使用ico容器进行框架设计

1.什么是应用框架（application framework）

个人认为，应用框架是软件开发中一组可重用的设计和代码。他是我们所开发的应用系统的支撑骨架，一种基本结构。而结构（structure）就是框架的本质。在我们的开发一个比较复杂的应用系统的过程中，我们会发现我们要实现的应用包含了非常多不断变化的东西，从而让我们难以把握他们之间的复杂关系。而通过结构，我们可以把这些不断变化的东西，组织成易于理解的少数几个主要部分。
应用框架为我们提供了结构和模板（模板本身也是一种结构），我们以此为基础来构建我们的应用系统。这样的一个应用框架，通常都是由一些抽象类，具体类和类之间的预定义的交互行为，规则来构成的。而我们就可以重用这些由框架提供的代码和设计。

2.应用框架的优点

（1）模块化 （2）可重用性 （3）易于扩展 （4）可维护 （5）简单性（隐藏复杂细节）

3.应用框架包含的提供的通用服务（功能）

（1）配置管理服务 （2）IOC容器 （3）缓存服务 （4）事件通知服务 （5）"Windows 服务" （6）消息队列
（7）身份验证服务 （8）授权服务 （9）文档管理 （10）事务管理 （11）工作流 （12）加密/解密
（13）日志管理 （14）异常管理 （15）脚本支持（16） 资源管理（17）数据访问，O/R Mapping 
（18）License管理

什么是一个好的设计？我想要做一个好的设计，有这么几个挑战。

1。对象的职责的定义和划分

2。可扩展性

3。可重用性

1． 明确定义和划分对象的职责。也就是说一个class，他应该专注于做很少的功能，而不是面面具到，无所不能。通过class的名称和方法，我们可以很清楚这个class到底提供什么样的功能和职责。说起来很简单，可是实际做起来，还是很困难的。

2． 可扩展性。我的设计如何才可以做到，在需求发生变化后，在新的组件和服务产生后，我可以在不改动原有设计而把新的东西集成进来。在我替换和修改了已有组件的实现后，依赖他的上层的代码不需要做任何的改动。

3． 可重用性。对象之间的依赖关系复杂。如和在一个新的项目里重用以前已经实现的class，在我们现在的开发过程里，通常都是一个复杂的过程。

 

如果解决这三个难题呢。我认为，IOC为我们提供了解决这3个难题的途径。

IOC，英文是Inversion of Control，中文翻译为“控制反转”。用于对调用和被调用者之间进行解耦。

这是一个很简单的类，只有寥寥数行的代码。也许我们在自己的开发过程中，会经常看到类似的代码。可是就这寥寥数行代码里面，仍然有一些问题存在。

1． 代码里是通过ConfigurationSettings来获得配置信息。如果我们变更Configuration的存储形式，或者用其他的xml文件存储，或者是存储在数据库，或者是从远端的webservice里获得配置信息，代码就不得不做出修改，重新编译。

2． 这class所担负的职责要比他的名字所描述的要多。这个类提供发送邮件的功能，但是，不仅仅与此，这个类还会调用一个template 引擎对邮件的文本进行处理。由此带来的另外一个问题就是，这个类必须具备对这个template 引擎的知识，知道如何调用这个引擎的方法。

这样的2个主要问题带来的影响就是，给这个类增加了两个比较强的依赖关系。就是对外部config模块和邮件template 引擎的依赖。也许有人会觉得，这没有什么问题呀，我们平时写代码也是这样的，没有什么不好呀。可是仔细考虑一下，如果需求变动，config部分变更，配置的Key发生变化，或者配置从另外的xml获取，或者配置从Database获取，或者配置是从一个webService获取，那么上面的这段代码无疑就要进行修改。如果这样的地方多了，那修改起来既容易错，又容易发生漏改。再说template引擎，如果我们换了另外一个模板引擎，我们也需要类似的做修改。

从另外一个角度说，如果我们又有了一个类似的项目，里面也有发邮件的功能。通常，最快的方法就是把这些代码copy过来，做少量的修改。但是，这个并不是一个好的，高效的做饭。同时，代码的维护也变得多出了一倍。这里，又引入了一个我们在框架设计是的一个思想，就是组件化，服务化。而IOC容器就提供了一种手段和工具来帮助我们管理这些组件和服务。

 

什么是组件呢？我个人认为，组件就是一小段可重用的代码单元。对外部，他应该提供一个职责明确的服务接口，也就是说，这个组件只处理他职责范围内的事情，并且要处理得很好。通常来说，一个组件就是一个Class，实现了一个Service，也就是实现了一个interface。而这个interface就为我们引入了一个抽象层，把接口服务和实现分开。即我们常说的面向接口的开发。

再回到刚才的例子。

我们先定义Email的service

// The contract
public interface IEmailSender
{
  void Send(String from, String to, String message)
}

这个接口描述了发送Email这个Service的契约，只要实现了这个契约所规定的，不管是用smtp，还是IMAP或者其他的什么的，我们都认为是合法的。

OK，接下来我们给契约增加一个实现，使用smpt来访发送邮件。

// The implementation
public class SmtpEmailSender : IEmailSender
{
  private String _host;
  private int _port;

  public SmtpEmailSender(String host, int port)
  {
    _host = host;
    _port = port;
  }

  public void Send(String from, String to, String message)
  {
    // Configures the Smtp class and sends the e-mail
  }
}

看起来，是不是感觉这样做好了一些。现在这个类就只负责把邮件发送出去，并不负责对邮件的文本进行模板处理。

OK，我们再定义一个邮件Template的接口：

public interface ITemplateEngine
{
  String Process(String templateName)
}

光这样一个ITemplateEngine还不够，我们还需要一个组件来负责执行模板转换和分发邮件的功能。

public interface INewsletterService
{
  void Dispatch(String from, String[] targets, String messageTypeName)
}

OK，现在让我们来考虑一下INewsletterService接口服务应该如何实现。很显然，需要使用IEmailSender 服务和 ITemplateEngine 服务，而不用关系IEmailSender和ITemplateEngine的具体实现是如何。

public class SimpleNewsletterService : INewsletterService
{
  private IEmailSender _sender;
  private ITemplateEngine _templateEngine;
  
  public SimpleNewsletterService(IEmailSender sender, 
                      ITemplateEngine templateEngine)
  {
    _sender = sender;
    _templateEngine = templateEngine;
  }

  public void Dispatch(String from, String[] targets, String messageTypeName)
  {
    String message = _templateEngine.Process(messageTypeName);

    foreach(String target in targets)
    {
      _sender.Send(from, target, message);
    }
  }
}

现在看上去，是不是感觉好了很多。通过设计上的重构，良好定义对象的职责，这段代码已经变得比以前更加灵活和易于扩展了。但是，仍然有个问题存在。我们需要自己把所有有关的东西联系起来，包括IEmailSender, ITemplateEngine, 然后把他们传递到INewsletterService。

这些我们是可以手工通过代码来完成，但是，借助于IOC容器，我们可以使用另外一种方式来完成同样的功能。

接下来，我以.net下的开源IOC框架Castle为例子来说明IOC容器的神奇之处。

下面这段代码，就可以完成我们上面的功能

IWindsorContainer container = new WindsorContainer();
container.AddComponent( "newsletter", typeof(INewsletterService), 
                        typeof(SimpleNewsletterService) );
container.AddComponent( "smtpemailsender", typeof(IEmailSender), 
                        typeof(SmtpEmailSender) );
container.AddComponent( "templateengine", typeof(ITemplateEngine), 
                        typeof(NVelocityTemplateEngine) );

// Ok, start the show
INewsletterService service = (INewsletterService) container["newsletter"];
service.Dispatch("hammett at gmail dot com", friendsList, "merryxmas");

OK，让我来解释一下，上面的这段代码里到底是如何发挥这神奇功效的。

1．     首先，在容器里注册INewsletterService 服务，并指定服务的实现是SimpleNewsletterService，服务在容器内的索引Key是newsletter

2．     在容器里注册IEmailSender服务，并指定IEmailSender的实现是SmtpEmailSender，服务在容器内的索引Key是smtpemailsender。容器会检查SmtpEmailSender类，发现他只有一个带参数的构造函数SmtpEmailSender(String host, int port)，而host和port目前还无法获得，这个我们在后面会对SmtpEmailSender修改一下，来修正这个问题。

3．     在容器里注册ITemplateEngine服务，并指定ITemplateEngine的实现是NVelocityTemplateEngine，服务在容器内的索引Key是templateengine

4．     容器检测SimpleNewsletterService，发现他的构造函数需要IEmailSender和ITemplateEngine，容器会先创建 IEmailSender和ITemplateEngine的实例，然后再创建出SimpleNewsletterService实例。

首先我们修改SmtpEmailSender的实现，以适应容器。

public class SmtpEmailSender : IEmailSender
{
  private String _host;
  private int _port;

  public SmtpEmailSender()
  {
    _host = "mydefaulthost";
    _port = 110; // default port
  }

  public String Host
  {
    get { return _host; }
    set { _host = value; }
  }
  
  public int Port
  {
    get { return _port; }
    set { _port = value; }
  }

  //
}

如上所示，我们提供了一个无参数的构造函数，并且提供了两个属性Host和Port。这样容器可以创建一个SmtpEmailSender，并且通过读取配置，来设置Host和Port。

一个简单的配置文件的例子如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>  

<configuration> 

    <configSections>

        <section name="castle"

          type="Castle.Windsor.Configuration.AppDomain.CastleSectionHandler, 

                Castle.Windsor" />

    </configSections>

 

    <castle>

        <components>

            <component id="smtpemailsender">

                <parameters>

                    <host>localhost</host>

                    <port>110</port>

                </parameters>

            </component>

        </components>

    </castle> 

</configuration>

这样，容器替我们完成了创建组件的任务。容器可以检测容器内的组件的相互依赖性，并且可以通过外部的配置文件来配置容器的实现，设置其属性。

本质上来说，容器帮我们把组件之前的耦合性转移到容器外的配置文件里。但是组件之间的依赖性是通过接口来弱化的，就只是一个松耦合的关系。

当然，容器的作用不仅仅与此，我们还可以为同一个服务指定多个实现，通过配置，可以指定被依赖的服务采用何种实现，可以为指定的组件定制自己ComponentActivator来控制其创建过程。还可以通过动态代理的方式，完成一些面向方面的特殊功能。

总之，IOC容器是非常强大的工具，是我们框架的基础与核心，为框架的可扩充提供了必备的条件

首先我们从解耦这个方面来讨论。

对组件之间的关系进行解耦，通常我们需要处理的情况有2种：1。获取外部的配置信息 2。获取一个组件对象的引用。举个例子来说明一下：

using System;
using System.Configuration;

public class MyAwfulEmailClass
{
  public MyAwfulEmailClass()
  {
  }
  
  public void SendEmail( String from, String to, String message, String templateName )
  {
    String host = ConfigurationSettings.AppSettings["smtphost"];
    int port = Convert.ToInt( ConfigurationSettings.AppSettings["smtpport"] );

    NVelocityTemplateEngine engine = new NVelocityTemplateEngine();
    String newMessage = engine.Process( message, templateName );

    // Finally send message
  }
}