基于MEF技術(shù)的程序解耦探究

徐龍

摘 要：利用插件技術(shù)，人們可以隨時(shí)擴(kuò)展宿主程序的功能，這不僅提高了程序的擴(kuò)展性，也降低了宿主程序域各插件功能上的耦合，使程序變得更加容易維護(hù)。

關(guān)鍵詞：NET Framework；MEF；插件；解耦

1 MEF介紹

Managed Extensibility Framework（MEF）是.NET平臺(tái)下的一個(gè)擴(kuò)展性管理框架，它是一系列特性的集合，包括依賴注入等。MEF為開(kāi)發(fā)人員提供了一個(gè)工具，讓我們可以輕松地對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行擴(kuò)展并且對(duì)已有的代碼產(chǎn)生最小的影響。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，研發(fā)人員可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求定義一些擴(kuò)展點(diǎn)，在后期的維護(hù)中便可使用這些擴(kuò)展點(diǎn)與應(yīng)用程序交互；同時(shí)MEF使得宿主程序與擴(kuò)展程序之間不產(chǎn)生直接的依賴，這樣做的好處之一是多個(gè)具有同樣的擴(kuò)展需求之間可以很容易共享擴(kuò)展程序。

1.1 MEF體系結(jié)構(gòu)

MEF通過(guò)部件和容器來(lái)構(gòu)建。容器在類別中查找部件，類別在程序集或目錄中查找部件。容器把入口連接到出口上，部件因此可以用于宿主應(yīng)用程序。

MEF的核心技術(shù)是組合部件，它由一系列特性來(lái)描述和創(chuàng)建。每一個(gè)部件通過(guò)附加Export特性向其他部件提供功能，并通過(guò)附加Import特性來(lái)引用其他部件的功能。創(chuàng)建一個(gè)部件后，通過(guò)在定義好的部件目錄中查找需要的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)部件的組裝。

MEF包括3大類別：用于宿主的類、基元類和基于特性機(jī)制的類。宿主類包含類別和容器。基元類可以用作基類，來(lái)擴(kuò)展MEF體系結(jié)構(gòu)，以使用其他技術(shù)連接出口和入口。通過(guò)反射構(gòu)成基于特性機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方式的類，如Export和Import特性等，提供擴(kuò)展方法，便于使用的基于特性的部件的類，這些也是MEF的一部分。

1.2 MEF部件的構(gòu)建過(guò)程

通過(guò)以下步驟便可輕松構(gòu)建MEF程序：

（1）定義部件目錄

（2）創(chuàng)建部件容器

（3）創(chuàng)建部件

（4）部件組裝與實(shí)例化

1.3 聲明一個(gè)部件

導(dǎo)出是部件向容器中的其他部件提供的一個(gè)值，而“導(dǎo)入”是部件向要通過(guò)可用導(dǎo)出滿足的容器提出的要求。在特性化編程模型中，導(dǎo)入和導(dǎo)出是由修飾類或成員使用Import和Export特性聲明的。Export特性可修飾類、字段、屬性或方法，而Import特性可修飾字段、屬性或構(gòu)造函數(shù)參數(shù)。為了使導(dǎo)入與導(dǎo)出匹配，導(dǎo)入和導(dǎo)出必須具有相同的協(xié)定。

1.4 部件的生命周期

由于部件承載于組合容器中，因此其生命周期可能比普通對(duì)象更復(fù)雜。需要在關(guān)閉時(shí)執(zhí)行工作的部件和需要釋放資源的部件應(yīng)照常為NET Framework對(duì)象實(shí)現(xiàn)IDisposable。但是，由于容器創(chuàng)建并維護(hù)對(duì)部件的引用，因此只有擁有部件的容器才應(yīng)對(duì)其調(diào)用Dispose方法。容器本身實(shí)現(xiàn)IDisposable，并且作為Dispose中其清理的一部分，它將對(duì)擁有的所有部件調(diào)用Dispose。因此，當(dāng)不再需要組合容器及其擁有的任何部件時(shí)，您應(yīng)始終釋放該組合容器。

2 利用MEF技術(shù)解耦程序

下文通過(guò)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)入庫(kù)工具來(lái)逐步說(shuō)明。

2.1 簡(jiǎn)單的入庫(kù)工具

假設(shè)需要開(kāi)發(fā)一款數(shù)據(jù)庫(kù)入庫(kù)工具，并且準(zhǔn)備采用SQL Server作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，可以使用在.NET下ADO.NET 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)。

如果使用一段時(shí)間后，需要兼容其他的數(shù)據(jù)庫(kù)，如Oracle、MySql等，這就可能需要修改代碼，以適應(yīng)新的需求。

很顯然，訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的業(yè)務(wù)邏輯與主程序產(chǎn)生了緊耦合，使得程序在需求改變后很難擴(kuò)展，這不符合OCP（Open-Closed Principle）原則。

2.2 利用MEF技術(shù)實(shí)現(xiàn)解耦

上述問(wèn)題如果使用MEF技術(shù)則很容易解決。將入庫(kù)工具看作宿主程序，將入庫(kù)的具體業(yè)務(wù)放入插件中執(zhí)行。通過(guò)添加插件來(lái)實(shí)現(xiàn)兼容不同的數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2.1 定義Import類型

在宿主程序中添加類型為IDataAccess的屬性，并將Import特性附加其上。這樣在程序運(yùn)行中，部件在目錄中查找接口協(xié)定，并實(shí)例化。而部件的組裝是通過(guò)反射技術(shù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行的，這樣便可在任何時(shí)候在滿足接口協(xié)定的情況下根據(jù)需要來(lái)實(shí)現(xiàn)IDataAccess。

應(yīng)當(dāng)將IDataAccess放在獨(dú)立的程序集中，這樣宿主程序集和插件程序集可以分別引用IDataAccess所在的程序集，從而避免了宿主程序集直接應(yīng)用插件程序集而產(chǎn)生不必要的耦合。

2.2.2 定義Ecport

在實(shí)現(xiàn)IDataAccess的類中，需要加入Export特性，這是插件實(shí)現(xiàn)個(gè)關(guān)鍵步驟。因?yàn)椴考诮M裝過(guò)程中根據(jù)Export特性來(lái)匹配和實(shí)例化。

MEF時(shí)基于反射來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣在后期需要兼容其他數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，只要新建獨(dú)立的程序集并使用需要的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)類實(shí)現(xiàn)IDataAccess接口，將上述程序集拷貝到宿主程序的運(yùn)行目錄中即可。

2.2.3 部件組裝

部件組裝很容易實(shí)現(xiàn)，只需定義部件目錄DirectoryCatalog，并使用上述對(duì)象實(shí)例化部件容器CompositionContainer，同時(shí)使用部件容器的ComposeParts（）方法，從特性化對(duì)象中創(chuàng)建可組合部件，并在當(dāng)前容器中組合這些部件。只需3行代碼便可完成部件的組裝，具體如下：

var catalog = new DirectoryCatalog（AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory）；

var container = new CompositionContainer（catalog）；

container.ComposeParts（this）；

3 總結(jié)

MEF的組合基元是可擴(kuò)展支持的本質(zhì)，它看起來(lái)顯得非常的簡(jiǎn)單，但卻有能夠支持強(qiáng)大的功能并且不失靈活性。上例中正是利用這種原理輕松的實(shí)現(xiàn)了主程序與具體的業(yè)務(wù)之間的解耦。

參考文獻(xiàn)

[1]ChristianNagel ProfessionalC#4and. NET4[M].清華大學(xué)出版社，2010.

（作者單位：安徽四創(chuàng)電子股份有限公司）