Entendiendo la clase Process de .NET

La definición clásica de proceso [1] nos dice que un proceso “es un programa en ejecución” también nos señala que un proceso es más que un programa, ya que por programa se refiere únicamente al conjunto de instrucciones que se van ejecutando dentro del proceso, por lo que subraya que un proceso es una entidad activa que tiene un contador de programa (program counter), un conjunto de recursos asociados y ese conjunto de instrucciones que están representadas por el programa.
Un proceso tiene los siguientes estados durante su ejecución:

  1. Nuevo (New): El proceso se ha creado
  2. En ejecución (Running): Las instrucciones están siendo ejecutadas.
  3. En espera (Waiting): El proceso esta en espera de algún evento ocurra.
  4. Listo (Ready): El proceso esta en espera de una asignación del procesador.
  5. Terminado (Terminated): El proceso ha terminado su ejecución.

.NET proporciona la clase Process que representa un proceso del sistema operativo con todas sus propiedades y operaciones, esta clase se encuentra dentro del ensamblado System.Diagnostics.
A continuación mostramos el listado correspondiente a un proyecto GTK# de MonoDevelop, este programa sencillo muestra el uso de esta clase.


Primeramente obtenemos el nombre del host del cuál obtendremos sus procesos en ejecucción, este nombre lo asignamos a una variable de tipo string para después mostrarlo en una etiqueta de la interfaz gráfica


lbMachineName.Text = machineName = System.Environment.MachineName;

Teniendo el nombre del host, entonces con el metódo estático GetProcesses de la clase Process obtenemos un arreglo de procesos representados mediante la clase Process, este arreglo sera nuestro model (Model) para mostrar en el control GTK# TreeView de la interfaz gráfica, a continuación el código con el cuál realizamos esta función:


var resp = (from p in Process.GetProcesses(machineName)
where p.Id > 100
orderby p.ProcessName ascending select p);
Process[] arrProcesses = resp.ToArray();

Por útimo obtemos la información detallada del proceso, con el metódo estático GetProcessById un metódo que recibe como argumento un entero representando el pid (process identifier), esto se realiza con el código siguiente:


TreePath[] selected_paths = trProcessList.Selection.GetSelectedRows ();
TreeIter iter;
int pid;
foreach (TreePath p in selected_paths)
{
if (store.GetIter (out iter, p)) {
pid = Convert.ToInt32(store.GetValue(iter,1));
Process process = Process.GetProcessById(pid);
lbVirtualMemory.Text = Convert.ToString(process.WorkingSet64 / 1024) + " Kb";
lbPriority.Text = process.PriorityClass.ToString();
lbStartProcessorTime.Text = process.StartTime.ToString("HH:mm:ss.ffff");
}
}
Las siguientes imagenes muestran el programa en ejecucción

[1]Basado en el libro “Operating System Concepts”, Silberschatz Abraham, Baer Galvin Peter, Greg Gagne; John Wiley & Sons inc, 7 edición, 2005, Chapter 3

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Flujos de entrada y salida en .NET

Todos los programas de computadora hacen uso de dispositivos de entrada y salida, los más clásicos para estos fines son el teclado (entrada estándar) y la consola salida (salida estándar).
.NET hace una abstracción de cada uno de estos dispositivos con el modelo de flujos (bajo el (concepto) de flujo), haciendo la analogía como si se tratase de una corriente de agua, solo que para el caso de las aplicaciones .NET se trata de corrientes de bytes. En resumen la comunicación entre .NET y el hardware de la computadora se realiza mediante el concepto de flujos.
La clase base para el tratamiento de estos flujos es la clase Stream, de la cuál derivan los flujos necesarios para la comunicación de los programas hacia el respaldo (persistencia) o en términos de .NET el Backing Store. .NET a diferencia de Java utiliza la misma clase para los flujos de entrada como para los de salida. A continuación la lista de los flujos básicos de entrada/salida:

  • FileStream: hacia archivos de disco
  • MemoryStream: hacia estructuras de memoria
  • NetworkStream: hacia conexiones de red

A continuación, mostramos como ejemplo un proyecto GTK# realizado en MonoDevelop cuyo diseño de pantalla se muestra en la siguiente imagen:

Ahora se muestra el listado que utiliza algunos de estos conceptos para leer un archivo binario .mp3 y obtener la información correspondiente al los datos del ID3 tag en estos archivos.

Primeramente en el código utilizamos las clases FileStream, BinaryReader, FileInfo del ensamblado System.IO, el cuál utilizamos en el encabezado:


using System.IO;

Con las siguientes lineas utilizamos la clase FileInfo para obtener algunas propiedades acerca del archivo, propiedades que mostramos en las etiquetas de la interfaz.


file = new FileInfo(fc.Filename);
int size = Convert.ToInt32(file.Length);
lbFileName.Text = file.Name;
lbWriteTime.Text = file.LastWriteTime.ToString();
lbFileSize.Text = size.ToString();

Ahora con el siguiente código implementamos toda la funcionalidad para la lectura de un archivo binario, utilizando un FileStream hacia un archivo creando un flujo de bytes como entrada que dirigimos hacia un BinaryReader (Lector binario) con el cuál utilizando el metódo ReadBytes para leer un arreglo de 128 bytes que son los bytes que contienen los datos del ID3 tag.


FileStream fis = new FileStream(file.FullName,FileMode.Open,
FileAccess.Read,FileShare.Read);
using(BinaryReader reader = new BinaryReader(fis))
{
int offset = size - 128;
reader.BaseStream.Position = offset;
b = reader.ReadBytes(128);
}

Una vez obtenido el arreglo de bytes,lo convertimos a caracteres, para que utilicemos la longitud y la posición correcta de cada dato según el estándar ID3, esto se logra con el siguiente código:


char[] c = new char[128];
for(int i = 0;i < b.Length;i++)
c[i] = (char)b[i];
string strTag = new string(c,0,3);
if(strTag.Equals("TAG")){
PutMsg("File loaded");
txtTitle.Text = new string(c,3,30);
txtArtist.Text = new string(c,33,30);
txtAlbum.Text = new string(c,63,30);
txtYear.Text = new string(c,93,4);
txtComments.Buffer.Text = new string(c,97,30);
}

Una vez compilada la aplicación, al ejecutarse utilizaremos el botón “open” para seleccionar un archivo mp3 del sistema de archivos.

Una vez que el archivo ha sido cargado se mostrará la información correspondiente:

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Sobrecarga de operadores en C# utilizando vectores

Además de los operadores para los tipos primitivos, C# tiene una característica conocida como sobrecarga de operadores la cuál permite que los operadores para tipos primitivos puedan utilizarse con objetos, permitiéndonos definir el tipo de operación, como se va a efectuar, los tipos involucrados y valor que devuelve, un ejemplo típico de esta funcionalidad lo tenemos en la concatenación de objetos String en donde se utiliza el símbolo “+” para la concatenación de cadenas que igualmente es utilizado para la adicción de enteros, como se muestra en los siguientes ejemplos:


Adicción de enteros
——————–
int a = 18;
int b = 66;
Console.Write(a + b); //imprime 84

Concatenación de cadenas
————————-

String s1 = “Once upon “;
String s2 = “a hero “;
Console.Write(s1 + s2); //imprime Once upon a hero

Para ejemplificar como funciona la sobrecarga de operadores en objetos utilizaremos las operaciones con vectores que se estudian en el álgebra lineal, por lo que antes de codificar daremos algunas definiciones.

Un vector es un objeto perteneciente a un espacio vectorial, que para los casos particulares de espacios R2 y R3 podemos representarlos gráficamente como segmentos de línea dirigidos con un punto inicial y un punto final describiendo la asociación de una magnitud y una dirección.

Un espacio vectorial consiste de:

  1. Un campo F de escalares (en general los número reales).
  2. Un conjunto V de elementos llamados vectores.
  3. Un conjunto de reglas (u operaciones) llamadas suma y multiplicación que según los textos especialistas en la materia se dividen en dos categorías, una para la adicción y otra para la multiplicación.

Los axiomas para la adición espacios vectoriales son:

  • A1. Si u y v están en V, entonces u + v está dentro de V
  • A2. u + v = v + u para todos u y v que estan en V
  • A3. u + (v + w) = (u + v) + w para todos los u,v y w en V
  • A4. Un elemento 0 en V existe tal que v + 0 = v para cada v en V.
  • A5. Para cada v en V, existe un elemento -v en V tal que -v + v = 0 y v + (-v) = 0

Los axiomas para la multiplicación son:

  • S1. Si v esta en V entonces av esta en V para cada a en R.
  • S2. a(v + w) = av + aw para cada v y w en V y para cada a en R.
  • S3. (a+b)v = av + bv para cada v en V y para cada a y b en R.
  • S4. a(bv) = (ab)v para cada v en V y para todos cada a y b en R.
  • S5. 1v = v para cada v en V.

Ahora con estos conceptos pasemos al código, primeramente crearemos nuestra clase Vector en donde utilizando la palabra reservada operator definiremos las operaciones para demostrar algunos de los axiomas expuestos. A continuación el listado de dicha clase.

Como vemos en este código utilizamos la sobrecarga de operadores utilizando la palabra clave operator en los siguientes métodos:


public static Vector operator +(Vector u,Vector v)
public static Vector operator *(Vector u, Vector v)
public static Vector operator -(Vector u)
public static Vector operator *(double d,Vector v)
public static Vector operator *(Vector v,double d)

Aquí definimos la operación, el número de parámetros con los que se llevará a cabo y por supuesto su implementación.
Ahora con el siguiente listado mostraremos la utilización de clase Vector y el uso de la sobrecarga de operadores para vectores de números reales:



Si agregamos estas clases a un proyecto de consola en MonoDevelop podemos tener una solución lista para corregir y compilar.

Al ejecutar la solución, veremos el resultado como en la siguiente imagen:

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Entendiendo Satellite Assemblies usando MonoDevelop – (parte 2)

En la primera parte de este tutorial, se mostró como crear Satellite Assemblies, ahora en este segunda parte se mostrará un listado donde se muestra el código que nos mostrará los pasos de como consumir los ensamblados satélite o ensamblados de recursos desde una aplicación GTK#.


using System;
using Gtk;
using System.IO;
using System.Resources;
using Gdk;
using System.Reflection;

namespace TestResource
{
class MainClass : Gtk.Window
{
DrawingArea darea = null;
Label label1 = null;
Button btnLoad = null;
Pixmap pixmap;
Pixbuf pngbuf;
public MainClass():base("Test Resources"){
BorderWidth = 8;
this.DeleteEvent += new DeleteEventHandler(OnWindowDelete);
Frame frame = new Frame("Load");
Add(frame);
VBox MainPanel = new VBox (false, 8);
label1 = new Label("Query is: ");
darea = new DrawingArea();
btnLoad = new Button("Load resources");
btnLoad.Clicked += AddResource_Clicked;
darea.SetSizeRequest (200, 200);
darea.ExposeEvent += Expose_Event;
darea.ConfigureEvent += Configure_Event;
MainPanel.Add(label1);
MainPanel.PackStart(darea);
MainPanel.Add(btnLoad);
frame.Add (MainPanel);
SetDefaultSize (320, 233);
Resizable = false;
ShowAll();
}
public void OnWindowDelete(object o, DeleteEventArgs args) {
Application.Quit(); }

public static void Main (string[] args)
{
Application.Init();
new MainClass();
Application.Run();
}

void PlacePixbuf (Gdk.Pixbuf buf)
{
pixmap.DrawPixbuf (darea.Style.BlackGC,buf, 0, 0, 0, 0,buf.Width,
buf.Height,RgbDither.None, 0, 0);
darea.QueueDrawArea (0, 0, buf.Width, buf.Height);
}

void LoadResources(){
try{
//find the assembly
string assem = "demo.resources.dll";
Assembly assembly = Assembly.LoadFrom(assem);
if(File.Exists(assem))
{
//Instance for resourcemanager
ResourceManager rm = new ResourceManager("demo",assembly);
//get the string for the resource
label1.Text += rm.GetString("query1");
//get the image for the resource
System.Drawing.Bitmap bitmap = (System.Drawing.Bitmap)rm.GetObject("pugme");
bitmap.Save("pugme.png",System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Png);
pngbuf = new Pixbuf("pugme.png");
}
}catch(Exception e){
Console.WriteLine(e.Message);
}
}

void Configure_Event (object obj, ConfigureEventArgs args)
{
Gdk.EventConfigure ev = args.Event;
Gdk.Window window = ev.Window;
Gdk.Rectangle allocation = darea.Allocation;
pixmap = new Gdk.Pixmap (window, allocation.Width,allocation.Height, -1);
pixmap.DrawRectangle (darea.Style.WhiteGC, true, 0, 0,allocation.Width,
allocation.Height);
}

void Expose_Event (object obj, ExposeEventArgs args)
{
Gdk.Rectangle area = args.Event.Area;
args.Event.Window.DrawDrawable (darea.Style.WhiteGC,
pixmap,area.X, area.Y,area.X, area.Y,area.Width, area.Height);
}

void AddResource_Clicked (object obj, EventArgs args)
{
LoadResources();
PlacePixbuf (pngbuf);
}
}
}

Toda esta funcionalidad se encuentra en el método LoadResources() , este método comienza primeramente con la carga en tiempo de ejecución del ensamblado que contiene los recursos utilizando las líneas siguientes:

string assem = "demo.resources.dll";
Assembly assembly = Assembly.LoadFrom(assem);

A continuación creamos una instancia de la clase ResourceManager en la cual se encuentran los métodos para obtener los recursos del ensamblado, en este ejemplo obtenemos un recurso de tipo cadena y otro de tipo imagen, con el código de las líneas siguientes

label1.Text += rm.GetString("query1"); 
System.Drawing.Bitmap bitmap = (System.Drawing.Bitmap)rm.GetObject("pugme");

Por último únicamente se guarda la imagen en el directorio de la aplicación para crear un objeto Pixbuf el cual se dibujará en un control DrawingArea, esto ocurre en las siguientes líneas:

bitmap.Save("pugme.png",System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Png);
pngbuf = new Pixbuf("pugme.png");

Los métodos presentados por este programa en GTK# aplican para cualquier otra aplicación .NET incluso si el lenguaje de programación utilizado no es C#.
>Compilamos la aplicación y ejecutamos la aplicación con los siguientes comandos desde una terminal:

$ mcs –pkg:gtk-sharp-2.0 –r:System.Drawing Main.cs
$ mono Main.exe
Al ejecutar la aplicación se mostrará como en la siguiente imagen:

Al presionar el botón Load resources deberán de cargarse los recursos de cadena e imagen respectivamente, antes de ejecutar la aplicación es importante verificar que el ensamblado demo.resources.dll se encuentre en el mismo directorio de la aplicación.

El resultado final se mostrará como en la siguiente imagen:

Parte del código de este programa se derivo del ejemplo 4-8 del capítulo 4 del libro Mono: A Developer’s Notebook de Niel M. Bornstein y Edd Dumbill

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Entendiendo Satellite Assemblies usando MonoDevelop – (parte 1)

Una de las características más atractivas que .NET ofrece para el desarrollo de software es la capacidad de crear componentes en diferentes lenguajes de programación, esto es posible por que el objetivo de cada compilador existente para .NET es producir un assembly (ensamblado) el cual por definición es: La unidad funcional de distribución, versionamiento y de identidad de la plataforma .NET.
Además de clasificar los assemblies en Strong-Named o privados dependiendo de su instalación o en Single-File y Multi-File si contienen un archivo o varios, pueden también clasificarse en base a su contenido en donde tenemos a los ensamblados que contienen código MSIL y recursos (imágenes, traducciones o archivos de texto, etc) y a los Satellite assemblies (ensamblados satélite) que únicamente contienen recursos.
Para estos últimos ensamblados existen herramientas como Visual Studio o SharpDevelop que nos permiten hacerlo de forma automática, aunque también existe la opción de hacerlo de forma programática con las clases contenidas en el namespace System.Resources.

  • ResourceManager: Permite tener acceso a los archivos de recursos de forma programática.
  • ResourceReader: Lee los archivos binarios de recursos.
  • ResourceWriter: Escribe los archivos binarios de recursos.
  • ResXResourceReader: Lee los archivos XML de recursos.
  • ResXResourceWriter: Escribe los archivos XML de recursos.

En el siguiente programa mostramos el uso de la clase ResourceWriter para crear un satellite asembly. Abrimos MonoDevelop y creamos una solución GTK#, utilizando el diseñador de la interfaz gráfica, creamos una GUI similar a como se muestra en la siguiente imagen:

Construimos un manejador de evento para cada uno de los botones de manera que el código de la clase se vea como en el siguiente listado.

Al compilar y ejecutar el programa podemos ingresar uno a uno el nombre y el valor de la cadena o del archivo de imagen que contendrá nuestro archivo de recursos, en caso de las imágenes debemos habilitar el checkbox “Is image” además de que el archivo de imagen debe encontrarse físicamente en el mismo directorio que el programa, en las siguientes imágenes introduciremos un par de valores de prueba.

Después de ingresar el par de valores podemos generar físicamente el archivo de recursos con el botón “Build Resource”, como en la siguiente imagen:

La funcionalidad del botón “Build Resource” es crear una instancia de la clase ResourceWriter.

rw = new ResourceWriter("demo.resources")

Para después iterar en los valores de cada Hashtable,primero en el Hashtable de las cadenas en la cual utilizara el siguientel metodo:


rw.AddResource(entry.Key.ToString(),entry.Value.ToString());

A continuación itera en el Hastable de las imágenes en donde utiliza el método anterior salvo con la diferencia de convertir el valor en un objeto Bitmap.

rw.AddResource(entry.Key.ToString(),new Bitmap(entry.Value.ToString()));

Por último se utiliza el siguiente método:

rw.Generate();

Para crear físicamente el archivo “demo.resources” el cuál se creará en el mismo directorio donde se ejecuta el programa, como en la siguiente imagen:

Ahora solo falta crear el Satellite Assembly, esto puede lograrse con el compilador de .NET o bien con el Assembly Linker, para este tutorial utilizaremos el Assembly Linker, la instrucción para crear el ensamblado es la siguiente:

$ al /embed:demo.resources /out:demo.resources.dll

Utilizamos la opción /embed para incrustar el recurso en el ensamblado y la opción /out para nombrar al ensamblado resultado, este comando lo ejecutamos desde una terminal de consola como en la siguiente imagen:

Podemos observar que ahora el archivo mono.resources.dll es un ensamblado .NET válido mediante la herramienta MonoDis mediante el comando:

$ monodis mono.resources.dll

Veremos el contenido del ensamblado, como se muestra en la siguiente imagen:

Ahora ya tenemos listo el Satellite Assembly para que sea consumido por cualquier otra aplicación en .NET en la segunda parte mostraremos una aplicación para acceder al contenido del ensamblado.

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Regular Expressions con C#

Las expresiones regulares (regular expressions) han sido utilizadas con éxito desde hace tiempo como una solución avanzada mucho más compleja y eficiente para el procesamiento y la validación de texto en herramientas como grep, sed, AWK, bash y en lenguajes de programación del tipo scripting como Perl, Python y PHP.

Una expresión regular (regular expression o regexp) es un patrón de cadenas de caracteres formado por una combinación de caracteres especiales llamados metacaracteres o cuantificadores y de caracteres alfanuméricos llamados literales, este patrón representa un lenguaje regular o un conjunto regular de cadenas para tres operaciones básicas: adyacencia, repetición y alteración.

En el sitio http://www.regular-expressions.info/ se da una mayor referencia acerca de los cuantificadores y su significado.

Existen dos implementaciones de expresiones regulares POSIX y PERL, en el caso de .NET el motor de expresiones regulares utiliza la implementación compatible con Perl 5.
Las expresiones regulares en .NET se encuentran integradas como clases dentro del ensamblado System.Text.RegularExpressions estas clases utilizan un motor implementado como un autómata finito no determinístico (NFA) similar al que emplean Perl, Python y Emacs con algunas características propias de .NET.

Para ejemplificar el uso de expresiones regulares en C#, mostraremos un programa sencillo que tenga una funcionalidad similar al comando grep o egrep, como sabemos este comando en su funcionamiento básico recibe como argumentos una expresión regular y uno o varios archivos en donde buscar e imprime las líneas que coincidan con esa expresión regular.

Fig 1. El código fuente del programa


Al ejecutar el programa podemos observar el resultado como se muestra en las siguientes imágenes probando con diferentes patrones con los archivos etc/password y /etc/group respectivamente.

Fig 2. Una primera prueba con el archivo /etc/password

Fig 3. Una segunda prueba con el archivo /etc/password

Fig 4. Probando con el archivo /etc/group

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