.NET Coreは、Microsoftが開発したクロスプラットフォームのオープンソースフレームワークで、開発者はデスクトップ、モバイル、Webなど、さまざまなプラットフォーム向けにモダンで高性能なアプリケーションを構築できます。導入以来、.NET Coreは強力なフレームワークとエコシステムへと進化し、従来の.NET Frameworkと比較していくつかの利点を提供しています。この記事では、.NET Coreアーキテクチャを深く掘り下げ、ランタイム、共通言語ランタイム（CLR）など、さまざまなコンポーネントを探ります。
.NET Coreコンポーネントとランタイム
.NET Coreアーキテクチャはいくつかのコンポーネントに大別でき、これらが連携してアプリケーション構築のための一貫した開発環境を提供する。これらのコンポーネントには以下が含まれます：
- ランタイム：ランタイム： .NET Coreアプリケーションを実行し、メモリ管理、ガベージコレクション、JIT（Just-In-Time）コンパイルなどの重要なサービスを提供する。
- コアライブラリ：コアライブラリは、.NETアプリケーションを開発するためのクラスライブラリとAPIの標準セットを提供し、データアクセス、ファイルIO、ネットワーク通信などのさまざまな機能に対応します。
- SDK：.NET Core Software Development Kit（SDK）は、コンパイル、パッケージング、デプロイなど、アプリケーション開発プロセス全体で開発者を支援するツールとライブラリで構成されています。
- CLIツール：.NET Core Command Line Interface（CLI）ツールは、.NETアプリケーションの作成、ビルド、テスト、デプロイのためのコマンドラインユーティリティのセットです。
- 共通言語ランタイム（CLR）：CLRは.NET Coreアーキテクチャの重要なコンポーネントであり、.NETアプリケーションにマネージド実行環境を提供します。
- Roslynコンパイラー：RoslynコンパイラーはオープンソースのC#およびVisual Basicコンパイラーセットで、.NET開発者が強力なアプリケーションを構築するためのコード解析APIを提供します。
これらのコンポーネントに加えて、.NET Coreランタイムはモジュール設計を特徴としており、開発者は必要なライブラリとフレームワークコンポーネントのみをアプリケーションに含めることができます。その結果、展開パッケージが小さくなり、パフォーマンスが向上します。
共通言語ランタイム（CLR）
共通言語ランタイム（CLR）は、.NET Coreアーキテクチャの重要なコンポーネントであり、.NETアプリケーションにマネージド実行環境を提供します。CLRは、メモリ管理、例外処理、セキュリティ、複数の.NET言語で記述されたコードの実行など、さまざまな責任を処理します。
CLRの主な機能の1つはジャストインタイム（JIT）コンパイルで、実行時に中間言語（IL）コードをターゲットプラットフォームに最適化されたネイティブマシンコードに変換する。これにより、.NETアプリケーションのパフォーマンスが向上し、プラットフォーム固有の最適化を利用できるようになります。
CLRにはガベージ・コレクタ（GC）も含まれており、自動メモリ管理を担当し、アプリケーションによって割り当てられたメモリが不要になったときに回収されるようにします。これにより、開発者が手動でメモリを管理する必要がなくなり、メモリ・リークやその他のメモリ関連の問題が発生する可能性が低くなる。
CLRのもうひとつの重要な点は、言語間の相互運用性をサポートしていることだ。これにより、開発者は異なる.NET言語（C#、VB.NET、F#など）でコードを記述し、同じアプリケーションで一緒に使用することができます。言語間の相互運用性は、複数の言語で書かれたコードの実行を管理し、アプリケーションの異なるコンポーネント間で一貫した動作を保証するCLRの機能によって可能になります。
CLRは.NET Coreアーキテクチャで重要な役割を果たし、.NETアプリケーションを実行し、さまざまな.NET言語の力を活用するための安定した管理環境を提供します。
コアライブラリとフレームワーク
.NET Coreアーキテクチャでは、アプリケーション開発をサポートする包括的な機能を提供するコアライブラリとフレームワークが重要です。これらのライブラリは、クロスプラットフォームの互換性を可能にし、パフォーマンスを向上させ、コードベースを合理化します。これらのライブラリは、UIコンポーネントからバックエンドロジックまで、アプリケーション開発のさまざまな側面を対象としています。.NET Coreに含まれる主なフレームワークとライブラリをいくつか紹介する：
- ベースクラスライブラリ（BCL）：BCLは、.NET Coreライブラリシステムの基盤です。BCLは、コレクション、IO、ネットワーキングなど、幅広い必須クラスを提供します。効率的なコードをより速く書くことができるため、開発者はBCLの恩恵を受ける。
- ASP.NET Core：モダンなWebアプリケーション、API、マイクロサービスを構築するための強力なクロスプラットフォームフレームワークです。ASP.NET Coreは、高性能、セキュリティ、依存性注入、ミドルウェア、モデル・ビュー・コントローラ（MVC）構造などの機能を備えたオープンソースのフレームワークです。.NET Coreと直接統合され、開発者はスケーラブルなWebアプリケーションを作成できます。
- Entity Framework Core（EF Core）：EF Coreは、軽量で拡張可能なクロスプラットフォームのORM（Object Relational Mapping）フレームワークです。開発者がLINQクエリを使用してデータベースとシームレスに対話し、SQLコードを記述せずにCRUD操作を実行するのに役立ちます。EF Coreはデータベースの移行もサポートしており、データベーススキーマの維持と更新を容易にします。
- IdentityモデルとIdentityServer：これらのライブラリは、.NET Coreアプリケーションの認証、認可、ID管理に重点を置いている。Identity Modelは、セキュリティトークンサービスとのインタラクションを容易にするクライアントライブラリであり、IdentityServerは、APIとアプリレベルのセキュリティを可能にする拡張可能なミドルウェアベースのセキュリティトークンサービスです。
- Xamarin:Xamarinは、.NET Coreランタイムを使用してクロスプラットフォームのモバイルアプリケーションを構築するためのフレームワークです。開発者は一度コードを書けば、iOS、Android、Windowsなどの複数のプラットフォームで実行できる。Xamarinはプラットフォーム固有のUIレンダリングを使用して、ネイティブのようなパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスを提供する。
これらのライブラリやフレームワーク、およびここに記載されていない他のライブラリによって、開発者は.NET Coreの利便性とパワーで高性能なアプリケーションを作成できます。
Roslynコンパイラー
Roslynコンパイラーは、オープンソースのC#およびVisual Basicコンパイラーで構成される.NET Coreアーキテクチャーの重要なコンポーネントです。また、動的解析と静的解析を通じて開発者のアプリケーション構築を支援するコード解析APIも提供します。Roslynコンパイラーは、次のような方法で開発プロセスの合理化を支援します：
- ソースコードを、プラットフォームにとらわれない低レベルのMicrosoft中間言語（MSIL）コードに変換します。
- シンタックスツリー、シンボル、診断をサポートし、コードの解析と編集を簡素化します。
- パターン・マッチやNULL可能な参照型などの新しい言語機能を可能にする。
- コードアナライザやリファクタリングプロバイダのようなサードパーティツールのための拡張ポイントを提供します。
Roslynコンパイラは、.NET Core開発プロセスの効率を高め、高品質なアプリケーションの提供を加速します。
.NET Coreの依存性注入とミドルウェア
依存性注入
依存性注入（DI）は、.NET Coreに内在する機能で、分離された保守可能なコードベースを促進します。これは、開発者が依存関係をハードコーディングするのではなく、コンポーネントに注入することを奨励する技術であり、モジュール性とテスト容易性を向上させます。.NET Coreには、制御の反転（IoC）コンテナが組み込まれています：
- コンストラクタ注入
- プロパティ・インジェクション
- メソッドインジェクション
Startupクラスでは、開発者はConfigureServices()メソッドを使用してサービスを登録および構成できます。これにより、.NET Coreランタイムは依存関係を自動的に解決し、依存するコンポーネントに必要なサービスのインスタンスを提供します。
ミドルウェア
.NET Coreでは、ミドルウェアはHTTPリクエストとレスポンスの処理を管理するコンポーネントです。各ミドルウェアコンポーネントがリクエストを処理し、次のミドルウェアに渡すか、レスポンスを生成するパイプラインのような構造を形成する。ミドルウェアコンポーネントは再利用可能でモジュール化されているため、さまざまな方法で組み合わせてカスタムのリクエスト処理パイプラインを構築することができる。
開発者は、StartupクラスのConfigure()メソッドでミドルウェアコンポーネントの追加や設定を行うことができます。よく使われるミドルウェアコンポーネントは以下の通りです：
- URLルーティングとendpoint ディスパッチ用のルーティングとendpoint ミドルウェア。
- アプリケーションを保護するための認証および認可ミドルウェア。
- 静的アセット（CSS、JavaScript、画像）を提供するための静的ファイル提供ミドルウェア。
- トレーサビリティと診断のためのログとエラー処理ミドルウェア。
- 高度なリクエスト処理とレスポンス生成のためのカスタム・ミドルウェア
.NET Coreの依存性注入とミドルウェアにより、開発者は柔軟性、モジュール性、保守性の高いアプリケーションを構築し、アプリケーションアーキテクチャを強化し、開発プロセスを簡素化できます。
.NET CoreとAppMaster プラットフォーム
AppMasterプラットフォームは、主にバックエンド、ウェブ、モバイルアプリケーションを構築するためのノーコード・ソリューションを提供しますが、.NET Coreアプリケーションと統合することで、さらに強力な開発体験を提供します。.NET Coreのパワーを活用することで、開発者はフレームワークのスケーラビリティ、パフォーマンス、クロスプラットフォーム機能を、AppMaster によって提供される迅速なアプリケーション開発環境とともに利用することができます。
AppMaster は、REST API endpoints を生成し、ボタンをクリックするだけで.NET Coreで構築されたアプリケーションをクラウドにデプロイできるため、アプリケーションの構築、テスト、デプロイが迅速に行えます。.NET Coreとの統合により、 、一般的なライブラリやサードパーティのコンポーネントを含む広大な.NET Coreエコシステムの恩恵を受けることができ、アプリケーションの機能性と相互運用性がさらに向上します。AppMaster
開発チームは、.NET CoreとAppMaster を併用することで、反復作業に費やす時間を削減し、全体的なコード品質を向上させ、従来の開発プロセスよりも短時間で機能豊富で保守性の高いアプリケーションを作成することができます。
結論
結論として、.NET Coreアーキテクチャは、高性能でスケーラブルなアプリケーションを構築するための最新のクロスプラットフォームフレームワークを提供します。モジュール設計、ランタイムの改善、CLR、コアライブラリ、Roslynコンパイラ、依存性注入とミドルウェアの統合などの強力なコンポーネントにより、.NET Coreは開発者が効率的で保守性の高いアプリケーションを作成できるようにします。
.NET CoreをAppMaster プラットフォームと統合することで、開発者は開発プロセスをさらに効率化し、AppMaster が提供するno-code 開発環境を活用することができます。この組み合わせにより、.NET Coreのパワーとパフォーマンスの恩恵を受けながら、迅速なアプリケーション開発、容易なデプロイ、変化し続ける要件への柔軟な対応が可能になります。
.NET Coreエコシステムが成長し続けるにつれて、開発者は、アプリケーション開発をサポートするライブラリ、ツール、リソースがさらに充実することを期待できます。.NET Coreアーキテクチャを理解し受け入れることで、開発チームはフレームワークの可能性を最大限に活用し、さまざまなプラットフォーム向けに強力でスケーラブル、かつ保守性の高いアプリケーションを作成できるようになります。
