Лекция 12. Плагины

Август 4, 2022

Главная
Информатика
Лекция 12. Плагины

Содержание

2. Причины создания плагинов - Чтобы расширить функциональные возможности приложения без необходимости перекомпиляции или повторного распространения его
3. Этапы создания плагина Создание подключаемой инфраструктуры Создание подключаемого модуля Создание экземпляров подключаемых модулей и их инициализация
4. Plugin архитектура
5. Применение рефлексии для создания плагинов В .NET написание плагинов решается с помощью рефлексии (reflection). Рефлексия позволяет
6. Класс Type Основной класс для динамического получения информации о классах, интерфейсах, их полях, методах и перечислениях
7. Пример
8. Создание экземпляров типов По объекту Type можно не только определять параметры типа, но и создавать его
9. Загрузка объекта Имя сборки (MyAsm.dll будет MyAsm). LoadFrom напрямую загружает сборку из файла, путь к которому
10. Использование интерфейсов При создании плагинов обычно используются интерфейсы, определяющие методы и свойства, которые должны реализовываться плагином.
11. Вызов методов Обычно методы вызываются с помощью метода InvokeMember класса Type. Процесс вызова метода состоит из
12. Разработка плагинов Для демонстрации применения рефлексии при создании плагинов предлагается тестовое приложение, состоящее из 4 проектов.
13. Проект Interface Проект Interface содержит только определения двух интерфейсов. Приложение, которое подключает плагины, должно реализовывать интерфейс
14. Интерфейс для плагинов IPlugin содержит объявления трех свойств и одного метода для преобразования изображения. Свойства используются
15. Основное приложение Приложение MainApp, к которому мы будем подключать плагины, это простое windows-forms приложение для отображения
16. Метод FindPlugins В конструкторе формы вызывается метод FindPlugins, который находит плагины в папке с приложением и
17. Реализация FindPlugins() //Hashtable plugins = new Hashtable(); void FindPlugins() { string folder = System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory; string[] files
18. Создание меню После того, как все плагины найдены, создаем для них в функции CreatePluginsMenu пункты меню.
19. CreatePluginsMenu() void CreatePluginsMenu() { // создаем обработчик для комманд меню для плагинов EventHandler handler = new
20. Создание плагина Для создания плагинов создаем новый проект ClassLibrary, добавляем ссылку на сборку Interface и реализуем
21. Properties
22. ReverseTransform public class ReverseTransform : Interface.IPlugin { public string Name { get { return "Переворот изображения";
23. RandomTransform /// Плагин для вставки случайных точек в рисунок. public class RandomTransform : Interface.IPlugin { public
24. Загрузка изображения
25. Меню
26. Поворот изображения
27. Случайная трансформация
28. Ускорение работы с изображениями Локирование данных Вычисление размера массива - Копирование данных в массив - Работа
29. Локирование данных Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height); System.Drawing.Imaging. BitmapData bmpData = bmp.LockBits(rect,System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, bmp.PixelFormat);
30. Вычисление размера массива // Get the address of the first line. IntPtr ptr = bmpData.Scan0; //
31. Копирование данных в массив // Copy the RGB values into the array. System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, bytes);
32. Возвращение данных в Bitmap System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, bytes);
34. Скачать презентацию

Слайд 2

Причины создания плагинов
- Чтобы расширить функциональные возможности приложения без необходимости перекомпиляции

или повторного распространения его среди заказчиков. - Чтобы добавить функциональные возможности без необходимости доступа к оригинальному исходному коду. - Бизнес-правила для приложения меняются часто или часто добавляются новые правила.

Слайд 3

Этапы создания плагина
Создание подключаемой инфраструктуры
Создание подключаемого модуля
Создание

экземпляров подключаемых модулей и их инициализация
Инициализация подключаемых модулей

Слайд 4

Plugin архитектура

Слайд 5

Применение рефлексии для создания плагинов
В .NET написание плагинов решается с

помощью рефлексии (reflection).
Рефлексия позволяет динамически загружать сборки, получать информацию о методах, свойствах, событиях и полях классов из сборок, создавать новые типы и вызывать методы во время выполнения.
Среда .NET позволяет получить ссылку на описание типа по его полному имени
Классы и интерфейсы для рефлексии находятся в пространстве имен System.Reflection.

Слайд 6

Класс Type
Основной класс для динамического получения информации о классах, интерфейсах, их полях,

методах и перечислениях - Type. Для получения объекта Type можно воспользоваться несколькими разными методами:
статический метод Type.GetType, который по имени типа возвращает объект Type
методы GetInterface, GetInterfaces, FindInterfaces, GetElementType и GetTypeArray класса Type
методы GetType, GetTypes и GetExportedTypes класса Assembly
методы GetType, GetTypes и FindTypes класса Module
оператор typeof
Получение имени сборки – свойство Assembly

Слайд 7

Пример

Слайд 8

Создание экземпляров типов
По объекту Type можно не только определять параметры типа,

но и создавать его экземпляры и вызывать их методы. Для этого также существует несколько методов:
методы CreateInstance и CreateInstanceFrom класса Activator. Это специальный класс для создания экземпляров типов и получения ссылок на удаленные объекты. Методу CreateInstance передаются объект Type или название инстанцируемого типа, массив объектов, соответствующих параметрам конструктора типа и объекты CultureInfo. Методу CreateInstanceFrom дополнительно передается имя сборки, содержащий тип. Методы, не принимающие в качестве параметра объект Type, также возвращают wrapper's ObjectHandle
метод CreateInstance класса Assembly, создающий тип по его имени
метод Invoke класса ContructorInfo
метод InvokeMember класса Type

Слайд 9

Загрузка объекта
Имя сборки (MyAsm.dll будет MyAsm).
LoadFrom напрямую загружает сборку из

файла, путь к которому передается методу, заданным строкой, или на основе информации хранящейся в объекте AssemblyName (версия, криптографический ключ, информация о культуре).
Метод LoadWithPartialName загружает сборку при неполных сведениях о ней, но пользоваться им не рекомендуется из-за непредсказуемости его работы, т.к. он был разработан для бета-тестеров .NET Framework.
Можно загружать сборки и вызовом метода Load для объектов домена AppDomain.
Например, чтобы загрузить сборку в текущий домен можно воспользоваться таким кодом
AppDomain.CurrentDomain.Load(assemblyName);

Слайд 10

Использование интерфейсов
При создании плагинов обычно используются интерфейсы, определяющие методы и

свойства, которые должны реализовываться плагином. Для получения интерфейсов, которые есть у типа, используются методы GetInterface,GetInterfaces и FindInterfaces класса Type.
Метод GetInterface по имени интерфейса позвращает объект Type для этого интерфейса или null если такого интерфейса у типа нет. Метод GetInterfaces возвращает массив объектов Type с информацией об интерфейсах.
Метод FindInterfaces возвращает массив интерфейсов, выбранных с помощью фильтра - делегата, вызываемого для каждого интерфейса.
Если класс реализует несколько интерфейсов, у которых есть методы с одинаковыми названиями, то нужно использовать метод GetInterfaceMap класса Type.
Он возвращает объект InterfaceMapping для определения соотношения методов интерфейсов и методов класса, которые их реализуют.

Слайд 11

Вызов методов
Обычно методы вызываются с помощью метода InvokeMember класса Type. Процесс

вызова метода состоит из двух этапов - привязки, при котором находится нужный метод, и непосредственно вызова. Для вызова нужно указать
имя метода (в качестве метода может быть обычный метод, конструктор, свойство или поле)
битовую маску из значений BindingFlags для поиска метода. В маске можно указать тип доступа метода, тип метода (поле, свойство, ...), тип данных и пр.
объект Binder для связывания членов и аргументов
объект, у которого вызывается метод
массив аргументов метода
массив объектов ParameterModifier
объект CultureInfo

Слайд 12

Разработка плагинов
Для демонстрации применения рефлексии при создании плагинов предлагается тестовое

приложение, состоящее из 4 проектов.
MainApp - основное приложение, к которому будут подключаться плагины. Приложение загружает из графических файлов изображения и выводит их на форме
Interface - определяет интерфейсы IPlugin для плагинов и IMainApp для приложений, к которым будут подключаться плагины
RandomPlugin и ReversePlugin - плагины для добавления шума к изображениям и отражения изображения по вертикали
Добавлены еще 2 плагина для преобразования в ЧБ

Слайд 13

Проект Interface
Проект Interface содержит только определения двух интерфейсов. Приложение, которое подключает плагины,

должно реализовывать интерфейс IMainApp. Этот интерфейс объявляет единственное свойство Image, с помощью которого плагины получают изображение и возвращают его после преобразования.
public interface IMainApp { Bitmap Image { get; set; }
}

Слайд 14

Интерфейс для плагинов
IPlugin содержит объявления трех свойств и одного метода для

преобразования изображения.
Свойства используются для получения информации о плагинах - названия, номера версии и автора. Методу передается интерфейс IMainApp.
Если бы плагины содержали бы несколько методов для преобразования изображения, то можно было поступить другим образом - создать в плагине метод для передачи в плагин интерфейса IMainApp, чтобы не передавать его каждому методу.
Плагин тогда содержал бы в себе ссылку на главное приложение.
public interface IPlugin { string Name { get; } string Version { get; } string Author { get; } void Transform(IMainApp app); }

Слайд 15

Основное приложение
Приложение MainApp, к которому мы будем подключать плагины, это

простое windows-forms приложение для отображения графический файлов. Оно реализует интерфейс IMainApp - класс формы определен как public class Form1 : System.Windows.Forms.Form, Interface.IMainApp.
На форме находится PictureBox для вывода изображения. Для реализации интерфейса IMainApp определяем свойство Image для доступа к изображению.
public Bitmap Image { get { return (Bitmap)pictureBox.Image; } set { pictureBox.Image = value; } }

Слайд 16

Метод FindPlugins
В конструкторе формы вызывается метод FindPlugins, который находит плагины в

папке с приложением и загружает их сборки. Для поиска и загрузки применяется рефлексия.
Существует и другой подход - создать для приложения конфигурационный файл, в котором прописаны пути ко всем плагинам. При этом мы не сможем устанавливать плагины путем простого копирования сборок, что не есть хорошо.

Слайд 17

Реализация FindPlugins()
//Hashtable plugins = new Hashtable(); void FindPlugins() { string folder = System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;

string[] files = Directory.GetFiles(folder, "*.dll"); // dll-файлы в папке foreach (string file in files) try {Assembly assembly = Assembly.LoadFile(file); foreach (Type type in assembly.GetTypes()) { Type iface = type.GetInterface("Interface.IPlugin"); if (iface != null) {Interface.IPlugin plugin = (Interface.IPlugin)Activator.CreateInstance(type); plugins.Add(plugin.Name, plugin); } } } catch (Exception ex{ MessageBox.Show("Ошибка загрузки плагина\n" + ex.Message); } }

Слайд 18

Создание меню
После того, как все плагины найдены, создаем для них в

функции CreatePluginsMenu пункты меню. Названия пунктов меню берутся из ключей в хеш-таблице.
Для обработки событий от меню для вызова плагинов создается обработчик OnPluginClick. В обработчике определяется названия пункта меню, который выбрал пользователь, и по нему, как по ключу в хеш-таблице, получаем интерфейс IPlugin соответствующего плагина.
У плагина вызывается метод Transform, в качестве параметра this (т.к. класс формы наследуется от интерфейса IMainApp).

Слайд 19

CreatePluginsMenu()
void CreatePluginsMenu()
{
// создаем обработчик для комманд меню для плагинов
EventHandler handler =

new EventHandler(OnPluginClick);
foreach (string name in plugins.Keys)
{
MenuItem item = new MenuItem(name, handler);
menuItemPlugins.MenuItems.Add(item);
}
}
private void OnPluginClick(object sender, EventArgs args)
{
Interface.IPlugin plugin =(Interface.IPlugin)plugins[((MenuItem)sender).Text];
plugin.Transform(this);
}

Слайд 20

Создание плагина
Для создания плагинов создаем новый проект ClassLibrary, добавляем ссылку

на сборку Interface и реализуем свойства и методы интерфейса IPlugin.
В примере разработаны 2 плагина: ReverseTransform для отражения изображения по вертикали;
RandomTransform для внесения случайного шума в изображение.

Слайд 21

Properties

Слайд 22

ReverseTransform
public class ReverseTransform : Interface.IPlugin { public string Name { get {

return "Переворот изображения"; }} public string Version {get { return "1.0"; } } public string Author {get { return «ХХХ"; } } public void Transform(Interface.IMainApp app) { Bitmap bitmap = app.Image; for (int i = 0; i < bitmap.Width; ++i) for (int j = 0; j < bitmap.Height / 2; ++j) { Color color = bitmap.GetPixel(i, j); bitmap.SetPixel(i, j, bitmap.GetPixel(i, bitmap.Height - j - 1)); bitmap.SetPixel(i, bitmap.Height - j - 1, color); } app.Image = bitmap; } }

Слайд 23

RandomTransform
/// Плагин для вставки случайных точек в рисунок.
public class RandomTransform :

Interface.IPlugin
{
public string Name{ get { return "Случайная трансформация"; } }
public string Version{get { return "1.0"; }}
public string Author {get { return «YYY"; }}
public void Transform(Interface.IMainApp app)
{
Bitmap bitmap = app.Image;
Random rand = new Random(DateTime.Now.Millisecond);
int pixels = (int)(0.1 * bitmap.Width * bitmap.Height);
for (int i = 0; i < pixels; ++i)
bitmap.SetPixel(rand.Next(bitmap.Width - 1), rand.Next(bitmap.Height),
Color.FromArgb(rand.Next(255), rand.Next(255), rand.Next(255)));
app.Image = bitmap;
}
}

Слайд 24

Загрузка изображения

Слайд 25

Поворот изображения

Слайд 27

Случайная трансформация

Слайд 28

Ускорение работы с изображениями
Локирование данных
Вычисление размера массива
- Копирование данных в массив
-

Работа с данными
- Возвращение данных в Bitmap
- Разлокирование данных

Слайд 29

Локирование данных
Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height);
System.Drawing.Imaging. BitmapData bmpData

= bmp.LockBits(rect,System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, bmp.PixelFormat);
///////

Слайд 30

Вычисление размера массива
// Get the address of the first line.
IntPtr

ptr = bmpData.Scan0;
// Declare an array to hold the bytes of the bitmap.
int bytes = Math.Abs(bmpData.Stride) * bmp.Height;
byte[] rgbValues = new byte[bytes];
Шаг по индексу — ширина ряда пикселей (строки развертки), округленного до четырех байтов.

Слайд 31

Копирование данных в массив
// Copy the RGB values into the

array.
System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, bytes);
===
Предоставляет коллекцию методов для выделения неуправляемой памяти, копирования блоков неуправляемой памяти и преобразования управляемых типов в неуправляемые, а также прочих разнообразных методов, используемых при взаимодействии с неуправляемым кодом.

Слайд 32

Лекция 12. Плагины

Содержание

Причины создания плагинов- Чтобы расширить функциональные возможности приложения без необходимости перекомпиляции

Этапы создания плагинаСоздание подключаемой инфраструктуры Создание подключаемого модуля Создание

Plugin архитектура

Применение рефлексии для создания плагинов В .NET написание плагинов решается с

Класс Type Основной класс для динамического получения информации о классах, интерфейсах, их полях,

Пример

Создание экземпляров типов По объекту Type можно не только определять параметры типа,

Загрузка объектаИмя сборки (MyAsm.dll будет MyAsm). LoadFrom напрямую загружает сборку из

Использование интерфейсов При создании плагинов обычно используются интерфейсы, определяющие методы и

Вызов методов Обычно методы вызываются с помощью метода InvokeMember класса Type. Процесс

Разработка плагинов Для демонстрации применения рефлексии при создании плагинов предлагается тестовое

Проект InterfaceПроект Interface содержит только определения двух интерфейсов. Приложение, которое подключает плагины,

Интерфейс для плагинов IPlugin содержит объявления трех свойств и одного метода для

Основное приложение Приложение MainApp, к которому мы будем подключать плагины, это

Метод FindPluginsВ конструкторе формы вызывается метод FindPlugins, который находит плагины в

Реализация FindPlugins() //Hashtable plugins = new Hashtable(); void FindPlugins() { string folder = System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;

Создание менюПосле того, как все плагины найдены, создаем для них в

CreatePluginsMenu()void CreatePluginsMenu(){// создаем обработчик для комманд меню для плагиновEventHandler handler =

Создание плагина Для создания плагинов создаем новый проект ClassLibrary, добавляем ссылку