.Net开发笔记（十） “容器-组件-服务”模型

我前面一篇博客讲了自定义窗体设计器，其实功能太简单，主要想阐述的是底层原理（虽然我不保证VS IDE设计器确实是那样去实现的）。编程讲究的是刨根问底，刨到祖坟最好，这篇或者可能以后几篇博客我想说一下VS IDE中的窗体设计器，虽说不能面面俱到，但也能让大家知道个大概。初学者可能阅读起来有些困难。

其实回头一看，我之前的好几篇博客倒是跟窗体设计器有些关系，当时写的时候也没有想到说为了照顾以后要说的内容，算是凑巧，这其中包括系列（九）、系列（八）、系列（七）。我总结了一下，了解窗体设计器主要搞懂三个部分：

• “容器-组件-服务”模型；
• 设计时（Design_Time）和运行时（Run_Time）；
• 代码自动生成。

这篇主要讲第一个，也就是本文标题说的“容器-组件-服务”模型。下面才是正文：

“容器-组件-服务”模型平时很少用到，不过窗体设计器中就用到过，不知道诸位看官对“容器”、“组件”、“服务”的了解程度如何，今儿我都讲一遍：

容器：

我们平时经常碰到过所谓的容器，比如Panel控件，它可以存放Button控件，那么它就可以说是一个容器，再比如ArrayList可以存放int数据，那么它也可以说是一个容器（暂且称为物理容器吧），但是，今天讲到的“容器”跟这些都不一样，前两个可以说是物理容器，有很明显的“把一个东西放进另外一个东西内部”的意思，属于“物理包含”，而今儿咱们讨论的容器属于“逻辑包含”，也就是说不需要将元素放到它内部，元素与容器之间只需要存在某一个关系就行。见图1，

图1

如图，一个元素可以包含在一个物理容器中，但同时也可以包含在一个逻辑容器中（通过某一种关系关联），比如元素1，当然，也可以有元素不存在任何容器中，比如元素3。

在.net中将直接或间接实现了System.ComponentModel.IContainer接口的类称之为“容器”，它与它元素之间的关系为“逻辑包含”。另外，它的元素有严格的规定，必须是“组件”（.net中将直接或者间接实现了System.ComponentModel.IComponent接口的类称之为组件，详细参考后面讲到的组件）。IContainer接口的源码为：

public interface IContainer : IDisposable
{
    // Methods
    void Add(IComponent component);
    void Add(IComponent component, string name);
    void Remove(IComponent component);

    // Properties
    ComponentCollection Components { get; }
}

可以看出，只要是容器，必须有“添加”和“删除”组件的功能，另外，只要是容器，都必须遵守“Dispose”模式（有关Dispose模式，在这里我就不再讲了，它是一种安全管理系统资源的方式）。初看起来，虽然这里讲到的容器跟其他所谓的容器好像没什么两样，重要的不同接下来会说到。

组件：

其实，系列（七）中我已经说到了组件的概念，组件其实就是一个类，一个特殊的类，再总结一遍：

• 将直接或者间接实现了System.ComponentModel.IComponent接口的类称之为“组件”；
• 组件是一个类，实现了IComponent接口的特殊的类；
• 组件一定是类，但类不一定是组件；
• 在使用类似VS IDE这样的开发工具时，如果一个类型是“组件”，那么它就有可能出现在ToolBox中，也就是说，组件支持编程可视化。（至于为什么，下一篇博客能讲到）；
• 组件需要遵循“Dispose”模式，因为它实现了IComponent接口，而IComponent接口又实现了IDisposable接口。

以上是之前得出来的结论，今天，我们再来看一下System.ComponentModel.IComponent接口的源码，稍后又可以总结出几个结论：

public interface IComponent : IDisposable
{
    // Events
    event EventHandler Disposed;

    // Properties
    ISite Site { get; set; }
}

如你所见，IComponent接口确实实现了IDisposable接口，所以正如系列（七）中总结的一样：组件需遵循“Dispose”模式，除此之外，就一个Disposed事件，这个很容易就知道，在组件dispose时候触发的事件，还有一个ISite接口成员，这个对我们来说比较陌生，看一下ISite接口的源码（System.ComponentModel.ISite）：

public interface ISite : IServiceProvider
{
    // Properties
    IComponent Component { get; }
    IContainer Container { get; }
    bool DesignMode { get; }
    string Name { get; set; }
}

我们先不考虑IServiceProvider接口和DesignMode属性（以后再说），通过Component属性和Container属性，我们就应该很容易的知道ISite的作用其实就是关联一个组件和一个容器，将一个组件和一个容器关联起来。

因为IComponent中就有这么一个ISite，再根据前面讲“容器”的时候说到，容器中只能存放组件，而且是通过某一种关系关联起来的，那么，我们就可以断言，他们之间的关联就是通过ISite维持的，也就是说，容器可以通过ISite与它内部的组件通信，反过来，组件也可以使用ISite与它所在的容器通信，因此，得出结论如下：

•  容器中存放组件，容器和组件之间可以进行通讯，以ISite为桥梁；
•  将1扩展一下，既然容器和组件通过ISite为桥梁能通信，那么同一个容器中的组件之间肯定也是可以通讯的（容器作为中转）。如图2：

图2

•  既然IContainer实现了IDisposable接口，IComponent接口也实现了IDisposable接口，再加上容器中是存放组件的，因此，我们可以认为，容器还有更重要的一个功能，那就是统一负责它其中的组件的资源释放。当容器Dispose的时候，里面所有的组件都跟着Dispose。

ISite专业术语称之为“站点”，当一个组件（逻辑意义上）放到一个容器中时，组件的ISite就会被赋值（站点化），之后，组件就和容器关联上了。再补充一句，.net中已经为我们默认实现了System.ComponentModel.IComponent接口和System.ComponentModel.IContainer接口，分别为System.ComponentModel.Component和System.ComponentModel.Container，我需要说明的是，它们都只是默认实现，实现了最基础最简单的部分，比如Dispose方法，IContainer.Add()、IContainer.Remove以及接下来要讲到的GetService方法（这个在后面讲“服务”的时候会说到），如果你需要功能更加详细的更加强大的容器或者组件，请从Container类或者Component派生出的新的容器或者组件。我再送上一张图，贴近实际地解释一下“容器”和“组件”的关系，如图3：

图3

如图所示，Form是一个物理容器，存放着Label和TextBox控件，由于上图虚线框中，所有元素都属于“组件”（IComponent->Component->Control，具体原因请参考系列（七）），所以图中容器可以包含虚线框中的所有控件。稍微提前透漏一下，我们在winform中的Form1.Designer.cs文件中，经常看见一行：

private System.ComponentModel.IContainer components = null;

和InitializeComponent方法中有一行：

components = new System.ComponentModel.Container();

components就是一个默认容器，一般用于存放窗体中的Timer、ImageList、ErroProvider等类似组件，注意，窗体上其他控件不在容器范围内。components主要负责本窗体内所有组件的资源释放，因此，你可以在窗体的Dispose(bool disposing)方法中看见：

components.Dispose();  //释放本窗体中所有组件资源

我们再来思考一个问题，容器中存放组件，那么，组件内部可不可以存在容器呢？也就是说，容器包含组件，组件中是否可以再存在容器成员？比如一个组件类似如下：

class MyComponent:Component
{
    private Container _container = null;
    public MyComponent()
    {
        _container = new Container();
        System.Windows.Forms.Timer timer = new System.Windows.Forms.Timer();
        timer.Tick+=… //注册事件
        timer.Start();
        _container.Add(timer); //向容器中添加Timer组件
    }
    //其他代码
}

在组件内部，存在一个Container数据成员（当然可能存在很多个），然后向其中添加其他组件（比如Timer），设想一下，如果把这个动作循环下去，也就是说，容器包含组件，组件内部又有一个容器，这个容器又包含一些组件，各个组件内部又包含容器…如此循环下去，有点绕啊，不过这个可以看成“树形图”，如图4：

图4

如上图，包含层数只有4层，理论上可包含无数层，实质上，我们在编写一个组件的时候，如果内部需要用到更多的其他组件，为了更好的管理各个组件的资源，我们一般都会将这些组件放到一个容器中，再将这个容器方法父组件中，那么，父组件的代码就应该是这样子了（强烈建议诸位看官熟悉“Dispose”模式）

class MyComponent:Component
{
    private Container _container = null;
    public MyComponent()
    {
        _container = new Container();
        System.Windows.Forms.Timer timer = new System.Windows.Forms.Timer();
        timer.Tick+=… //注册事件
        timer.Start();
        _container.Add(timer); //向容器中添加Timer组件
    }
    //其他代码
    // ---- 以下是新加内容
    protected override void Dispose(bool disposing)
{
     If(disposing) //释放托管资源
     {
          _container.Dispose(); //容器会调用容器中组件的Dispose，依次向下
     }
     base.Dispose(disposing); //重要
}
}

因此，容器和组件嵌套多少层都无所谓，只要你记得在组件dispose的时候，负责内部容器的dispose就ok。

到目前为止，我们已经总结出“容器”和“组件”相结合的两大好处：

• 容器可以负责很多组件的资源释放；
• 容器可以协助容器内部各个组件之间的相互通讯。

我们已经了解了第1条，至于怎么实现组件之间相互通讯，首先要知道“服务”的概念，接下来“服务”登场。

服务：

 “服务”，就是“帮助”的意思，某人为你提供服务，就是某人为你提供帮助，今天要说的这个“服务”也是这个意思，组件跟容器通讯，或者组件与同一容器中其他组件通讯靠的就是“服务”，“服务”由容器默认提供，各个组件可以获取容器的服务，每个服务负责一项（或者几项紧密相关）的任务。说得直白一点就是，打个比方，你去镇政府咨询一些农村政策，政府部门会派相关的代表为你提供解答，那么这些代表就为你提供服务，每个代表负责一项事情，比如你咨询农业税相关事情，专门有负责农业税的代表为你提供帮助，如果你咨询贫困户名额的事情，专门有负责贫困户审核的代表为你提供帮助，那么这里，镇政府就是“容器”，你就是“组件”，代表就是“服务”，很明显，镇政府只是逻辑上包含你。将来哪一天，天朝公平公正原则大型实施，允许你（组件）委派代表（服务）去镇政府（容器）工作，也就是说，组件有时候也是可以向容器提供“自定义服务”的，按照自己规定的方式提供服务，当然，你（组件）不可能委派一个代表（服务）去镇政府（容器）当镇长或者书记吧，也就是说，容器中有的服务是不可替代的，因为有些服务是整个模式中的核心，必须由容器开发者默认提供，如果随便交给使用者（Coder）去替换掉，容器可能就乱掉，不能正常工作，就像书记镇长这样的职位，想必只能由上一级委派吧。有点乱，来一张图来说明一下问题，见图5

图5

如图，“我”这个组件可能有一些背景，可以向镇政府（容器）添加自定义服务。图中，既然你我他三个组件都能与容器通讯，那么，你我他三个组件相互之间定可以相互通讯了，容器的“中转”加上“服务”，足以让各个组件之间进行互相沟通。

接下来，我说一下“服务”的种类，这个没有官方分类，只是我自己归纳的：

• 主动型。组件从容器取得“服务”后，可以使用这个服务进行一些操作（对容器或者其他组件），体现为：

       Service s = GetService(serviceType); //组件从容器获取指定服务

       s.DoSomething(); // 主动操作

       s.Event += new EventHandler(…); //监听一些事件

       s.Property = “12345”; //给…赋值

       string str = s.Property; //取值

• 被动型。“被动型服务”一般属于“自定义服务”，由组件提供给容器，容器在需要的时候会使用该服务，体现为：

       MyService s = new MyService(); //新建自定义服务

       container.AddService(s); // 向容器添加自定义服务，供容器使用，有点类似注册事件

以上就是“容器-组件-服务”模式，想必说得有点乱，或者太抽象，几乎看不大懂，我做了一个demo，提供源码下载，模拟一个从外部接收数据，显示在主界面的程序，有三个接收模块，每个模块都是一个组件，同时主界面可以随时控制“开始”和“停止”，大概结构图如下，如图6

图6

如上图，显示窗体、接收模块1、2、3均为组件，显示窗体同时属于“控件”，将他们4个放进（逻辑地）一个容器（Container），由Container负责他们之间的通讯，如“接收模块—>数据—>显示窗体”、“显示窗体—>控制命令—>接收模块”。Demo虽小，完全的可以划分为5个部分，四个组件和一个容器。开发组件时，只要知道服务接口，每人（每小组）单独负责一个组件的开发，四个组件在开发过程中，完全没有任何耦合的地方。提供一张效果图，如图7：

图7

其中，可以自定义服务，来控制消息格式化。xp .net3.5运行通过，源码下载地址：https://files.cnblogs.com/xiaozhi_5638/Container_Component_Service.rar

为了方便，3个接收数据的组件我放在了一个项目中，其实应该都单独分开。另外，编译后请不要用鼠标将3个组件拖进窗体中，因为这样的话，设计器就会生成将组件添加到默认容器中（System.ComponentModel.IContainer components），最好手动写代码。

题后话：

写到这儿，其实我已经意识到好多地方说漏了，没办法，我觉得这个东西说起来确实太多太复杂，比如组件在什么时候跟容器关联的？也就是说什么时候组件的ISite被赋值？其实这个东西只能查看.net源码，System.ComponentModel.Container源码中有答案，就是在组件被加到容器中的那一刻，组件就被站点化，即Container.Add(IComponent component)和Container.Add(IComponent component,string name)这两个方法中，另外，没有被站点化（ISite没被赋值）的组件，永远获取不了服务（因为根本没人给它提供），至于组件是怎么获取服务的，诸位看官请查看System.ComponentModel.Component源码。最后，一个组件可以不存在于任何容器内，比如Button控件，它一般只存在于父控件之中。

个人觉得写代码还是讲究一个“深入浅出”，不能钻那深，结果越陷越纠结，最后只知道内部原理，而且还是懵懵懂懂的，跳出来，却已经不知道整个大概的流程。“深入”，比如说.net初学者可能感觉System.Windows.Forms.Timer中的Tick事件处理程序中为啥不需要解决跨线程访问控件？因为给人感觉不就是Timer内部新开辟了一个线程吗？其实你追其源码，刨其祖坟，会发现它不是通过线程实现的，而是通过Windows中WM_TIMER消息去实现的，而window消息处理一般都是在ui线程中，根本就没有跨线程。“浅出”，你比方说，我们现在在研究窗体设计器原理，到时候研究得差不多的时候，你得总结一下窗体设计器中的每一个宏观上的具体操作，内部又是怎么去实现的，要一一对应起来，这样你才不会搞糊涂。

最后希望本文对您有所帮助，O(∩_∩)O~，文中代码有些是在word中写进去的，恐怕有些错误。如果感觉本文对您有帮助，请点一下右下角的“推荐”或者给点建议也是可以滴，O(∩_∩)O~。