.NET Core - это кроссплатформенный фреймворк с открытым исходным кодом, разработанный компанией Microsoft и позволяющий разработчикам создавать современные высокопроизводительные приложения для различных платформ, включая настольные, мобильные и веб-приложения. С момента своего появления .NET Core превратился в мощный фреймворк и экосистему, обладающие рядом преимуществ по сравнению с традиционным .NET Framework. В этой статье мы подробно рассмотрим архитектуру .NET Core и изучим ее различные компоненты, включая среду выполнения, Common Language Runtime (CLR) и другие.
Компоненты .NET Core и время выполнения
Архитектуру .NET Core можно разделить на несколько компонентов, которые, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают целостную среду разработки для создания приложений. К этим компонентам относятся:
- Время выполнения: Время выполнения выполняет приложения .NET Core и предоставляет такие важные услуги, как управление памятью, сборка мусора и компиляция Just-In-Time (JIT).
- Основные библиотеки: Основные библиотеки предоставляют стандартный набор библиотек классов и API для разработки приложений .NET, обеспечивая различные функциональные возможности, такие как доступ к данным, файловый ввод-вывод и сетевое взаимодействие.
- SDK: Комплект разработчика .NET Core Software Development Kit (SDK) состоит из инструментов и библиотек, которые помогают разработчикам на протяжении всего процесса разработки приложений, включая компиляцию, упаковку и развертывание.
- Инструменты CLI: Инструменты командной строки (CLI) .NET Core представляют собой набор утилит командной строки для создания, сборки, тестирования и развертывания приложений .NET.
- Common Language Runtime (CLR): CLR - важнейший компонент архитектуры .NET Core, отвечающий за создание управляемой среды выполнения для .NET-приложений.
- Компилятор Roslyn: Компилятор Roslyn - это набор компиляторов C# и Visual Basic с открытым исходным кодом, предоставляющий разработчикам .NET API для анализа кода с целью создания мощных приложений.
В дополнение к этим компонентам среда исполнения .NET Core имеет модульную конструкцию, что позволяет разработчикам включать в свои приложения только необходимые библиотеки и компоненты фреймворка. Это приводит к уменьшению размеров пакетов развертывания и повышению производительности.
Время выполнения общего языка (CLR)
Common Language Runtime (CLR) - ключевой компонент архитектуры .NET Core, обеспечивающий управляемую среду исполнения для приложений .NET. CLR выполняет различные функции, включая управление памятью, обработку исключений, обеспечение безопасности и выполнение кода, написанного на нескольких языках .NET.
Одной из основных функций CLR является компиляция Just-In-Time (JIT), которая во время выполнения преобразует код на промежуточном языке (IL) в родной машинный код, оптимизированный для целевой платформы. Это позволяет приложениям .NET достичь более высокой производительности и использовать преимущества оптимизаций, специфичных для конкретной платформы.
CLR также включает в себя сборщик мусора (Garbage Collector, GC), который отвечает за автоматическое управление памятью и обеспечивает освобождение памяти, выделенной приложением, когда она больше не нужна. Это избавляет разработчиков от необходимости вручную управлять памятью, снижая вероятность утечек памяти и других проблем, связанных с ней.
Еще одним важным аспектом CLR является поддержка межъязыковой совместимости. Это позволяет разработчикам писать код на разных языках .NET (таких как C#, VB.NET и F#) и использовать их в одном приложении. Межъязыковое взаимодействие становится возможным благодаря способности CLR управлять выполнением кода, написанного на разных языках, и обеспечивать согласованное поведение различных компонентов приложения.
CLR играет важнейшую роль в архитектуре .NET Core, обеспечивая стабильную управляемую среду для выполнения приложений .NET и использования возможностей различных языков .NET.
Библиотеки и фреймворки ядра
В архитектуре .NET Core базовые библиотеки и фреймворки играют важнейшую роль в обеспечении комплексной функциональности для поддержки разработки приложений. Эти библиотеки обеспечивают кроссплатформенную совместимость, повышают производительность и оптимизируют кодовую базу. Они направлены на различные аспекты разработки приложений, начиная от компонентов пользовательского интерфейса и заканчивая логикой бэкенда. В состав .NET Core входят следующие ключевые фреймворки и библиотеки:
- Base Class Library (BCL): BCL является основой библиотечной системы .NET Core. Она предоставляет широкий спектр необходимых классов, включая коллекции, IO, сетевые технологии и т.д. Разработчики выигрывают от использования BCL, поскольку она позволяет им быстрее писать эффективный код.
- ASP.NET Core: Мощный кроссплатформенный фреймворк для создания современных веб-приложений, API и микросервисов. ASP.NET Core - это фреймворк с открытым исходным кодом, обладающий такими возможностями, как высокая производительность, безопасность, инъекция зависимостей, промежуточное ПО и структура "модель - представление - контроллер" (MVC). Он напрямую интегрируется с .NET Core и позволяет разработчикам создавать масштабируемые веб-приложения.
- Entity Framework Core (EF Core): EF Core - это легкий, расширяемый и кроссплатформенный фреймворк объектно-реляционного отображения (ORM). Он позволяет разработчикам легко взаимодействовать с базами данных с помощью LINQ-запросов и выполнять CRUD-операции без написания SQL-кода. EF Core также поддерживает миграцию баз данных, что упрощает поддержку и обновление схем баз данных.
- Identity Model и IdentityServer: Эти библиотеки ориентированы на аутентификацию, авторизацию и управление идентификацией для приложений .NET Core. Identity Model - это клиентская библиотека, облегчающая взаимодействие со службами маркеров безопасности, а IdentityServer - расширяемая служба маркеров безопасности на базе промежуточного ПО, обеспечивающая безопасность на уровне API и приложений.
- Xamarin: Xamarin - это фреймворк для создания кроссплатформенных мобильных приложений с использованием среды исполнения .NET Core. Он позволяет разработчикам писать код один раз и запускать его на различных платформах, таких как iOS, Android и Windows. Xamarin использует рендеринг пользовательского интерфейса с учетом специфики платформы для обеспечения производительности и удобства работы.
Эти библиотеки и фреймворки, а также другие, не упомянутые здесь, позволяют разработчикам создавать высокопроизводительные приложения, используя удобство и мощь .NET Core.
Компилятор Roslyn
Компилятор Roslyn является важным компонентом архитектуры .NET Core, состоящей из компиляторов C# и Visual Basic с открытым исходным кодом. Он также предоставляет API-анализ кода, который помогает разработчикам создавать приложения с помощью динамического и статического анализа. Компилятор Roslyn помогает оптимизировать процесс разработки за счет:
- Преобразования исходного кода в код Microsoft Intermediate Language (MSIL) - низкоуровневое представление исходного кода, не зависящее от платформы.
- Поддержка синтаксических деревьев, символов и диагностики упрощает анализ и редактирование кода.
- Включение новых возможностей языка, таких как сопоставление шаблонов и нулевые ссылочные типы.
- Обеспечение точек расширения для сторонних инструментов, таких как анализаторы кода и провайдеры рефакторинга.
Компилятор Roslyn повышает эффективность процесса разработки .NET Core и ускоряет создание высококачественных приложений.
Инъекция зависимостей и промежуточное ПО в .NET Core
Инъекция зависимостей
Инъекция зависимостей (DI) - это неотъемлемая функция .NET Core, способствующая созданию разрозненной и поддерживаемой кодовой базы. Эта техника поощряет разработчиков внедрять зависимости в компоненты вместо их жесткого кодирования, что повышает модульность и тестируемость. В состав .NET Core входит встроенный контейнер инверсии управления (IoC), который поддерживает:
- Инъекция конструктора
- инъекция свойств
- Инъекция методов
В классе Startup разработчики могут регистрировать и настраивать сервисы с помощью метода ConfigureServices(). Это позволяет среде исполнения .NET Core автоматически разрешать зависимости и предоставлять экземпляры необходимых сервисов компонентам, которые от них зависят.
Middleware
В .NET Core промежуточное ПО - это компонент, управляющий обработкой HTTP-запросов и ответов. Он образует конвейерную структуру, в которой каждый компонент middleware обрабатывает запрос и либо передает его следующему компоненту middleware, либо генерирует ответ. Компоненты промежуточного ПО являются многократно используемыми и модульными, их можно комбинировать различными способами для создания собственных конвейеров обработки запросов.
Разработчики могут добавлять и настраивать компоненты промежуточного ПО в методе Configure() класса Startup. К часто используемым компонентам промежуточного ПО относятся:
- Маршрутизация и endpoint для маршрутизации URL и диспетчеризации endpoint.
- Промежуточное ПО аутентификации и авторизации для защиты приложений.
- Промежуточное ПО для обслуживания статических файлов (CSS, JavaScript, изображения).
- Протоколирование и обработка ошибок для отслеживания и диагностики.
- Пользовательское промежуточное ПО для расширенной обработки запросов и генерации ответов.
Инъекция зависимостей и промежуточное ПО в .NET Core позволяют разработчикам создавать гибкие, модульные и удобные в обслуживании приложения, улучшая архитектуру приложений и упрощая процесс разработки.
Платформа .NET Core и AppMaster
Платформа AppMaster - это, прежде всего, no-code решение для создания внутренних, веб- и мобильных приложений, однако она может интегрироваться с приложениями .NET Core, обеспечивая еще более широкие возможности для разработки. Используя возможности .NET Core, разработчики могут использовать масштабируемость, производительность и кроссплатформенные возможности фреймворка, а также среду быстрой разработки приложений, предлагаемую сайтом AppMaster.
AppMaster В этом случае разработчики могут генерировать REST API endpoints и развертывать приложения, созданные с помощью .NET Core, в облаке одним нажатием кнопки, что позволяет быстро создавать, тестировать и развертывать приложения. Интеграция с .NET Core позволяет пользователям AppMaster использовать преимущества обширной экосистемы .NET Core, включая популярные библиотеки и компоненты сторонних разработчиков, что еще больше повышает функциональность и функциональную совместимость их приложений.
Совместное использование командами разработчиков .NET Core и AppMaster позволяет сократить время на выполнение повторяющихся задач, повысить общее качество кода и создавать многофункциональные и поддерживаемые приложения за меньшее время, чем при традиционных процессах разработки.
Заключение
В заключение следует отметить, что архитектура .NET Core представляет собой современный кроссплатформенный фреймворк для создания высокопроизводительных и масштабируемых приложений. Благодаря модульному дизайну, улучшениям во время выполнения и таким мощным компонентам, как CLR, библиотеки ядра, компилятор Roslyn, интеграция Dependency Injection и Middleware, .NET Core позволяет разработчикам создавать эффективные и удобные в обслуживании приложения.
Интеграция .NET Core с платформой AppMaster позволяет разработчикам еще больше упростить процесс разработки и воспользоваться преимуществами среды разработки no-code, предоставляемой AppMaster. Такое сочетание позволяет быстро разрабатывать приложения, легко развертывать их и гибко адаптировать к постоянно меняющимся требованиям, пользуясь при этом мощью и производительностью .NET Core.
По мере развития экосистемы .NET Core разработчики могут ожидать появления еще большего количества библиотек, инструментов и ресурсов для поддержки их усилий по созданию приложений. Понимая и принимая архитектуру .NET Core, команды разработчиков могут использовать весь потенциал фреймворка для создания мощных, масштабируемых и поддерживаемых приложений для различных платформ.
