设计时与运行时的区别
设计时和运行时的概念网上的中文资料很少，如果不是做第三方组件开发的或者跟设计器开发有关的，几乎用不到这些概念。为了迎合之前几篇博客，我想有必要说一下它两的概念和区别，以及用在什么地方。博客好久没更新，比较忙。
首先，我个人认为“设计时”和“运行时”是针对组件而言的（包括控件），也就是说，一个组件可以处在“运行时”也可以处在“设计时”两个状态，从字面上的意思来看，“设计时”当然是指处在开发阶段，开发人员在设计器中开发组件的时候，而“运行时”指程序处在运行阶段，比如一个button控件，在设计器中的窗体中时，它就处于“设计时”，当程序运行起来之后，这个button还是在窗体中，但它处于“运行时”了。呵，字面上的意思很好理解，那么这两个状态到底有什么用呢？也就是说，微软为什么规定组件有两个状态？想要了解这个问题的答案，我们先得清楚“可视化设计器”（比如VS IDE）的作用，简单的总结一下：可视化设计器提供一个WYSIWYG（所见即所得）的开发环境，为开发人员提供一个更直观的操作平台。可是，就是这么两句简单的话，却迷惑了多少人。我们来看一张图：
如图所示，任何组件都是可以放在“设计器”中设计的（详见前面几篇博客），也就是说，组件具备“可视化设计”的特性，开发人员通过向设计器中添加组件，就可以快速地设计出一个类型（Form1），然后生成代码文档，保存。整个过程需要注意一下几点：
1） 组件具备“可视化设计”的特性，这里的设计并不代表我们可以改变原有组件的代码，比如向设计器中拖进一个Button控件，默认命名“button1”，接着我们编辑它的属性、绑定事件等等，这些所有的操作都只发生在button1身上，并不会影响原来Button类代码。换句话说，只设计“组件实例“。
2） 开发人员向设计器中添加组件（包括控件），设计器中的组件都是“实例”，也就是说图中的label1、textbox1、button1这些东西都是实实在在地“控件实例”，什么叫“控件实例”？就是说它们都有自己的句柄（Handle）、窗口过程（WndProc）（控件即窗体，窗体即控件，窗体都有句柄和窗口过程，不清楚的请看前面的博客），如果诸位不相信，可以用Spy++查看设计器中的这些控件，可以查找出它们的Handle以及其他信息。关于这一点，我前面博客已经解释过，这里我再提一下。
3） 不管我们怎么操作设计器，我们在设计器中看到的东西确实跟程序运行后的界面大概差不多，但是需要明白的是，设计器中的东西全部都是“虚”的，为什么说它是虚的？因为我们一关闭设计器之后，设计器中的东西全部销毁了，而真正有用的东西就是图中③生成的代码文档！对，你没有看错，我更没有写错，代码文档才是我们最终需要的东西，我们可以将它编译生成exe或者dll文件，不是吗？
4） 接3），我们可以一句话来概括一下“设计器”的作用：为了更快的生成想要的代码。是的，设计器最终的目的就是为开发人员快速生成代码，换句话说，假如没有设计器，开发人员完全可以自己去写代码（比如图中的Form1.cs和Form1.Designer.cs），可是没有哪个sb会这样去做，因为那样实在太麻烦了。
5） 我们将生成的代码文档编译生成exe文件，运行之，我们会看见什么？毫无疑问，我们会看见与设计器中差不多类似的界面，有一个label、一个textbox、一个button。这个是为什么？因为生成的代码都是由设计器生成的，我们拖进去一个Label，设计器就会生成类似如下的代码：
Label label1 = new Label();
label1.Location = new Point(10,10);
label1.Text = “label1”;
this.Controls.Add(label1);
//大概类似这样，可能不相同
同理，textbox1和button1也一样。如果我们在属性列表中修改label1的Text属性为“test”，那么，立即有这样的代码生成：
label1.Text = “test”;
注意，以上自动生成的代码都在InitializeComponent方法中，我们将生成的代码编译运行，当然会按照原来设计时的样子一一还原。
如果看懂以上5点的童鞋，那么基本上就能理解本篇博客所要说明的问题了。我们再来回忆一下文章开始提出来的问题：组件为啥要有两个状态，设计时（Design-Time）和运行时（Run-Time）？答案在2）和5）中，已经说过，设计器中的任何组件都是实例，换句话说，你往设计器中拖放组件的时候，会调用它的构造方法，如果该组件恰好是一个控件，那么肯定会激发它的Load事件，当它在设计器中重绘时，肯定会激发它的Paint事件等等等。也就是说，如果我自定义一个控件：
View Code本来设计这个自定义控件的开发人员想让控件加载时，弹出一个消息框，现在问题来了，使用这个自定义控件的coder，只要将该控件拖进设计器时，就会弹出一个MessageBox，毫无疑问，这不是我们希望的。如下图：
这只是一个简单例子，如果我们在开发第三方组建时，需要在某些场合进行IO操作、访问数据库或者操作注册表等等，那么就有必要考虑这些会不会在设计器中发生，比如修改一下上面的代码：
View Code问题就显而易见了，只要你将该控件拖进设计器，那么就会发生“操作注册表”或者“连接数据库”这样的行为。
想要解决以上问题，微软就提出来了“设计时”和“运行时”的概念，其实就我个人理解，同一个组件，它出现在设计器中，它就是处于“设计时”，否则它就是处于“运行时”，每个组件都有一个DesinMode属性，如果该属性为true，那么它就是处于“设计时”，否则，它就是处于“运行时”。（注：该方法判断不太准确，只适合大部分场合，使用所有场合的判断方法现在不必提及）
那么，原有代码就可以修改为：
View Code问题完美解决。设计时和运行时的概念，就像同一个人，出生在官宦之家，那么他就是“官二代”，如果出生在普通家庭，那么他很有可能是所谓的“屌丝”。官二代和屌丝有很大的区别，就像设计器中的Button和运行期间的Button，差别很大。
另外，至于为什么设计器中的组件与运行时的组件能有不同的表现，比如设计器中的组件可以通过属性列表编辑它的属性，可以改变它的位置、大小等等等等，甚至为什么会自动生成代码，这些东西都属于设计器所必须具备的功能，本篇文章不讨论。
代码为word中所写，如有错误，望见谅！希望对诸位有帮助。
上一篇博客详细讲到了设计时（DesignTime）和运行时（RunTime）的概念与区别，不过没有给出实际的Demo，今天整理了一下，做了一个例子，贴出来分享一下，巩固前一篇博客讲到的内容。
简单回顾一下：
- 组件有两种状态，即设计时和运行时，组件存在设计器中时，它就处于“设计时”；组件存在运行过程时，它就处于“运行时”；
- 无论设计器中组件还是运行过程中的组件，它们都是“组件实例”，所谓“实例”，就是new出来了对象，可想而知，无论在设计器中还是运行过程中，组件都会执行一些代码；
- 一般情况下，可以通过组件的DesignMode是否为true，来判断当前组件是否处于“设计时”。（注意是一般情况）；
- 之所以分“设计时”和“运行时”两个状态，主要原因是为了照顾微软的“可视化设计”开发模式，因为任何一个组件都有可能存在于设计器中，有些时候，存在于设计器中的组件与运行中的组件有不同的表现行为。详见上一篇博客中最后举得例子。
为了更为直观地说明“设计时”和“运行时”存在的必要，我做了一个demo，大概描述为：我先设计了一个Ball的控件，它继承自Control，现在我需要让每个Ball受重力的作用，从而能够自由运动，并且能够与容器壁发生碰撞，发生能量损失（速度减小），为了到达这个目的，我从新定义了一个扩展组件（具体含义请参照之前博客），该扩展组件为每个Ball控件扩展出来了一个Gravity属性，当Gravity为true时，Ball就会受重力影响，否则，则不受重力影响。
先看Ball类代码：
1 public class Ball : Control 2 { 3 public Ball() 4 { 5 BackColor = Color.Black; 6 SetStyle(ControlStyles.AllPaintingInWmPaint | ControlStyles.OptimizedDoubleBuffer, true); 7 } 8 protected override void OnResize(EventArgs e) 9 { 10 GraphicsPath p = new GraphicsPath(); 11 p.AddEllipse(ClientRectangle); 12 Region = new Region(p); 13 base.OnResize(e); 14 } 15 }
代码很简单，不做解释。再来看一下扩展组件GravityEngine：
1 [ProvideProperty("Gravity",typeof(Ball))] 2 public partial class GravityEngine : Component,IExtenderProvider 3 { 4 public GravityEngine() 5 { 6 InitializeComponent(); 7 } 8 public GravityEngine(IContainer container) 9 { 10 container.Add(this); 11 InitializeComponent(); 12 } 13 14 Dictionary<Ball, Info> _dic = new Dictionary<Ball, Info>(); 15 Dictionary<Ball, Point> _dic2 = new Dictionary<Ball, Point>(); 16 float _gravity = 9.8f; 17 public void SetGravity(Ball ball, bool flag) 18 { 19 if (_dic.ContainsKey(ball)) 20 { 21 if (!flag) 22 { 23 _dic.Remove(ball); 24 } 25 } 26 else 27 { 28 if (flag) 29 { 30 _dic.Add(ball, new Info()); 31 ball.MouseDown += new MouseEventHandler(ball_MouseDown); 32 ball.MouseUp += new MouseEventHandler(ball_MouseUp); 33 ball.MouseMove += new MouseEventHandler(ball_MouseMove); 34 } 35 } 36 } 37 public bool GetGravity(Ball ball) 38 { 39 if (_dic.ContainsKey(ball)) 40 { 41 return true; 42 } 43 else 44 { 45 return false; 46 } 47 } 48 49 #region IExtenderProvider 成员 50 public bool CanExtend(object extendee) 51 { 52 return extendee is Ball; 53 } 54 #endregion 55 56 private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) 57 { 58 if (!DesignMode) 59 { 60 foreach (KeyValuePair<Ball, Info> pair in _dic) 61 { 62 Ball b = pair.Key; 63 Info info = pair.Value; 64 if (info.Move) //都Gravity影响 65 { 66 info.YSpeed += _gravity; 67 68 b.Left += (int)info.XSpeed; //移动水平位置 69 b.Top += (int)info.YSpeed; //移动垂直位置 70 71 Control parent = b.Parent; 72 if (b.Left <= 0) //碰撞左壁 73 { 74 info.XSpeed = 0.35f * Math.Abs(info.XSpeed); //改变水平速度 75 b.Left = 0; 76 } 77 if (b.Top <= 0) //碰撞上部 78 { 79 info.YSpeed = 0.95f * Math.Abs(info.YSpeed); //改变垂直速度 80 b.Top = 0; 81 } 82 if (b.Left + b.ClientRectangle.Width >= parent.ClientRectangle.Width) //碰撞右壁 83 { 84 info.XSpeed = (-1) * 0.35f * Math.Abs(info.XSpeed); //改变水平速度 为负 85 b.Left = parent.ClientRectangle.Width - b.ClientRectangle.Width; 86 } 87 if (b.Top + b.ClientRectangle.Height >= parent.ClientRectangle.Height) //碰撞底部 88 { 89 info.YSpeed = (-1) * 0.95f * Math.Abs(info.YSpeed); //改变垂直速度 为负 90 b.Top = parent.ClientRectangle.Height - b.ClientRectangle.Height; 91 } 92 } 93 } 94 } 95 } 96 97 void ball_MouseMove(object sender, MouseEventArgs e) 98 { 99 Ball b = sender as Ball; 100 if (_dic.ContainsKey(b)) 101 { 102 if (_dic2.ContainsKey(b)) // 103 { 104 Point p = b.PointToScreen(e.Location); //将ball坐标系的值 转换屏幕坐标系的值 105 Point delta = new Point(p.X - _dic2[b].X, p.Y - _dic2[b].Y); 106 b.Location = new Point(b.Location.X + delta.X, b.Location.Y + delta.Y); 107 _dic[b].XSpeed = delta.X; 108 _dic[b].YSpeed = delta.Y; 109 110 _dic2[b] = p; 111 } 112 } 113 } 114 115 void ball_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e) 116 { 117 Ball b = sender as Ball; 118 if (_dic.ContainsKey(b)) 119 { 120 _dic2.Remove(b); 121 _dic[b].Move = true; 122 } 123 } 124 125 void ball_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e) 126 { 127 Ball b = sender as Ball; 128 if (_dic.ContainsKey(b)) 129 { 130 Point _down = b.PointToScreen(e.Location); //将ball的坐标系的值 转换成屏幕坐标系的值 131 _dic2.Add(b, _down); 132 _dic[b].Move = false; //鼠标选中 不受gravity影响 133 _dic[b].XSpeed = 0; 134 _dic[b].YSpeed = 0; 135 } 136 } 137 }
正如诸位所见，扩展属性为Gravity，目标位Ball（[ProvideProperty("Gravity",typeof(Ball))]），为了存储每个Ball的信息，我还定义了一个Info类，代码如下：
1 class Info 2 { 3 float _xSpeed = 0; //水平速度 4 float _ySpeed = 0; //垂直速度 5 bool _move = true; //是否受gravity影响 6 7 public float XSpeed 8 { 9 get 10 { 11 return _xSpeed; 12 } 13 set 14 { 15 _xSpeed = value; 16 } 17 } 18 public float YSpeed 19 { 20 get 21 { 22 return _ySpeed; 23 } 24 set 25 { 26 _ySpeed = value; 27 } 28 } 29 public bool Move 30 { 31 get 32 { 33 return _move; 34 } 35 set 36 { 37 _move = value; 38 } 39 } 40 }
Info类记录每个Ball当前的水平速度、垂直速度以及是否受重力影响（当鼠标选中Ball时，不受重力影响）。
编译之后，生成一个Ball控件和一个GravityEngine扩展组件，你可以再ToolBox看到。将Ball拖进设计器中的窗体中，然后将GravityEngine拖进设计器，Ball的属性栏就多一个扩展属性“gravityEngine1上的Gravity”，类型为bool。你可以通过设置该属性为true，从而使该Ball受重力作用。编译通过后，界面效果为：
gif截图效果不太好，所以看着不连贯。如果文章到这儿就完了，那就体现不了本篇博客的任何价值，本文开始就表明本文需要说明“设计时”和“运行时”存在的必要性。
我们回过头来看一下GravityEngine的代码，其中Timer组件Tick事件处理程序Timer1_Tick中，一开始，就判断了DesignMode的值（if(!DesignMode)）也就是说，如果组件（GravityEngine）不处于“设计时”，才开始执行下面的代码（让Ball受重力作用），如果GravityEngine处于“设计时”（也就是存在于设计器中），那么就不会执行下面的代码，是的！这个判断很重要，因为如果没有该判断，无论GravityEngine组件处于设计器中还是实际运行过程中，都会执行Timer1_Tick中那部分代码，这就出现问题了，在你设计的时候，也就是在设计器中，就可以看到Ball受重力作用运动，这个太可怕了，你根本固定不了Ball的位置！我去掉判断，看一下设计器中的截图效果：
如图，设计器中的Ball控件从矩形中掉下来了。分析主要原因，就是之前讲到的，无论设计器中的组件还是实际运行过程中的组件，都是“组件实例”，都运行了代码，因此，就算在设计器中，Ball也难逃GravityEngine组件的重力控制。
前几天看见网上有人问读取IO数据的问题，尤其像是串口、Socket通信之类的，需要循环接收外来数据的场合，这些时候最好用到APM（异步编程模型），.net中一般以Begin开头的方法基本都属于该范畴，大多数都是操作IO的，当然也有例外，比如BeginInvoke。很多都属于操作IO，比如上面提到的串口、Socket，还有操作麦克风、摄像头等等，甚至鼠标键盘这些我们不常用到（我指的是不需要我们开发人员直接操作）都是，我找机会整理总结一下，包含很多知识，比如读取数据、判断数据完整性、分析数据、提高底层数据接收效率等等等。
希望对诸位有帮助。