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Microsoft .NET Framework 1.0提供了一个非常通用的设计时框架，但是没有提供任何实现代码来完成一个设计器，Visual Studio? .NET实现了所有的复杂逻辑，要第三方去重新实现这个复杂的逻辑。.NET Framework 2.0引入了一组类能够用于设计器的实现。
理解.NET Framework如何工作，非常重要的是要了解设计器是如何使用的。设计器是负责治理设计界面上的组件的设计时期行为和表现的对象。框架关联设计时对象和运行时对象，为设计时组件提供了一个管道扩展运行时对象的行为。运行时，Form上的一个form和button这两个控件只是通过父子关系相关联，没有其他的对象来控制这些控件的生命周期。
Figure 2
上面的图片看出设计时比较复杂，Form和button都有一个设计器相关联，两个对象都和Host容器相关联，host容器拥有这两个对象，host容器也提供服务---例如选取服务处理设计时的组件选取，并跟踪所选取的组件，UI服务用于显示对话，调用帮助系统和设计环境相联系。
Host container有许多职责，包括创建组件、绑定组件到设计器和为组件和设计器提供服务。从持久化介质上加载组件和保存组件状态到持久化介质。Host container提供撤销、剪贴板功能和其他的服务等为实现鲁棒的设计器所依靠的功能。
Figure 3 Designer Hosting
host container使用designer loader持久化设计器状态，designer loader使用序列化机制序列化组件。
服务扩展
The .NET Framework设计时框架是可扩展，提供的服务可用于实现各式各样的设计器。一个服务是提供对象可通过类型进行查询，典型的是你定义了服务的抽象类和接口和服务的实现。你可以从service container中添加或者删除服务。IDesignerHost是设计器主要的host接口，是一个Service Container。服务是一个组件间可以共享的，正因如此，在创建和使用Service的时候必须遵循确定的规则。
Services不被保证的，无论何时通过GetService方法请求一个服务（Services），你一定要检查返回的是否是一个有效对象。并不是所有的服务在所有的平台上都是可用的，而且曾经可用的服务未来不可能是可得。因此你的代码应当被写的降低优雅型，通常籍由需要某种服务而丢失某些特性，以防万一一个服务也得不到。
假如你添加一个服务，记得在设计器的被disposed的时候移除它。设计器会时不时地创建和消毁，假如你没有去清除一个服务的话，旧的设计器就会遗留在内存中。DesignSurface 和DesignSurfaceManager
.NET Framework 2.0引入了两个类DesignSurface 和DesignSurfaceManager.给设计器提供宿主以及给设计器提供服务。DesignSurface是使用者所感知的设计器，它是UI使用者操纵改变设计时特征，DesignSurface 可能被当作一个单独的设计者使用或者和DesignSurfaceManager结合使用为设计器应用程序提供多个DesignSurface。
DesignSurface提供好几个设计时服务，大多数服务都可以在服务容器中被覆盖，替换不可替换的服务是非法的，因为他们之间彼此仰赖.注重添加到Service Containe实现了接口IDisposabler的服务当DesignSurface 销毁的时候都会被销毁。
除了提供缺省的服务，DesignSurface也提供了IDictionaryService，此服务提供一个使用关联键设置、检索和查找对象的简单接口。不可能替换这些服务因为在每个站点上无法替换这些服务。
DesignSurfaceManager是设计器的容器，它提供通用的服务以处理在设计者，属性窗口和其他的全局对象之间的事件路由. 使用 DesignSurfaceManager 是可选择的, 但是假如你想需要有一组设计者窗口，推荐使用DesignSurfaceManager。
DesignSurfaceManager也提供了几个设计时服务(see Figure 5).。每一个都可以在PRotected属性ServiceContainer（服务容器）中被覆盖。和DesignSurface一样，DesignSurfaceManager所有的 实现了接口IDisposabler的服务 当设计器应用程序销毁的时候都会被销毁。
IDesignerEventService 是一个非凡地有用的服务. 当一个设计器变成活跃的时候 , 它答应一个设计器应用程序被通知到. IDesignerEventService 提供了一组设计器和全局对象的访问点, 例如属性窗口能够侦听到选择变化事件.
宿主form
为了示范一下宿主一个设计器是多么简单，我写了下面的简单代码来创建一个基本的Windows? Forms designer并显示它：
// Create the DesignSurface and load it with a form
DesignSurface ds = new DesignSurface();
ds.BeginLoad(typeof(Form));
// Get the View of the DesignSurface, host it in a form, and show it
Control c = ds.View as Control;
Form f = new Form();
c.Parent = f;
c.Dock = DockStyle.Fill;
f.Show();
在这一个代码片断中，我已经用Form方式装载 DesignSurface. 同样地，你能用拥有根设计器的任何组件装载 DesignSurface. 举例来说，你可以改为装载 UserControl 或一个组件.
Figure 6 Hosting Windows Forms Designer
提供下载的例子代码中有四种根组件：Form, UserControl, Component, and MyTopLevelComponent (一个图形设计器). 当你运行例子的时候,一个Shell UI 将会打开. 它包括一个工具箱，一个属性窗口, 一个tab Control来宿主设计器，一个Output window和一个Solution EXPlorer,如图6所示..使用菜单的File New Form 用窗口打开一个新的Windows Forms Designer。这本质上就是使用上面所展示的代码加载一个设计器。与装载一个Form相比较，例子中还展示了如何装载UserControl或者组件。
创建一个根组件，也就是创建一个设计器实现IRootDesigner接口，然后指定这个组件的designer相关联，根组件的视图属性将呈现给使用者。
DesignSurface 提供的主要服务之一是 IDesignerHost，IDesignerHost是用于提供设计器和对类型、服务和事务控制的主要接口。它也用于创建和销毁组件。添加一个按钮到Windows Forms designer所要做的工作就是从DesignSurface获得IDesignerHost接口并创建button,代码如图7
// Add a Button to the Form
IDesignerHost idh = (IDesignerHost)ds.GetService(typeof(IDesignerHost));
Button b = (Button)idh.CreateComponent(typeof(Button));
// Set the Parent of this Button to the RootComponent (the Form)
b.Parent = (Form)idh.RootComponent;
// Use ComponentChangeService to announce changing of the
// Form's Controls collection */
IComponentChangeService icc = (IComponentChangeService) idh.GetService(typeof(IComponentChangeService));
icc.OnComponentChanging(idh.RootComponent, TypeDescriptor.GetProperties(idh.RootComponent)["Controls");
ItoolboxUser指定设计器支持从Toolbox中增加控件到设计器，这意味着你确实需要一个实现ToolboxService的Toolbox，你能够用IToolboxUser接口把控件添加到根组件。例如：
/* Add a Button to the Form using IToolboxUser */
IDesignerHost idh = (IDesignerHost)ds.GetService(typeof(IDesignerHost));
IToolboxUser itu = (IToolboxUser)idh.GetDesigner(idh.RootComponent);
itu.ToolPicked(new ToolboxItem(typeof(Button)));
Figure 8 Custom RootDesigner Updates
例子程序中双击Toolbox中的控件，控件被添加到自定义的根设计器，根设计器的视图中显示一个pie chart如图8所示，点击GraphStyle链接改变视图到bar graph.
工具箱
MyRootDesigner实现IToolboxUser接口，这个接口有两个方法：GetToolSupported and ToolPicked. 你能使用 GetToolSupported 过滤项目能被填加到设计器上的组件. 进入ToolboxItem 的 CreateComponents 方法 (如名字应用,负责创造组件) 调用的时候调用ToolPicked。
既然我们已经成功添加控件和组件到设计器，让我们来看一下如何实现一个Toolbox。首先，你的工具箱需要实现 IToolboxService —这一个服务被增加到服务容器，任何需要使用的任何人都可以被存取。
答应项目从工具箱通过老鼠或键盘的添加到设计器上,示例程序的工具箱处理KeyDown 和 MouseDown 事件。Enter键或鼠标双击事件， IToolboxUser.ToolPicked 被调用. 示例展示了鼠标单击拖动控件如何序列化ToolboxItem 到 DataObject和DoDragDrop方法调用，鼠标mouse up事件IToolboxService.SerializeToolboxItem被调用，而且项目将会被增加到设计器.
当一个控件或者组件被添加到设计器，你能藉由实现 INameCreationService 提供一个定制的名字给组件，示例程序展示了CreateName, ValidateName, and IsValidName的代码实现。
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Multiple DesignSurfaces
当治理多个DesignSurfaces，一个好主意是使用DesignSurfaceManager。它使得轻易治理这些DesignSurfaces(注重 DesignSurfaceManager 的服务也是可得的到 DesignSurface.)
调用DesignSurfaceManager.CreateDesignSurface将调用CreateDesignSurfaceCore，你能够重写这个函数去创建一个自定义的DesignSurface和增加服务。示例程序在类HostSurfaceManager通过重写这个函数创建了自定义的HostSurface：
protected override DesignSurface CreateDesignSurfaceCore(IServiceProvider parentProvider)
{
return new HostSurface(parentProvider);
}
你能通过HostSurfaceManager类的事件ActiveDesignSurfaceChanged更新output窗口，代码如下：
void HostSurfaceManager_ActiveDesignSurfaceChanged(object sender, ActiveDesignSurfaceChangedEventArgs e)
{
ToolWindows.OutputWindow o = this.GetService(typeof(ToolWindows.OutputWindow)) as ToolWindows.OutputWindow;
o.RichTextBox.Text += "New host added.\n";
DesignerLoaders
到现在为止我已经实现了DesignSurfaces、宿主设计器、添加控件、Toolbox和存取服务，像 OutputWindow. 下一个步骤要持久化设计器。设计器载入程序如同你将会期待一样, 负责从持久化介质加载Designer form. 设计器载入程序只有少许的需求. 事实上，你能创建Windows Forms designer的一个实例。
除了载入设计器，设计器载入程序对设计结果的保存也是设计器的职责。因为保存是可选择的行为,一个设计者载入程序侦听改变来自设计器的改变事件，而且自动的保存这些状态。.
.NET Framework 2.0引入两个新的类来自定义加载器：BasicDesignerLoader 和CodeDomDesignerLoader，示例应用举例说明两者的载入程序类型的实现。然而，假如你正在使用一个载入程序,它应该用来装载DesignSurface. 你将使用的 BeginLoad 代码片断当使用载入程序的时候应该看起来有点像下面的代码:
// Load it using a Loader
ds.BeginLoad(new MyLoader());
DesignerLoader 负责载入 DesignSurface 的根组件而且创建任何组件. 当创造一个新的Form或任何其他的根组件的时候，载入程序只是装载它. 和从代码文件或一些其他的存储介质的载入,载入程序负责解析文件或者存储而且再创建根组件的任何其他的必需组件.
.NET Framework定义了一个抽象基类叫做DesignerLoader，用于加载和保存设计器到持久介质。基类是abstract，因此任何持久化模型都可以使用这个类，但是，这也增加了实现类的复杂性。
BasicDesignerLoader提供了除任何数据的持久格式外设计者载入程序的完全和通常的实现. 像 DesignerLoader ，它是abstract, 不处理关于持久化格式的任何事情. BasicDesignerLoader处理标准的工作：如何时该保存,知道该如何再装载, 而且追踪来自设计器的变化通知. 它的特征包括对多依靠加载,保存变化, 而且延期加载支持。
服务被 BasicDesignerLoader 添加到设计器的服务容器（service container）中。像其他的服务一样，你能够修改被保护的 LoaderHost 属性来修改可替换的服务。示例应用程序实现持久化xml格式的类是BasicDesignerLoader. 为了了解它如何工作，选择菜单 File Type BasicDesignerLoader.. 然后选择菜单File New Form创建一个新的Form,查看它所生成的XML文件，选择菜单View Code XML. 所看到的XML文件的内容类似于下面的内容：
＜Object type="System.Windows.Forms.Form, System.Windows.Forms,
Version=2.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089"
name="Form1" children="Controls"＞
＜Property name="Name"＞Form1＜/Property＞
＜Property name="DataBindings"＞
＜Property name="DefaultDataSourceUpdateMode"＞OnValidation＜/Property＞
＜/Property＞
＜Property name="ClientSize"＞292, 273＜/Property＞
＜/Object＞
BasicDesignerLoader的PerformFlush 和 PerformLoad 是二个abstract方法是你为实现序列化和反序列化的功能必须实现的方法.
CodeDomDesignerLoader
设计时序列化是通过产生代码来实现，代码生成Schema的一个挑战是如何处理多语言。.NET Framework被设计为多语言协同工作，因此我也希望设计器能够生成多语言。有二个方法来达到解决这个问题. 第一要需要每个语言厂商为他们的语言写代码生成引擎. 不幸的是，没有语言厂商能够预期第三方组件厂商代码生成的多样性需求. 第二种方式要需要每个组件厂商提供代码生成器给他们支持的每种语言.因为被支持的语言的数量是未知的，所以这相当糟糕。
为了解决这个问题，.Net Framework定义了一个对象模型叫做代码文档对象模型(CodeDOM)，所有的原始代码能本质上分解为原始的元素的组合，而且 CodeDOM 是那些元素的对象模型.当代码依附在CodeDOM, 生成的对象模型能够给不同语言的代码生成器生成适当的代码。
.NET Framework 2.0引入了CodeDomDesignerLoader类，继续自BasicDesignerLoader。CodeDomDesignerLoader是一个通过CodeDom进行读写支持的全功能的加载器。它是设计者加载器, 因而你所需要做全部的是CodeDomProvider.
示例应用中你可以选择菜单File Type CodeDomDesigner-Loader来看CodeDom的实做例子。创建新的Form通过菜单File New Form---这创建一个DesignSurface和用CodeDomDesignerLoader加载它。查看代码，通过选择菜单View Code C#查看Form生成的C#代码，或者选择菜单View Code VB查看Visual Basic代码。
CompilerParameters cp = new CompilerParameters();
AssemblyName[] assemblyNames = Assembly.GetExecutingAssembly().GetReferencedAssemblies();
foreach (AssemblyName an in assemblyNames)
{
Assembly assembly = Assembly.Load(an);
cp.ReferencedAssemblies.Add(assembly.Location);
}
cp.GenerateExecutable = true;
cp.OutputAssembly = executable;
cp.MainClass = "DesignerHostSample." +
this.LoaderHost.RootComponent.Site.Name;
// Compile CodeCompileUnit using CodeProvider
CSharpCodeProvider cc = new CSharpCodeProvider();
CompilerResults cr = cc.CompileAssemblyFromDom(cp, codeCompileUnit);
if (cr.Errors.HasErrors)
{
string errors = string.Empty;
foreach (CompilerError error in cr.Errors)
{
errors += error.ErrorText + "\n";
}
MessageBox.Show(errors, "Errors during compile.");
}
示例程序使用CSharpCodeProvider 和VBCodeProvider生成代码，它也使用代码提供程序编译代码和运行可执行程序。
ITypeResolutionService是一个使用CodeDomDesignerLoader的时候的必须服务，负责类型解析。例如当从Toolbox添加一个控件到设计器的时候，这个服务被调用解析控件的类型。示例程序解析程序集System.Windows.Forms的所有类型，所以你能够将Toolbox的Windows Forms下的控件添加到设计器
结论
你所看到的是，.NET Framework提供了一个强大的和灵活的设计器宿主基础结构。比上一个版本的Visual Studio设计器的可扩展性有助于设计着解决非凡的需求或更多高级的场合. 当然, 设计者也能轻易地宿主与Visual Studio外面 。同样地. 下载样例程序代码,你就能够参照例子设计你自己的设计器。
