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WinRT

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JusterZhu
发布2025-01-23 20:30:14
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1.概要

Windows Runtime(WinRT)是微软推出的一种平台,旨在支持跨设备应用程序开发。WinRT主要用于开发Windows应用商店应用(也称为UWP应用,即通用Windows平台应用),并提供了一个统一的API集合,使开发者能够在不同类型的设备上(如PC、平板电脑、手机和Xbox)开发应用程序。

以下是WinRT的一些关键特点和组件:

  1. 语言互操作性:WinRT支持多种编程语言,包括C++、C#、Visual Basic和JavaScript。这使得开发者可以使用自己熟悉的语言来开发应用程序,同时仍然能够调用WinRT API。
  2. 组件对象模型(COM)基础:WinRT基于COM技术,但做了许多改进,使得它更适合现代应用程序开发。WinRT对象可以通过语言投影(Language Projections)在不同语言中使用。
  3. 统一的API:WinRT提供了一组统一的API,涵盖了应用程序开发的各个方面,包括用户界面、文件系统访问、设备访问、网络通信等。这些API在不同类型的设备上保持一致,使得跨平台开发更加容易。
  4. 异步编程:WinRT广泛采用异步编程模式,以提高应用程序的响应性和性能。许多WinRT API都提供了异步版本,允许长时间运行的操作(如文件I/O和网络请求)在后台执行而不阻塞UI线程。
  5. 现代用户界面:WinRT支持XAML(可扩展应用程序标记语言)用于定义用户界面,这使得开发者可以创建丰富和响应迅速的用户界面。XAML与C#、Visual Basic或C++结合使用,可以实现现代化的、触摸友好的应用界面。
  6. 沙盒安全模型:WinRT应用运行在一个沙盒环境中,提供了更高的安全性。应用程序只能访问它们明确声明的资源和权限,减少了对系统的潜在风险。
  7. 应用商店分发:WinRT应用可以通过Microsoft Store进行分发,提供了一种简单的方式来发布和更新应用程序,同时也为开发者提供了一个全球市场。
  8. 设备集成:WinRT提供了对各种硬件设备(如相机、传感器、蓝牙设备等)的访问,这使得开发者可以创建具有丰富功能的应用程序。

WinRT是Windows 8及其后续版本(包括Windows 10)的一部分,旨在推动Windows生态系统的统一和现代化。通过WinRT,开发者可以更轻松地创建跨设备的应用程序,提供一致的用户体验。

2.详细内容

2.1 CLR投射(Common Language Runtime Projections)

CLR投射是指将WinRT API映射到.NET语言(如C#和Visual Basic)中的过程。通过CLR投射,开发者可以使用熟悉的.NET语法和特性来调用WinRT API,而不需要直接处理底层的COM接口。CLR投射的主要目的是让WinRT API在.NET语言中看起来像本地API,从而简化开发过程。

以下是CLR投射的一些关键点:

  1. 类型映射:WinRT类型会被投射到相应的.NET类型。例如,WinRT的Windows.Foundation.Uri类型会被投射为.NET的System.Uri类型。
  2. 异步方法:WinRT广泛使用异步方法,这些方法在.NET中会被投射为返回TaskTask<T>的异步方法。例如,WinRT的IAsyncOperation<TResult>会被投射为Task<TResult>
  3. 事件:WinRT的事件机制会被映射到.NET的事件机制。例如,WinRT的TypedEventHandler会被投射为.NET的事件委托。
  4. 属性和方法:WinRT的属性和方法会被直接映射到.NET的属性和方法。例如,WinRT的Windows.UI.Xaml.Controls.Button.Content属性会被投射为.NET的Button.Content属性。

2.2 WinRT组件类型系统规则

WinRT组件类型系统规则定义了如何创建和使用WinRT组件,以确保它们可以在不同语言中一致地使用。以下是一些关键的类型系统规则:

  1. 接口(Interfaces):WinRT组件通常通过接口来定义其功能。接口必须遵循COM的接口规则,并且接口名称必须以"I"开头。例如,IMyComponent
  2. 运行时类(Runtime Classes):WinRT组件的实现通常是运行时类。运行时类可以实现一个或多个接口,并且可以包含构造函数、方法、属性和事件。
  3. 属性(Properties):WinRT组件的属性必须是get/set对或只读(get-only)。属性类型必须是WinRT支持的基本类型、WinRT类型或实现了WinRT接口的类型。
  4. 方法(Methods):WinRT组件的方法可以是同步的或异步的。异步方法必须返回IAsyncActionIAsyncOperation<TResult>IAsyncActionWithProgress<TProgress>IAsyncOperationWithProgress<TResult, TProgress>
  5. 事件(Events):WinRT组件可以定义事件,事件处理程序必须是TypedEventHandler<TSender, TResult>EventHandler<T>类型。
  6. 命名空间(Namespaces):WinRT组件必须位于命名空间中,以避免命名冲突。命名空间通常遵循公司名称和产品名称的层次结构,例如,Contoso.MyProduct.
  7. 不支持的类型:某些类型(如泛型类型参数)在WinRT中是不支持的。因此,开发者在设计WinRT组件时需要避免使用这些类型。

2.3 框架投射(Framework Projections)

框架投射(Framework Projections)是Windows Runtime(WinRT)中的一个核心概念,它允许WinRT API在不同编程语言中看起来像是本地语言的API。通过框架投射,开发者可以使用自己熟悉的编程语言(如C#、C++、JavaScript)来调用WinRT API,而不需要直接处理底层的COM接口和类型系统。

以下是框架投射的详细讲解:

  1. 什么是框架投射

框架投射是指将WinRT API映射到特定编程语言的过程,使得这些API在该语言中看起来像是本地的API。这个过程涉及到类型映射、方法映射、属性映射等,使得WinRT API能够无缝地与该语言的特性和语法集成。

  1. 主要语言投射

WinRT支持多种编程语言,每种语言都有自己的投射机制。以下是一些主要的语言投射:

C#/.NET 投射

  • 类型映射:WinRT类型会被投射为相应的.NET类型。例如,WinRT的Windows.Foundation.Uri会被投射为.NET的System.Uri
  • 异步方法:WinRT的异步方法会被投射为返回TaskTask<T>的异步方法。例如,IAsyncOperation<TResult>会被投射为Task<TResult>
  • 事件:WinRT事件会被投射为.NET的事件机制。例如,TypedEventHandler会被投射为.NET的事件委托。

C++/CX 投射

  • 类型映射:WinRT类型会被投射为C++/CX类型。例如,WinRT的Windows::Foundation::Uri
  • 异步方法:WinRT的异步方法会被投射为返回IAsyncOperation<TResult>的异步方法。
  • 属性和方法:WinRT的属性和方法会被直接映射到C++/CX的属性和方法。

JavaScript 投射

  • 类型映射:WinRT类型会被投射为JavaScript对象。
  • 异步方法:WinRT的异步方法会被投射为返回Promise的异步方法。
  • 事件:WinRT事件会被投射为JavaScript的事件机制。
  1. 框架投射的工作原理

框架投射通过一组语言投影(Language Projections)来实现,这些投影负责将WinRT API映射到目标语言的本地类型和语法。每种语言投影都包含以下几个关键部分:

  • 类型转换:将WinRT类型转换为目标语言的类型。例如,将WinRT的HSTRING转换为C#中的string
  • 方法签名转换:将WinRT的方法签名转换为目标语言的方法签名。例如,将WinRT的异步方法转换为C#中的Task
  • 属性和事件映射:将WinRT的属性和事件映射为目标语言的属性和事件机制。
  1. 示例

以下是一个简单的C#示例,展示了如何使用WinRT API:

代码语言:javascript
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using Windows.Foundation;
using Windows.Storage;

public async Task<string> ReadTextFileAsync(StorageFile file)
{
    string text = await FileIO.ReadTextAsync(file);
    return text;
}

在这个示例中,FileIO.ReadTextAsync是一个WinRT API,它被投射为返回Task<string>的C#异步方法。开发者可以使用C#的await关键字来等待异步操作完成。

  1. 优势
  • 简化开发:框架投射使得开发者可以使用自己熟悉的语言和工具来开发WinRT应用,而不需要学习新的API和语法。
  • 一致性:通过框架投射,WinRT API在不同语言中的使用方式保持一致,提高了代码的可移植性和可维护性。
  • 性能:框架投射通过高效的类型转换和方法映射,确保了调用WinRT API的性能。
  1. 限制
  • 语言特性差异:不同语言有各自的特性和限制,框架投射需要在这些差异之间找到平衡,有时可能会引入一些限制。
  • 调试复杂性:由于框架投射涉及多层次的映射和转换,调试WinRT API调用时可能会变得复杂。

2.4 用C#定义WinRT组件

定义一个WinRT组件(Windows Runtime Component)允许你创建可以在不同语言(如C++、C#、JavaScript)中使用的组件。这种组件可以封装逻辑、数据模型或服务,并通过WinRT API进行访问。

以下是使用C#定义WinRT组件的步骤和示例:

  1. 创建WinRT组件项目
  2. 打开Visual Studio。
  3. 创建一个新的项目,选择“Windows Runtime Component(Universal Windows)”模板。
  4. 为项目命名并选择保存位置,然后点击“创建”。
  5. 定义WinRT组件

在WinRT组件中,你可以定义运行时类、接口、方法、属性和事件。以下是一个简单的示例,展示了如何定义一个WinRT组件:

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using System;
using Windows.Foundation;
using Windows.Foundation.Collections;

namespace MyWinRTComponent
{
    // 定义一个简单的接口
    public interface IMyComponent
    {
        string GetMessage();
        void SetMessage(string message);
        event TypedEventHandler<IMyComponent, string> MessageChanged;
    }

    // 定义一个运行时类,实现接口
    public sealed class MyComponent : IMyComponent
    {
        private string _message;

        public MyComponent()
        {
            _message = "Hello, World!";
        }

        public string GetMessage()
        {
            return _message;
        }

        public void SetMessage(string message)
        {
            if (_message != message)
            {
                _message = message;
                OnMessageChanged(message);
            }
        }

        public event TypedEventHandler<IMyComponent, string> MessageChanged;

        private void OnMessageChanged(string message)
        {
            MessageChanged?.Invoke(this, message);
        }
    }
}
  1. 编译WinRT组件

编译项目,Visual Studio会生成一个.winmd文件,该文件包含WinRT组件的元数据描述。这些元数据描述允许其他语言和平台访问和使用你的组件。

  1. 使用WinRT组件

你可以在其他UWP应用中引用并使用这个WinRT组件。以下是一个使用此组件的示例:

在C#中使用WinRT组件

  1. 创建一个新的UWP应用项目。
  2. 在解决方案资源管理器中,右键点击“引用”,选择“添加引用”,然后选择你的WinRT组件项目。
  3. 在代码中使用组件:
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using MyWinRTComponent;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls;

namespace MyUWPApp
{
    public sealed partial class MainPage : Page
    {
        private MyComponent myComponent;

        public MainPage()
        {
            this.InitializeComponent();
            myComponent = new MyComponent();
            myComponent.MessageChanged += OnMessageChanged;
        }

        private void OnMessageChanged(IMyComponent sender, string message)
        {
            // 处理消息更改事件
            MessageTextBlock.Text = message;
        }

        private void UpdateMessageButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            myComponent.SetMessage("New Message");
        }
    }
}

在JavaScript中使用WinRT组件

  1. 创建一个新的空白UWP应用项目(JavaScript)。
  2. 在解决方案资源管理器中,右键点击“引用”,选择“添加引用”,然后选择你的WinRT组件项目。
  3. 在JavaScript代码中使用组件:
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(function () {
    "use strict";
    var myComponent = new MyWinRTComponent.MyComponent();

    document.getElementById("updateMessageButton").addEventListener("click", function () {
        myComponent.setMessage("New Message");
    });

    myComponent.addEventListener("messagechanged", function (sender, message) {
        document.getElementById("messageTextBlock").innerText = message;
    });

    document.getElementById("messageTextBlock").innerText = myComponent.getMessage();
})();

注意事项

  1. 可见性:WinRT组件中的类、方法、属性、事件等必须是publicsealed才能在WinRT中可见。
  2. 支持的数据类型:WinRT组件只能使用WinRT支持的数据类型,如基本数据类型(int、string、double等)、WinRT集合类型(IVector、IVectorView、IMap等)以及自定义WinRT类型。
  3. 异常处理:WinRT组件中的方法应该使用COMException或派生自System.Exception的异常类型来进行错误处理。
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原始发表:2024-09-05,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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    • 2.4 用C#定义WinRT组件
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