理解Windows 8应用框架

正如前文所说，Windows 8具有两个不同风格的应用，Windows store应用和传统Windows桌面应用。两种风格应用使用不同的UI引擎，不同的服务和工具，以及不同的API. 但是，都运行在同一个Windows 8操作系统内核下。

我们简单对比一下两种应用：

Windows 8传统桌面应用框架

Windows 8传统桌面应用可以根据分为三类，分别是Win32应用，.Net应用和HTML应用。

1. Win32应用主要开发语言为C，C++或VB。该应用被直接编译为CPU代码运行在Win32 API上，其用户界面实现必须使用GDI或者GDI+。

2. .Net应用主要开发语言为C#，VB.NET。该应用被编译为中间语言(IL)，然后再被转换为CPU代码运行在CLR(Common Language Runtime)环境。其用户界面实现使用XAML语言。

3. HTML应用主要开发语言为HTML/CSS和JavaScript，该应用基于浏览器运行。

 

 

String类型的构造

String类型表示的是char16的字符串，可以直接通过字符串的赋值来进行构造也可以使用标准C++的wchar_t*指针进行构造。

// Initializing a String^ by using string literals
    String^ str1 = "Test"; // ok for ANSI text. uses current code page
    String^ str2("Test");
    String^ str3 = L"Test";
    String^ str4(L"Test");


    //Initialize a String^ by using another String^

    String^ str6(str1);
    auto str7 = str2;

    // Initialize a String from wchar_t* and wstring
    wchar_t msg[] = L"Test";
    String^ str8 = ref new String(msg);
    std::wstring wstr1(L"Test");
    String^ str9 = ref new String(wstr1.c_str());
    String^ str10 = ref new String(wstr1.c_str(), wstr1.length());

字符的操作

 String提供了相关的方法来操作字符串，其中可以使用String::Data()方法来返回一个String^ 对象的wchar_t*指针。

// Concatenation 
    auto str1 = "Hello" + " World";
    auto str2 = str1 + " from C++/CX!";    
    auto str3 = String::Concat(str2, " and the String class");
    
    // Comparison
    if (str1 == str2) { /**//*  */ }
    if (str1->Equals(str2)) { /**//*  */ }
    if (str1 != str2) { /**//*  */ }
    if (str1 < str2 || str1 > str2) { /**//*  */};
    int result = String::CompareOrdinal(str1, str2);
    
    if(str1 == nullptr) { /**//* */};
    if(str1->IsEmpty()) { /**//* */};

   // Accessing individual characters in a String^
    auto it = str1->Begin();
    char16 ch = it[0];

String类型的转换

String类型可以和标准C++的wstring进行互相的转换

// compile with: /ZW
#include <string>

using namespace std;
using namespace Platform;

int main( array<String^>^ args ) 
{
    // Create a String^ variable statically or dynamically from a 

literal string. 
    String^ str1 = "AAAAAAAA";
    
    // Use the value of str1 to create the ws1 wstring variable.
    wstring ws1( str1->Data() ); 
    // The value of ws1 is L"AAAAAAAA".

    // Manipulate the wstring value.
    wstring replacement( L"BBB" );
    ws1 = ws1.replace ( 1, 3, replacement );
    // The value of ws1 is L"ABBBAAAA".

    // Assign the modified wstring back to str1. 
    str1 = ref new String( ws1.c_str() ); 

    return 0;
}

Windows运行时组件是Windows 8里面通用的公共库，它可以使用C++，C#或者VB来编写，不过你的Windows 8 metro是用什么语言编写都可以调用无缝地调用Windows运行时组件。

下面通过一个C#编写的Windows 8项目来调用一个用C++编写的Windows运行时组件。

创建一个Windows运行时组件：

编写如下的代码：

#include "pch.h"
#include "WinRTComponent.h"

using namespace CppWinRTComponentDll2;

int CalculatorSample::Add(int x, int y)
{
    return x+y;
}

头文件

#pragma once

using namespace Windows::Foundation;

namespace CppWinRTComponentDll2
{

    public ref class CalculatorSample sealed
    {
    public:
        int Add(int x, int y);

    };
}

在C#编写的项目中调用Windows运行时组件的C++方法

添加Windows运行时组件

UI部分

<Page
    x:Class="TestWinRTCSDemo.MainPage"
    IsTabStop="false"
    xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
    xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
    xmlns:local="using:TestWinRTCSDemo"
    xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
    xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
    mc:Ignorable="d">

    <Grid Background="{StaticResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">
        <StackPanel>
            <TextBox x:Name="txtX" HorizontalAlignment="Center" Height="45" Width="258"></TextBox>
            <TextBlock   Text="+" HorizontalAlignment="Center"  Height="45" Width="258" FontSize="14" FontWeight="Bold"/>
            <TextBox x:Name="txtY" HorizontalAlignment="Center" Height="45" Width="258"></TextBox>
            <Button Content="调用WinRT方法来相加" HorizontalAlignment="Center" Click="Button_Click_1" ></Button>
            <TextBox x:Name="txtAddResult" HorizontalAlignment="Center" Height="45" Width="258"/>
        </StackPanel>
    </Grid>
</Page>

C#代码部分

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using Windows.Foundation;
using Windows.Foundation.Collections;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls;
using Windows.UI.Xaml.Controls.Primitives;
using Windows.UI.Xaml.Data;
using Windows.UI.Xaml.Input;
using Windows.UI.Xaml.Media;
using Windows.UI.Xaml.Navigation;
using CppWinRTComponentDll2;//引入Windows运行时的空间

namespace TestWinRTCSDemo
{

    public sealed partial class MainPage : Page
    {
        public MainPage()
        {
            this.InitializeComponent();
        }

        protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
        {
        }

        private void Button_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (txtX.Text != "" && txtY.Text != "")
            {
                 CalculatorSample calcobj =  new  CalculatorSample();//直接创建Windows运行时里面的对象，很方便
                 int x = Convert.ToInt32(txtX.Text.ToString());
                 int y = Convert.ToInt32(txtY.Text.ToString());
                 txtAddResult.Text = calcobj.Add(x,y).ToString();//调用Windows运行时里面的方法
            }
        }
    }
}

运行的效果

基础知识

微软以推出Windows 8为契机，以解决Windows长期存在的问题，并带来了新的用户界面，使得Windows更加安全和AppStore的商业模式。微软在Windows 8 里打造了第三个 XAML-based UI 系统， WPF只是一个供 .NET 这个圈子使用的XAML UI系统 Silverlight只是给浏览器使用的XAML UI系统，Windows Phone7将Silverlight到了手机，现在将XAML带到了涵盖PC、Pad、Phone的所有系统（虽然微软认为平板也是PC，我还是想叫他Pad，用过iPad的都知道苹果所定义的Pad和PC有很大区别）。

.NET开发人员都对.NET 的P / Invoke和COM Interop 很熟悉了，这两种技术使得.NET人员可以使用Win32 API和COM组件，Mono也是使用P/Invoke技术创建原生的库，例如Gtk# 绑定到 Gtk+ API, MonoMac 绑定到Cocoa API, Qyoto 绑定到Qt API，Mono出现了MonoTouch，MonoDroid和MonoMac等等很有创新性的产品。 COM Interop 还可以使得C/C++ 从 C#导入Com类型库。

创建原生库的方法很多，但是这些工作都得是手工去做，很乏味而且容易出错，从这点来说WinRT也是一个很有创新的，可以让所有的开发者用同一个模型创建Metro UI的应用。

WinRT

WinRT是一个新的API 集合，具有以下特性：

• 它实现了Metro UI规范的UI库
• 为Windows开发人员提供一个简单的UI编程模型，你不需要学习Win32API的那些复杂的API了
• 它使用XAML-base的UI系统
• API都设计成了异步的
• 它和.NET一样是个沙箱的API，自成体系，用于创建AppStore上的应用程序。
• API的元数据格式是ECMA335，和.NET一样的标准。这是不是意味着以后Mono也可以在xUnit上去实现这样的API呢？

WinRT包装的新的用户界面系统，和Win32API一样是Com的上层。

WinRT Projections

我们所说的“Binding”，微软现在叫做“Projections”，又是一个新名词。Projections就是向三个环境 Native (C and C++), HTML/Javascript 和.NET 暴露接口的过程。所以在Win8上各类开发者依然可以用着不同的工具，但是却是使用着统一的模型。

如果开发者使用.NET或者C++ 写的组件，它的API被存储在一个WinMD文件里，你可以在三种环境（原生、javascript和.NET）。即使你的组件是用C++ 写的，也不需要通过COM向外暴露，使用起来更像是一个面向对象的C++ API。

WinRT的底层定义了一套基本的类型和各种环境的映射，这是不是很像.NET环境里面对不同语言的支持哈。

异步API

微软认为，当给开发者一个使用同步和异步的API的选择的时候，开发者会选择简单的同步API，这在我们的.NET 编程实践中得到证明，.NET有很成熟的异步编程模型，还有特意为并行和异步处理而设计的F#，结果是什么呢，各位同学心里有数。

在WinRT中，微软一直遵循一个简单的规则：如果一个API预计耗时超过50毫秒，那么API就是异步的，也就是说API是异步的哦，这样就能确保Metro UI上的操作体验是最好的。

异步编程历来是一个繁琐的过程，回调和状态，还有异常处理等。为了简化这个过程，C#和VB也扩展了支持 F#-inspired await/async 模型，异步编程变成了欢乐之旅。

.NET的首要地位不见了吗？

之前的新闻中一直在质疑.NET 被微软抛弃了，当然不是了。也不是所有的.NET API 都集成到了WinRT中，只是一个子集。

当你使用C#和VB，你使用的是完整的.NET框架。但是他们只暴露了一个较小的子集API给Windows 8的开发者。你可能会想，我可以通过一些技巧使用到整个.NET，如果你的程序不需要提交AppStore上接受微软的审核，这是可以的。这种策略明显是跟苹果学的。

借此机会.NET团队也对.NET做了一次清理，mscorlib.dll和System.dll中已被分割在不同的库里头了，随着Win8发布的.NET版本是4.5了，也就是说.NET 4.5不是.NET 4的简单补丁包，里头加了不少东西，ASP.NET的版本号也是4.5，不像.NET 2.0 ~3.5 SP1，ASP.net的版本还是2。0。为了在Win8里开发，开始学习.NET 4.5又是必须的了，这里关注的集中在客户端开发，同样的在服务器端开发方面.NET 4.5也加入大量的干货。

创建WinRT 组件

虽然WinRT支持很多的语言，但是微软只是用C++和.NET演示了如何开发一个WinRT组件，使用.NET来开发WinRT组件会比C++简单得多。也不是所有的.NET特性都能用上哦，比如组件类就不能使用private 字段，在异步的API里不能使用Task<T> ，要用IAsyncOperation 代替。

public sealed class AddTwo
{
       public int Add (int a, int b)
       {
           return a + b;
       }

       public async IAsyncOperation SubAsync (int a, int b)
       {
           return a - await (CountEveryBitByHand (b));
       }
   }

你会发现上述代码没有任何形式的COM声明，唯一限制的是，类必须是个密封的（除非你是在创建一个XAML UI组件，这种情形下这种限制是接触的）

UI编程

当涉及到用户界面的开发的时候，你你可以使用HTML与CSS样式或使用XAML的你的应用程序的用户界面。当你回到界面层，就可以用HTML & CSS或者是XAML UI，用HTML& Css做出来的界面就是Web了，而是一个Windows应用，早在Vista开始就有了类似的应用，Windows7上做了改进，叫做Gadgets ，Windows 8就进化到了Metero UI，和C++、.NET并驾齐驱了。

Windows8的开发框架并没有基于HTML5和JavaScript，开发者完全可以用原生C++、C#和Silverlight去开发对平板和触控友好的应用，HTML5和JavaScript只是提供了一种选择。

　　（作者：Jonathan Allen 译者：侯伯薇）

　　尽管我们可以使用 .NET 语言来调用 Win32 API，但那样做会很困难。所以在过去的两年间微软一直在构建替代的方案，它就是实现了跨语言支持的 Windows 运行时，即 WinRT。我们可以在 C++ 和 .NET 中创建 WinRT 组件，并且可由二者以及 JavaScript 使用。

　　尽管 COM 在表面上是一种基于 OOP 的框架，但它与 .NET 之间有很大的区别。在 WinRT 出现之前，COM 是基于接口而不是基于类的。这意味着其中缺少很多 .NET 开发者认为应该有的内容，像构造函数以及静态方法等。C++组件扩展解决了这个问题。

　　WinRT 形式的 COM 使用的元数据格式和通用语言运行时（Common Language Runtime）相同。这些信息存储在表示结构的 WINMD 文件中，尽管没有实现，但在所有公有类中都会有。FXCop 被用于检验这些文件所暴露的 API 是否遵循 .NET Framework 的设计指南。

　　.NET 在最开始时就有“API 设计委员会（API Design Board）”。受此启发，Windows 运行时也会建立 API 设计委员会来对其进行管理。很多最初的成员都在 .NET 委员会中，并且很多指南都直接来自于 .NET 基本类库所遵循的原则。

　　Windows 运行时会返回 HRESULT，而不会抛出异常。对于众所周知的 HRESULT 值来说，会抛出相应的异常，而对于其他值就只能抛出 COMException。

　　WinRT 的 IAsyncOperation 接口现在使用新的 async/await 关键字，就像 .NET 的 Task 对象一样。

　　所有 Windows 运行时的集合接口都被映射到 .NET 框架的等价物上。在 .NET 4.5中添加了 IReadOnlyList 和 IReadOnlyDictionary，用来负责处理 WinRT 中的只读集合。

　　WinRT 和 .NET API 在两个地方无法匹配。WinRT 的 stream 无法直接与 .NET 的 IO.Stream 类兼容，但是可以调用名为 AsStream 的扩展方法来进行转换。WinRT 还拥有名为 IBuffer 的接口，这在 .NET 中也无法简单地实现。在此也有一个扩展方法来进行 IBuffer 和比特数组之间的转换。

　　我们可以使用 C# 和 VB 来创建新的 Windows 运行时程序库，过程非常简单。为了把类暴露为 Windows 运行时组件，我们只需要把项目类型设置为“WINMD 文件”，并确保遵循以下规则：

1. API 签名只使用 Windows 运行时的类型
2. 结构体只能拥有公有的数据字段
3. 只允许对 XAML 控件使用继承，其它类型都必须使用 sealed 关键字。
4. 只支持内建的泛型

　　编译这些库之后，我们就可以在 C++ 和 JavaScript 中调用它们，就像从 .NET 中调用一样简单。

　　警告

　　由于 WinRT 是基于 COM 构建的，所以你同样会有引用计数和 mark-and-sweep 垃圾回收器之间无法融合的问题。对于实现了析构函数释放非内存资源的对象来说，这是最常见的问题。我们可以考虑调用“Marshal.FinalReleaseComObject”来解决问题，但是那本身也存在问题。

　　COM 风格的 marshaling 需要在 .NET 和本地组件之间调用。尽管这通常是无关紧要的，但是如果 API 非常不正式，那么就会出现问题。

　　内建的 WinRT 库（而不是 XAML）是在 Metro 运行时环境之外提供的。然而，第三方的 WinRT 库并非如此。这是 WinRT 中激活框架（activation framework）的限制，而不是 .NET 的问题。

对于 Windows 8，我们彻底颠覆改造了平台，您可以选择您已了解的编程语言和技术来构建为设备和外形因素定制的应用。而对于 Windows 运行时，您甚至可以在单一应用中轻松地使用多种语言。通过使用 C++ 来构建您自有的 Windows 运行时组件，您可以通过可与 Xbox 360 控制器交互的 HTML 和 JavaScript 来构建出色的 Metro 风格应用。您可以构建通过 Windows 运行时组件公开的可重用 XAML 控件，这些控件可供使用 C++ 和 C# 编写的 Metro 风格应用即时使用。实质上，我们已允许您在 Windows 8 平台上使用您选择的语言并以毫不迁就的方式来构建应用。

在本篇博文中，我们将讨论构建 Windows 运行时组件所需了解的必要知识。

基础知识

Windows 运行时是实现语言选择的核心。它自身是公开的，从而您可以从 JavaScript、C++、C# 和 Visual Basic 中以自然而熟悉的方式对其进行调用。这种基础方法也同样适用于构建您自有的 API。

您在应用中构建和打包的 Windows 运行时组件通常被称作第三方 Windows 运行时组件。这与已作为 Windows 8 平台中一部分的第一方组件有所不同。您可以使用 C++、C# 或 Visual Basic 编写这些第三方 Windows 运行时组件。您可以从任何位置调入它们公开的 API，包括打包到您的应用中的其他 Windows 运行时组件。您也可以使用任何语言来调入通过 Windows 运行时组件公开的 API。

您为应用编写的 Windows 运行时组件可使用 Windows 运行时 API、Win32、COM、.NET API 或第三方库（只要它们支持 Metro 风格应用开发）。请注意您所构建的 Windows 运行时组件与传统意义上公开 API 的 C++ DLL 或 .NET 程序集并不相同。使用 .Net 创建类库或者使用 C++ 创建独立的 DLL 与构建 Windows 运行时组件完全不同。Windows 运行时组件在公开 Windows 运行时元数据的 .wnmd 文件中声明，并且允许 JavaScript 等语言来自然地使用 Windows 运行时 API（例如，向 JavaScript 公开的 API 的 pascalCasedNames 支持）。Windows 运行时元数据还允许 Visual Studio 提供出色的工具功能，如 IntelliSense 支持。

为何要构建您自有的 Windows 运行时组件

创建 Windows 运行时组件可帮助您对可重用性和语言互操作性进行设计。我们来看一下展示如何使用第三方 Windows 运行时组件来构建更佳体验的一些应用程序方案。

在您的 Metro 风格应用中使用 Win32 和 COM API

Internet Explorer 10 提供的平台允许您使用 HTML、CSS 和 JavaScript 创建出色的 Metro 风格应用体验。但是，如果您已使用 HTML5 Canvas 构建游戏，并希望与 Windows 的 Xbox 360 控制器相集成，那情况会怎样？允许应用从控制器接收输入的 XInput API 会将不可用的 Win32 API 直接向 JavaScript 公开。

这是通过创建 Windows 运行时组件来解决该问题并使您能够在基于 HTML 的 Metro 风格应用中使用 XInput API 的经典示例。XInput 和 JavaScript 控制器草图示例准确地展现了这一点。该示例应用包含一个游戏控制器 Windows 运行时组件，它使用 C++ 编写并用于包装 XInput API 公开的功能。该控制器草图基于 HTML 的应用使用游戏控制器 C++ Windows 运行时组件来实现与 Xbox 360 控制器的交互。

这一方案（无法单独使用 HTML 和 JavaScript 实现）是通过创建第三方 Windows 运行时组件来完成通过其他方法无法完成的复杂方案的完美示例。

大计算量的操作

为诸如科学、工程和地图/地理等字段创建应用通常需要大计算量的操作。这些大量的操作通常需要强大的并行处理且非常适合于使用 C++ 获得最佳性能。在开发 Bing 地图旅行优化器（使用 JavaScript 和 C++ 开发的 Metro 风格应用）中，我们看到了另一种方案，即使用 C++ 创建 Windows 运行时组件使我们可以创建最佳的应用体验。

您可能会考虑为何用户完全使用本地数据计算旅行路线，而他们可以在云端的 Bing 服务器上运行这种大计算量的操作。Bing 地图为公开执行此操作的 JavaScript API，而有时应用必须脱机运行。另外，我们也希望用户通过触控实时拖动和更改路线。如果我们在本地运行此类大量的操作，则我们需要创建甚至更好的体验。

通过使用并行任务类库而用 C++ 编写大计算量的操作，我们可以利用客户端的强大功能来为用户创建出色的使用体验。Windows 运行时可完美适用于该方案，它允许我们使用 Bing 地图 AJAX 控件来创建使用 HTML 和 JavaScript 的丰富用户界面 (UI)，而使用 C++ 代码运行的所有大量路线操作可通过并行计算提高计算的速度。

库

社区中拥有着大量而出色的库，开发人员已进行汇总并与广大用户共享。在过去，您可能会认为重用其中的一些库可能很具挑战性，如果它们与实现您的应用的编程语言不匹配的话。例如，您构建了一个出色的 .NET 应用，但必须完成痛苦的互操作蓝框（如 PInvoke），才能使用通过 C++ 编写的库。

Windows 运行时可以弥合 Windows 8 中的语言分歧，使包含单个基本代码的单一 Windows 运行时组件库可以扩展至更广泛的开发人员，无论组件的语言或应用的主要编程语言是什么。

现在，您可以创建一个可供全部 C++ 和 C# 开发人员使用的公开 Windows 运行时的单一 XAML 自定义控件。您可以在您的基于 XAML 或 HTML 的 Metro 风格应用中使用由开发人员共享的各种数据存储 Windows 运行时库。所有这些方案均无需编写互操作代码即可实现。

我们认为 Windows 运行时将惠及由开发人员创建并与社区中广泛的 Metro 风格应用��发人员共享的各种库。现在，我们来看看两个展示使用 C++/CX 和 C# 构建第三该 Windows 运行时组件的具体示例。

应用场景 1：通过本机音频来增强您的应用

假设我们要使用拥有 C# 编写的应用逻辑支持的 XAML 来构建一个软件合成器应用。为了向我们的音乐应用添加过滤器，我们将使用 XAudio 来直接控制音频缓冲器。

将 Windows 运行时组件添加到我们的解决方案

使用 Visual Studio，我们可以将全新的 C++ Windows 运行时组件项目添加到我们现有的解决方案。该 Windows 运行时组件包括音乐处理功能：

图 2：添加一个全新的 C++ Windows 运行时组件

Visual Studio 为我们创建了一个 C++ 项目，用于公开 API，而 API 的实现将打包到一个 DLL 文件，而 Windows 运行时元数据将打包到 winmd 文件中。它们全部可用于我们的 C# 项目。

定义向我们的 XAML C# 项目公开的类

我们使用 C++/CX 来构建向 C# 项目公开的 API，但您也可以使用 Windows 运行时 C++ 模板库 (WRL)。我们首先定义一个非常基本的类以封装 XAudio 功能：

XAudioWrapper.h

#pragma once

#include "mmreg.h"
#include <vector>
#include <memory>

namespace XAudioWrapper
{
    public ref class XAudio2SoundPlayer sealed
    {
    public:
        XAudio2SoundPlayer(uint32 sampleRate);
        virtual ~XAudio2SoundPlayer();

        void Initialize();

        bool   PlaySound(size_t index);
        bool   StopSound(size_t index);
        bool   IsSoundPlaying(size_t index);
        size_t GetSoundCount();

        void Suspend();
        void Resume();

    private:
        interface IXAudio2*                     m_audioEngine;
        interface IXAudio2MasteringVoice*       m_masteringVoice;
        std::vector<std::shared_ptr<ImplData>>  m_soundList;
    };
}

首先，您必须注意类声明中 public、ref 和 sealed 等关键字的使用。对于通过 JavaScript 或 C# 等其他语言在 Metro 风格应用中实例化的类来说，该类必须声明为 public ref class sealed。

类的公共功能（方法、属性等）仅限于 C++ 内置的类型或 Windows 运行时类型。这些是可在 Windows 运行时组件中跨越语言界限的唯一类型。但话虽如此，您仍然可以将常规的 C++ 库（即标准模板库集合）用于您的类中的专用数据成员，如在该代码断中所示。这些专用数据成员无需遵从与跨越语言界限有关的规则。如果您使用不支持的构造，则 Visual Studio 编译器将发出错误消息并提供相应的指导。

实现在我们的 Windows 运行时组件中公开的类

现在，我们已定义了类的基本接口，接下来让我们来看看一些实现方法：

XAudioWrapper.cpp

XAudio2SoundPlayer::XAudio2SoundPlayer(uint32 sampleRate) :
    m_soundList()
{
    // Create the XAudio2 engine
    UINT32 flags = 0;

    XAudio2Create(&m_audioEngine, flags);

    // Create the mastering voice
    m_audioEngine->CreateMasteringVoice(
        &m_masteringVoice,
        XAUDIO2_DEFAULT_CHANNELS,
        sampleRate
        );
}

void XAudio2SoundPlayer::Resume()
{
    m_audioEngine->StartEngine();
}

bool XAudio2SoundPlayer::PlaySound(size_t index)
{
    //
    // Setup buffer
    //
    XAUDIO2_BUFFER playBuffer = { 0 };
    std::shared_ptr<ImplData> soundData = m_soundList[index];
    playBuffer.AudioBytes = soundData->playData->Length;
    playBuffer.pAudioData = soundData->playData->Data;
    playBuffer.Flags = XAUDIO2_END_OF_STREAM;

    HRESULT hr = soundData->sourceVoice->Stop();
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = soundData->sourceVoice->FlushSourceBuffers();
    }

    //
    // Submit the sound buffer and (re)start (ignore any 'stop' failures)
    //
    hr = soundData->sourceVoice->SubmitSourceBuffer(&playBuffer);
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        hr = soundData->sourceVoice->Start(0, XAUDIO2_COMMIT_NOW);
    }

    return SUCCEEDED(hr);
}

在该代码段中，我们使用可用于 Metro 风格应用开发的 XAudio2 COM API 来连接我们的音频引擎、播放声音和恢复引擎。另外，我们还可以使用 C++ 构造和除 Windows 运行时类型以外的其他类型来实现必要的功能。

添加和使用 Windows 运行时组件

在定义和实现基本类之后，我们使用 Visual Studio 来将 XAudioWrapper Windows 运行时组件从我们的 C# 项目添加到 C++ 项目：

图 3：将 XAudioWrapper Windows 运行时组件添加到我们的音乐应用

因此，我们从 C++ 项目公开的类可用于我们的 C# 项目：

MainPage.cs

using XAudioWrapper;

namespace BasicSoundApp
{ 
 public sealed partial class MainPage : Page
 {
 XAudio2SoundPlayer _audioPlayer = new XAudio2SoundPlayer(48000);
 public MainPage()
 {
 this.InitializeComponent();
 }

 protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
 {
 _audioPlayer.Initialize();
 }

 private void Button_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
 {
 _audioPlayer.PlaySound(0);
 }
 }
}

如在该代码段中所示，我们可以像使用常规 .NET 组件那样与 C# 中的 XAudio 封装程序进行交互。我们将引用其命名空间、举例说明组件并开始调用其公开的各种方法。所有这一切不需要任何 DllImport 来调入本机代码！

应用场景 2：使用内置的 API 在您的应用中打开 zip 文件

假设我们使用 HTML 来构建文件查看器应用，并希望添加功能来允许该应用的用户选取 zip 文件。我们希望将 Windows 中已内置并在 .NET 平台中公开的 API 用于处理 zip 文件。

将 Windows 运行时组件添加到我们的解决方案

该步骤与我们在音乐应用中所描述的步骤完全相同，现在我们将选取 C# Windows 运行时组件来包装 zip 处理功能：

图 4：添加一个全新的 C# Windows 运行时组件 

Visual Studio 为我们创建了一个 C# 项目，用于公开 API，而 API 的实现和 Windows 运行时元数据都将打包到 .winmd 文件，并且可用于我们的 Web 项目。

实现在我们的 Windows 运行时组件中公开的类

我们使用 C# 来构建将向我们的 Web 项目公开的 API，但您同样可以使用 Visual Basic。我们首先定义一个简单的 C# 类来封装 zip 功能：

ZipWrapper.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.IO.Compression;
using System.Runtime.InteropServices.WindowsRuntime;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.Foundation;
using Windows.Storage;

public sealed class ZipWrapper
{
public static IAsyncOperationWithProgress<IList<string>, double> EnumerateZipFileAsync(StorageFile file)
        {
            return AsyncInfo.Run(async delegate(
                System.Threading.CancellationToken cancellationToken, IProgress<double> progress)
            {
                IList<string> fileList = new List<string>();
                progress.Report(0);

                using (var stream = await file.OpenStreamForReadAsync())
                {
                    using (var archive = new ZipArchive(stream))
                    {
                        for (int i = 0; i < archive.Entries.Count; i++)
                        {
                            // add code for processing/analysis on the file 
 // content here

                            // add to our list and report progress
                            fileList.Add(archive.Entries[i].FullName);
                            double progressUpdate = ((i + 1) / ((double)archive.Entries.Count)) * 100; // percentage
                            progress.Report(progressUpdate);
                        }
                    }
                }

                progress.Report(100.0);
                return fileList;
            });
        }
}

该类是公共的且已密封。类似于构建 C++ Windows 运行时组件，这对于其他语言实例化类来说是必需的。该类中公开的静态方法混合使用 Windows 运行时类型（例如，StorageFile），并且在方法签名中作为 .NET 类型（例如，IList）。我们的经验法则是使用 Windows 运行时类型来定义向其他语言公开的公共字段、参数和返回类型。尽管如此，您仍然可以原封不动地使用某些 .NET 基本类型（即 DateTimeOffset 和 Uri）以及基元（即 IList）。

您还会注意到上述方法利用了在定义您的 Windows 运行时组件时可以（且应该）使用的用于异步性和进度支持的 Windows 运行时基础结构。就该类中的 Windows 运行时组件或任何专用功能的实现而言，您并不仅限于使用 Windows 运行时类型和 API；您可以自由使用任何向 Metro 应用开发公开的 .NET API 表面，如代码段 ZipArchive API 中所示。

添加和使用 Windows 运行时组件

我们现在已经实现了 zip 工具封装程序，我们将使用 Visual Studio 来添加我们的 JavaScript 项目中对 C# 项目的引用：

图 5：将 ZipUtil Windows 运行时组件添加到我们的文件查看器应用
 

因此，我们从 C# 项目公开的类将可用于我们的 Web 项目：

program.js

function pickSinglePhoto() {

    // Create the picker object for picking zip files
    var openPicker = new Windows.Storage.Pickers.FileOpenPicker();
    openPicker.viewMode = Windows.Storage.Pickers.PickerViewMode.thumbnail;
    openPicker.suggestedStartLocation = Windows.Storage.Pickers.PickerLocationId.picturesLibrary;
    openPicker.fileTypeFilter.replaceAll([".zip"]);

    // Open the picker for the user to pick a file 
    openPicker.pickSingleFileAsync().then(function (file) {
        if (file) {
            ZipUtil.ZipWrapper.enumerateZipFileAsync(file).then(
        function (fileList) {
            for (var i = 0; i < fileList.length; i++)
                document.getElementById('output').innerHTML += " " + fileList[i];
        },
        function (prog) {
            document.getElementById('zipProgress').value = prog;
        }
    );
        } else {
            document.getElementById('output').innerHTML = "an error occurred";
        }
    });
};

正如您所看到的，我们可以与 JavaScript 中我们的 zip 工具封装程序进行交互，如同它是一个常规的 JavaScript 对象。我们可以调入 Windows 运行时组件中公开的静态方法，而我们使用 JavaScript 的异步语言构造，如 .then()，也可以完成此操作。

一般指导

并非您为 Metro 风格应用编写的所有 API 都应公开为第三方 Windows 运行时组件。通常情况下，当您在不同的编程语言之间进行通信时需要使用 Windows 运行时组件类型，并使用语言中内置的类型和构造来实现无法通过 Windows 运行时组件全局公开的功能。另外，跨越语言界限还涉及各种语言特定的功能和规则，当构建 Windows 运行时组件时，您必须将其纳入考虑范围。它们具体包括代理和事件、异步操作、方法重载和处理特定的数据类型（例如，集合、异常处理和调试技巧）。您可以通过访问构建 Windows 运行时组件中面向您的开发语言的部分，来深入研究这些主题。

总结

就 Windows 运行时组件而言，您现在可以混合使用编写语言和 API 技术来构建您设想的应用。毫不迁就的理念贯穿于 Windows 8。即使是在开发阶段情况依然如此，我们允许您混合使用和匹配适用于您的方案的最佳编程语言。我希望这将使您能够用更多的时间来考虑创新，而不是在学习全新的编程语言方面浪费大量的时间。

希望您能充分享受构建应用为您带来的快乐！

-- Windows 项目经理 Ines Khelifi

　　不像 Win32 是用C语言思想设计的，而 WinRT API 是用 C++ 编写的，并且从一开始的设计就是面向对象的。一致性、易用性、以及性能都是新的运行时 API 的重要方面。WinRT API 中的每个对象都支持反射，以便甚至连诸如 JavaScript 等动态语言都可有效地使用它们。随之而来还有统一对象模型，这对于基于库的 C++ 而言是个稀罕物。

　　附注：Win32 API 并未被移除，而且那些使用传统应用程序执行环境的较早的应用程序将继续按预期方式工作。

　　C++开发

　　在 C++ 中编写用户界面将首选 XAML。所有与 XAML 一起使用的库都已被移植到C++，并且被编译为本地 x86 版本。使用 XAML 和 C++ 编写的 Metro 风格应用程序并不运行在 .NET 之上，它们就像其他任何 Visual C++ 应用程序一样，被直接编译为 x86 版本。

　　调用 UI 控件的方法就像在 C++ 中调用任何其他对象的方法一样。在机器码级别上，某个指令将 this 指针推送到堆栈上，然后通过虚函数表（v-table）调用相应函数。这使得即使在低功耗设备上也能达到最优的性能。

　　支持一些现代的 C++ 应用程序所用的库，例如 Boost。

　　重叠窗口不复存在

　　对话框是来自上一版 Windows 的核心概念，而在 WinRT 中它将不复存在。对于微软而言，性能成本和可用性问题已不再是理所当然的。希望使用这种模式的应用程序将要开发其他的方式来传递信息，例如消息框的方式。

　　另一并未纳入 WinRT 的库是 GDI。如果某个应用程序要使用 Metro 风格界面，那么它需要按自上而下的方式来做，将 Metro 风格与经典用户界面相混合的情况是不可能出现的。

　　PlayTo 契约

　　另一被公开的契约是 PlayTo（由……发挥）。这使得应用程序可发送如音频及视频等媒体文件到某个 charm^[1]。然后那个 charm 将允许用户选择某个他们想用的应用程序来查看该文件。据推测，媒体文件不仅限于物理文件，而是任何可表示为数据流的媒体形式。

　　C#/VB：平台调用（P/Invoke）之终结

　　从 .NET 中调用本地函数通常涉及建立结构和操纵指针。而在 WinRT 环境下，所有的 API 被公开为许多可通过 C# 及 VB 直接使用的对象。这把 .NET 开发者置于与 C++ 开发者平等的层面上。

　　应用程序的响应速度对于微软而言是非常重要的。所有耗时超过 50 毫秒的操作系统级别的 API 调用将被公开为异步操作，正是为了向开发者传递这种价值观。

　　JavaScript

　　对于 Windows 8 而言，第四大语言就是 JavaScript。尽管它不使用 XAML，但它就像本地及 .NET 应用程序一样，拥有对底层 WinRT API 的直接访问权。这不仅是个像 PhoneGap 一样的容器，JavaScript 开发者还可获得与其他开发者所使用的同样丰富的 API。

　　由于是 JavaScript，因此所选择的 UI 工具包是 HTML 和 CSS 而非 XAML。IE 10 及 Metro 风格的 JavaScript 应用程序使用的是同一渲染引擎，尽管那些应用程序实际并不运行在浏览器中。JavaScript 应用程序看起来就像任何其他 Metro 风格应用程序一样。

　　JavaScript 中的用户控件几乎与 C++ 及 .NET 中的控件不相上下。有些控件对于 HTML 渲染引擎而言是固有的，而另外一些控件则是用 JavaScript 编写的。这些基于 JavaScript 的控件都是基于 div 的，非常像那些使用 jQuery 创建的控件。

　　应用程序容器和应用程序权限

　　Metro 风格应用程序运行在被称为“应用程序容器”（app container）的环境中。这似乎取代了由基于 Win32 应用程序所使用的窗体环境。

　　大多数 API 调用被直接发送给底层内核。然而，有些调用将被通过系统代理（system broker）路由。系统代理确保应用程序只能访问那些经用户已批准的功能。例如，当某个应用程序首次尝试访问摄像头时，服务代理（service broker）将提示用户以获取他们的批准。应用程序必须包括一份清单，其中注明该应用程序可能需要的所有限制服务。这种模式对于移动设备开发者而言将是非常熟悉的。

　　所有 Metro 风格应用程序都会运行在 WinRT 的应用程序容器中，而且会受到系统代理的监控，甚至连那些用 C++ 编写的应用程序也不例外。该思想是为了限制应用程序破坏系统的能力。虽然也许并不是不可能的，但是在 WinRT 下创建恶意软件与在 Win32 中相比将会难得多。

　　所有 Metro 风格应用程序必须进行数字签名

　　不允许匿名应用程序。应用程序为了测试可进行自签名，但是当它们出现在应用商店里时，它们就必须使用真实证书进行签名。

　　译注

　　[1] charm，微软已将“CHARM”注册为计算机、软件产品、电气和科学产品类商标。微软将 CHARM 描述为计算机程序、图形用户界面软件和操作系统程序。在触摸版 Windows 8 中，charms 在屏幕右侧；在传统版（使用鼠标和键盘）Windows 8 中，charms 出现在屏幕左侧。charms 包括：Search（搜索）、Share（分享）、Start（开始）、Devices（设备）、Settings（设置）。详见微软申请 Windows 8 功能 charm 注册商标（图）。

　　作者：Jonathan Allen 译者：高翌翔

　　查看英文原文：WinRT: An Object Orientated Replacement for Win32 

　　相关博客文章：Windows Runtime(WinRT) 揭秘