Введение
Microsoft .NET Framework - это платформа для создания, развертывания и запуска Web-сервисов и приложений. Она предоставляет высокопроизводительную, основанную на стандартах, многоязыковую среду, которая позволяет интегрировать существующие приложения с приложениями и сервисами следующего поколения, а также решать задачи развертывания и использования интернет-приложений. .NET Framework состоит из трех основных частей - общеязыковой среды выполнения (common language runtime), иерархического множества унифицированных библиотек классов и компонентной версии ASP, называемую ASP.NET.
ASP.NET - это часть технологии .NET, используемая для написания мощных клиент-серверных интернет приложений. Она позволяет создавать динамические страницы HTML. ASP.NET возникла в результате объединения более старой технологии ASP (активные серверные страницы) и .NET Framework. Она содержит множество готовых элементов управления, используя которые можно быстро создавать интерактивные web-сайты. Вы также можете использовать сервисы, предоставляемые другими сайтами, прозрачно для пользователей вашего сайта. В общем, возможности ASP.NET ограничены только вашим воображением.
Давайте обсудим, что такое динамические страницы HTML и чем они отличаются от статических. Статическая страница содержит код на языке гипертекстовой разметки HTML. Когда автор страницы пишет ее, он определяет, как будет выглядеть страница для всех пользователей страницы. Содержание страницы будет всегда одинаковым независимо от того, кто и когда решит ее просмотреть. Языка HTML вполне достаточно для отображения информации, которая редко изменяется и не зависит от того, кто ее просматривает. Страница HTML - простой ASCII-текст, следовательно, клиент может работать в любой операционной системе.
Совершенно понятно, что если сформировать web-страницу, описав ее структуру средствами HTML, она будет совершенно статична в смысле содержимого. То есть при просмотре в браузере она будет нести в себе точно ту же информацию, что была в нее записана в момент создания, и переданные пользователем данные не могут быть использованы для модификации содержимого отображаемых ему страниц: он сможет увидеть только то, что предварительно было записано в конечный набор файлов.
Но что, если мы хотим отобразить на странице текущий курс евро или прогноз погоды? Если мы написали страницу HTML вчера, сегодня она уже устареет. Следовательно, мы должны уметь создавать динамические страницы. Динамическое наполнение страницы - это информация, содержание которой определяется тем, кому она предназначена, и которая отличается от просмотра к просмотру. Оно позволяет обеспечить двусторонний обмен информацией - от клиента к серверу и обратно.
Динамическими принято называть web-страницы, которые перед отправкой клиенту проходят цикл обработки на сервере. В самом простом случае это может быть некоторая программа, которая модифицирует запрашиваемые клиентом статические страницы, используя параметры полученного запроса и некоторое хранилище данных. Даже при такой примитивной организации «неразрешимая» задача из предыдущего абзаца обретает очевидное решение: достаточно подготовить всего одну статическую страницу - шаблон - и перед отправкой страницы программно подставлять в него значение, полученное сегодня из банка или метеобюро.
Большинство страниц на ранних стадиях развития интернета были статическими. Последние 10 лет растет количество динамических страниц. И это понятно, пользователи интернет хотят не только читать готовую информацию, а быть активными действующими лицами. Например, они заказывают товары в интернет-магазине, пишут дневники, участвуют в конкурсах. Информационные порталы обновляют новости каждую минуту. Динамические страницы могут подстраиваться под конкретного пользователя, а также реагировать на его действия в браузере. Каким же образом? Для этого придумано множество технологий. Например, того, чтобы идентифицировать пользователя и сохранить его настройки для данного сайта, применяются файлы-cookies.
Существуют языки, способные динамически изменять содержимое веб-страницы. С одной стороны, это языки скриптов, выполняющиеся непосредственно у клиента. Примеры скриптовых языков - JavaScript и VBScript. Скрипты на этих языках встроены в код HTML, который сервер посылает браузеру. Сценарии, выполняемые на стороне клиента, выделяются тегами <SCRIPT> и </SCRIPT>. Браузер интерпретирует этот код и показывает пользователю результат. Сам код можно просмотреть через View Source браузера. Естественно, эти программы не могут быть большими. Например, если нужно выполнить поиск в базе данных, мы не может отправить пользователю все ее содержимое. Но скрипты могут проверить правильность запроса, введенного в форму, тогда не придется перезагружать сервер обработкой неправильных запросов. Некоторые программисты создают на JavaScript анимационные эффекты. Одна студентка intuit.ru желала найти скрипт, который бы отправлял SMS-сообщения. Увы, это невозможно. Выполняемых на стороне клиента сценариев недостаточно для создания полноценных динамических страниц. Даже если на странице используется JavaScript, анимированные картинки .gif, она называется статической.
Динамическая веб-странице должна быть создана «на лету» программой, исполняющейся на интернет-сервере. Широко применяются механизм шлюзов CGI(Common Gateway Interface). Вначале пользователь получает статическую страницу с формой. Вам известно, что в теге FORM существует атрибут ACTION. Именно он задает адрес (URL) исполняемого приложения. На сервере находятся исполняемые файлы программ, написанных, например на C/С++ или Дельфи, которые по протоколу HTTP принимают данные из входного потока или из переменных окружения и записывают в стандартный выходной поток готовую страницу.
Пользователю в ответ на запрос посылается HTML код, который был специально сгенерирован для него. Это может быть, например, результат поиска в поисковой системе. CGI -скрипты могут быть написаны на интерпретируемом языке (Perl) или даже скрипте командной строки. Входной и выходной потоки переназначаются. На вход интернет-сервер принимает данные, введенные пользователем. После обработки полученных данных, пользователю возвращается результирующая страница. При исполнении cgi-программа загружается в память сервера, а при завершении - удаляется. Когда 100 клиентов одновременно обращаются к серверу, в памяти создаются 100 процессов, для размещения кода каждого из которых нужна память. Это отрицательно сказывается на масштабируемости. Напомним, что масштабируемость - это возможность плавного роста времени ответа программной системы на запрос с ростом числа одновременно работающих пользователей.
Для решения это проблемы Microsoft была предложена альтернатива - ISAPI (Internet Server Application Programming Interface)-расширения и фильтры. Вместо исполняемых файлов используются DLL - библиотеки. Код DLL находится в памяти все время и для каждого запроса создает не процессы, а нити исполнения. Все нити используют один и тот же программный код. ISAPI -приложение выполняется в процессе IIS-сервера. Это позволяет повысить производительность и масштабируемость.
ISAPI-расширения можно создавать в Visual Studio C++ 6.0, пользуясь мастером.
У ISAPI тоже есть недостатки, относящиеся к разработке. Если мы меняем исходный код dll, мы должны его откомпилировать и поместить в исполняемую директорию сервера. Но так как предыдущий вариант dll находится в памяти, необходимо остановить сервер, чтобы получить доступ на изменение файла. В это время клиенты не смогут получить в сервера ни один документ, и, конечно, будут не удовлетворены.
Скриптовые языки, исполняющиеся на стороне сервера - php и asp. Технология asp была разработана Microsoft в 90-х годах.
Выполнение кода asp поддерживается ISAPI-расширением сервера. В диалоге конфигурации сервера IIS определяются способы обработки файлов с различными расширениями. Для обработки URL-адреса с расширением в установках сервера определен файл asp.dll. Файлы asp отправляются к нему на обработку. На вход поступает asp, а на выходе имеем поток HTML-кода.
Пример файла asp:
<%@ Language=VBScript %>
<% Option Explicit%>
<HTML>
<HEAD>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" content="text/html">
<TITLE>
Hello ASP World!
<TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<P><%
Dim i;
for i=1 to 5
Response.Write("<FONT SIZE=" & i)
Response.Write(">Этот код генерирует ASP!</FONT>")
next i
%>;</P>
</BODY>
</HTML>
Тег <%...%> сигнализирует asp, что в нем находится код, который он должен обрабатывать на сервере. Выполняется скрипт на языке, который указан в директиве Language. Оператор Response.Write записывает текст в выходной поток сервера, таким образом, он становится частью HTML-страницы, отправленной пользователю.
Технология asp была ограничена по своим возможностям. Он использовал скриптовые языки, которые имеют меньше возможностей, чем полнофункциональные языки программирования. Код asp был встроен в HTML в виде специальных тегов, что создавало путаницу. Кусочки asp были разбросаны по нему, как изюм в булке. Но HTML код обычно создают дизайнеры, которые умеют «делать красиво», а asp - программисты, которые заставляют все это работать. В ASP.NET вы можете держать код asp и HTML в разных файлах.
Скриптовые языки не поддерживают строгую типизацию. Что это значит? Вы можете не описывать переменную до ее использования и можете присваивать ей значения разных типов. Это удобно, но создает почву для ошибок. Например, у вас есть переменная x1, и вы присваиваете ей значение 1, но вы сделали опечатку и по ошибке написали x2=1. Будет создана новая переменная x2, а значение x1 не изменится. В языке со строгой типизацией компилятор заметит, что переменная x2 не описывалась, и выдаст ошибку.
В 2000 году на конференции разработчиков в качестве части новой технологии .NET Microsoft представила ASP+. С выходом .NET Framework 1.0 она стала называться ASP.NET.
ASP.NET - это не продолжение ASP. Это концептуально новая технология Microsoft, созданная в рамках идеологии .NET. В ASP.NET заложено все, для того, чтобы сделать весь цикл разработки веб-приложения более быстрым, а поддержку более простой. ASP.NET основана на объектно-ориентированной технологии, но сохранила модель разработки asp: вы создаете программу и помещаете ее в директорию, выделенную сервером, и она будет работать. В ASP.NET появилось много новых функций, а существовавшие в asp значительно усовершенствованы.
В ASP.NET используются компилируемые языки. Во время компиляции проверяется синтаксическая корректность исходного текста. Скомпилированный в промежуточный язык код выполняется быстрее, и он будет таким же независимо от языка, который мы используем. Компилируемые языки поддерживают строгую типизацию.
Компиляция происходит на сервере в момент первого обращения пользователя к странице. Если программист изменил текст страницы, программа перекомпилируется автоматически. При написании кода можно использовать набор компонентов, поставляемых с .NET.
Платформа .NET Framework предоставляет приложениям среду выполнения, сама непосредственно взаимодействуя с операционной системой. Выше лежит интерфейс ASP.NET приложений, на котором в свою очередь базируются веб-формы (ASP.NET страницы) и веб-сервисы. Интерфейс .NET Framework позволяет стандартизировать обращение к системным вызовам и предоставляет среду для более быстрой и удобной разработки. CLR обеспечивает единый набор сервисов для всех языков.
ASP.NET использует технологию доступа к данным ADO.NET, которая обеспечивает единый интерфейс для доступа к базам данных SQL Server и файлам XML. Кроме того, усиленная модель безопасности позволяет обеспечивать защиту клиента и сервера от несанкционированного доступа.
В 2004 году появилась версия ASP.NET 2.0(бета-версия, окончательный выход - конец 2005-начало 2006). Как утверждается, эта версия позволяет сократить объем кодирования на 70%. Новые возможности версии 2.0 - например, использование шаблонов дизайна страниц (Master Page), упрощенная локализация Web-приложений, более 50 новых серверных элементов управления . Цели, которые преследовали разработчики новой версии - повысить скорость разработки сайтов, масштабируемость, легкость поддержки и администрирования сайтов, скорость работы сервера. Появилась панель остнастки MMC (консоль управления Microsoft), предоставляющая графический интерфейс для управления настройками ASP.NET. Изменять настройки проекта теперь можно и через web-интерфейс. ASP.NET 2.0 поддерживает работу на 64-битных процессорах. Сервис персонализации (personalization) предоставляет готовое решение для хранения персональных данных, непосредственно характеризующих пользователя сайта, так называемого профиля пользователя (Profile).
Шаблоны дизайна, темы и скины позволяют независимо дизайн всего сайта отдельно от его функциональности, темы включают графику и каскадные таблицы стилей.
Предыдущие версии Visual Studio для проектов ASP.NET требовали наличия на машине разработчика сервера IIS. Теперь сервер встроен в среду разработки.
ASP.NET 2.0 и Visual Studio 2005 предоставляют инструменты для легкого построения локализируемых сайтов, которые определяют предпочитаемый язык пользователя и посылают ему страницы на его языке.
Возможность прекомпиляции позволяет обнаружить ошибки до загрузки страниц на сервер. Можно не хранить на сервере исходные страницы aspx, тем самым защищая свою интеллектуальную собственность.
В ASP.NET 2.0 встроена технология автоматического обновления кэширования баз данных. Данные, полученные из базы, хранятся на сервере и он не обращается к базе для обработки повторного запроса. При изменении базы данных кэш обновляет свое содержимое.
ASP.NET - это технология, а не язык, и позволяет программировать на разных языках - С#, Visual Basic, J#. В платформе .NET все языки равны, но некоторые равнее(Дж. Оруэлл). Вот таким языком и является С#, потому что он был специально создан для этой платформы. Программирование C# позволяет в полной мере использовать концепции, методы и паттерны объектно-ориентированной разработки. Язык Visual Basic 8.0 наделен почти теми же возможностями. Чтобы научиться ASP.NET, вам нужно знать основы HTML, а знание asp не обязательно. Оно может даже помешать, так как придется менять образ мышления. Также для понимания многих желательно знать CSS и JavaScript.
Процесс инсталляции
ASP .NET 2.0 можно установить на компьютерах с ОС Windows 2000 с Service Pack 4, Windows XP с Service Pack 2 и более поздними версиями Windows. Готовые сайты предпочтительно устанавливать на Windows Server 2003.
Для разработки приложения можно использовать любую среду разработки или даже текстовый редактор, при условии, что у вас есть доступ к IIS. Если же вы хотите воспользоваться всей мощью Microsoft .NET Framework и ASP.NET и при этом, затратить как можно меньше усилий, то нужно воспользоваться средой разработки, специально разработанной для программирования ASP.NET 2.0.
Если вы приобретете Visual Studio .NET 2005, то для работы достаточно будет только его. .NET Framework содержится на дисках. В его состав входит Visual Web Developer, который позволяет создавать профессиональные веб-приложения, а также desktop-приложения на разных языках программирования. Продукты Microsoft выпускаются на DVD, но есть набор из двух CD от «Мегасофт». Visual Studio .NET 2005 требует около 2 Гигабайт дискового пространства. При этом инсталлируется ASP.NET 2.0, среда разработки, SQL Server Express, встроенный веб-сервер, Crystal Reports со специальными элементами управления для ASP.NET 2.0.
Бесплатно распространяемое программное обеспечение.
Visual Web Developer 2005 Express Edition - свободно распространяемая среда предназначенный для новичков и студентов, доступная по адресу http://msdn.microsoft.com/vstudio/express/vwd/. Список отличий VWD от Visual Studio.NET 2005 невелик и для начинающих несущественен, он приведен здесь: http://msdn.microsoft.com/vstudio/products/compare/default.aspx
Инсталлятор VWD имеет объем 2,8 Мб, но в процессе инсталляции он загрузит еще 40 Мб и 80 Мб, если захотите установить документацию. При этом также будет установлен .NET Framework с ASP.NET 2.0.
Рис. 1_1.png
Системные требования - процессор с минимальной скоростью 600 МГц, 128 МБ памяти и 1.3 ГБ дискового пространства. После инсталляции нужно будет зарегистрировать свою установку, это совершенно бесплатно.
В качестве среды разработки вы можете выбрать WebMatrix. Эта программа совмещает в себе редактор и http-сервер. Ее можно загрузить на http://www.asp.net/WebMatrix.
У WebMatrix инсталлятор размером всего 1.2 Мб, но у него меньше возможностей, чем у VWD. Но, в общем, эти среды разработки похожи. У WebMatrix есть неприятная особенность - она дает запрос на сохранение во время закрытия файлов, которые не редактировались. VWD Express позволяет одним нажатием кнопки открыть Web-интерфейс конфигурирования проекта. В VWD работает технология IntelliSense, которая автоматически предлагает возможные в данном месте элементы кода.
Если вы решили работать с WebMatrix, вы должны установить на своей машине .NET Framework 2.0 и ASP.NET 2.0.
Если у вас операционная система Windows Server 2003, то .NET Framework уже предустановлен. Вы можете проверить, есть ли вас директория %WINSDIR%\Microsoft.NET\Framework. Если нет, вы можете ее загрузить на сайте Microsoft. Последние версии находятся по адресу http://msdn.microsoft.com/netframework/downloads/updates
На данный момент это .NET Framework 2.0, но к моменту, когда вы будете читать эту лекцию, могут появиться более новые версии. Вы можете скачать новую версию, даже если у вас уже есть другая. Они будут существовать на компьютере одновременно в поддиректориях %WINSDIR%\Microsoft.NET\Framework, с именем, соответствующим номеру версии. Можно сказать, что каждая версия представляет собой сборку. Система версий поддерживается для всех приложений, созданных с использованием .NET Framework.
Там вы увидите ссылки на .NET Framework для разных архитектур компьютера.
При желании загрузите .NET Framework Version 2.0 SDK, которая содержит наряду с .NET Framework Version 2.0 SDK документацию и примеры, которые могут оказаться полезными.
По адресу http://asp.net/default.aspx можно найти много полезных для разработчиков программных продуктов, примеров кода и статей.
IIS(Internet Information Server) находится на инсталляционном диске Windows 2000/XP, но предустановлен только на серверах. Его можно установить, зайдя в Control Panel->Add or Remove Programs->Add/Remove Windows Components. Компьютер попросит вас вставить инсталляционный диск.
IIS может понадобиться, если вам нужен полноценный сервер для работы в интернет, а не просто на своем компьютере или в локальной сети или вы решили набирать текст в обычном редакторе. Для работы на своем компьютере во все эти среды разработки встроен сервер Cassini, который первоначально появился как часть WebMatrix. Символ WebMatrix - планета Сатурн, а Кассини - известный исследователь Сатурна. Предыдущие версии Visual Studio требовали наличия IIS, но теперь Cassini встроен и в Visual Studio 2005, что позволяет работать даже в Windows XP Home Edition.
Примеры будут даваться как для WebMatrix, так и Visual Studio. Некоторые примеры требуют VWD Express или Visual Studio.
Вы можете завести пробный хостинг на http://europe.webmatrixhosting.net/russia/default.aspx.
Первый проект
Вначале решите, в какой директории будете создавать страницы. Все файлы, находящиеся в одной директории, считаются единым проектом.Запустите выбранную вами среду разработки. Выберите пункт меню File-New-Website. Появится диалоговое окно. Назначьте в нем имя проекта и выберите язык программирования С#.
По умолчанию проект создается в файловой системе. По желанию его можно создать на HTTP или FTP-сервере. Из файловой системы проект всегда можно скопировать на сервер нажатием одной кнопки в заголовке Solution Explorer.
В проекте будет создана страница default.aspx. Выберите ее, и появится окно редактирования с закладками Design и Source. Не меняя ничего, щелкните на кнопке со стрелкой, чтобы просмотреть страницу в браузере. Появится окно, котором спрашивается, нужно ли добавить в файл web.config возможность отладки. Нажмите OK. На панели задач должен появиться значок веб-сервера. Откроется браузер, показывающий страницу по адресу http://localhost:номерпорта/Website1/default.aspx. localhost обозначает сервер, работающий на вашем компьютере. Встроенный сервер Cassini сам назначает себе номер порта - для каждого проекта он разный. Сервер IIS обычно работает через порт 80(или 8080, если тот занят), и для него номер порта указывать не нужно. При этом ваша страница будет скомпилирована.
Пока что страница в бразере пустая.
Но исходный код этой страницы не пустой. Программа сгенерировала код для вас.
<%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeFile="Default.aspx.cs" Inherits="_Default" %> <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" > <head runat="server"> <title>Untitled Page</title> </head> <body> <form id="form1" runat="server"> <div> </div> </form> </body> </html>
Разберем эту страницу.
<%@ Page Language="C#" %>. Тег <% всегда предназначается для интерпретации ASP-кода. Директива Page всегда присутствует на странице aspx. Ее атрибут Language - это указание, что в скриптах данной страницы будет использоваться C#, а могли бы VB, C++ или J#. CodeFile - имя файла с отделенным кодом(code-behind). Inherits - класс, определенный в этом файле, от которого наследуется класс страницы.
Одновременно будет создан и файл Default.aspx.cs.
Это технология разделения кода, о которой мы уже говорили. Сама форма находится в файле Default.aspx, а файле Default.aspx.cs находится класс страницы на языке C#. Таким образом, дизайн страницы может быть изменен не затрагивая кода страницы, что позволяет разделить ответственность за внешний вид и работу страницы между дизайнером и программистом.
<form runat="server">
Этот тег дает указание компилятору обрабатывать элементы управления страницы. Обратите внимание на то, что данный тег имеет свойство runat, для которого установлено значение «server»(других значений и не бывает). При использовании этого свойства элемент управления обрабатывается компилятором, а не передается браузеру «как есть».
Вставьте в Default.aspx между тегами <form>и </form> тег, задающий элемент управления.
<asp:Label id="Time" runat="server" Text="Сервер находится в Москве. Московское время: " />
Серверный элемент управления Label является средством размещения на странице текста, который может содержать теги HTML. Изменяя значения свойств этого элемента управления в коде, вы можете динамически изменять текст на странице. В asp:Label компилятору сообщается, с каким объектом ведется работа (в рассматриваемом случае - с элементом управления Label).
Далее задаются различные свойства элемента управления. В первую очередь определяется его имя id="time" и атрибут "runat", а также текст.
В файле Default.aspx.cs должен содержаться такой текст:
using System;
......
public partial class _Default : System.Web.UI.Page
{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
}
}
Ключевое слово partial появилось в C# 2.0, и позволяет разбить текст определения класса между разными файлами.
System.Web.UI.Page - класс, базовый для всех страниц ASP.NET.
Если вы работаете с WebMatrix, вставьте его самостоятельно между тегами <script> и </script> файла default.aspx.
Вставьте в эту функцию строчку
Time.Text= DateTime.Now.ToString();
Возможно, вы уже знакомы с классом System.DateTime библиотеки классов FCL - составной части .NET Framework. Здесь мы используем этот класс, как в любой программе на C#. Следовательно, любой класс .NET доступен и в локальных, и в распределенных приложениях.
Полученное значение присваивается свойству Text объекта time. Это элемент управления типа Label (метка), который мы вставили. Время на часах клиента и сервера может не совпадать, если они находятся в разных точках земного шара.
Page_Load похож на обычный обработчик события формы. Как можно лекго догадаться, эта функция вызывается каждый раз, когда загружается форма.
Запустите страницу на просмотр кнопкой F5 или нажав на кнопку со стрелкой на панели инструментов. В браузере должна открыться страница, на которой будет написано текущее время. Откройте исходный текст страницы. Никакого кода на С# или элементов управления ASP.NET там не будет.
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" > <head><title>Время, вперед</title> </head> <body> <form name="form1" method="post" action="Default.aspx" id="form1"> <div> <input type="hidden" name="__VIEWSTATE" id="__VIEWSTATE" value="/wEPDwUJODExMDE5NzY5D2QWAgIDD2QWAgIBDw8 WAh4EVGV4dAUSMDguMDYuMjAwNiA0OjU2OjQ3ZGRkkEMgqXmKC0v9vwAwh999lefuIOw=" /> </div> <div> <span id="Time">Сервер находится в Москве. Московское время: 08.06.2006 4:56:47</span> </div> </form> </body> </html>
Обновите страницу. Вы увидите новое значение времени.
Вы можете просмотреть страницу с помощью любого другого браузера.
Если вы находитесь в сети, и выход в Интернет осуществляется через прокси-сервер, поставьте галочку на странице Connections(для IE) Bypass proxy server for local addresses.
Заключение
ASP.NET 2.0 изучить нелегко, но благодаря ее компонентной модели выигрыш состоит в ускорении разработки по сравнению с другими технологиями.