxbäumen, Symbolen und Diagnosen vereinfacht die Codeanalyse und -bearbeitung.
- Ermöglichung neuer Sprachfunktionen, wie z. B. Mustervergleiche und nullbare Referenztypen.
- Ermöglichung von Erweiterungspunkten für Tools von Drittanbietern, wie Code-Analysatoren und Refactoring-Provider.
Der Roslyn-Compiler steigert die Effizienz des .NET Core-Entwicklungsprozesses und beschleunigt die Bereitstellung hochwertiger Anwendungen.
Dependency Injection und Middleware in .NET Core
Injektion von Abhängigkeiten
Dependency Injection (DI) ist ein wesentliches Feature in .NET Core, das eine entkoppelte und wartbare Codebasis fördert. Es handelt sich um eine Technik, die Entwickler dazu ermutigt, Abhängigkeiten in Komponenten zu injizieren, anstatt sie hart zu kodieren, was die Modularität und Testbarkeit erhöht. .NET Core enthält einen integrierten IoC-Container (Inversion of Control), der Folgendes unterstützt:
- Konstruktor-Injektion
- Eigenschaftsinjektion
- Methodeninjektion
In der Startup-Klasse können Entwickler Dienste mit der Methode ConfigureServices() registrieren und konfigurieren. Dies ermöglicht es der .NET Core-Laufzeit, Abhängigkeiten automatisch aufzulösen und den Komponenten, die von ihnen abhängen, Instanzen der erforderlichen Dienste bereitzustellen.
Middleware
In .NET Core ist Middleware eine Komponente, die die Bearbeitung von HTTP-Anfragen und -Antworten verwaltet. Sie bildet eine Pipeline-ähnliche Struktur, in der jede Middleware-Komponente die Anforderung verarbeitet und sie entweder an die nächste Middleware weitergibt oder eine Antwort erzeugt. Middleware-Komponenten sind wiederverwendbar und modular, sie können auf verschiedene Weise kombiniert werden, um benutzerdefinierte Pipelines für die Bearbeitung von Anfragen zu erstellen.
Entwickler können Middleware-Komponenten in der Methode Configure() der Startup-Klasse hinzufügen oder konfigurieren. Zu den üblicherweise verwendeten Middleware-Komponenten gehören:
- Routing- und endpoint -Middleware für URL-Routing und endpoint -Dispatching.
- Authentifizierungs- und Autorisierungs-Middleware für die Sicherung von Anwendungen.
- Static File Serving-Middleware für die Bereitstellung statischer Elemente (CSS, JavaScript, Bilder).
- Protokollierungs- und Fehlerbehandlungs-Middleware für Rückverfolgbarkeit und Diagnose.
- Benutzerdefinierte Middleware für erweiterte Anfrageverarbeitung und Antwortgenerierung.
Dependency Injection und Middleware in .NET Core ermöglichen es Entwicklern, flexible, modulare und wartbare Anwendungen zu erstellen, die Anwendungsarchitektur zu verbessern und den Entwicklungsprozess zu vereinfachen.
.NET Core und AppMaster Plattform
Während die AppMaster-Plattform in erster Linie eine No-Code-Lösung für die Erstellung von Backend-, Web- und mobilen Anwendungen bietet, kann sie mit .NET Core-Anwendungen integriert werden, um eine noch leistungsfähigere Entwicklungserfahrung zu ermöglichen. Durch die Nutzung der Leistung von .NET Core können Entwickler die Skalierbarkeit, Leistung und plattformübergreifenden Fähigkeiten des Frameworks zusammen mit der schnellen Anwendungsentwicklungsumgebung von AppMaster nutzen.
AppMaster Die Entwickler können die REST-API endpoints generieren und mit .NET Core erstellte Anwendungen per Mausklick in der Cloud bereitstellen, was das schnelle Erstellen, Testen und Bereitstellen von Anwendungen erleichtert. Die Integration mit .NET Core ermöglicht es AppMaster Benutzern, vom umfangreichen .NET Core-Ökosystem zu profitieren, einschließlich beliebter Bibliotheken und Komponenten von Drittanbietern, wodurch die Funktionalität und Interoperabilität ihrer Anwendungen weiter verbessert wird.
Entwicklerteams können .NET Core und AppMaster gemeinsam nutzen, um den Zeitaufwand für sich wiederholende Aufgaben zu reduzieren, die allgemeine Codequalität zu verbessern und funktionsreiche, wartbare Anwendungen in kürzerer Zeit zu erstellen als bei herkömmlichen Entwicklungsprozessen.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die .NET Core-Architektur ein modernes, plattformübergreifendes Framework für die Entwicklung leistungsstarker, skalierbarer Anwendungen bietet. Mit seinem modularen Design, Laufzeitverbesserungen und leistungsstarken Komponenten wie der CLR, den Kernbibliotheken, dem Roslyn-Compiler sowie der Dependency Injection und Middleware-Integration ermöglicht .NET Core Entwicklern die Erstellung effizienter und wartbarer Anwendungen.
Durch die Integration von .NET Core mit der Plattform AppMaster können Entwickler ihren Entwicklungsprozess weiter rationalisieren und die Vorteile der no-code Entwicklungsumgebung nutzen, die von AppMaster bereitgestellt wird. Diese Kombination ermöglicht eine schnelle Anwendungsentwicklung, eine einfache Bereitstellung und die Flexibilität, sich an ständig ändernde Anforderungen anzupassen und gleichzeitig von der Leistungsfähigkeit von .NET Core zu profitieren.
Da das .NET Core-Ökosystem weiter wächst, können Entwickler eine noch größere Auswahl an Bibliotheken, Tools und Ressourcen zur Unterstützung ihrer Anwendungsentwicklung erwarten. Indem sie die .NET Core-Architektur verstehen und sich zu eigen machen, können Entwicklungsteams das volle Potenzial des Frameworks nutzen, um leistungsstarke, skalierbare und wartbare Anwendungen für verschiedene Plattformen zu erstellen.
