dot net 中的Ant
一、引言
在Visual Studio.NET中,我们只要用一个简单的菜单的命令,就可以构造和编译一个包含大量子项目(例如,相互关联的Web页面集合、执行文件、DLL程序集,等等)的.NET项目。但是,对于大型、复杂的软件项目来说,依靠某个程序员去点击"编译"按钮有时是行不通的。如果有人不乐意在每一台机器上安装VS.NET该怎么办?要是能够自动执行软件的构造过程,永远不必有人去点击"编译"按钮,那该多好!让构造过程自动化的好处很多,不过要做到这一点,必须要有适当的构造工具。
构造工具解决的是软件编译过程相关的问题。小型开发组编写一些简单的软件可能用不上构造工具——你只要启动编译器,将代码编译成二进制执行文件,就算大功告成。
但是,现在的软件一般都是组件化的,依赖于一个或多个子项目;而这些子项目又可能由许多不同的人编写,他们随时可能签入(Check In)代码的另一个版本。只要有一个组件编译失败,或者在构造时使用了一个过时的组件,整个项目就会被拖累。因此,在构造复杂的项目时,人们往往用构造工具来解决多人协作开发中面临的问题。
编译器会针对代码中存在的问题发出错误警告,但是,如果项目包含了一些二进制执行模块以及多个相互紧密依赖的组件,要找出真正引发错误的根源就相当困难。最好有一个工具能够理清应用对外部模块的依赖关系,一旦发现问题就提出警告。
这个工具就是Ant。Ant原先由Apache Jakarta Project设计,解决了许多现有构造工具(例如Unix环境中常见的make工具)存在的不足,其中很重要的一点是,常规的构造工具总是限定于特定的操作系统、开发环境或开发语言,与此相对,Ant是平台中立的。为保持平台中立,用来告诉Ant如何编译项目的文件(构造文件)也是XML格式。这意味着使用Ant工具不局限于某一特定的平台(当然,开发平台——Java、.NET等,以及Ant本身除外)。
除了平台中立这一优点之外,Ant的另一个优点是它的构造文件是声明式的(而不是过程式的)。这意味着我们不必编写一行代码就可以完成大量工作——大多数看来繁重的任务,都可以通过在XML文件中加入声明的方式完成。(如果构造过程极其复杂,必须借助程序逻辑才能完成,Ant也提供这方面的支持,允许用户编写代码扩展这个工具)。另外,由于构造文件是XML格式的,我们可以用任何XML编辑工具创建和修改。
Ant为.NET实现的版本叫NAnt。NAnt本身用C#写成,但可以用于任何.NET语言(NAnt的发行包中就有好几个C#、VB.NET和JScript.NET的范例),甚至一个项目中可以结合运用多种.NET语言,如果你要构造一个VB.NET客户端应用,即使它依赖于多个由VB.NET和C#编写的程序集,NAnt也能够轻而易举地完成。如果你觉得这还不够,NAnt还可以运行多个编译器,例如,如果你想同时使用Microsoft的工具和Mono C#编译器(一个在Linux上运行C#和.NET软件的工具,参见《在Linux上运行C#和.NET》),NAnt也照办不误。
要使用NAnt,最好能够了解一些.NET命令行编译器的知识。本文以C#的编译器csc为例说明,但是,你可以方便地改用vbc或其他编译器——或者,如果你乐意的话,同时使用多个编译器。
二、NAnt入门
要使用NAnt,第一步当然是从NAnt网站下载这个工具。正在用NAnt作为整合和构造工具的开发者注意一下,最新的NAnt集成了优秀的单元测试工具NUnit 2.0。NUnit 2.0在1.0的基础上作了重大的改进,如果你使用NUnit 2,应该使用最新的NAnt以充分发挥它的优势。
下面我们通过一个最简单的例子看看NAnt的使用过程——构造一个由单个执行文件组成的C#控制台程序。应用程序的代码如下:
当然,对于这样一个简单的项目,用C#命令行编译器也可以很方便地编译,只要执行一个"csc *.cs"命令就可以了。编译得到的结果是一个二进制可执行文件HelloWorld.exe。要用NAnt完成同样的任务,首先要创建一个扩展名为.build的XML构造文件,下面是一个NAnt构造文件的例子default.build,它完成的任务与执行一个简单的csc编译命令一样:
【Listing 1:创建单个执行文件的简单NAnt构造脚本】
创建好构造文件之后,执行nant命令就可以构造项目。只要当前目录包含default.build文件,且NAnt本身的执行文件在操作系统的PATH环境变量中,执行nant命令后,NAnt就会分析default.build文件,完成default.build文件中指定的任务。
当然,对于这样一个只有一个类的项目,使用NAnt之类的工具实在是牛刀杀鸡、大材小用了。但是,如果我们要先构造执行文件然后立即执行它,或者先构造一个或多个相关模块,然后构造主执行程序,又该如何?对于这样的任务,运用Ant之类的构造工具就能节省大量的时间。
NAnt构造文件主要由目标(target)、任务(task)、相关性(dependency)三部分内容构成。一个task就是要求NAnt执行的一个任务,举例来说,NAnt支持的任务包括运行编译器、复制/删除文件、发送email,甚至还能够压缩一组文件(关于NAnt支持的完整任务清单,请参见这里)。
目标描述了一组要求NAnt执行的任务,它是一种将任务分成逻辑组的手段。例如,假设我们要求NAnt删除bin目录的内容、编译5个执行文件、把编译得到的二进制文件复制到某个位置,可以把这些动作组织成一个target。
相关性可以看作是两个target之间的关系。不过Listing 1只有一个target,它的名称是build,它的任务是运行编译器编译指定的源文件。把标记的default属性设置为build,NAnt就会处理名称为build的target。
在csc任务内有一个子节点,它指定了要编译的源文件。
三、定义相关性
现在我们加入第二个target——编译好HelloWorld.exe文件后立即执行。修改后的构造文件如Listing 2所示。
【Listing 2:包含两个相关target的构造脚本】
新添加的target名叫run,只包含一个用来执行程序的动作exec,此外它还有一个对build目标的相关性。这个相关性表示,在执行run这个target之前,必须先实现build这个target且必须执行成功。注意在节点中,我们把default属性由原来的build改成了run。由于run依赖于build,因此确保了在运行应用之前先编译好应用。
如果由于某种原因build目标没有达到(通常是由于编译器发现了代码存在的错误),run目标也不会执行。你可以试验一下:先在HelloWorld的代码中故意加入一个语法错误,然后再次运行NAnt,NAnt将把编译器的错误信息显示到控制台,可以方便地看出哪里出现了错误。
四、从头开始构造
如果有一个编译好的二进制文件比源文件还新,NAnt不会再执行编译操作——换句话说,NAnt不会编译任何无需编译的文件。此外,如果构造文件定义了多重相关性(即,二个或二个以上的组件依赖于另一个组件),NAnt很"聪明",它只构造被依赖的组件一次,不会重复构造同一个组件。这种处理方式大大提高了构造大型项目所需的时间,但有的时候,人们需要能够说"不管我有什么,你都编译不误"的权利,也就是说,要能够清除所有已经编译好的二进制文件,从头开始构造。
为此,许多构造文件会包含一个clean目标,开发者可以利用它来清除上一次编译留下的所有文件。下面是一个包含clean目标的构造文件例子:
【Listing 3:包含clean目标的构造脚本】
clean目标并不是每次构造时都要运行,只是偶尔需要运行一下。要运行clean目标,只需执行nant clean命令即可。nant clean命令要求NAnt只执行clean目标(也就是说,不会执行构造项目的操作,只是清除一下bin目录的内容)。另外还可以看到,这个修改之后的构造脚本包含了一个mkdir动作,用来创建bin子目录以存放编译好的二进制文件。如果既要清除bin目录,又要构造项目,执行命令:nant clean build。
五、执行单元测试
如果要将构造过程和其他操作结合,例如email提醒和自动化的单元测试,NAnt也能够很好地完成。详细讨论NUnit单元测试框架已经超出了本文的范围,不过NAnt与NUnit确实协作得很好。Listing 4就是这样一个构造文件的例子,它构造一个应用,并把执行NUnit也作为构造过程中很自然的一部分。
【Listing 4:集成了单元测试的构造文件】
构造文件首先以一个property标记的形式指定项目文件的位置。把一些可能改变或可能要再次使用的值放入属性变量很有用,但不是必需的;属性通常在构造文件的开头声明,但如有必要,也可以改为通过命令行参数提供。在这个例子中,以属性的形式指定项目文件带来不少方便,因为在后面的构造过程中我们要把这些信息传递给NUnit。
接下来,构造文件依次构造出account.dll组件和测试工具account-test.dll。这两个构造过程都包含target="library"选项,这是告诉编译器我们要构造的是一个组件程序集,而不是一个.exe文件。另外,从Listing 4还可以看出,测试工具还通过references节点引用了两个它依赖的程序集——被测试的业务逻辑组件account.dll和NUnit框架。当我们构造的项目依赖于外部库时,就要用到这个节点。
构造好测试工具和业务逻辑组件后,构造脚本调用NUnit,并指定了包含测试组件的程序集的名称,要求生成一个XML格式的文件记录测试结果。
关于NUnit集成,有一点必须注意:如果你正在用NUnit 2.0,必须使用最新的NAnt版本,这是因为NUnit最近作了重大的修改,某些"稳定"的NAnt根本不能与NUnit 2.0一起运行,但最新的NAnt对NUnit 2.0的支持相当稳定。
在Visual Studio.NET中,我们只要用一个简单的菜单的命令,就可以构造和编译一个包含大量子项目(例如,相互关联的Web页面集合、执行文件、DLL程序集,等等)的.NET项目。但是,对于大型、复杂的软件项目来说,依靠某个程序员去点击"编译"按钮有时是行不通的。如果有人不乐意在每一台机器上安装VS.NET该怎么办?要是能够自动执行软件的构造过程,永远不必有人去点击"编译"按钮,那该多好!让构造过程自动化的好处很多,不过要做到这一点,必须要有适当的构造工具。
构造工具解决的是软件编译过程相关的问题。小型开发组编写一些简单的软件可能用不上构造工具——你只要启动编译器,将代码编译成二进制执行文件,就算大功告成。
但是,现在的软件一般都是组件化的,依赖于一个或多个子项目;而这些子项目又可能由许多不同的人编写,他们随时可能签入(Check In)代码的另一个版本。只要有一个组件编译失败,或者在构造时使用了一个过时的组件,整个项目就会被拖累。因此,在构造复杂的项目时,人们往往用构造工具来解决多人协作开发中面临的问题。
编译器会针对代码中存在的问题发出错误警告,但是,如果项目包含了一些二进制执行模块以及多个相互紧密依赖的组件,要找出真正引发错误的根源就相当困难。最好有一个工具能够理清应用对外部模块的依赖关系,一旦发现问题就提出警告。
这个工具就是Ant。Ant原先由Apache Jakarta Project设计,解决了许多现有构造工具(例如Unix环境中常见的make工具)存在的不足,其中很重要的一点是,常规的构造工具总是限定于特定的操作系统、开发环境或开发语言,与此相对,Ant是平台中立的。为保持平台中立,用来告诉Ant如何编译项目的文件(构造文件)也是XML格式。这意味着使用Ant工具不局限于某一特定的平台(当然,开发平台——Java、.NET等,以及Ant本身除外)。
除了平台中立这一优点之外,Ant的另一个优点是它的构造文件是声明式的(而不是过程式的)。这意味着我们不必编写一行代码就可以完成大量工作——大多数看来繁重的任务,都可以通过在XML文件中加入声明的方式完成。(如果构造过程极其复杂,必须借助程序逻辑才能完成,Ant也提供这方面的支持,允许用户编写代码扩展这个工具)。另外,由于构造文件是XML格式的,我们可以用任何XML编辑工具创建和修改。
Ant为.NET实现的版本叫NAnt。NAnt本身用C#写成,但可以用于任何.NET语言(NAnt的发行包中就有好几个C#、VB.NET和JScript.NET的范例),甚至一个项目中可以结合运用多种.NET语言,如果你要构造一个VB.NET客户端应用,即使它依赖于多个由VB.NET和C#编写的程序集,NAnt也能够轻而易举地完成。如果你觉得这还不够,NAnt还可以运行多个编译器,例如,如果你想同时使用Microsoft的工具和Mono C#编译器(一个在Linux上运行C#和.NET软件的工具,参见《在Linux上运行C#和.NET》),NAnt也照办不误。
要使用NAnt,最好能够了解一些.NET命令行编译器的知识。本文以C#的编译器csc为例说明,但是,你可以方便地改用vbc或其他编译器——或者,如果你乐意的话,同时使用多个编译器。
二、NAnt入门
要使用NAnt,第一步当然是从NAnt网站下载这个工具。正在用NAnt作为整合和构造工具的开发者注意一下,最新的NAnt集成了优秀的单元测试工具NUnit 2.0。NUnit 2.0在1.0的基础上作了重大的改进,如果你使用NUnit 2,应该使用最新的NAnt以充分发挥它的优势。
下面我们通过一个最简单的例子看看NAnt的使用过程——构造一个由单个执行文件组成的C#控制台程序。应用程序的代码如下:
public class HelloWorld { static void Main() { System.Console.WriteLine("Hello world."); } } |
当然,对于这样一个简单的项目,用C#命令行编译器也可以很方便地编译,只要执行一个"csc *.cs"命令就可以了。编译得到的结果是一个二进制可执行文件HelloWorld.exe。要用NAnt完成同样的任务,首先要创建一个扩展名为.build的XML构造文件,下面是一个NAnt构造文件的例子default.build,它完成的任务与执行一个简单的csc编译命令一样:
【Listing 1:创建单个执行文件的简单NAnt构造脚本】
创建好构造文件之后,执行nant命令就可以构造项目。只要当前目录包含default.build文件,且NAnt本身的执行文件在操作系统的PATH环境变量中,执行nant命令后,NAnt就会分析default.build文件,完成default.build文件中指定的任务。
当然,对于这样一个只有一个类的项目,使用NAnt之类的工具实在是牛刀杀鸡、大材小用了。但是,如果我们要先构造执行文件然后立即执行它,或者先构造一个或多个相关模块,然后构造主执行程序,又该如何?对于这样的任务,运用Ant之类的构造工具就能节省大量的时间。
NAnt构造文件主要由目标(target)、任务(task)、相关性(dependency)三部分内容构成。一个task就是要求NAnt执行的一个任务,举例来说,NAnt支持的任务包括运行编译器、复制/删除文件、发送email,甚至还能够压缩一组文件(关于NAnt支持的完整任务清单,请参见这里)。
目标描述了一组要求NAnt执行的任务,它是一种将任务分成逻辑组的手段。例如,假设我们要求NAnt删除bin目录的内容、编译5个执行文件、把编译得到的二进制文件复制到某个位置,可以把这些动作组织成一个target。
相关性可以看作是两个target之间的关系。不过Listing 1只有一个target,它的名称是build,它的任务是运行编译器编译指定的源文件。把标记的default属性设置为build,NAnt就会处理名称为build的target。
在csc任务内有一个子节点,它指定了要编译的源文件。
三、定义相关性
现在我们加入第二个target——编译好HelloWorld.exe文件后立即执行。修改后的构造文件如Listing 2所示。
【Listing 2:包含两个相关target的构造脚本】
新添加的target名叫run,只包含一个用来执行程序的动作exec,此外它还有一个对build目标的相关性。这个相关性表示,在执行run这个target之前,必须先实现build这个target且必须执行成功。注意在节点中,我们把default属性由原来的build改成了run。由于run依赖于build,因此确保了在运行应用之前先编译好应用。
如果由于某种原因build目标没有达到(通常是由于编译器发现了代码存在的错误),run目标也不会执行。你可以试验一下:先在HelloWorld的代码中故意加入一个语法错误,然后再次运行NAnt,NAnt将把编译器的错误信息显示到控制台,可以方便地看出哪里出现了错误。
四、从头开始构造
如果有一个编译好的二进制文件比源文件还新,NAnt不会再执行编译操作——换句话说,NAnt不会编译任何无需编译的文件。此外,如果构造文件定义了多重相关性(即,二个或二个以上的组件依赖于另一个组件),NAnt很"聪明",它只构造被依赖的组件一次,不会重复构造同一个组件。这种处理方式大大提高了构造大型项目所需的时间,但有的时候,人们需要能够说"不管我有什么,你都编译不误"的权利,也就是说,要能够清除所有已经编译好的二进制文件,从头开始构造。
为此,许多构造文件会包含一个clean目标,开发者可以利用它来清除上一次编译留下的所有文件。下面是一个包含clean目标的构造文件例子:
【Listing 3:包含clean目标的构造脚本】
clean目标并不是每次构造时都要运行,只是偶尔需要运行一下。要运行clean目标,只需执行nant clean命令即可。nant clean命令要求NAnt只执行clean目标(也就是说,不会执行构造项目的操作,只是清除一下bin目录的内容)。另外还可以看到,这个修改之后的构造脚本包含了一个mkdir动作,用来创建bin子目录以存放编译好的二进制文件。如果既要清除bin目录,又要构造项目,执行命令:nant clean build。
五、执行单元测试
如果要将构造过程和其他操作结合,例如email提醒和自动化的单元测试,NAnt也能够很好地完成。详细讨论NUnit单元测试框架已经超出了本文的范围,不过NAnt与NUnit确实协作得很好。Listing 4就是这样一个构造文件的例子,它构造一个应用,并把执行NUnit也作为构造过程中很自然的一部分。
【Listing 4:集成了单元测试的构造文件】
构造文件首先以一个property标记的形式指定项目文件的位置。把一些可能改变或可能要再次使用的值放入属性变量很有用,但不是必需的;属性通常在构造文件的开头声明,但如有必要,也可以改为通过命令行参数提供。在这个例子中,以属性的形式指定项目文件带来不少方便,因为在后面的构造过程中我们要把这些信息传递给NUnit。
接下来,构造文件依次构造出account.dll组件和测试工具account-test.dll。这两个构造过程都包含target="library"选项,这是告诉编译器我们要构造的是一个组件程序集,而不是一个.exe文件。另外,从Listing 4还可以看出,测试工具还通过references节点引用了两个它依赖的程序集——被测试的业务逻辑组件account.dll和NUnit框架。当我们构造的项目依赖于外部库时,就要用到这个节点。
构造好测试工具和业务逻辑组件后,构造脚本调用NUnit,并指定了包含测试组件的程序集的名称,要求生成一个XML格式的文件记录测试结果。
关于NUnit集成,有一点必须注意:如果你正在用NUnit 2.0,必须使用最新的NAnt版本,这是因为NUnit最近作了重大的修改,某些"稳定"的NAnt根本不能与NUnit 2.0一起运行,但最新的NAnt对NUnit 2.0的支持相当稳定。