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MEF - Managed Extensibility Framework - De la magie est des plugins !

Une gestion de plugin simplifiée 

Actuellement encore en preview mais très utilisable depuis la Preview 2 du mois d’octobre, MEF est un nouveau procédé de gestion des plugins pour le Framework .NET.

Projet Open Source se trouvant sur CodePlex (http://www.codeplex.com/MEF) MEF facilite l’implémentation des addins (ou plugins) en automatisant la liaison entre les propriétés du programme qui importe des valeurs et les addins qui exportent les valeurs. Sachant que tout module peut être importateur et exportateur à la fois, permettant des chaînes de addins eux-mêmes supportant des addins…

MEF et les autres

Microsoft a intégré dans le Framework 3.5 une gestion des plugins  qui se base sur l’espace de nom System.Addin. L’approche est différente de MEF et le choix n’est pas évident entre ces deux solutions.  D’autant qu’il en existe une troisième ! En effet, Microsoft a aussi publié le Composite Application Guidance for WPF, spécifiquement dédié aux applications de ce type donc, dont la dernière version date de juin…

MEF est utilisable aussi sous WPF, même sous Silverlight mais je n’ai pas encore testé cet aspect là.

Comment choisir ?

Personnellement l’approche de MEF me convient très bien, c’est assez simple et cela répond aux besoins d’une gestion de plugins (ou addins). En ces temps d’avalanche de technologies toutes plus alléchantes les unes que les autres chez Microsoft il est vrai que je suis assez tenté par la simplicité de MEF qui évite de trop s’encombrer les neurones déjà bien saturés ! Simple et complet, je préfère donc MEF, mais je suis convaincu que dans certains cas la solution spécifique à WPF est mieux adaptée ou que System.Addin apporte certains petits plus (sécurité par exemple). J’avoue bien humblement que je n’ai pas encore trouvé le temps de tester à fond System.Addin ni la solution WPF. A vous de voir donc, et le mieux c’est de regarder de près en testant chaque approche. Ici je vais vous parler de MEF, pour les autres solutions suivez les liens suivants :

Composite Applicationn Guidance for WPF (http://msdn.microsoft.com/en-us/library/cc707819.aspx)

Pour System.Addin je vous conseille les 12 billets de Jason He qui sont plus parlant que l’aride documentation de l’espace de nom sur MSDN. (http://blogs.msdn.com/zifengh/archive/2007/01/04/addin-model-in-paint-net-1-introduction.aspx)

MEF – Le principe

Le but est de simplifier l’écriture d’applications dites  extensibles. MEF automatise la découverte des modules (les plugins) ainsi que la composition des valeurs, c'est-à-dire un lien automatique entre les valeurs exportées et le module importateur. De prime abord c’est pas forcément très clair, mais le code qui va venir va vous éclairez (je l’espère en tout cas !). En première approximation disons que la composition dans MEF est une sorte de Databinding qui relie une propriété déclarée dans l’importateur à une ou plusieurs valeurs du ou des modules exportateurs (les plugins).

MEF – Les avantages

MEF est assez simple, je l’ai dit, et c’est un gros avantage (mais pas simpliste, nuance). Il est Open Source c’est un plus. Mais surtout MEF évite de réinventer la poudre à chaque fois qu’on désire implémenter une gestion de plugins. Et toute application moderne se doit d’être extensible ! Qu’il s’agisse d’applications à usage interne ou bien de logiciels d’éditeur, c’est souvent l’extensibilité et les plugins qui font le succès d’une application, ou aide grandement à celui-ci. Disposer d’une solution fiable pour résoudre ce problème d’architecture très courant est donc l’avantage principal de MEF.

Les extensions créées avec MEF peuvent être partagées par plusieurs applications, elles peuvent elles-mêmes utiliser des extensions et MEF saura les charger dans le bon ordre automatiquement.

MEF propose un ensemble de service de découverte simplifiant la localisation et le chargement des extensions. On trouve aussi un système de lazzy loading et un mécanisme de métadonnées riches permettant aux plugins d’informer l’hôte sur sa nature ou transmettre des données complémentaires.

Un Exemple ! Un Exemple !

Bon, je ne vais pas refaire la doc de MEF, qui n’existe pas d’ailleurs (enfin si mais c’est encore très partiel), et pour illustrer le propos je vais expliquer le fonctionnement de MEF au travers d’un exemple le plus simple possible (ce billet s’annonce déjà bien long !).

Installer MEF

Avant toute chose, et pour faire tourner l’exemple (et vous amuser avec MEF), il faut que vous installiez MEF. Rassurez-vous, c’est très simple, sur le site de MEF (indiqué en introduction) vous trouverez dans l’onglet Releases le dernier zip à télécharger. Il suffit de prendre le contenu du zip et de le copier quelque part sur votre disque. C’est tout.  Le source est fourni ainsi que la lib compilée. Il suffit dans une application d’ajouter une référence à la DLL « System.ComponentModel.Composition.dll » se trouvant le répertoire /Bin du fichier téléchargé et l’affaire est jouée. Un Using de System.ComponentModel.Composition sera nécessaire dans l’application hôte ainsi que dans les applications fournissant un service (les DLL des plugins).

L’application exemple

Je vais faire très simple comme annoncé : prenons une application console. Cette application doit appliquer des calculs à des valeurs. Tous les algorithmes de calcul seront des plugins. Algorithme est un bien grand mot puisque dans cet exemple j’implémenterai l’addition et la multiplication. Dans la réalité les plugins découverts seraient par exemple ajoutés à un menu ou une toolbar. Ici nous nous contenterons de les lister à la console et de les appeler sur des valeurs codées en dur (dans une vraie calculette les valeurs seraient saisies par l’utilisateur).

Le contrat

Le plus intelligent pour une gestion de plugin est bien entendu d’avoir une ou plusieurs interfaces décrivant ce que sait faire un plugin. C’est le contrat (ou les contrats) entre l’hôte et ses plugins.

Ainsi nous allons ajouter à notre solution un projet de type DLL pour décrire cette interface. Cela se fait dans un projet séparé puisque l’interface doit être techniquement connu à la fois de l’hôte et des plugins et qu’il faut éviter à tout prix l’existence de dépendances entre ces deux niveaux de l’architecture. De plus l’interface peut ainsi être diffusée avec l’exécutable pour que des tiers puissent écrire des plugins.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
 
namespace MEFInterface
{
    public interface ICompute
    {
        double Compute(double x, double y);
        string OperationName { get; }
    }
}

Le code ci-dessus est très simple. Comme on le voit ce projet DLL ne fait aucune référence à MEF ni à notre application ni à rien d’autre d’ailleurs (en dehors du Framework). L'interface ICompute expose une méthode Compute() et une propriété de type chaîne OperationName. Compute réalise le calcul sur les deux valeurs passées en paramètre et OperationName retourne le nom de l'algorithme pour que l'hôte puisse éventuellement fabriquer un menu listant tous les plugins installés.

Les plugins

Cela peut sembler moins naturel de commencer par les plugins que par l’application hôte mais je pense que vous comprendrez mieux dans ce sens là. Donc comment implémenter un plugin ?

Nous ajoutons à notre solution un nouveau projet de type librairie de classes qui sera faite d’une seule classe implémentant l’interface que nous venons de voir. Prenons l’exemple de la DLL de l’addition, sachant que celle gérant la multiplication est identique (au calcul près) et que nous pourrions créer ainsi une ribambelle de projets implémentant autant d’algorithmes de calculs que nous en voulons.

Le projet ModuleAddition contient ainsi un fichier Addition.cs, fichier contenant le code suivant :

(code

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.ComponentModel.Composition; // MEF
using MEFInterface; // interface des plugins
 
namespace ModuleAddition
{
 
    [Export(typeof(ICompute))] // exporter la classe vue sous l'angle de l'interface partagée
    public class Addition : ICompute
    {
        // Réalise l'addition de deux doubles.
        public double Compute(double x, double y)
        {
            return x + y;
        }
 
        public string OperationName { get { return "Addition"; } }
 
    }
}

Ce code est redoutablement simple et n’a pas grand-chose de spécial. Il implémente l’interface que nous avons définie (d’où le using à MEFInterface, nom de notre projet interface, rien à voir avec un module de MEF donc, et la référence ajoutée cette DLL).

Ce qui est spécifique à MEF se résume à deux choses : d’une part le using de System.ComponentModel.Composition qui implique l’ajout dans les références de la DLL de MEF et d’autre part l’attribut Export qui décore la classe Addition (implémentant l’interface ICompute que nous avons créée).

L’attribut Export possède des variantes, ici l’usage que nous en faisons indique tout simplement à MEF que la classe en question est un fournisseur de service plugin et qu’il faut la voir non pas comme une classe mais comme l’interface ICompute. C’est un choix, il peut y en avoir d’autres, mais concernant une gestion de plugin cette approche m’a semblé préférable.

Concernant le code de la classe Addition on voit qu’elle implémente les éléments de notre interface donc la méthode Compute qui retournera ici l’addition des deux paramètres. Dans la classe Multiplication (l’autre plugin non visible ici) c’est la même chose, sauf que Compute calcule la multiplication. La propriété OperationName de l’interface est implémentée en retournant le nom de l’algorithme de calcul exposé par le plugin. Ce nom sera utile à l’hôte pour créer un bouton, une entrée de menu, etc.

On notera que MEF supporte la notion de métadonnées. Il existe ainsi des attributs permettant de décorer une classe en ajoutant autant de couple clé / valeur qu’ont le souhaite. Le nom du plugin, sa version, le nom de l’auteur et bien d’autres données peuvent ainsi être transmis à l’hôte via ce mécanisme que je ne démontre pas ce billet.

Pour simplifier les tests notons que j’ai modifié les propriétés du projet de chaque plugin pour qu’en mode debug les DLL soient directement placées dans le répertoire de debug de l’application hôte. Jai choisi ici aussi la simplicité : les plugins doivent être dans le répertoire de l’exécutable. Bien entendu dans la réalité vous pouvez décider de créer un sous-répertoire à votre application pour les plugins, ce qui est même plus propre.

L’hôte

Le voici ! Application en mode console (quel mode merveilleux pour les tests !), son fonctionnement est rudimentaire : nous voulons que l’application découvre grâce à MEF tous les plugins installés et que pour chacun elle affiche le nom de l’opération et effectue un appel au calcul correspondant. Les valeurs servant à ces derniers sont figées dans le programme, pas question d’ajouter une gestion de saisie utilisateur dans cette démo.

Les using et références

Pour fonctionner le programme doit faire référence à la fois à la MEF et au projet interface (aux projets interfaces si nous supportions plusieurs types de plugins par exemple).

Ces références trouvent leur pendant dans les using :

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.ComponentModel.Composition; // MEF
using MEFInterface;
using System.IO; // interface des addins

La section Main

Elle aura pour rôle de créer une instance de l’objet programme et d’appeler sa méthode Run (nom arbitraire bien entendu). Rien de spécial à comprendre donc.

static void Main(string[] args)
{
   new Program().Run();
}

La propriété importée

Nous avons vu que les plugins exportent une (ou plusieurs) valeur(s), dans notre exemple il s’agit d’instances de classes supportant l’interface ICompute. Du côté de l’hôte il faut « quelque chose » pour importer ces valeurs.

C’est le rôle de la propriété  Operations dans notre code :

[Import] // attribut marquant une propriété importée depuis les addins découverts
        public IEnumerable<ICompute> Operations { get; set; }

Comme vous le voyez cette propriété est une liste. Cela s’explique par le fait que nous supportons plusieurs plugins à la fois. Dans le cas contraire (un seul plugin) la propriété aurait été directement du type de l’interface ICompute. Un seul plugin peut sembler étrange mais cela peut correspondre à une partie spécifique de votre application que vous désirez pouvoir personnaliser à tout moment en fournissant simplement une nouvelle DLL qui écrasera celle installée chez les utilisateurs. Un mode d’utilisation à ne pas négliger… Mais ici nous supportons plusieurs plugins à la fois et notre propriété est ainsi une liste.  Autre spécificité liée à la MEF, la propriété est décorée par l’attribut Import qui indique à MEF qu’il devra faire le binding entre la propriété et les plugins supportant le type de celle-ci.

Le code du Run

L’application se déroule ici. Nous commençons par appeler une méthode Compose() dont le rôle sera justement de mettre en route toute la magie de MEF. Nous verrons cela plus bas. Ensuite nous ne faisons que boucler sur la collection représentée par notre propriété comme si nous y avions déjà placé du contenu et nous l’utilisons « normalement » c'est-à-dire comme si MEF n’existait pas. Rien de bien sorcier là non plus, un foreach énumère toutes les entrées (des instances vues comme des interfaces ICompute) et utilise les méthodes et les propriétés accessibles (le nom du plugin et son unique méthode Compute).

private void Run()
{
    Compose();
    Console.WriteLine("Operation Addins detected (test on x=5 and y=6) :");
    foreach (var operation in Operations)
    {
        Console.WriteLine(operation.OperationName+" : "+operation.Compute(5,6));
    }
    
    Console.ReadLine();
}

Comme vous le constatez, il n’y aurait pas MEF que nous aurions écrit le même code, sauf que nous trouverions quelque part, à la place de l’appel à Compose que nous allons voir maintenant, un code qui aurait « rempli » la propriété Operations en créant des instances de classes supportant ICompute.

Le code de Compose

Ecrire un bout de code qui créée des instances de classes supportant ICompute et remplir la liste Operations (la propriété liste de notre application), c’est ce que fait la méthode Compose. Mais c'est en réalité c’est MEF qui va le faire pour nous, et mieux encore, il va aller chercher tout ça dans des DLL de plugins.

Regardons le code de Compose :

private void Compose()
{
    // création du catalogue. Les addins sont dans le répertoire de l'exe
    var catalog = new DirectoryPartCatalog(System.Reflection.Assembly.GetExecutingAssembly().Location);
    // créé le conteneur
    var container = new CompositionContainer(catalog.CreateResolver());
    // ajoute this pour qu'il puisse être lié via ses attributs 'import'
    container.AddPart(this); 
    // réalise la composition (connexion de tous les exports à tous les imports)
    container.Compose();
}

4 lignes. 4 lignes seulement pour : 

  1. créer un catalogue de plugins d’après un répertoire disque,
  2. créer un conteneur qui est le point de fusion où se rencontre les exportateurs et les importateurs,
  3. ajouter l’instance de notre application au conteneur (puisqu’elle est consommatrice via sa propriété marquée Import), d) demander au conteneur d’effectuer le binding entre tous les exportateurs et tous les importateurs. Incroyable non ?

Et c’est tout !

Ce qui va se passer au lancement de l’application est assez simple : MEF va balayer tout le répertoire indiqué dans le catalogue (qui peut contenir plusieurs répertoires), chercher les DLL et tester pour chacune celles qui exportent des éléments compatibles avec les importations. Qu’il s’agisse ici de notre application (consommatrice via son Import) ou même des plugins entre eux qui peuvent aussi avoir des relations consommateur / fournisseur.

C’est là que réside la magie de MEF qui va ensuite faire le nécessaire pour renseigner automatiquement toutes les propriétés ayant l’attribut Import.  Dans notre cas MEF va détecter que deux DLL sont compatibles avec l’Import de notre application. Il va créer des instances des classes supportant l’interface ICompute, en faire une liste qui sera placée dans la propriété Operations automatiquement.

Il ne reste plus à notre application qu’à utiliser la propriété Operations comme n’importe quelle autre propriété, sauf qu’ici son contenu a été créé par MEF automatiquement.

Conclusion

Simple et un peu magique, c’est ça MEF.

MEF règle un problème récurrent d’architecture, l’extensibilité, de façon simple et élégante. Bien entendu MEF permet de faire plus choses que ce que j’en montre ici. A vous de le découvrir en le téléchargeant et en étudiant les exemples et le début de documentation fourni !

Le code du projet VS2008 : MEFExample.zip (16,08 kb)

Contourner le problème de l'appel d'une méthode virtuelle dans un constructeur

Ce problème est source de bogues bien sournois. J'ai déjà eu l'occasion de vous en parler dans un billet cet été (Appel d'un membre virtuel dans le constructeur ou "quand C# devient vicieux". A lire absolument...), la conclusion était qu'il ne faut tout simplement pas utiliser cette construction dangereuse. Je proposais alors de déplacer toutes les initialisations dans le constructeur de la classe parent, mais bien entendu cela n'est pas applicable tout le temps (sinon à quoi servirait l'héritage).

Dès lors comment proposer une méthode fiable et systématique pour contourner le problème proprement ?

Rappel

Je renvoie le lecteur au billet que j'évoque en introduction pour éviter de me répéter, le problème posé y est clairement démontré. Pour les paresseux du clic, voici en gros le résumé de la situation : L'appel d'une méthode virtuelle dans le constructeur d'une classe est fortement déconseillé. La raison : lorsque qu'une instance d'une classe dérivée est créée elle commence par appeler le constructeur de son parent (et ainsi de suite en cascade remontante). Si ce constructeur parent appelle une méthode virtuelle overridée dans la classe enfant, le problème est que l'instance enfant elle-même n'est pas encore initialisée, l'initialisation se trouvant encore dans le code du constructeur parent. Et cela, comme vous pouvez l'imaginer, ça sent le bug !

Une première solution

La seule et unique solution propre est donc de s'interdire d'appeler des méthodes virtuelles dans un constructeur. Et je serai même plus extrémiste : il faut s'interdire d'appeler toute méthode dans le constructeur d'une classe, tout simplement parce qu'une méthode non virtuelle, allez savoir, peut, au gréé des changements d'un code, devenir virtuelle un jour. Ce n'est pas quelque chose de souhaitable d'un pur point de vue méthodologique, mais nous savons tous qu'entre la théorie et la pratique il y a un monde...

Tout cela est bien joli mais s'il y a des appels à des méthodes c'est qu'elles servent à quelque chose, s'en passer totalement semble pour le coup tellement extrême qu'on se demande si ça vaut encore le coup de développper ! Bien entendu il existe une façon de contourner le problème : il suffit de créer une méthode publique "Init()" qui elle peut faire ce qu'elle veut. Charge à celui qui créé l'instance d'appeler dans la foulée cette dernière pour compléter l'initialisation de l'objet.

Le code suivant montre une telle construction :

 // Classe Parent
    public class Parent2
    {
        public Parent2(int valeur)
        {
            // MethodeVirtuelle();
        }
 
        public virtual void Init()
        {
            MethodeVirtuelle();
        }
 
        public virtual void MethodeVirtuelle()
        { }
    }
 
    // Classe dérivée
    public class Enfant2 : Parent2
    {
        private int val;
 
        public Enfant2(int valeur)
            : base(valeur)
        {
            val = valeur;
        }
 
        public override void MethodeVirtuelle()
        {
            Console.WriteLine("Classe Enfant2. champ val = " + val);
        }
    }

La méthode virtuelle est appelée dans Init() et le constructeur de la classe de base n'appelle plus aucune méthode.

C'est bien. Mais cela complique un peu l'utilisation des classes. En effet, désormais, pour créer une instance de la classe Enfant2 il faut procéder comme suit :

 // Méthode 2 : avec init séparé
 var enfant2 = new Enfant2(10);
 enfant2.Init(); // affichera 10

Et là, même si nous avons réglé un problème de conception essentiel, côté pratique nous sommes loin du compte ! Le pire c'est bien entendu que nous obligeons les utilisateurs de la classe Enfant2 à "penser à appeler Init()". Ce n'est pas tant l'appel à Init() qui est gênant que le fait qu'il faut penser à le faire ... Et nous savons tous que plus il y a de détails de ce genre à se souvenir pour faire marcher un code, plus le risque de bug augmente.

Conceptuellement, c'est propre, au niveau design c'est à fuir...

Faut-il donc choisir entre peste et choléra sans aucun espoir de se sortir de cette triste alternative ? Non. Nous pouvons faire un peu mieux et rendre tout cela transparent notamment en transférant à la classe enfant la responsabilité de s'initialiser correctement sans que l'utilisateur de cette classe ne soit obligé de penser à quoi que ce soit.

La méthode de la Factory

Il faut absolument utiliser la méthode de l'init séparé, cela est incontournable. Mais il faut tout aussi fermement éviter de rendre l'utilisation de la classe source de bugs. Voici nos contraintes, il va falloir faire avec.

La solution consiste à modifier légèrement l'approche. Nous allons fournir une méthode de classe (méthode statique) permettant de créer des instances de la classe Enfant2, charge à cette méthode appartenant à Enfant2 de faire l'intialisation correctement. Et pour éviter toute "bavure" nous allons cacher le constructeur de Enfant2. Dès lors nous aurons mis en place une Factory (très simple) capable de fabriquer des instances de Enfant2 correctement initialisées, en une seule opération et dans le respect du non appel des méthodes virtuelles dans les constructeurs... ouf !

C'est cette solution que montre le code qui suit (Parent3 et Enfant3 étant les nouvelles classes) :

    // Classe Parent
    public class Parent3
    {
        public Parent3(int valeur)
        {
            // MethodeVirtuelle();
        }
 
        public virtual void Init()
        {
            MethodeVirtuelle();
        }
 
        public virtual void MethodeVirtuelle()
        { }
    }
 
    // Classe dérivée
    public class Enfant3 : Parent3
    {
        private int val;
 
        public static Enfant3 CreerInstance(int valeur)
        {
            var enfant3 = new Enfant3(valeur);
            enfant3.Init();
            return enfant3;
        }
 
        protected Enfant3(int valeur)
            : base(valeur)
        {
            val = valeur;
        }
 
        public override void MethodeVirtuelle()
        {
            Console.WriteLine("Classe Enfant3. champ val = " + val);
        }
    }

La création d'une instance de Enfant3 s'effectue dès lors comme suit :

 var enfant3 = Enfant3.CreerInstance(10);

C'est simple, sans risque d'erreur (impossible de créer une instance autrement), et nous respectons l'interdiction des appels virtuels dans le constructeur sans nous priver des méthodes virtuelles lors de l'initialisation d'un objet. De plus la responsabilité de la totalité de l'action est transférée à la classe enfant ce qui centralise toute la connaissance de cette dernière en un seul point.

Dans une grosse librairie de code on peut se permettre de déconnecter la Factory des classes en proposant directement une ou plusieurs abstraites qui sont les seuls points d'accès pour créer des instances. Toutefois je vous conseille de laisser malgré tout les Factory "locales" dans chaque classe. Cela évite d'éparpiller le code et si un jour une classe enfant est modifiée au point que son initialisation le soit aussi, il n'y aura pas à penser à faire des vérifications dans le code de la Factory séparée. De fait une Factory centrale ne peut être vue que comme un moyen de regrouper les Factories locales, sans pour autant se passer de ces dernières ou en modifier le rôle.

Conclusion

Peut-on aller encore plus loin ? Peut-on procéder d'une autre façon pour satisfaire toutes les exigences de la situation ? Je ne doute pas qu'une autre voie puisse exister, pourquoi pas plus élégante. Encore faut-il la découvrir. C'est comme en montagne, une fois qu'une voie a été découverte pour atteindre le sommet plus facilement ça semble une évidence, mais combien ont du renoncer au sommet avant que le découvreur de la fameuse voie ne trace le chemin ?

Saurez-vous être ce premier de cordée génial et découvrir une voie alternative à la solution de la Factory ? Si tel est le cas, n'oubliez pas de laisser un commentaire !

Dans tous les cas : Stay Tuned !

Et pour jouer avec le code, le projet de test VS 2008 : VirtualInCtor.zip (5,99 kb)

Vous et le Framewok, résultat du sondage

Bien que la collecte des données continue, il est d'ores et déjà possible de dresser un premier bilan suite au sondage que je vous proposais en début de semaine "Vous et le Framework .NET".

En quatre questions qui n'ont pas pour ambition de cerner tous les cas possibles, on peut malgré tout voir des tendances, des envies, se dessiner. Je vous avais promis de vous livrer les résultats pour que votre participation à ce petit sondage soit remerciée par l'accès aux données, les voici (pour des raisons de mise en page ici j'ai préféré insérer une image que refaire les tableaux avec une CSS compatible avec le thème du blog) :

 

Constatations

je ne vais pas me livrer à de grandes analyses, vous savez lire les chiffres comme moi. On peut en revanche relever certaines choses intéressantes :

  • Le framework 3.5 semble largement adopté en production (58%)
  • Le framework 1.x n'a visiblement servi qu'aux tests et aux périodes d'apprentissage, voire a été "sauté" par une majorité d'utilisateurs puisque vous êtes 0% à déclarer l'utiliser en production ! Cela peut aussi signifier que les mises à jour du framework en production sont bien plus aisées que le "DLL Hell" de Win32 et que vous n'hésitez pas à faire évoluer les machines en production au rythme des grands changements du Framework. En tout cas, pas de 1.x en production, c'est une info peu surprenante mais maintenant on le sait :-)
  • Le Compact Framework est utilisé en production par 16% d'entre vous. Je suis surpris par ce résultat car je n'ai encore croisé aucun projet de ce type chez aucun de mes clients. Je ne sais pas tout et ne vois pas tout, c'est une évidence dont, rassurez-vous j'ai parfaitement conscience de longue date, mais une technologie .NET utilisée par presque 1/5 des développeurs que je n'aurai jamais vue nulle part en production ça me bluffe. En même temps je trouve ça particulièrement encourageant, comme vous je mise beaucoup sur l'avènement des technos mobiles. Vous êtes d'ailleurs 26% à déclarer que vous allez utiliser le Compact Framework dans les 12 mois à venir. J'aurai ainsi plus de chance de voir de telles réalisations en clientèle ! :-) Tout cela se réalisera-t-il oui bien s'agit-il d'un désir ? C'est toujours la délicate question de l'interprétation de ce type de question dans un sondage. Je me garderais de jouer aux experts et de proposer une réponse. Nous verrons d'ici un an !
  • Le Roi LINQ ! On peut l'appeler comme ça à la vue de vos réponses. 53% d'adoption pour LINQ to Objects c'est un score qui démontre la rapidité de pénétration de cette technologie et qui donne raison à tout le bien que j'en dis depuis le début ! Vous êtes même 84% à déclarer que vous utiliserez LINQ to Objects en production sous 6 mois. Génial. C'est vrai qu'une fois qu'on y a goûté on peut difficilement s'en passer. Si j'ai pu modestement y être pour un tout petit quelque chose dans l'intérêt que vous portez à cette technologie, j'en suis très content.
  • On remarque que LINQ to XML connaît le même succès, même s'il reste moins utilisé (47%) et que les prévisions d'utilisation sont moins spectaculaires (58%). Il reste donc des efforts d'information à fournir ! XML étant partout nous devrions avoir presque 100% d'utilisation de LINQ to XML qui simplifie grandement toutes les opérations sur ces sources de données. Cela confirme la place que je consacre à LINQ to XML dans mon prochain ouvrage (plus de news à ce sujet d'ici quelques semaines).
  • LINQ to SQL connaît un succès plutôt étonnant pour un OR/M (37% en production !) et vous êtes mêmes 47% à déclarer que vous utiliserez cette techno dans les prochains mois. Il va falloir vous calmer un peu sur LINQ to SQL. En effet, il fait un peu doublon avec LINQ to Entities tout en étant bien plus limité. De ce que je sais, Microsoft a décidé d'arrêter les frais sur LINQ to SQL au profit de LINQ to Entities. LINQ to SQL continuera d'exister mais n'espérez pas trop qu'il se charge de grosses nouveautés pour le faire ressembler à LINQ to Entities... Migrer dès maintenant vers l'Entity Framework dès maintenant et ne débutez plus de nouveaux projets en LINQ to SQL, c'est mon conseil du jour...
  • LINQ to Datasets est le parent pauvre du sondage : 0% en production ! Le pauvre...  Il y a forcément une raison derrière cet état de fait que le sondage ne peut pas percer. Le Dataset est-il de moins en moins utilisé ? Les techniques d'accès aux objets via LINQ et les collections d'objets ont-elles balayé les anciennes coutumes plus proche du SQL et des représentations en tables ? Vous êtes malgré tout 53% à déclarer que vous utiliserez cette techno dans les 6 mois. Renversement étonnant. Les commentaires de ce billet sont ouverts, n'hésitez pas à vous exprimer !
  • LINQ to Entities fait mouche, 11% en production, déjà un joli score pour une techno très récente et 68% de déclaration d'utilisation sous 6 mois. On voit à quel point l'objectivation des données via l'Entity Framework répond à une réelle attente. Continuez, LINQ to Entities c'est l'avenir, de façon bien plus pragmatique que d'espérer l'avènement des bases de données objet qui n'arrivera probablement jamais maintenant (en dehors de quelques succès d'estimes comme DB4O ou O2 dont l'utilisation en production est marginale).
  • Le Workflow (WF) est utilisé par 5% d'entre vous et 16% prévoient de s'en servir. C'est vraiment un beau score pour une techno très peu mise en avant, sur laquelle on trouve peu de ressources et d'exemples. Mais que ceux qui se lancent dans cette voie se rassurent, WF s'imposera avec le temps. Il faut juste laisser un peu de temps aux développeurs pour digérer toutes les nouveautés de .NET qui sont toutes aussi essentielles les unes que les autres. Hélas les journées ne comptent que 24h !
  • WPF est adopté par 21% d'entre vous. C'est encore un peu faible, mais vous êtes 53% à déclarer vouloir l'utiliser en production dans les 6 mois. Adios WinForms ? Très certainement, à termes. Reste à maîtriser WPF, Blend, Design et à trouver un copain ou une copine infographiste. Car si faire du WPF c'est juste poser des composants sur une fiche et utiliser des thèmes "tout fait", c'est en utiliser 10% des possibilités, autant rester en WinForms... Je ne doute pas un instant que vous l'avez compris et que vous avez déjà passé des annonces pour recruter un graphiste ! :-)
  • Xbap, 5% en production, 16% d'intention. Que dire de plus. Microsoft même ne pousse pas / plus cette techno pourtant séduisante à plus d'un titre. Mais cela se comprend. Xbap ce sont les possibilités graphiques de WPF avec les limitations du Web et l'obligation d'une cible Internet Explorer. A ce jeu là Silverlight tire son épingle du jeu. Si les limites du Web sont les mêmes, et même si son support de WPF et du framework est plus limité que Xbap, Silverlight offre la portabilité Mac/Linux et ne se limite pas à IE. Xbap restera vraisemblablement une techno de niche, répondant à des besoins très ponctuels. Ailleurs Silverlight sera préféré.
  • Avec 32% en production Silverlight confirme ce que je disais. Il faut dire que la sortie de la V2 et de tous ces avantages secoue le cocotier ! 53% d'entre vous déclare qu'ils vont utiliser Silverlight dans les 6 mois. C'est une adoption massive qui semble donc s'annoncer. Je pense d'ailleurs que c'est par Silverlight que WPF s'imposera et séduira. C'est ce qui semble se produire. Les retombées WPF desktop auront lieu plus tard, lorsque Windows 7 aura pris la place que Vista aurait du occuper sur le marché.
  • WCF est bien installé (53%) et stable (53%) ! La communication prend une place importante dans les développements, ce qui est logique et dans l'air du temps.
  • Reste les "autres" technologies. J'avais laissé ouvert cette possibilité car je sais bien que certaines personnes n'aiment pas se sentir coincer par un questionnaire fermé... Parmi celles en production (les technos par les personnes!) on notera, par force WinForms, ASP.NET qui ne faisait pas partie de mon sondage, la techno est moins récente que celles que j'avais choisi de sonder, ASP.NET Ajax et de façon amusante "aucune et N/A". Dans les intentions sous 6 mois on voir revenir ASP.NET Ajax, ce qui semble normal et une personne qui indique ASP.NET MVC (Sylvain tu es démarqué !).

Conclusion

Il n'y a rien à conclure, je ne vous jouerai pas le jeu des sondeurs avant les élections qui se plantent à chaque fois. A vous de conclure ! J'ai juste profité de quelques constats pour discuter un peu. Vos commentaires sont les bienvenus !

C# - Les optimisations du compilateur dans le cas du tail-calling

Les optimisations du compilateurs C# ne sont pas un sujet de discussion très courant, en tout cas on voit très nettement que le fait d'avoir quitté l'environnement Win32 pour l'environnement managé de .NET a fait changer certaines obsessions des codeurs... Ce n'est pas pour autant que le sujet a moins d'intérêt ! Nous allons voir cela au travers d'une optimisation particulière appelée "tail-calling" (appel de queue, mais je n'ai pas trouvé de traduction française, si quelqu'un la connaît, qu'il laisse un commentaire au billet).

Principe

On appelle "tail-calling" un mécanisme d'optimisation du compilateur qui permet d'économiser les instructions exécutées en même temps que des accès à la pile. Les circonstances dans lesquelles le compilateur peut utiliser cette optimisation sont celles où une méthode se termine par l'appel d'une autre, d'où le nom de tail-calling (appel de queue).

Prenons l'exemple suivant :

static public void Main()
{
    Go();
}
 
static public void Go()
{
    Première();
    Seconde();
    Troisième();
}
 
static public void Troisième()
{
}

Dans cet exemple le compilateur peut transformer l'appel de Troisième() en un appel de queue (tail-calling). Pour mieux comprendre regardons l'état de la pile au moment de l'exécution de Seconde()  : Seconde()-Go()-Main()

Quand Troisième() est exécutée il devient possible, au lieu d'allouer un nouvel emplacement sur la pile pour cette méthode, de simplement remplacer l'entrée de Go() par Troisième(). La pile ressemble alors à Troisième()-Main().

Quand Troisième() se terminera elle passera l'exécution à Main() au lieu de transférer le trait à Seconde() qui immédiatement devra le transférer à Main().

C'est une optimisation assez simple qui, cumulée tout au long d'une application, et ajoutée aux autres optimisations, permet de rendre le code exécutable plus efficace.

Quand l'optimisation est-elle effectuée ?

La question est alors de savoir quand le compilateur décide d'appliquer l'optimisation de tail-calling. Mais dans un premier temps il faut se demander de quel compilateur nous parlons.... Il y existe en effet deux compilateurs dans .NET, le premier prend le code source pour le compiler en IL alors que le second, le JIT, utilisera ce code IL pour créer le code natif. La compilation en IL peut éventuellement placer certains indices qui permettront de mieux repérer les cas où le tail-calling est applicable mais c'est bien entendu dans le JIT que cette optimisation s'effectue.

Il existe de nombreuses règles permettant au JIT de décider s'il peut ou non effectuer l'optimisation. Voici un exemple de règles qui font qu'il n'est pas possible d'utiliser le tail-calling (par force cette liste peut varier d'une implémentation à l'autre du JIT) :

  • L'appelant ne retourne pas directement après l'appel;
  • Il y a une incompatibilité des arguments passés sur la pile entre l'appelant et l'appelé ce qui imposerait une modification des arguments pour appliquer le tail-calling;
  • L'appelant et l'appelé n'ont pas le même type de retour (données de type différents, void);
  • L'appel est est transformé en inline, l'inlining étant plus efficace que le tail-calling et ouvrant la voie à d'autres optimisations;
  • La sécurité interdit ponctuellement d'utiliser l'optimisation;
  • Le compilateur, le profiler, la configuration ont coupé les optimisations du JIT.

Pour voir la liste complète des règles, jetez un oeil à ce post.

Intérêt de connaitre cette optimisation ?

Normalement les optimisations du JIT ne sont pas un sujet intéressant au premier chef le développeur. D'abord parce qu'un environnement managé comme .NET fait qu'à la limite ce sont les optimisations du code IL qui regarde directement le développeur et beaucoup moins la compilation native qui peut varier d'une plateforme à l'autre pour une même application. Ensuite il n'est pas forcément judicieux de se reposer sur les optimisations du JIT puisque, justement, ce dernier peut être différent sans que l'application ne le sache.

Qui s'intéresse à l'optimisation du tail-calling alors ? Si vous écrivez un profiler c'est une information intéressante, mais on n'écrit pas un tel outil tous les jours... Mais l'information est intéressante lorsque vous déboguez une application car vous pouvez vous trouver face à une pile d'appel qui vous semble "bizarre" ou "défaillante" car il lui manque l'une des méthodes appelées !

Et c'est là que savoir qu'il ne faut pas chercher dans cette direction pour trouver le bug peut vous faire gagner beaucoup de temps... Savoir reconnaître l'optimisation de tail-calling évite ainsi de s'arracher les cheveux dans une session de debug un peu compliquée si on tombe en plus sur un pile d'appel optimisée. Un bon debug consiste à ne pas chercher là où ça ne sert à rien (ou à chercher là où c'est utile, mais c'est parfois plus difficile à déterminer !), alors rappelez-vous du tail-calling !

Et stay tuned !

nota: le présent billet est basé sur un post de l'excellent blog ASP.NET Debugging