TNPW22012/201305 – Webové aplikace v ASP.NET

Mgr. Lukáš Vaceklukas.vacek@uhk.cz

2

Agenda

5• Co je ASP?• Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono?• Výhody a nevýhody ASP.NET• Jak funguje ASP.NET?• PostBack, ViewState, MVC, Razor• Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory• Konfigurace, nasazení v provozu• HTTP moduly, HTTP handlery• Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

3

Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET

• Technologie ASP (Active Server Pages) je „předchůdcem“ ASP.NET!

• ASP vytvořila fy Microsoft, rozšířila se ve druhé polovině 90. let • V této době byla ASP spolu s PHP pravděpodobně nejpoužívanější vývojovou platformou

pro webové aplikace• Programovací jazyky pro ASP: VB Script, JScript...• ASP se nepřekládá (jedná se o interpretované prostředí)!• Na ASP stránkách je možné využívat COM komponenty >> málo rozšířené• Největší problémy ASP:

▫ Špatná udržovatelnost kódu, míchání jednotlivých aplikačních vrstev,▫ neexistence kvalitního vývojového prostředí.

• Pozor: ASP není ASP.NET!

4

Agenda

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET• Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono?• Výhody a nevýhody ASP.NET• Jak funguje ASP.NET?• PostBack, ViewState, MVC, Razor• Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory• Konfigurace, nasazení v provozu• HTTP moduly, HTTP handlery• Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

5

Historie ASP.NET

• 1997 – po vydání IIS 4.0 Mark Anders a Scott Guthrie navrhli nový model pro webové aplikace, který odděluje strukturu od obsahu

• Scott Guthrie v Javě naprogramoval prototyp XSP• Následující beta verze byla přejmenovaná na ASP+, využívala CLR a nový jazyk C#• 2000 – představení veřejnosti jako ASP+, později ASP.NET (.NET jako společný brand)• 2002 – ASP.NET 1.0 jako součást nového .NET Frameworku 1.0• 2003 – ASP.NET 1.1, MS Visual Studio 2003

▫ Doladění základních vlastností• 2005 – ASP.NET 2.0, MS Visual Studio 2005

▫ Master pages, webparts, themes, skins, navigace, membership, XHTML• 2007 – ASP.NET 3.5 se service packy se používá dodnes, MS Visual Studio 2008

▫ C# 3.0, VB9, později AJAX, MVC, LINQ, Entity Framework apod.• 2010 – ASP.NET 4.0, MS Visual Studio 2010• 2012 – ASP.NET 4.5, MS Visual Studio 2012… Novinky v ASP.NET 4.5 (video)

▫ Podpora Windows 8, WinRT, Windows Store, asynchronní programování apod.• http://en.wikipedia.org/wiki/ASP.NET

6

ASP.NET a .NET Framework, základní pojmy

• .NET Framework fy Microsoft je nadstavba nad operačním systémem• ASP.NET je součást tohoto frameworku, v rámci které jsou vytvářeny, nasazovány

a provozovány webové aplikace a webové služby (obvykle na IIS – web server na Win OS)• Aktuální verze je ASP.NET 4.5

• Základní funkcionalitu celého .NET Frameworku a spouštění řízeného (managed) kódu zajišťuje běhové prostředí CLR (Common Language Runtime – obdoba Java/JVM)

• .NET Framework umožňuje používat různé jazyky, např. C#, C++, VB.NET, Python a další, které splňují předpoklady definované v CLS (Common Language Specification)

• Výstupem kompilátoru je řízený kód – tzv. MSIL (Microsoft Intermediate Language) • MSIL je před svým spuštěním přeložen do strojového kódu za pomocí kompilátoru

označovaného jako JITter (Just-in-time)

• .NET Framework obsahuje i jiné části než jen ASP.NET, např. Windows Communication Foundation (WCF) nebo ADO.NET.

7

Architektura .NET, základní schéma

Common Language Specification (CLS)

.NET aplikace (ASP.NET + WinForm)

ADO.NET a XML

Base Class Library (BCL)

Common Language Runtime (CLR)

Windows

Intel/AMD

Windows Mobile

Qualcomm,Samsung…

Windows RT

ARM (nové) – Nvidia, TI, Ql

Linux*

…

AZURE (cloud)

…

C# VB.NET …

8

Projekt Mono

• Projekt MONO je multiplatformní implementace .NET Frameworku, založená na standardech ECMA

• Aktuálně projekt zaštiťuje fy Novell• Mono implementuje běhové prostředí CLR a knihovnu základních tříd BCL• Umožňuje spouštění aplikací vytvořených pod .NET Frameworkem, kompatibilita není

úplně 100%• Mono podporuje např. Linux, Mac OSX, Solaris, Windows atd.

• POZOR! (Zatím) nemá plnou podporu ARM architektury (Windows RT)!

http://www.mono-project.com/Main_Page

Přednáška• Tomáš Petříček, .NET a projekt MONO – Běží .NET i na jiných operačních systémech?• http://www.avc-cvut.cz/avc.php?id=2788&language=cs_CZ

9

Agenda

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono?• Výhody a nevýhody ASP.NET• Jak funguje ASP.NET?• PostBack, ViewState, MVC, Razor• Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory• Konfigurace, nasazení v provozu• HTTP moduly, HTTP handlery• Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

10

Výhody ASP.NET

• Striktně objektový přístup• Řízený (managed) kód, výjimka je možná v C++• Oddělení kódu od designu, větší přehlednost• Kvalitní vývojové prostředí (základní verze zdarma), podpora mnoha jazyků.• Snadná implementace (např. webové služby), konfigurace, testování, deployment• Řešení řady obvyklých problémů je přímo součástí ASP.NET (autentizace, validátory,

navigace, šablony), k dispozici je řada hotových komponent• Jasné oddělení jednotlivých vrstev aplikace a jejich opakovaná použitelnost (web,

desktop, kapesní počítače)• Snadná přístupnost k datům (db, XML, web services, REST, JSON)• Umí řešit (obcházet) bez-stavovost HTTP/(X)HTML• Provádění nativního kódu (vyšší výkon!)• Kvalitní dokumentace

• http://en.wikipedia.org/wiki/ASP.NET

11

Nevýhody ASP.NET

• Pochází od Microsoftu >> předsudky a odmítání• ASP.NET se stále dynamicky rozvíjí (nově WinRT, asynchronní programování…)• V použitelné podobě je ASP.NET zatím dostupná pouze pro OS Windows (obchodní

politika, nedodělané Mono atd.)• Má silnou vazbu na IIS• V ČR je aktuálně málo freehostingů s podporou ASP.NET (je to dražší a technologicky

náročnější než LAMP = linux + apache + mysql + php)• Při nevhodném použití Viewstate roste množství přenášených dat• U Web Forms nemá programátor nad nižšími úrovněmi aplikace dobrou kontrolu, u MVC

je to lepší• ASP.NET je mocný nástroj, ale jeho zvládnutí si vyžádá čas (delší křivka učení)

12

Agenda

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono? Výhody a nevýhody ASP.NET• Jak funguje ASP.NET?• PostBack, ViewState, MVC, Razor• Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory• Konfigurace, nasazení v provozu• HTTP moduly, HTTP handlery• Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

13

Jak funguje ASP.NET?

• ASP.NET stránky používají příponu *.aspx. (existuje celá řada dalších přípon pro další využití – *.ascx, *.asmx, *.ashx, *.config, *.sitemap apod.)

• Provádění ASP.NET stránky v modelu Web Forms (vzor MVP) není lineární (to je rozdíl proti interpretovaným technologiím)!

• V každé fázi zpracování je vyvolána a následně zpracována nějaká událost (Init, Load, UnLoad, Render apod.)

• Kód „pověšený“ na tyto události může být▫ Vyvolán při zpracování nebo uživatelem,▫ součástí *.aspx, v separátním souboru, v DLL knihovně

• Kromě běžného (X)HTML kódu obsahují stránky tzv. serverové ovládací prvky (Server Control, Web Forms), které▫ Zapouzdřují vizuální elementy a zajišťují tak interakci s uživatelem,▫ generují události (změna hodnoty, stisknutí tlačítka, … ), dále zpracovávané programovým kódem

• http://zdrojak.root.cz/clanky/prezentacni-vzory-zrodiny-mvc/

14

Oddělení vzhledu a kódu stránky (Web Forms)

• Vazba mezi šablonou a programovým kódem…▫ <%@Page CodeBehind=... pro VS.NET▫ <%@Page Src=... pro samotný framework

Form1.aspx

<tagy>

Form1.aspx

kód

Form1.aspx.csForm1.aspx.vb

1 soubor 2 soubory

<tagy>

kód

15

Agenda

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono? Výhody a nevýhody ASP.NET Jak funguje ASP.NET?• PostBack, ViewState, MVC, Razor• Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory• Konfigurace, nasazení v provozu• HTTP moduly, HTTP handlery• Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

16

Zpracování událostí (Postback) v ASP.NET web forms

• S událostmi je třeba šetřit, hlavně pokud se nejedná o intranetovou aplikaci…▫ Zvyšují zátěž serveru,▫ Zpomalují klienta.

Prohlížeč

Událost

Server

Zpracování zprávy

Zavolání procedury pro obsluhu události

Obsluha události

Zpráva o události

Aktualizovaná stránka

17

Viewstate

• ViewState je kolekce reprezentující stav stránky a všech obsažených ovládacích prvků• Spolu s technologii PostBack řeší ViewState bez-stavovost HTTP/(X)HTML• Díky Viewstate si prvky mohou zachovávat svůj stav napříč jednotlivými requesty• Do kolekce lze programově přidávat proměnné (tady opatrně!)• Stav prvků se neukládá na serveru, ale je přesouván na klienta a zpět coby skryté pole

formuláře• Možnost volby pro ViewState:

▫ ON – úspora výpočetního času, ale více kB putujících mezi klientem a serverem. ▫ OFF – nastavení hodnot, výpočty, načítání dat z databáze apod. probíhá při každém PostBacku

• Pokud není třeba, zakažte použití ViewState (pro jednotlivé ovládací prvky, celou stránku nebo aplikaci), snížíte objem přenášených dat mezi klientem a serverem

• http://www.aspnet.cz/Articles/235-viewstate-k-cemu-je-a-jak-ho-spravne-pouzivat.aspx

18

ASP.NET MVC

• Z jiných technologií (např. Java Spring MVC) osvědčený Model – View – Controller mění obvyklý způsob zpracování stránky ve Web Forms řízený událostmi

• Pomocí routování URL se rozhoduje, který controller bude konkrétní akci zpracovávat• Striktněji odděluje UI, aplikační logiku a data, zlepšuje kontrolu nad odesílaným (X)HTML

kódem, má možnost přizpůsobení výstupu různým klientským platformám• Lepší testovatelnost, možnost využívání mock objektů

• Nadstavba ASP.NET 3.5, musí se doinstalovat! Od verze 4.0 je MVC podporován přímo• Někdy trochu pracné, programátor si musí zvyknout, určité riziko míchání kódu

• Vznikl na základě poptávky vývojářů!• Je podporován fy Microsoft, bude koexistovat vedle obvyklého Web Forms (MVP)

• http://www.asp.net/mvc/ • http://en.wikipedia.org/wiki/ASP.NET_MVC_Framework • http://www.augi.cz/programovani/aspnet-mvc-a-routing/

19

ASP.NET Razor

• Razor je tzv. view engine, schopný pracovat v kombinaci s MVC nebo Web Forms• Hodí se pro jednodušší aplikace (quick&win vývoj, prototypy), lze jej použít samostatně• Rychlá křivka učení• Razor + WebMatrix (vývojové prostředí) + SQL Server Compact Edition 4.0 (databáze) >>

start pro úplné začátečníky (aspoň podle představ Microsoftu )• Výhodou je možnost vývoje aplikací pro různé platformy (web, desktop, mobily, xbox…)• Je to trochu divočina, jako základní PHP • Bere už v úvahu validaci uživatelských vstupů a parametrizované dotazy do databáze

• http://zdrojak.root.cz/clanky/microsofti-lizatka-pro-zacatecniky-sance-pro-boj-s-php-nebo-krok-zpet/

• http://zdrojak.root.cz/clanky/podrizne-razor-php/

20

Database first vs Model first vs Code first

• Různé přístupy k rychlému vytváření (generování) částí aplikace• Záleží na tom, odkud začínáte, možnosti…

▫ Databáze▫ Datový model▫ Zdrojový kód

• Funkce▫ Základní CRUD operace s daty, ▫ Základní validace/testy vstupních dat (ASP.NET Model Validation)▫ Některé DB frameworky umí i verzování změn (např. EF Code First Migrations)

• LINQ, Entity Framework, Dynamic Data

21

Agenda

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono? Výhody a nevýhody ASP.NET Jak funguje ASP.NET? PostBack, ViewState, MVC, Razor• Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory• Konfigurace, nasazení v provozu• HTTP moduly, HTTP handlery• Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

22

Vyrovnávací paměť (buffer), Cache

Vyrovnávací paměť (buffer)• ASP.NET stránky mají implicitně zapnuté využití vyrovnávací paměti (bufferu) při

sestavování výstupu.• Buffer lze vypnout pomocí příkazu response.buffer = false

Cache• Použití kešování (cache) je vhodné při opakovaných požadavcích na konkrétní stránku• Cache je možné nastavit pro

▫ celou stránku (podle parametrů, jazyka, prohlížeče apod.),▫ část stránky/komponenty (šetří čas nutný pro získání dat),▫ rozšiřitelný objekt Cache (Cache API) – možnost uložení libovolného objektu.

• Flexibilní politiky pro expiraci, možnost invalidace cache při změně souboru apod.

23

Validátory, implicitní validace

• Ověření syntaxe zadaných dat▫ na straně klienta (rychlost, pohodlí),▫ na straně serveru (bezpečnost).

• Různé možnosti zobrazení chyby• Validátory je možné dle potřeby sdružovat do skupin• Různé typy validace

▫ RequiredFieldValidator,▫ CompareValidator,▫ RangeValidator,▫ RegularExpressionValidator,▫ CustomValidator.

• V ASP.NET je možné automaticky zkontrolovat vstupní data od uživatele (od verze 1.1 implicitně povoleno) před jejich zpracováním

<%@ Page validateRequest="true" language="c#" ...

24

Agenda

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono? Výhody a nevýhody ASP.NET Jak funguje ASP.NET? PostBack, ViewState, MVC, Razor Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory• Konfigurace, nasazení v provozu• HTTP moduly, HTTP handlery• Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

25

Konfigurace ASP.NET aplikací

• Je uložena ve formátu XML do souboru web.config v adresáři v *.aspx stránkami

• Obsahuje všechna nastavení ASP.NET (autentizace, kompilace, trasování, ladění, chybové stránky, moduly, handlery, …)

• Jakékoliv uživatelské nastavení je možné definovat v sekci <appSettings>, která je rozšiřitelná >> je možné přidávat vlastní sekce dat

• Můžete využít více web.config souborů v jedné aplikaci, podle adresářové struktury (1 adresář = 1 web.config)

• V souboru machine.config (v adresáři s instalovaným frameworkem) jsou nastaveny parametry pro celý web server (raději tam nelezte!)

26

Nasazení ASP.NET aplikace do provozu

• Stačí zkopírovat na určené místo▫ Odpadá nutnost registrace komponent,▫ Odpadá nutnost restartu služeb/serveru.

• Podpora pro všechny součásti▫ Web stránky, web služby,▫ Zkompilované komponenty (DLL),▫ Konfigurační soubory.

• Aktualizace aplikací je možná za provozu▫ Nakopírujte nové DLL na místo původního,▫ Aplikace použijí nové DLL počínaje příštím klientským požadavkem.

• Pozor na nastavení parametrů, např. debug, trace – na produkci nepovolovat!• Vždy logujte provoz aplikace! Např. pomocí Log4Net.

27

Agenda

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono? Výhody a nevýhody ASP.NET Jak funguje ASP.NET? PostBack, ViewState, MVC, Razor Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory Konfigurace, nasazení v provozu• HTTP moduly, HTTP handlery• Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

28

HTTP moduly, HTTP handlery

• Kromě klasických *.aspx stránek je možné psát webové aplikace na nižší úrovni (moduly a handlery) a s jejich pomocí vyřizovat některé požadavky na serveru

• Některé HTTP moduly, např.▫ Output Cache,▫ Načítání a ukládání Session stavu,▫ Autentizace,▫ Autorizace.

• HTTP moduly je možné skládat na sebe, mohou rozšířit nebo přepsat prakticky všechny činnosti, které při běhu .NET aplikace nastávají

• HTTP handler je vždy na konci, provádí vlastní zpracování (např. *.aspx souborů, načítání obrázků z databáze apod.) požadavku

29

Zpracování požadavku v ASP.NET

Web server (IIS, …)

ASP.NET runtime

Aplikace

HTTP handler(Web form)HTTP handler HTTP handler

(Web services)

HTTP modul

HTTP modul

Global.asax

30

Agenda

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono? Výhody a nevýhody ASP.NET Jak funguje ASP.NET? PostBack, ViewState, MVC, Razor Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory Konfigurace, nasazení v provozu HTTP moduly, HTTP handlery• Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

31

Vývojové nástroje pro ASP.NET

• Visual Studio .NET 2012▫ Nové ASP.NET 4.5 (např. Windows 8, Windows Mobile, Windows RT, asynchronní prog.)▫ Komplexní nástroj v různých verzích, určený pro vývoj, testování a řízení celých projektů

• Základní Express nástroje jsou zdarma na adrese…▫ http://www.microsoft.com/visualstudio/cze/products/visual-studio-express-products ▫ Existuje i „express verze“ MS SQL databáze – vhodné pro menší projekty

• Microsoft WebMatrix… http://www.asp.net/web-pages ▫ Jednoduchý nástroj pro tvorbu webů▫ Optimalizovaný pro Razor

• Ostatníhttp://monodevelop.com/ (MonoDevelop)http://www.icsharpcode.net/OpenSource/SD/ (SharpDevelop)

32

Team Foundation Server

• Microsoft Visual Studio Team Foundation Server 2010 (verze 2012 zatím není)▫ Nástroj pro týmovou spolupráci a komplexní správu celého životního cyklu aplikace▫ Plánování, úkoly, návrh, implementace, verzování zdrojových kódů, různé druhy testů (unit, funkční,

zátěžové…), podpora metodik, reportingy…▫ Integrace s Visual Studiem, MS Project, MS Sharepoint…

• Pro větší projekty nebo týmy vývojářů nezbytnost!

• http://www.microsoft.com/business/smb/cs-cz/servery-a-nastroje/visual-studio.mspx• http://www.youtube.com/watch?v=o75ZeH46SRU • http://www.mstv.cz/ několik českých video podcastů na téma MS TFS a testování

33

Microsoft Sharepoint

• Webová aplikační platforma pro spolupráci v rámci organizace• Aktuální verze Microsoft Sharepoint 2010, různé licence (verze Foundation je zdarma)

• Sdílení dokumentů, informací a znalostí, integrace s Office, emailem a dalšími nástroji• Podpora plánování (kalendáře, úkoly), rozhodovacích procesů (workflow), vyhledávání• Lze vybudovat v podstatě libovolný typ aplikace (portál, blog, wiki) v prostředí

Internetu/Intranetu pomocí vestavěných nástrojů

• Co nejde „naklikat“ přímo, lze naprogramovat pomocí tzv. web parts (.NET komponenty)• V Sharepointu je „všechno“ seznam nebo knihovna

• Spolupracující aplikace: Office, SP Designer, InfoPath, Visual Studio, TFS…

• http://sharepoint.microsoft.com/cs-cz/Pages/default.aspx

34

Agenda

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono? Výhody a nevýhody ASP.NET Jak funguje ASP.NET? PostBack, ViewState, MVC, Razor Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory Konfigurace, nasazení v provozu HTTP moduly, HTTP handlery Vývojové nástroje • Internet, doporučená literatura

35

Odkazy na Internetu

• http://www.asp.net/Default.aspx (Oficiální web pro ASP.NET)• http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd566231.aspx (ASP.NET web development)• http://www.codeproject.com/ (příklady, zdrojové kódy)• http://msdn2.microsoft.com/en-us/default.aspx (MSDN)• http://en.wikipedia.org/wiki/ASP.NET • http://quickstarts.asp.net/previews/ (MVC a spol.)• http://blogs.msdn.com/vyvojari/archive/2009/10/04/zrychlete-v-voj-web-aplikac-s-toolkity.aspx

36

Doporučená literatura

• Písek, Slavoj – ASP.NET začínáme programovat, Grada 2003 • MacDonald, Matthew; Szpuszta, Mario – ASP.NET 3.5 a C# 2008, Zoner Press 2008• Watson, Ben – C# 4.0 – řešení praktických programátorských úloh, Zoner Press 2010 • Esposito, Dino – Programming Microsoft ASP.NET MVC, Microsoft Press 2010• Pasch, Ondřej – Microsoft Sharepoint 2010, Praktický průvodce uživatele, CPress 2011• Curry, Ben – Microsoft Sharepoint 2010, Kapesní rádce administrátora, CPress 2011

37

Souhrn

5 Co je ASP? Vztah ASP a ASP.NET Co je ASP.NET, .NET Framework, Mono? Výhody a nevýhody ASP.NET Jak funguje ASP.NET? PostBack, ViewState, MVC, Razor Vyrovnávací paměť, kešování (cache), validátory Konfigurace, nasazení v provozu HTTP moduly, HTTP handlery Vývojové nástroje Internet, doporučená literatura