UXPlus .NET技術筆記

Windows 應用程式開發沿革

早期Windows系統尚未面市前，編寫C/C++語言的最大優勢就是可以自由地存取硬體資源，但是這種自由常常發生程式間互搶資源的問題，因此當時Windows在發展之初就推出了硬體控制層(Hardware Controller Layer, HCL)的概念，也就是將電腦中所有的硬體資源交由Windows進行分配與控制，因此直接存取硬體在Windows上不再是C/C++語言獨有的優勢，而HCL所衍生出來的就是Windows API，任何程式與作業系統的溝通必須透過Windows API來進行。(由於Windows API是在Windows 95時發展出來的，Windows 95是32位元作業系統，所以又稱Win32 API。)因為早期硬體之類的控制是以C/C++語言為主流，因此Windows API發展之初僅提供給C/C++開發人員使用，後來Delphi和VB6也能夠呼叫Windows API。

由於Windows API掌控了整個作業系統的存取，隨著其它程式語言的發展，開發人員對於Windows API的需求愈來愈高，因此也發展出各種不同的技術讓其它非C/C++的程式語言也可以使用Windows API，如早期的DDE(Dynamic Data Exchange)、OLE(Object Linking and Embedding)和COM(Component Object Model)等等技術。

後來隨著物件式導向語言的發展，以應用程式框架(Application Framework)的方式來封裝API的方式逐漸成為主流，如今我們常用的.NET Framework也就是應用程式框架的一種。

在一般的.NET開發使用上，我們並不會發覺Windows API的存在，因為.NET已經事先將一些常用的API進行封裝，因此這些API並不需要以特殊的方式進行存取。但如果需要使用未被封裝的API時，我們會以P/Invoke的方式進行處理。

以下就是一個使用P/Invoke呼叫Windows API的例子。

using System.Runtime.InteropServices;
namespace Beep
{
    class PInvoke
    {
        [DllImport("kernel32.dll")]
        public static extern bool Beep(int frequency, int duration);
        static void Main(string[] args)
        {
            Random random = new Random();
            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                Beep(random.Next(10000), 100);
            }
        }
    }
}

而Metro Style Application的運作模式與.NET的模式又有些不同...。

Windows Runtime

Metro Style Application是一種可使用C++(原生碼)、.NET(C#/VB)以及JavaScript進行開發的應用程式類型，它透過Windows Runtime(以下簡稱WinRT)做為應用程式與系統核心的溝通層。.NET開發人員應該知道，我們開發的應用程式是編譯成ByteCode(中間碼)，執行時需透過CLR將中間碼轉換為機器碼才能執行。而WinRT是一種架構於CLR之下的轉譯器，如果以.NET的角度來説明，我想以CLR中的CLR來看待它會比較容易理解。

.NET的程式開發語言中並不包含JavaScript，但微軟在Metro Style App開發中納入JavaScript，其用意是希望網頁開發人員可以不用學習新的語言就能開發Metro Style App，這與我們過去的認知不同，因為JavaScript原本是使用於網頁的語言，其功能受到瀏覽器的限制，而如今卻要讓它做到與.NET語言一樣的功能...。

將JavaScript納入原有的.NET言語系統中並不太可行，因為.NET中原本就有ASP.NET之類的網頁開發工具，如果讓JavaScript具有與.NET語言般強大的功能，這會有安全風險上的問題，一旦讓JavaScript可以隨意地讀取網頁瀏覽者的電腦，那麼JavaScript語言必定成為駭客最愛的工具。因此在做法上需要一種能將原本.NET語言和JavaScript轉換為通用語言的機制，而此一轉換的機制，我們稱為Projection。透過Projection的轉換機制，不管開發者使用那一種語言，都能夠轉換為統一模型。因此在原本的.NET CLR之下再加入一層的CLR(Projection)就成了Metro Style App能夠支援JavaScript的方式。

WinRT是應平板電腦需要而建構出來的Runtime架構，它依據平板電腦的特性封裝API，例如：重力、速度等Sensor控制、GPS控制等等API。雖然我們可以使用一樣的.NET 開發方式來開發Metro Style App，但它是受到控制的，也就是説它不能支援完整的.NET架構，例如Sliverlight也一樣使用.NET語言進行開發，但是功能受到瀏覽器的限制，無法完整地使用所有的.NET功能。

但我們一樣可以使用.NET語言開發，也一樣將存取底層API的工作交由Runtime處理，所以基本上不需學習太多的知識就能快速上手。我們先看一下Metro Style Application的架構。

由上圖可以看到Metro Style Application與桌上型應用程式採用完全不同的架構，在介面層(View)中我們可以採用XAML或HTML 5(+CSS 3.0)來進行應用程式的外觀設計；在模組控制層(Model Controller)的部分可支援C、C++、C#、VB和JavaScript。因此我們可歸納出Metro Style Application幾種開發模式：

• XAML + (C++/C#/VB)
• HTML 5+JavaScript
• Microsoft DirectX + C++