一引言
问题的引入
假设你设计的程序已经部署到用户的计算机上并且能够正常运行了但是有一天用户打来了电话——他们要求增加新的功能确定了用户的需求后你竟然发现原有的软件架构已经无法胜任新增任务的需求——你需要重新设计这个应用了！但问题是就算你又用了一个开发周期完成了用户需要的应用却不能保证用户的需求不会再次变更也就是说需求蔓延的可能性依然存在因此这种情况下插件构架更能显示出它的优越性
几个解决方案的对比
我总结了一下我所接触到的插件构架大致上可分为以下几类
i> 脚本式
使用某种语言把插件的程序逻辑写成脚本代码而这种语言可以是 Python 或是其他现存的已经经过用户长时间考验的脚本语言甚至你可以自行设计一种脚本语言来配合你程序的特殊需要当然用当今最流行的 XML 是再合适不过了
这种形式的特点在于稍有点编程知识的用户就可以自行修改你的脚本（ ^_^ 假如你不加密它的话）我们无法论证这是好处还是坏处因为这种情况所造成的后果是不可预知的
ii> 动态函数库 DLL
插件功能以动态库函数的形式存在主程序通过某种渠道（插件编写者或某些工具）获得插件 DLL 中的函数签名然后在合适的地方调用它们用过 Matlab 的读者都知道 Matlab 中的各项功能几乎都是些动态链入的函数
iii> 聚合式
顾名思义就是把插件功能直接写成 EXE 主程序除了完成自己的职责外还负责调度这些插件我不喜欢这种形式这使插件与插件之间主程序与插件之间（主要是这一点）的信息交流困难了许多巴比伦塔的失败 [] 从某种程度上讲就是信息交流无法实现造成的
iv> COM 组件
COM [] 的产生给这个世界增添了几分活力只有接口！我们的插件需要做的只是实现程序定义的接口主程序不需要知道插件怎样实现预定的功能它只需要通过接口访问插件并提供主程序相关对象的接口这样一来主程序与各插件之间的信息交流就变得异常简单并且插件对于主程序来说是完全透明的
决策
C# 是面向对象的程序设计语言它提供了 interface 关键字来直接定义接口同时 SystemReflection 命名空间也提供了访问外部程序集的一系列相关对象这就为我们在 C# 中实现插件构架打下了坚实的基础
下面我们将以一个具有插件构架的程序编辑器为例来阐述这种构架在 C# 中的实现
二设计过程
好了现在我们准备把所有的核心代码都放在 CSPluginKernel 命名空间中用VSIDE建立一个C#类库工程在命名空间 CSPluginKernel 中开始我们的代码
接口设计
我们的程序编辑器会向插件开放正在编辑的文档对象程序启动后就枚举每一个插件并把它连接到主程序同时传递主程序对象的接口插件可以通过这个接口来请求主程序对象或访问主程序功能
根据上面的需求我们首先需要一个主程序接口
public interface IApplicationObject {
void Alert( string msg ); // 产生一条信息
void ShowInStatusBar( string msg ); // 将指定的信息显示在状态栏
IDocumentObject QueryCurrentDocument(); // 获取当前使用的文档对象
IDocumentObject[] QueryDocuments(); // 获取所有的文档对象
// 设置事件处理器
void SetDelegate( Delegates whichOne EventHandler targer );
}
// 目前只需要这一个事件
public enum Delegates {
Delegate_ActiveDocumentChanged
}
然后是 IDocumentObject 接口插件通过这个接口访问编辑器对象
///
/// 编辑器对象必须实现这个接口
///
public interface IDocumentObject {
// 这些属性是 RichTextBox 控件的相应的属性映射
string SelectionText { get ; set ; }
Color SelectionColor { get ; set ; }
Font SelectionFont { get ; set ; }
int SelectionStart { get ; set ; }
int SelectionLength { get ; set ; }
string SelectionRTF { get ; set ; }
bool HasChanges { get ; }
void Select( int start int length );
void AppendText( string str );
void SaveFile( string fileName );
void SaveFile();
void OpenFile( string fileName );
void CloseFile();
}
这个接口不需要过多解释这里我只实现了RichTextBox控件少数的几个方法其他可能用得到的读者自行添加即可
再然后根据插件在其生命周期里的行为设计插件的接口
///
/// 本程序的插件必须实现这个接口
///
public interface IPlugin {
ConnectionResult Connect( IApplicationObject app );
void OnDestory();
void OnLoad();
void Run();
}
///
/// 表示插件与主程序连接的结果
///
public enum ConnectionResult {
Connection_Success
Connection_Failed
}
主程序会首先调用 Connect() 方法并传递 IApplicationObject 给插件插件在这个过程中做一些初始化工作然后插件的 OnLoad() 方法被调用在这之后当主程序接收到调用插件的信号时（键盘鼠标响应）就会调用插件的 Run() 方法来启动这个插件程序结束时调用其 OnDestory() 方法这样插件的生命才宣告结束
插件信息的存储与获取
一个插件需要有它的名称 版本等信息作为设计者的你也一定要留下你的尊姓大名和个人网站等用来宣传自己 C# 的新特性——属性 就是一个很好的解决方案因此我们定义一个从 SystemAttribute 继承来的类 PluginInfoArrtibute
///
/// 用来指定一个插件的相关信息
///
public class PluginInfoAttribute : SystemAttribute
{
///
/// Deprecated Do not use
///
public PluginInfoAttribute() {}
public PluginInfoAttribute(
string name string version
string author string webpage bool loadWhenStart ) {
// 细节已略去
}
public string Name { get { return _Name; } }
public string Version { get { return _Version; } }
public string Author { get { return _Author; } }
public string Webpage { get { return _Webpage; } }
public bool LoadWhenStart { get { return _LoadWhenStart; } }
///
/// 用来存储一些有用的信息
///
public object Tag {
get { return _Tag; }
set { _Tag = value ; }
}
///
/// 用来存储序号
///
public int Index {
get { return _Index; }
set { _Index = value ; }
}
private string _Name = ;
private string _Version = ;
private string _Author = ;
private string _Webpage = ;
private object _Tag = null ;
private int _Index = ;
// 暂时不会用
private bool _LoadWhenStart = true ;
}
用这个类修饰你的插件并让他实现 IPlugin 接口
///
/// My Pluging ( Just for test )
///
[
PluginInfo(My Pluging ( Just for test ) Jack H Hansen
true )
]
public class MyPlugin : IPlugin {
public MyPlugin() { }
#region IPlugin 成员
// 细节已略去
#endregion
private IApplicationObject _App;
private IDocumentObject _CurDoc;
}
加载插件
现在就得用到 SystemRefelction 命名空间了程序在启动时会搜索 plugins 目录下的每一个文件对于每一个文件如果它是一个插件就用 Assembly 对象加载它然后枚举程序集中的每一个对象判断一个程序集是否为我们的插件的方法是判断它是否直接或间接实现自 IPlugin用下面的函数传递从程序集枚举的对象的SystemType
private bool IsValidPlugin( Type t ) {
bool ret = false ;
Type[] interfaces = tGetInterfaces();
foreach ( Type theInterface in interfaces ) {
if ( theInterfaceFullName == CSPluginKernelIPlugin ) {
ret = true ;
break ;
}
}
return ret;
}
若条件都满足IsValidPlugin() 就会返回 true 接着程序就会创建这个对象并把它存于一个 ArrayList 中
pluginsAdd( pluginAssemblyCreateInstance( plugingTypeFullName ) );
现在你就可以撰写测试代码了
