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VisualC#实现自定义组件的设计

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2003-04-08· ·王凯明



一．前言

　　Visual C#作为一门新兴的编程语言，具有许多其它语言无法比拟的优点。它既有VB的快速简洁，同时又不失C++的高效性能，而且作为一门基于组件编程的语言，它在组件编程方面有着相当强大和完善的功能。本文笔者就通过运用Visual C#编写一个Pop3邮件接收组件向大家介绍如何用Visual C#进行组件编程以及编程过程中的一些方法和技巧，最后还给出了一个对该Pop3组件进行测试的Windows Forms程序。

　　二．基本原理

　　要完成一个Pop3组件，就要完成对该组件的属性（Property）、方法（Method）和事件（Event）等的设计。属性是一个组件的重要特征，一个组件一般有多项属性。我们可以通过get和set取得和设置各个属性的值。完成了各个属性的设置，我们可以通过该组件的各种方法进行相应的操作。而事件则是在某些特定的消息下触发的。在C#中，我们用代表（delegate）进行事件的声明。

　　在该Pop3组件中，我们为其添加了主机名（Host）、端口号（Port）、用户名（UserName）、密码（PassWord）、邮件数目（NumOfMails）、邮件大小（TotalSize）等属性，通过ReceiveMessage（）和ReceiveMessageAsync（）方法完成与服务器的连接、通讯和结束会话等功能，在调用了该方法后，我们就可以从邮件数目和邮件大小等属性中获得邮箱中的相关信息，进而运用该组件就可以轻松地开发出诸如邮件信史之类的程序了。同时，该组件中还包含了一个OnMailReceived（）事件，该事件在完成了邮件的接收后被触发。

　　在组件的设计过程中，与主机的连接通讯是该组件的核心部分，所以我们不妨专门设计一个与主机的连接类－Pop3Connection类，该类是主要运用了TcpClient类的对象，和主机建立基于TCP/IP网络协议的连接。在完成连接后，可以和主机进行通讯。完成通讯后，则关闭与主机的连接。在大致介绍了实现原理后，下面就是具体的实现方法了。

　　三．实现方法

　　首先，打开VS.net，新建一个Visual C#的项目：在项目类型中选择"Visual C#项目"，在模板中选择"类库"，不妨将该项目命名为"Pop3Com"（这样，由该项目生成的组件的命名空间就为Pop3Com了），图示如下：



　　1．Pop3Connection类：

　　这样，项目向导就完成了，接着我们将原来的Class1.cs改名为Pop3.cs，同时添加一个类Pop3Connection（文件名不妨为Pop3Connection.cs）。

　　如上所述，Pop3Connection类完成了与主机的连接、通讯和关闭连接等功能，所以我们必须调用.Net框架中进行网络通讯的类库，在此我们运用的是TcpClient类的对象作为网络连接的客户端。同时，在与主机的通讯过程中必然少不了对于输入输出流的控制。于是，我们在设计该类的时候，首先得添加如下命名空间：

using System.IO;
using System.Net.Sockets;
Pop3Connection类的成员变量包括以下几个：
private TcpClient socket;
private StreamReader reader;
private StreamWriter writer;
private bool connected;

　　其中，bool类型的connected变量用于判断是否与主机取得了连接，它是该类的一个属性，对其操作如下：

public bool Connected
{
　get{return connected;}
}
Pop3Connection类的主要方法包含以下几个：
internal void Open(string host, int port)
{
　if(host == null || host.Trim().Length == 0 || port <= 0)
　{
　　throw new System.ArgumentException("Invalid Argument found.");
　}
　socket.Connect(host, port);
　reader = new StreamReader(socket.GetStream(), System.Text.Encoding.ASCII);
　writer = new StreamWriter(socket.GetStream(), System.Text.Encoding.ASCII);
　connected = true;
}

internal void SendCommand(string cmd)
{
　writer.WriteLine(cmd);
　writer.Flush();
}

internal void GetReply(out string reply, out int code)
{
　reply = reader.ReadLine();
　code = reply == null ? -1 : Int32.Parse(reply.Substring(0, 3));
}

internal void Close()
{
　reader.Close();
　writer.Flush();
　writer.Close();
　reader = null;
　writer = null;
　socket.Close();
　connected = false;
}

　　根据这些方法的名称，我们不难知道它们的作用。第一个方法Open（）就是根据主机名和端口号取得和服务器的连接。一旦连接成功，就通过TcpClient类的对象获取网络通讯流并新建一个StreamReader对象和一个StreamWriter对象。不言而喻，这两个对象的作用是控制网络通讯的输出和输入。最后，还要将connected的属性设置为true。第二个方法SendCommand（）就是在上面的StreamWriter类的对象writer的基础上往网络套接字中输入信息。而第三个方法GetReply（）则正好相反，它是用来从网络套接字中获取信息的。最后一个方法Close（）的作用则是关闭输出、输入流的对象，然后调用TcpClient类的对象Close（）方法并将connected属性设置为false，从而关闭连接，结束会话。

　　2．Pop3类：

　　这样，我们就完成了Pop3Connection类的设计和编码工作，也就完成了整个组件最关键的部分。接下来，我们就在该类的基础上设计Pop3类。Pop3类包含了邮件通讯所必须的基本属性、方法和事件。
首先，我们来设计其中的属性。该类应该包括主机名、端口号、用户名、密码、邮件数量、邮件总体积、邮件内容和状态信息等属性。其中前四个属性是可读又可写的，后四个属性是只可读的。具体的设置如下：

///
/// 主机名
///
public string Host
{
　get {return host;}
　set
　{
　　if(value == null || value.Trim().Length == 0)
　　{
　　　throw new ArgumentException("Invalid host name.");
　　}
　　host = value;
　}
}

///
/// 端口号
///
public int Port
{
　get {return port;}
　set
　{
　　if(value <= 0)
　　{
　　　throw new ArgumentException("Invalid port.");
　　}
　　port = value;
　}
}

///
/// 用户名
///
public string UserName
{
　get {return username;}
　set
　{
　　if(value == null || value.Trim().Length == 0)
　　{
　　　throw new ArgumentException("Invalid user name.");
　　}
　　username = value;
　}
}

///
/// 密码
///
public string PassWord
{
　get {return password;}
　set
　{
　　if(value == null)
　　{
　　　throw new ArgumentException("Invalid password.");
　　}
　　password = value;
　}
}

///
/// 邮件数量
///
public int NumOfMails
{
　get {return numofmails;}
}

///
/// 邮件总体积
///
public double TotalSize
{
　get {return totalsize;}
}

///
/// 邮件内容
///
public string Body
{
　get {return body;}
}

///
/// 状态信息
///
public string Status
{
get {return status;}
}

　　完成了该类的属性设计，我们接下来就完成该类的方法设计。该类主要的方法就一个ReceiveMessage（），顾名思义就是接收邮件信息的意思。在这个方法中，我们运用了上面的Pop3Connection类的对象。通过这个对象，我们就可以更加方便的进行网络通讯的操作。不过，在具体介绍这个方法的实现以前，我先得向大家介绍一下邮件接收的基本原理。







其基本原理如下：

　　一开始便是客户端与服务器的连接。不过，在客户端连接到服务器之前，注意把端口设为POP3协议默认的110号。

　　客户端连接服务器成功后，服务器会返回以下信息：

　　　+OK……

　　字符+OK是POP3协议的返回信息。它的回应信息不像SMTP协议那样用丰富多变的数字表示，只有两个：+OK或者-ERR。其中，+OK表示连接成功，而-ERR则表示连接失败。

　　接下来，客户端输入USER <用户名>

　　该命令告诉服务器你的用户名。注意，有些服务器会区分大小写字母的。

　　服务器返回+OK后，客户端输入PASS <口令>

　　服务器返回+OK后，还返回一些邮箱的统计信息，比如：+OK 1 message(s) [1304 byte(s)]
不同的服务器返回的信息格式不太一样，所以我们可以用STAT命令来查看邮箱的情况。STAT命令的回应中有两个数字，分别表示邮件的数量和邮件的大小。

　　如果信箱里有信，就可以用RETR命令来获取邮件的正文。RETR命令的格式为：

　　　RETR <邮件编号>

　　如果返回结果第一行是+OK信息，则表示成功。第二行起便是邮件的正文。最后一行和SMTP协议一样，是一个单独的英文句号，表示邮件的结尾部分。

　　把邮件存储起来后要用DELE命令删除邮箱中的邮件，否则原有的邮件会继续保留在服务器上，一旦邮件一多，你的邮箱就爆了。DELE命令的格式为：

　　　DELE <邮件编号>

　　如果删错了，可以用RSET命令来恢复所有已被删除的邮件。条件是你还没有退出，一旦退出，那就一切Bye Bye了。全部完成以后，输入QUIT命令就可以退出POP3服务器了。

　　在了解了邮件接收的基本原理的基础上，我就向大家介绍ReceiveMessage（）方法的具体实现：

///
/// 接收邮件信息
///
public void ReceiveMessage()
{
　// 避免线程冲突
　lock(this)
　{
　　// 设置初始连接
　　con = new Pop3Connection();
　　if(port <= 0) port = 110;
　　　con.Open(host, port);

　　StringBuilder buf = new StringBuilder();
　　string response;
　　int code;

　　　// 获取欢迎信息
　　con.GetReply(out response, out code);
　　status += response;

　　//登录服务器过程
　　buf.Append("USER");
　　buf.Append(username);
　　buf.Append(CRLF);
　　con.SendCommand(buf.ToString());
　　con.GetReply(out response, out code);
　　status += response;
　
　　buf.Length = 0;
　　buf.Append("PASS");
　　buf.Append(password);
　　buf.Append(CRLF);
　　con.SendCommand(buf.ToString());
　　con.GetReply(out response, out code);
　　status += response;

　　//向服务器发送STAT命令，从而取得邮箱的相关信息：邮件数量和大小
　　buf.Length = 0;
　　buf.Append("STAT");
　　buf.Append(CRLF);
　　con.SendCommand(buf.ToString());
　　con.GetReply(out response, out code);
　　status += response;

　　//将总邮件数和邮件大小分离
　　string[] TotalStat = response.Split(new char[] {' '});
　　numofmails = Int32.Parse(TotalStat[1]);
　　totalsize = (double)Int32.Parse(TotalStat[2]);

　　for( int x = 0; x < numofmails; ++x)
　　{
　　　//根据邮件编号从服务器获得相应邮件
　　　buf.Length = 0;
　　　buf.Append("RETR");
　　　buf.Append(x.ToString());
　　　buf.Append(CRLF);
　　　con.SendCommand(buf.ToString());
　　　con.GetReply(out response, out code);

　　　if(response[0]!='-')
　　　{
　　　　//不断地读取邮件内容，只到结束标志：英文句号
　　　　while(response!=".")
　　　　{
　　　　　body += response;
　　　　　con.GetReply(out response, out code);
　　　　}
　　　}
　　　else
　　　　status += response;
　　}
　　//向服务器发送QUIT命令从而结束和POP3服务器的会话
　　buf.Length = 0;
　　buf.Append("QUIT");
　　buf.Append(CRLF);
　　con.SendCommand(buf.ToString());
　　con.GetReply(out response, out code);
　　status += response;

　　con.Close();

　　// 邮件接收成功后触发的事件
　　if(OnMailReceived != null)
　　{
　　　OnMailReceived();
　　}
　}
}

　　根据邮件接收的基本原理和代码中的注释，我想读者应该不难读懂上面的代码。不过下面几点仍得说明：其中的CRLF为"\r\n"，它的作用是在每个命令后面加上一个换行符。另外，在该方法的一开始处有一句：lock(this)，它的作用是避免线程冲突。考虑到接收邮件的过程比较漫长而且占用的资源较多，所以在设计的时候我用到了多线程（有关多线程的资料读者可参考相关的书籍或文章，此处不再赘述）。在实际的程序中，上面的方法其实被另一个方法ReceiveMessageAsync（）作为一个单独的线程调用。方法如下：

///
/// 通过一个独立的线程接收邮件
///
public void ReceiveMessageAsync()
{
　new Thread(new ThreadStart(ReceiveMessage)).Start();
}

　　最后，在ReceiveMessge（）方法的末尾处，它调用了事件处理函数OnMailReceived（）。在C#中，事件的声明是用代表完成的，首先我们在Pop3类的开始处进行声明如下：

public delegate void MailReceivedDelegate();

　　接着，就进行事件的声明：

public event MailReceivedDelegate OnMailReceived;

　　这样，只要在应用程序中调用了OnMailReceived（）事件，在邮件接收成功后，OnMailReceived（）事件就会被触发。

　　到此为止，我们已经完成了核心类－Pop3类的属性、方法和事件的设计，这样整个组件也就完成了（按Ctrl+Shift+B就可以生成解决方案）。不过，由于是组件，所以不可以直接运行，我们必须做一个测试程序来测试之。下面我就用该组件做了一个简单的邮件信史，它可以向用户报告邮箱中的新邮件数目。





四．测试程序

　　首先，在原来的解决方案的基础上添加一个新项目。项目类型为"Visual C#项目"，模板为"Windows应用程序"，名称不妨为"MailNotifier"。

　　接着，设计主界面如下：



　　设计好主界面后，我们进行代码设计。首先，要添加对上面的组件－Pop3Com的引用。在项目菜单下选择"添加引用"，出现"添加引用"对话框，在"项目"一页下将Pop3Com组件添加到本项目中。图示如下：


　　同时，在代码的开始处添加引用：using Pop3Com。这样，我们就可以在本程序中调用Pop3Com组件中的类的方法完成相应功能了。下面就是"开始检查"按钮的事件处理函数了：

private void checkBtn_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
　// 正确性检查
　if(host == null || host.Text.Trim().Length == 0)
　{
　　MessageBox.Show("请填入服务器地址！");
　}
　else
　　if(username == null || username.Text.Trim().Length == 0)
　　{
　　　MessageBox.Show("请填入用户名！");
　　}
　else
　　　if(password == null || password.Text.Trim().Length == 0)
　　{
　　　　MessageBox.Show("请填入密码！");
　　}
　else
　　{
　　　　mailer = new Pop3();
　　　　mailer.Host = host.Text;
　　　　mailer.Port = Int32.Parse(port.Text);
　　　　mailer.UserName = username.Text;
　　　　mailer.PassWord = password.Text;
　　　　statusBar.Text = "正在接收信息……";
　　　　mailer.OnMailReceived += new Pop3.MailReceivedDelegate(OnMailReceived);
　　　　mailer.ReceiveMessageAsync();
　　}
}

　　其中，mailer为Pop3类的一个实例对象，它是完成邮件检查的核心对象。同时，OnMailReceived（）事件函数如下：

private void OnMailReceived()
{
　statusBar.Text = "邮件接收完毕！";
　MessageBox.Show("你有" + mailer.NumOfMails.ToString() + "个邮件！","信息",
　MessageBoxButtons.OK,MessageBoxIcon.Information);
}

　　如此，测试程序－邮件信史也就完成了。最后，按下Ctrl+F5运行我们的程序如下：


　　五．小结：

　　通过对Pop3Com组件的设计，我想读者对Visual C#下的组件编程应该有了个基本的了解，对其中类的属性、方法和事件的设计也应该是相当清楚了。组件编程是Visual C#的强项，所以希望读者能进一步学习。同时，对于上面的组件，读者也可试着进一步完善，并不妨将之运用于自己的应用程序中，让它发挥其强大的重用功能。

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