Углерод (API) - Carbon (API)

Углерод
Разработчики)Apple Inc.
Операционная системаКлассическая Mac OS, macOS
ЛицензияПроприетарный
Интернет сайтhttp://developer.apple.com/referencelibrary/Carbon/ на Wayback Machine (архивировано 20 апреля 2009 г.)

Углерод один из яблоко С На основе C интерфейсы прикладного программирования (API) для macOS (ранее Mac OS X), Операционная система что полномочия Macintosh компьютеры. Углерод обеспечивает хорошую степень Обратная совместимость для программы что бежало на Mac OS 8 и 9. Разработчики могут использовать API-интерфейсы Carbon для переноса своих «Классический» Mac программного обеспечения для платформы Mac OS X с небольшими усилиями, по сравнению с перенос приложение к совершенно другому Какао система, которая возникла в ОТКРЫТЬ.

Carbon был важной частью стратегии Apple по выводу Mac OS X на рынок, предлагая путь для быстрого переноса существующих программных приложений, а также средство доставки приложений, которые будут работать либо на Mac OS X, либо на классической Mac OS. Поскольку рынок все больше переходит на фреймворки на основе Какао, особенно после выпуска iOS, необходимость в библиотеке для переноса отпала. Apple не создавала 64-битный версии Carbon при обновлении других своих фреймворков в период 2007 года, и в конечном итоге устарел весь API в OS X 10.8 Mountain Lion, который был выпущен 24 июля 2012 года. Carbon был официально прекращен и полностью удален с выпуском macOS 10.15 Каталина.

История

«Карбонизированное» приложение Adobe Systems ImageReady v.7.0 работает прямо на Mac OS X версия 10.2

Классическое программирование для Mac OS

В оригинальная Mac OS используемый Паскаль в качестве основной платформы разработки, а API-интерфейсы в значительной степени основывались на языке Паскаля семантика вызова. Большая часть Панель инструментов Macintosh состоял из вызовы процедур, передача информации между API и программой с использованием различных структуры данных на основе Паскаля вариантная запись концепция.

Со временем ряд библиотеки объектов развивались на Mac, в частности Object Pascal библиотека MacApp и Библиотека классов Think (TCL) в Pascal и более поздних версиях MacApp и CodeWarrior PowerPlant в C ++. К середине 1990-х годов большая часть программного обеспечения Mac была написана на C ++ с использованием CodeWarrior.

Рапсодия

При покупке Следующий в конце 1996 года Apple разработала новую стратегию операционной системы, основанную в основном на существующих OpenStep Платформа. Новый Рапсодия было относительно просто; он сохранил большую часть существующих библиотек объектов OpenStep под названием «Yellow Box», перенес существующие OpenStep GUI и сделал его более похожим на Mac, перенес несколько основных API от Mac OS к основному Unix-подобный система (особенно QuickTime и AppleПоиск ) и добавил эмулятор, известный как «Blue Box», который запускал существующее программное обеспечение Mac OS.

Когда этот план был раскрыт на Всемирная конференция разработчиков в 1997 году существовали разработчики Mac OS, которые были недовольны тем, что их кодовые базы фактически были заблокированы в эмуляторе, который вряд ли когда-либо будет обновлен. Голубую коробку стали называть «штрафной».[нужна цитата ] Более крупным разработчикам нравится Microsoft и Adobe категорически возмутился и отказался рассматривать возможность переноса на OpenStep, который настолько отличался от существующей Mac OS, что был почти или совсем не совместим.

Apple приняла эти опасения близко к сердцу. Когда Стив Джобс объявил об этом изменении направления на WWDC 1998 года, он заявил, что «на самом деле разработчики хотели получить современную версию Mac OS, и Apple [собиралась] предоставить ее». Заявление было встречено бурными аплодисментами.

Первоначальная концепция Rhapsody, в которой использовалась только Blue Box для запуска существующего программного обеспечения Mac OS, была в конечном итоге выпущена в 1999 году как Mac OS X Server 1.0. Это был единственный релиз, основанный на оригинальной концепции Rhapsody.

Какао и углерод

Чтобы предложить реальный и хорошо поддерживаемый путь обновления для существующих кодовых баз Mac OS, Apple представила систему Carbon. Carbon состоит из множества библиотек и функций, которые предлагают API-интерфейс, подобный Mac, но работающий поверх базовой Unix-подобной ОС, а не копии Mac OS, работающей в режиме эмуляции. Библиотеки углерода тщательно очищены, модернизированы и лучше «защищены». В то время как Mac OS была заполнена API-интерфейсами, разделяющими память для передачи данных, в Carbon весь такой доступ был повторно реализован с использованием аксессуар подпрограммы на непрозрачные типы данных. Это позволило Carbon поддерживать истинные многозадачность и защита памяти, функции, которые разработчики Mac запрашивали в течение десяти лет. Другие изменения в ранее существовавшем API удалили функции, которые были концептуально несовместимы с Mac OS X или просто устарели. Например, приложения больше не могли устанавливаться обработчики прерываний или драйверы устройств.

Чтобы поддержать Carbon, вся модель Rhapsody была изменена. В то время как Rhapsody будет фактически OpenStep с эмулятором, в новой системе и OpenStep, и Carbon API будут, где это возможно, совместно использовать общий код. Для этого многие полезные фрагменты кода нижних уровней системы OpenStep, написанные на Objective-C и известные как Foundation, были повторно реализованы на чистом C. Этот код стал известен как Основной фундамент, или сокращенно CF. Версия Yellow Box, перенесенная для вызова CF, стала новой. Какао API и Mac-подобные вызовы Carbon также вызывали одни и те же функции. В рамках новой системы Carbon и Cocoa были равными. Это преобразование обычно замедляло бы производительность Какао в качестве методов объекта, вызываемых в базовые библиотеки C, но Apple использовала технику, которую они назвали бесплатный мосты чтобы уменьшить это воздействие.[1]

В рамках этого преобразования Apple также перенесла графический движок из обремененного лицензией Показать PostScript к безлицензионному Кварцевый (который получил название «Показать PDF»).[2] Quartz предоставлял собственные вызовы, которые можно было использовать из Carbon или Cocoa, а также предлагал Java 2D -подобные интерфейсы. Сама базовая операционная система была дополнительно изолирована и выпущена как Дарвин.

Релиз и эволюция

Carbon был представлен в неполной форме в 2000 году как разделяемая библиотека, обратно совместимая с Mac OS 8.1 1997 года. Эта версия позволяла разработчикам переносить свой код на Carbon, не теряя возможности запуска этих программ на существующих компьютерах Mac OS. Переход на углерод стал известен как «карбонизация». Официальная поддержка Mac OS X появилась в 2001 году с выпуском Mac OS X v10.0, первая публичная версия новой ОС. Углерод очень широко использовался в ранних версиях Mac OS X почти всеми основными разработчиками программного обеспечения, даже Apple. В Finder, например, долгие годы оставалось приложением Carbon, которое было перенесено на Cocoa только с выпуском Mac OS X 10.6 в 2009 году.[3]

Переход к 64-битный Приложения Macintosh, начинающиеся с Mac OS X v10.5, выпущенная 26 октября 2007 г., принесла первые серьезные ограничения в Carbon. Apple не обеспечивает совместимость между Macintosh графический интерфейс пользователя и язык программирования C в 64-битной среде, вместо этого требуя использования Цель-C диалект с Какао API.[4] Многие комментарии считали это первым признаком возможного исчезновения Carbon, позиция, которая была усилена, когда Apple заявила, что в систему Carbon не будут добавлены новые важные дополнения.[5] и дополнительно усилен его прекращением поддержки в 2012 году.

Переход на какао

Несмотря на предполагаемые преимущества Какао, необходимость переписать большие объемы унаследованного кода замедлила переход приложений на основе углерода. Adobe Photoshop,[6] который в конечном итоге был обновлен до Cocoa в апреле 2010 года. Это также распространилось на собственные флагманские программные пакеты Apple, так как iTunes[7] и Final Cut Pro (а также особенности в QuickTime двигатель, который его приводит[8]) многие годы оставались написанными на карбоне. И iTunes, и Final Cut Pro X с тех пор были выпущены в версиях Cocoa.

Прекращение поддержки и прекращение поддержки

В 2012 году с выпуском OS X 10.8 Mountain Lion большинство API-интерфейсов Carbon были признаны устаревшими. API-интерфейсы по-прежнему были доступны для разработчиков, и все приложения Carbon по-прежнему работали, но API-интерфейсы больше не обновлялись. 28 июня 2017 года Apple объявила, что 32-разрядное программное обеспечение для macOS, такое как все приложения Carbon, больше не будет поддерживаться «без компромиссов» в версиях macOS после macOS 10.13 High Sierra.[9] macOS 10.15 Каталина официально удалена поддержка 32-битных приложений, включая все приложения Carbon.[10]

Архитектура

Углерод спускается из Ящик для инструментов, и, как таковой, состоит из «менеджеров». Каждый менеджер представляет собой функционально связанный API, определяющий наборы структур данных и функций для управления ими. Менеджеры часто взаимозависимы или многоуровневые. Углерод состоит из широкого набора функций для управления файлами, памятью, данными, пользовательским интерфейсом и другими системными службами. Он реализован как любой другой API: в macOS он распределен по нескольким фреймворкам (каждая структура построена вокруг общая библиотека ), в основном Карбон. Рама, ApplicationServices.framework, и CoreServices.framework, а в классической Mac OS он находится в единой общей библиотеке с именем КарбонЛиб.

Как Обобщающий термин Охватывая все процедуры API на языке C, обеспечивающие доступ к специфическим для Mac функциям, Carbon не задуман как отдельная система. Скорее, он открывает почти все функции macOS для разработчиков, которые не знают Цель-C язык, необходимый для широко эквивалентного Какао API.[11]

Карбон совместим со всеми исполняемые форматы доступно для PowerPC Mac OS. Двоичная совместимость между Mac OS X и предыдущими версиями требует использования Предпочтительный исполняемый формат файл, который Apple никогда не поддерживала в своих Xcode IDE.

Новые части Carbon имеют тенденцию быть более объектно-ориентированными по своей концепции, большинство из них основано на Основной фундамент. Некоторые менеджеры, такие как HIView Manager (надмножество Control Manager), реализованы в C ++, но углерод остается C API.

Некоторые примеры углеродных менеджеров:

  • Файловый менеджер - управляет доступом к файловой системе, открытием, закрытием, чтением и записью файлов.
  • Диспетчер ресурсов - управляет доступом к ресурсам, которые представляют собой заранее определенные фрагменты данных, которые могут потребоваться программе. Вызывает диспетчер файлов для чтения и записи ресурсов из файлов на диске. Примеры ресурсов включают значки, звуки, изображения, шаблоны для виджетов и т. Д.
  • Font Manager - управляет шрифты. Устарело (как часть Зарисовка ) поскольку Mac OS X v10.4, в пользу Услуги типа Apple (АТС).
  • Зарисовка - Примитивы 2D-графики. Не рекомендуется с Mac OS X v10.4, в пользу Quartz 2D.
  • Carbon Event Manager - преобразует действия пользователей и системы в события, которые код может распознать и на которые может отреагировать.
  • HIObject - совершенно новый объектно-ориентированный API, который предоставляет Carbon OO модель для создания графических интерфейсов. HIToolbox в Mac OS Classic и Copland[12] полагался на заброшенный Системная объектная модель IBM, поэтому Carbon пришлось предоставить быструю и грязную замену, чтобы обеспечить перенос унаследованного кода. Это доступно в Mac OS X v10.2 или более поздней версии, и дает программистам Carbon некоторые инструменты, с которыми разработчики Cocoa давно знакомы. Начиная с Mac OS X v10.2, HIObject - это базовый класс для всех элементов графического интерфейса в Carbon. HIView поддерживается Разработчик интерфейса, часть инструментов разработчика Apple. Традиционно архитектуры GUI такого типа предоставлялись сторонним программным средам. Начиная с Mac OS X v10.4, объекты HIObject являются объектами NSObject и наследуют возможность сериализации в потоки данных для транспортировки или сохранения на диск.
  • HITheme - использует QuickDraw и Quartz для рендеринга графический интерфейс пользователя (GUI) элементы на экран. HITheme была представлена ​​в Mac OS X v10.3, а диспетчер внешнего вида - это уровень совместимости поверх HITheme, начиная с этой версии.
  • HIView Manager - управляет созданием, рисованием, хит-тестирование, и манипуляции с элементами управления. Начиная с Mac OS X v10.2, все элементы управления являются HIViews. В Mac OS X v10.4 Control Manager был переименован в HIView Manager.
  • Диспетчер окон - управляет созданием, размещением, обновлением и управлением окнами. Начиная с Mac OS X v10.2, окна имеют корневой файл HIView.
  • Менеджер меню - управляет созданием, выбором и управлением меню. Начиная с Mac OS X v10.2, меню являются объектами HIO. Начиная с Mac OS X v10.3, содержимое меню можно рисовать с помощью HIViews, а все стандартные меню используют HIViews для рисования.

Обработка событий

Диспетчер событий Mac Toolbox изначально использовал опрос модель для разработки приложений. Основное приложение цикл событий запрашивает у диспетчера событий событие с помощью GetNextEvent. Если в очереди есть событие, диспетчер событий передает его обратно в приложение, где оно обрабатывается, в противном случае оно немедленно возвращается. Такое поведение называется "занято-ожидание ", запускающий цикл событий без необходимости. Ожидание при занятости сокращает количество процессорного времени, доступного для других приложений, и снижает заряд батареи на ноутбуках. Классический диспетчер событий появился в оригинальной Mac OS 1984 года, когда любое запущенное приложение гарантированно работало в только приложение работает, и где управление питанием не было проблемой.

С появлением MultiFinder и возможностью запускать более одного приложения одновременно появился новый вызов Event Manager, WaitNextEvent, что позволяет приложению указывать интервал ожидания. Один из простых приемов, позволяющих унаследовать более эффективную модель без серьезных изменений исходного кода, заключается в том, чтобы просто установить параметр сна, передаваемый в WaitNextEvent до очень большого значения - в macOS это переводит поток в спящий режим, когда нечего делать, и возвращает событие только тогда, когда есть одно для обработки. Таким образом, модель опроса быстро инвертируется, чтобы стать эквивалентной модели обратного вызова, при этом приложение выполняет свою собственную диспетчеризацию событий оригинальным способом. Однако есть лазейки. Во-первых, вызов устаревшей панели инструментов ModalDialog, например, называет старшего GetNextEvent функционируют внутренне, что приводит к замкнутому циклу опроса без блокировки.

Carbon представляет заменяющую систему, которая называется Carbon Event Manager. (Исходный диспетчер событий все еще существует для совместимости с устаревшими приложениями). Carbon Event Manager обеспечивает цикл событий для разработчика (на основе Core Foundation CFRunLoop в текущей реализации); разработчик настраивает обработчики событий и входит в цикл событий в основной функции и ждет, пока Carbon Event Manager отправит события в приложение.

Таймеры

В классической Mac OS не было поддержки операционной системой для таймеров уровня приложения (был доступен Time Manager более низкого уровня, но он выполнял обратные вызовы таймера во время прерывания, в течение которого нельзя было безопасно выполнять вызовы большинства подпрограмм Toolbox). Таймеры обычно оставлялись разработчикам приложений для реализации, и это обычно делалось путем подсчета прошедшего времени в течение праздный событие - то есть событие, которое было возвращено WaitNextEvent когда другое событие недоступно. Чтобы у таких таймеров было разумное разрешение, разработчики не могли себе позволить WaitNextEvent задерживать слишком долго, поэтому обычно устанавливались такие низкие параметры «сна». Это приводит к крайне неэффективному планированию, так как поток не будет спать очень долго, а вместо этого многократно просыпается, чтобы вернуть эти простаивающие события. Apple добавила поддержку таймера в Carbon, чтобы решить эту проблему - система может планировать таймеры с большой эффективностью.

Реализации с открытым исходным кодом

GNUstep содержит реализацию API углерода под названием Boron. Он нацелен на совместимость с устаревшими частями ApplicationServices и CoreServices. Название происходит от того, что Бор стоит перед Carbon на периодическая таблица элементов.[13] дорогой также содержит реализацию Carbon. Обе реализации очень неполны и состоят в основном из функций-заглушек.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Концепции программирования на Objective-C: бесплатный мост». developer.apple.com. 2012. Получено 8 мая, 2017.
  2. ^ Сиракуза, Джон (2000). «Обновление Mac OS X: Quartz & Aqua». archive.arstechnica.com. Получено 8 мая, 2017.
  3. ^ Кразит, Том (17 октября 2008 г.). «Apple переводит Finder на Какао». CNET. Архивировано из оригинал 11 июля 2015 г.. Получено 21 мая, 2015.
  4. ^ Apple Inc. «Введение в 64-битное руководство для разработчиков Carbon». Архивировано из оригинал 11 июня 2009 г.
  5. ^ Apple Inc. «Выбор пути развития вашего углеродного пользовательского интерфейса». Изменение вашего приложения для использования 64-битной адресации. Архивировано из оригинал 4 августа 2009 г.
  6. ^ Джон Нак. «План действий Photoshop, Lightroom и Adobe для 64-битных версий». Архивировано из оригинал 14 апреля 2015 г.
  7. ^ Крис Форесман. «Практическое руководство по iTunes 10: более быстрая производительность, сомнительный выбор пользовательского интерфейса». Архивировано из оригинал 2 апреля 2015 г.
  8. ^ Джон Сиракуза. «Mac OS X 10.6 Snow Leopard: обзор Ars Technica». Архивировано из оригинал 13 июля 2014 г.
  9. ^ Apple Inc. (28 июня 2017 г.). «64-битные требования для приложений Mac». Архивировано из оригинал 30 января 2018 г.. Получено 18 февраля, 2018.
  10. ^ MacRumors (4 июня 2019 г.). «32-разрядные приложения, не оптимизированные для вашего Mac, перестают работать на macOS Catalina». Получено 10 августа, 2019.
  11. ^ Apple Inc. "Домашняя страница Apple Carbon". Архивировано из оригинал 12 октября 2012 г.
  12. ^ Описание класса SOM HIEditText из DDK для Mac OS 8.0 (Copland)[постоянная мертвая ссылка ]
  13. ^ "gnustep / libs-boron: бор - это атом, предшествующий углероду". GitHub. GNUstep. 23 марта 2019.