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2016
08-07

Xamarin 技术全解析

Xamarin 是一套基于C#语言的跨平台移动应用开发工具,今年2月份微软宣布收购Xamarin,而后在4月份进行的Build大会上微软宣布将会在各个版本的Visual Studio中免费提供Xamarin,并且宣布Xamarin SDK开源。

本文主要阐述Xamarin是什么,它能做什么以及它是如何跨平台的。

1. 什么是Xamarin

Xamarin 是一个跨平台的移动开发工具,由 Mono 发展而来。开发人员可以使用 C# 为iOS,Android, Mac以及Windows Phone开发原生应用。

Xamarin 的跨平台开发思路是:使用 C# 来完成所有平台共用的,和平台无关的 app 逻辑部分;由于各个平台的 UI 和交互不同,再使用由 Xamarin 封装好的 C# API 来访问和操控 native 的控件,分别进行不同平台的 UI 开发。

如下图:
Xamarin 技术全解析 - 第1张  | Xamarin吧

另外Xamarin还提供了Xamarin.Forms UI工具包,Xamarin.Forms可以帮助开发人员快速的构建跨平台的UI,通过一次编码,生成多个平台的原生UI界面,稍后本文会讲述Xamarin.Forms的使用方法以及实现原理。

2. Xamarin能做什么

Xamarin主要由Xamarin.iOS,Xamarin.Android以及Xamarin.Forms组成,主要功能也有着三部分组成:

2.1 使用Xamarin.iOS来构建iOS原生应用

下面会使用Mac OS X上的Xamarin Studio来演示如何构建iOS应用:

– 打开Xamarin Studio

– 新建一个项目,选择iOS – App – Single View App

Xamarin 技术全解析 - 第2张  | Xamarin吧

– 点击下一步,输入App 名称, 例如:FirstXamariniOS,一路点击下一步,工程创建完成。

下面是生成的iOS工程结构截图:

Xamarin 技术全解析 - 第3张  | Xamarin吧

如果有Xcode使用经验的话会发现,这个Xamarin iOS工程的项目结构与Xcode的结构很类似,都包含了AppDelegate类,默认的ViewController以及Main StoryBoard文件,基本的类名称都是一致的。

打开Main.storyboard 文件,可以从Toolbox上拖拽一些原生控件到View Controller上,与Xcode中使用方式一致,但是有一些功能没有Xcode 强大,比如设置View的Auto layout等等,如下图:

Xamarin 技术全解析 - 第4张  | Xamarin吧

运行上面的工程,就可以在模拟器中查看效果了。

从上面来看来说使用Xamarin进行iOS编程需要有一定的iOS App开发知识,需要熟悉iOS UI框架(Cocoa Touch)等等,即便使用Xamarin开发应用,也绕不过原生底层的这些东西。

2.2 使用Xamarin.Android来构建Android原生应用

下面会使用Mac OS X上的Xamarin Studio来演示如何构建iOS应用:

– 打开Xamarin Studio

– 新建一个项目,选择Android – App – Android App

Xamarin 技术全解析 - 第5张  | Xamarin吧

– 点击下一步,输入App 名称, 例如:FirstXamarinAndroid,一路点击下一步,工程创建完成。

下面是生成的Android工程结构截图:

Xamarin 技术全解析 - 第6张  | Xamarin吧

如果有Eclipse进行Android编程经验的话会发现,这个Xamarin Android工程的项目结构与Eclipse的结构很类似,都包含了默认的MainActivity以及布局文件,基本的类名称都是一致的。

打开Main.axml文件,可以从Toolbox上拖拽一些原生控件到View Controller上,与Eclipse的体验类似,也可以通过编辑XML的方式更改界面。

同样从上面来看来说使用Xamarin进行Android编程需要有一定的Android App开发知识,需要熟悉Android UI框架等等,原生底层的东西还是需要熟悉的。

2.3 使用Xamarin.Forms来构建跨平台的应用

Xamarin.Forms 是一个创建跨平台用户界面的库,通过Xamarin.Forms 可以一次编码生成基于各个移动平台(iOS, Android, Windows Phone)的应用界面。

Xamarin.Forms提供了更高层次的一层UI组件抽象,这些组件在进行最终呈现的时候,会以原生控件的方式表现出来,也就是说每一个Xmarin.Forms的控件最终会有多个平台的原生呈现逻辑,如下图中,Xamarin.Forms的Entry控件,对应的原生呈现为:

Xamarin 技术全解析 - 第7张  | Xamarin吧

使用Xamarin.Forms构建跨平台应用的一个缺陷就是只能使用Xamarin.Forms包中的控件,会有一些限制。

3. Xamarin实现原理

3.1 Xamarin.Android 实现原理

在讲述Xamarin.Android架构之前,需要先了解一些Android应用程序的背景知识:

– Android应用程序试运行在Dalvik虚拟机中的,每一个应用程序对应一个单独的虚拟机实例,其代码在虚拟机的解释下得以执行。

– Dalvik主要是完成对象生命周期管理,堆栈管理,线程管理,安全和异常管理,以及垃圾回收等等重要功能。

– 不同于Java虚拟机运行java字节码,Dalvik虚拟机运行的是其专有的文件格式

Xamarin.Android架构图(ART 是Android 虚拟机Dalvik):

Xamarin 技术全解析 - 第8张  | Xamarin吧

Android Callable Wrappers(ACW)

使用C#开发的Android应用程序在运行的时候,C#代码是在Mono虚拟机中执行的,而Mono虚拟机是寄宿在Dalvik虚拟机中运行的,所有的C#代码都通过ACW的方式被调用。

由于需要打包Mono环境,使用C#开发的Android应用的APK文件会比原生开发的大,执行效率也会差一些。

Managed Callable Wrapper(MCW)

如果需要在C#中调用一些系统的功能或者Java实现的类库,该如何调用那? 答案就是MCW,MCW就是一个JNI桥梁,可以使用托管代码调用Android的代码。MCW将整个Android.* 以及相关的命名空间通过 jar绑定的方式暴露出来,是的C#可以调用。

3.2 Xamarin.iOS 实现原理

对于开发者来说,Xamarin.IOS相对于Xamarin.Android就要简单很多了,我们用C#开发的iOS应用程序在被编译成IL代码之后,然后转交给Apple complier直接编译成iOS的本地机器码,也就是说C#写的iOS应用程序和Objective-C 写的是一样的。

透过 Ahead-of-Time (AOT) 编译程序,直接将Xamarin.iOS程序编译为ARM的执行档。编译封装完成的应用程序被直接编译为原生的二进制执行文件。

Xamarin 技术全解析 - 第9张  | Xamarin吧

Xamarin 技术全解析 - 第10张  | Xamarin吧

3.3 Xamarin.Forms实现原理

在Xamarin Studio中构建Xamarin.Forms跨平台的应用的时候,会生成Android以及iOS单独的项目工程,两者共享业务逻辑以及一些UI界面,在打包生成App的时候,是分开进行的,两者互不影响。每个平台的实现原理与上面讲的是一样的。

3.4 支持Xamarin的工具

在微软收购 Xamarin 之后,全球最大的控件公司葡萄城马上做出反应,在知名的 ComponentOne Studio 产品中加入了 Xamarin 平台。

Xamarin 平台为 Visual Studio 提供灵活的原生移动开发 ,给原生移动应用提供出色的图表、仪表盘和表格控件。

ComponentOne Studio Enterprise是一款专注于企业应用的.NET全功能控件套包,支持 WinForms、WPF、UWP、Xamarin、ASP.NET MVC 等多个平台,帮助您在缩减成本的同时,提前交付丰富的桌面、Web和移动企业应用。控件支持的范围广泛,包含了表格和数据管理、图表和数据可视化、流行的UI界面等,为您的企业应用开发提供高性能的控件工具。

最后编辑:
作者:Xamarin8
这个作者貌似有点懒,什么都没有留下。

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