.NET 2.0 中的自定义配置处理
——编程模型
发布日期：2006-8-21 § 更新日期：2006-8-21
钟峰(Popeye Zhong)中汉软件有限公司(Zongsoft Corporation)
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引言
现代软件开发中，各种技术、技巧越来越依赖配置，譬如客户端对用户体验的个性化设置、系统的各种运行时参数设置、可插拔的插件机制、基于配置的IoC架构模式等。配置方式也从最初的二进制存储格式逐步过度到INI文本格式直至今时所广泛使用的Xml格式。使用Xml格式进行配置，大大提高了对设置数据的表现能力，但是在 .NET 1.x 中对Xml配置的操控还有诸多不便，尤其是对Xml配置的存储同步机制很不完善，而从 .NET 2.0 开始，框架提供了更丰富和易于操控使用的机制。
.NET 中的配置文件(Xml)必须以“<configuration>”为根节点，配置文件分为两大部分：配置声明区和数据设置区。
- 配置声明区：位于<configuration><configSections>内，通过<section>节点进行声明定义。
- 数据设置区：位于<configuration>根节点内除<configSections>以外的任意节点。
数据设置区可以是用户定义的任意结构层次，但是其“根节点”必须预先在设置声明区定义，运行时会进行有效性检测，一旦发现没有声明的配置节点则会产生一个运行时配置异常。
范例配置文件<configSections>
<section name="dataSystems" type="SWSystem.Data.Configuration.DataSystemsSection, SWSystem.Data" />
</configSections>
<dataSystems>
<dataSystem name="iMRP" currentProvider="SQLProvider">
<dataProvider name="MSSqlProvider" type="SWSystem.Data.Providers.SQLDataProvider" dataFile="D:\Zongsoft\Develop 2005\SWSystem.Data\Services\SWDataEngine.xml" connectionString="UID=sa;PWD=;Initial Catalog=iMRP;Data Source=127.0.0.1" />
<dataProvider name="PostgreSqlProvider" type="SWSystem.Data.Providers.PostgreDataProvider" dataFile="D:\Zongsoft\Develop 2005\SWSystem.Data\Services\SWDataEngine.xml" connectionString="Server=127.0.0.1;Port=5432;User Id=postgres;Password=postgres;Database=iMRP;Encoding=UNICODE;" />
<dataModules>
<add name="StockModule" type="Zongsoft.Applications.iMRP.Business.StockModule, Zongsoft.Applications.iMRP.Business" />
</dataModules>
</dataSystem>
</dataSystems>
</configuration>
概述
在.NET 2.0中实现自定义配置，可以使用编程或声明性（属性化）代码编写模型创建自定义配置节。
- 编程模型。此模型要求为每个节属性 (Attribute) 创建一个用于获取和/或设置其值的属性 (Property)，并将其添加到基础 ConfigurationElement 基类的内部属性 (Property) 包中。
- 声明模型。这种比较简单的模型也称为属性 (Attribute) 化模型，允许您通过使用属性 (Property) 来定义节属性 (Attribute)，并使用属性 (Attribute) 对其进行修饰。
配置文件中的元素称为 基本XML元素 或 节。基本元素只是具有相关属性（如果有）的简单 XML 标记。节最简单的形式与基本元素一致。而复杂的节可以包括一个或多个基本元素、元素的集合以及其他节。
ConfigurationProperty 类表示配置节点中的特性(Attribute)或它的子元素，我们要做的就是通过 ConfigurationProperty 类将配置实体类中的属性(Property)映射到对应的节点特性(Attribute)。
配置声明
要在配置文件中使用自定义的配置数据，必须在声明区通过<section>节点对自定义配置节处理程序进行声明，该节点有两个必需属性：name 和 type。
- name 属性：指定与 type 属性中指定的配置节处理程序关联的配置节或元素的名称。这是该元素在配置文件的设置区中使用的名称。
-
type 属性：指定用来处理 name 属性所指定的设置节的处理程序。使用如下格式：
type="ConfigurationSectionHandlerClass, AssemblyFileName, Version, Culture, PublicKeyToken"
如果对处理程序的版本没要求，或者其为无区域和强签名的程序集，则可以省略后面的三项，否则必须严格匹配版本。注意：程序集文件名不要带其扩展文件名（通常为.dll）。
范例配置文件中的配置声明定义如： <section name="dataSystems" type="SWSystem.Data.Configuration.DataSystemsSection, SWSystem.Data" /> 则表示数据设置区中的<dataSystems>节点由 SWSystem.Data.Configuration.DataSystemsSection 类进行处理，并且该类位于 SWSystem.Data 程序集中。
在 .NET 1.x 中要实现自定义的配置处理程序类，其必须实现 IConfigurationSectionHandler 接口，现在 .NET 2.0 中只需要将你的处理程序类继承自 ConfigurationSection 类即可。其处理步骤大致如下：
- 首先定义并创建一个 ConfigurationPropertyCollection 类的实例，用以保存配置节点的特性(Attribute)以及它的所有子元素映射，当然你也可以使用 ConfigurationElement 基类中的 Properties 属性。
- 然后创建 ConfigurationProperty 类以映射到对应的节点特性(Attribute)或子元素。
- 在类型构造函数或实例构造函数中，将创建的 ConfigurationProperty 类实例加入到已创建好的 ConfigurationPropertyCollection 集合中。
最终，我们的范例配置处理程序类看起来可能是这样（如果你使用声明模式则代码看起来没有这么麻烦，这些配置属性类将由框架运行时帮你反射生成，正因为如此，所以它的运行时效率要差些。）：
public class DataSystemsSection : ConfigurationSection
{
private static readonly ConfigurationProperty _dataSystems = new ConfigurationProperty(null, typeof(DataSystemElementCollection), null, ConfigurationPropertyOptions.IsDefaultCollection);
private static ConfigurationPropertyCollection _properties = new ConfigurationPropertyCollection();
static DataSystemsSection()
{
_properties.Add(_dataSystems);
}
public DataSystemElementCollection DataSystems
{
get
{
return (DataSystemElementCollection)base[_dataSystems];
}
}
protected override ConfigurationPropertyCollection Properties
{
get
{
return _properties;
}
}
}
节点映射/配置实体
为所有的配置节点创建对应的配置实体类，该类中的属性(Property)对应节点中的特性(Attribute)和子元素(集合)。其编写步骤和开发方式与处理程序类似，只是这时我们的基类变成了 ConfigurationElement。
public class DataSystemElement : ConfigurationElement
{
private static readonly ConfigurationProperty _name = new ConfigurationProperty("name", typeof(string), null, null, new StringValidator(1), ConfigurationPropertyOptions.IsKey | ConfigurationPropertyOptions.IsRequired);
private static readonly ConfigurationProperty _currentProvider = new ConfigurationProperty("currentProvider", typeof(string), string.Empty, ConfigurationPropertyOptions.IsRequired);
private static readonly ConfigurationProperty _dataModules = new ConfigurationProperty("dataModules", typeof(DataModuleElementCollection), null, ConfigurationPropertyOptions.None);
private static readonly ConfigurationProperty _dataProviders = new ConfigurationProperty(null, typeof(DataProviderElementCollection), null, ConfigurationPropertyOptions.IsRequired | ConfigurationPropertyOptions.IsDefaultCollection);
private static ConfigurationPropertyCollection _properties = new ConfigurationPropertyCollection();
#region 类型构造函数
static DataSystemElement()
{
_properties.Add(_name);
_properties.Add(_currentProvider);
_properties.Add(_dataProviders);
_properties.Add(_dataModules);
}
#endregion
#region 构造函数
public DataSystemElement()
{
}
public DataSystemElement(string name)
{
this.Name = name;
}
public DataSystemElement(string name, string currentProvider)
{
this.Name = name;
this.CurrentProviderName = currentProvider;
}
#endregion
#region 公共属性
public string Name
{
get
{
return (string)base[_name];
}
set
{
base[_name] = value;
}
}
public String CurrentProviderName
{
get
{
return (string)this[_currentProvider];
}
set
{
this[_currentProvider] = value;
}
}
public DataModuleElementCollection DataModules
{
get
{
return (DataModuleElementCollection)base[_dataModules];
}
}
public DataProviderElementCollection DataProviders
{
get
{
return (DataProviderElementCollection)base[_dataProviders];
}
}
#endregion
}
需要注意的是，<dataProvider> 和 <dataModules> 子元素处理方式的差异。
- <dataModules> 是个嵌套的集合节点，它下面有标准的 <add>, <remove>, <clear> 子元素，且 <dataModules> 元素不能在同一个 <dataSystem> 节点下出现多次。
- <dataProvider> 是 <dataSystem> 节点下的直接子节点集合，<dataProvider> 是可以在同一个父节点下出现多次的集合项节点，故需要对其映射的 ConfigurationProperty 类构造函数中的 options 参数包含 ConfigurationPropertyOptions.IsDefaultCollection 枚举项（它指示.NET框架构造一个嵌套节），另外，不能指定它对应的配置节点的名字，即必须保持构造函数中 name 参数的值为空引用([C#]null/[VB.net]Nothing)或空字符串(String.Empty/"")。
节点集合
创建派生自 ConfigurationElementCollection 的类，在派生类中必须重写(override)的抽象方法：
- protected abstract ConfigurationElement CreateNewElement()
- 在从配置文件加载集合时，会调用该方法以创建各个元素。重写该方法以创建特定类型的自定义 ConfigurationElement 对象。
- protected abstract object GetElementKey(ConfigurationElement element)
- 在派生类中重写时获取指定配置元素的键值。
对于非默认的节点集合类，还必须重写 CollectionType 和 ElementName 只读属性的getter，其代码可能如下：
protected override string ElementName
{
get
{
return "dataProvider"; //"dataProvider" replace with your elementName in collection.
}
}
public override ConfigurationElementCollectionType CollectionType
{
get
{
return ConfigurationElementCollectionType.BasicMap;
}
}
可以重写 ThrowOnDuplicate 只读属性的getter，以指示当向 ConfigurationElementCollection 添加重复的 ConfigurationElement 是否会导致引发异常。默认情况，只有当该元素的 CollectionType 值为 AddRemoveClearMap 或 AddRemoveClearMapAlternate 时才会引发异常，如果希望非默认节点集合不接受重复项(通常如此)，那么就必须重写该属性的getter，始终返回真(true)。
请注意，键和值都相同的元素不会被视为重复元素，而是接受此类元素且不出现提示，只有键相同而值不同的元素才被视为是重复元素。原因是这些元素不会进行竞争。但是，无法添加键相同而值不同的元素，因为无法从逻辑上确定哪个竞争值有效。
索引器的设计模式
通常需要定义索引器的两个重载(overloads)，一个接受整型数下标的可读写的索引器；一个是接受字符串键值的只读索引器。
public DataProviderElement this[int index]
{
get
{
return (DataProviderElement)BaseGet(index);
}
set
{
if(BaseGet(index) != null)
BaseRemoveAt(index);
BaseAdd(index, value);
}
}
public new DataProviderElement this[string name]
{
get
{
return (DataProviderElement)BaseGet(name);
}
}
其他事项
通常还需要公开一些对集合操作的方法，大致如下：
public int IndexOf(DataProviderElement value)
{
return BaseIndexOf(value);
}
public void Add(DataProviderElement value)
{
BaseAdd(value);
}
public void Remove(DataProviderElement value)
{
if(BaseIndexOf(value) >= 0)
BaseRemove(value.Name);
}
public void Remove(string name)
{
BaseRemove(name);
}
public void RemoveAt(int index)
{
BaseRemoveAt(index);
}
public void Clear()
{
BaseClear();
}
总结
这只是我想要撰写的有关 .NET 2.0 中的基础技术篇文章中的第一篇。在这篇文章中，我介绍了有关配置方面的一些基本概念，并阐述了在 .NET 2.0 中如何定制你自己的配置处理程序，以及这过程中需要注意的一些细节问题。您已经看到，通过对 .NET 2.0 中提供的基础架构的扩展，我们可以很容易完成特性化的配置定制。
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作者：钟峰(Popeye Zhong)目前是 北大青鸟（深圳中青）培训中心 的讲师，负责讲授.NET和SQL数据库开发课程。他曾经使用 C 语言做过图形程序设计，在相当长的一段时期内从事 COM/COM+ 组件的开发和设计工作，并且短暂的做过 Lotus/Notes 和 Dialogic 语音卡程序的开发，从2003年初开始使用.NET这个充满趣味和挑战的开发平台。感兴趣的除了企业应用架构设计、组件开发、安全、图像处理外还对汽车和枪械模型有浓厚的兴趣。如果希望与他联系，可访问 http://sw515.cnblogs.com 或者Email SW515#21cn.com 。