.NET MAUI — co to je, architektura a multiplatformní vývoj

Co je .NET MAUI

.NET MAUI (Multi-platform App UI) — je evoluce Xamarin.Forms, přepracovaná od základů pro .NET 6+. Na rozdíl od Xamarin.Forms, který vyžadoval samostatné projekty pro každou platformu, MAUI používá jednotnou strukturu se společným .csproj souborem a platformovými složkami Platforms/iOS, Platforms/Android, Platforms/Windows a Platforms/MacCatalyst. První stabilní vydání MAUI proběhlo v květnu 2022.

Klíčový rozdíl .NET MAUI od předchůdce — plná integrace s .NET 8 BCL (Base Class Library). Vývojáři mají přímý přístup k System.Text.Json, System.Net.Http, System.Linq, System.IO a dalším API bez dodatečného SDK. Xamarin.Forms používal .NET Standard 2.0 pro společnou logiku, což omezovalo přístup k novým možnostem platformy .NET.

Podle Microsoft Build 2024 je .NET MAUI používán ve 40 000+ aplikacích v App Store a Google Play. Mezi známé projekty patří UPS Mobile, The Weather Channel a Siemens Teamcenter. Microsoft aktivně vyvíjí MAUI v rámci .NET 9.

Historie a původ .NET MAUI

Oznámení .NET MAUI proběhlo na Microsoft Build 2020 jako součást strategie sjednocení .NET. Microsoft spojil .NET Core, Mono a .NET Framework do jediné platformy .NET 5+. Xamarin.Forms se stal základem pro MAUI, ale kódová základna byla kompletně přepsána: zastaralá API byla odstraněna, rendery nahrazeny Handlery, DependencyService nahrazen DI kontejnerem.

Verze .NET MAUI 8 (listopad 2023) přidala podporu Native AOT, vylepšený výkon CollectionView, Blazor Hybrid (vkládání Blazor komponent do MAUI aplikace) a nové mapování písem. .NET MAUI 9 (2024) zahrnuje podporu C# 12, vylepšenou integraci s WinUI 3 a macOS Sonoma a nové Drag & Drop API pro všechny platformy.

Rozdíl mezi .NET MAUI a Xamarin.Forms

První rozdíl — jediná aplikace. V Xamarin.Forms byly pro iOS a Android potřeba dva samostatné projekty v jednom řešení. V .NET MAUI jeden projekt s platformovými složkami. To zjednodušuje navigaci v kódu, správu závislostí a CI/CD pipeline. Soubor .csproj používá formát SDK-style s TargetFrameworks: net8.0-android, net8.0-ios, net8.0-maccatalyst.

Druhý rozdíl — architektura vykreslování pomocí Handlerů místo rendererů. V Xamarin.Forms měl každý prvek (Button, Label) svou vlastní třídu Renderer, která vytvářela nativní ovládací prvek. Pro přizpůsobení byl vyžadován Custom Renderer. V MAUI je Handler lehký objekt, který mapuje abstraktní prvek na nativní ovládací prvek a podporuje Property Mappers pro aktualizaci vlastností bez opětovného vytvoření ovládacího prvku.

Třetí rozdíl — jeden DI kontejner Microsoft.Extensions.DependencyInjection. Xamarin.Forms používal DependencyService pro registraci platformových implementací. MAUI vkládá DI do jádra frameworku: služby se registrují v MauiAppBuilder, řadiče přijímají závislosti přes konstruktor. To zjednodušuje testování a následuje moderní .NET praktiky.

Architektura .NET MAUI

Architektura .NET MAUI je založena na vícevrstvém modelu. Spodní vrstva — .NET BCL a Mono Runtime (Android) / CoreCLR (Windows) / NativeAOT (iOS). Střední vrstva — Microsoft.Maui.dll s jádrem frameworku: Handlers, Layout, Graphics, Controls. Horní vrstva — aplikace vývojáře s XAML stránkami, ViewModel a službami.

Single Project a Multi-Targeting

Single Project — je klíčová architektonická vlastnost .NET MAUI. Všechny soubory jsou rozděleny do tří kategorií: společný kód (Shared), platformový kód (Platforms) a zdroje (Resources). Multi-targeting v .csproj určuje, pro které platformy se aplikace sestavuje. Každá platforma kompiluje pouze svou složku Platforms a společný kód.

Platformový kód je umístěn v podmíněných složkách. Platforms/Android obsahuje MainActivity.cs, MainApplication.cs a AndroidManifest.xml. Platforms/iOS — AppDelegate.cs, Info.plist a Entitlements.plist. Platforms/Windows — Package.appxmanifest a App.xaml. Pro podmíněnou kompilaci v kódu se používají direktivy #if ANDROID, #if IOS, #if WINDOWS, #if MACCATALYST.

XAML a MVVM v .NET MAUI

XAML — deklarativní značkovací jazyk, zděděný z Xamarin.Forms a WPF. V .NET MAUI se XAML používá pro popis stránek (ContentPage), rozvržení (VerticalStackLayout, Grid, FlexLayout), prvků (Label, Entry, Button, Image) a ovládacích prvků (CollectionView, CarouselView). XAML se kompiluje do formátu BAML ve fázi sestavení.

MVVM vzor je implementován přes CommunityToolkit.Mvvm — open-source knihovnu od Microsoftu. Atribut [ObservableProperty] generuje vlastnosti INotifyPropertyChanged, [RelayCommand] vytváří příkazy z metod. Source Generator CommunityToolkit.Mvvm 8.2 transformuje částečnou třídu ViewModel a generuje ObservableObject bez Reflection. To zrychluje Binding o 30% oproti ruční implementaci.

Příklad aplikace v .NET MAUI

using Microsoft.Maui;
using Microsoft.Maui.Controls;

namespace MauiApp;

public class MainPage : ContentPage
{
    public MainPage()
    {
        Title = "MAUI App";
        
        Content = new VerticalStackLayout
        {
            Spacing = 12,
            Padding = new Thickness(16),
            Children =
            {
                new Label
                {
                    Text = "Hello, .NET MAUI!",
                    FontSize = 24,
                    FontAttributes = FontAttributes.Bold
                },
                new Button
                {
                    Text = "Stiskni mě",
                    BackgroundColor = Colors.Blue,
                    TextColor = Colors.White,
                    Command = new Command(async () =>
                        await DisplayAlert("Ahoj", "Světe", "OK"))
                }
            }
        };
    }
}

Platformy a podpora

.NET MAUI podporuje 5 platforem: iOS 15.0+, Android 5.0 (API 21)+, Windows 10 1809+, macOS 12.0+ (MacCatalyst) a Tizen 6.5+. Každá platforma používá vlastní sadu ovládacích prvků a API. iOS používá UIKit přes Mac Catalyst, Android — AndroidX přes Xamarin.Android, Windows — WinUI 3, macOS — AppKit přes Mac Catalyst.

Na iOS a Android MAUI používá stejné mechanismy vykreslování jako Xamarin.Forms — nativní UI ovládací prvky. Nicméně Handlers poskytují flexibilnější přizpůsobení. Pro platformovou konfiguraci Button na iOS se používá OnPlatform<Button> s PlatformConfiguration.iOS. Pro Windows MAUI používá WinUI 3 — moderní UI framework od Microsoftu s podporou Fluent Design System.

Podpora macOS byla přidána přes Mac Catalyst — technologii Apple, která spouští UIKit aplikace na Macu. To umožňuje 100% opětovné použití iOS MAUI kódu pro macOS verzi aplikace. Pro specifické Mac funkce (Menu Bar, Touch Bar) MAUI poskytuje platformová API přes Mac Catalyst a NSView obaly.

Tizen — platforma Samsung pro Smart TV, smartphony a chytré hodinky. Podpora Tizen v .NET MAUI je implementována přes Samsung Tizen .NET. Aplikace MAUI jsou kompilovány pro Tizen přes Samsung TizenFX vazby. Nicméně Tizen není prioritní platformou Microsoftu — aktualizace pro ni vycházejí se zpožděním 1–2 měsíců.

Výhody .NET MAUI

Jednotná kódová základna — .NET MAUI snižuje množství duplikace kódu. Jeden projekt v C# a XAML se kompiluje pro 5 platforem a poskytuje až 95% společného kódu pro aplikace s jednoduchým UI. Obchodní logika, služby, datové modely a HTTP klienti jsou ve společném kódu. Pouze platformové funkce (kamera, geolokace, biometrie) vyžadují samostatné implementace přes DI.

Výkon .NET MAUI je vyšší než u Xamarin.Forms. Handlers snižují režii vykreslování: testy Microsoftu ukazují snížení času vykreslování obrazovky o 20–30% oproti Xamarin.Forms 5.0. Native AOT na iOS kompiluje C# kód přímo do ARM64 instrukcí, eliminuje JIT kompilaci a zkracuje dobu spouštění o 40%.

Blazor Hybrid — jedinečná schopnost .NET MAUI. BlazorWebView vkládá Blazor komponenty přímo do MAUI aplikace. Vývojáři webových rozhraní mohou znovu používat Blazor komponenty (Razor stránky, JS-interop, CSS styly) v mobilní aplikaci. Blazor Hybrid funguje na všech 5 MAUI platformách bez změny kódu Blazor komponent.

Ekosystém .NET — přístup k tisícům NuGet balíčků: Entity Framework Core pro práci s databázemi, Serilog pro logování, Polly pro opakované HTTP požadavky, FluentValidation pro validaci. CommunityToolkit.Maui poskytuje hotové UI prvky: Popup, Toast, Snackbar, SemanticScreenReader pro přístupnost. .NET MAUI se integruje s Azure, SignalR a Microsoft Graph SDK.

Vývojářské nástroje — Visual Studio 2022 a Rider od JetBrains. XAML Hot Reload aktualizuje UI bez restartování aplikace za 1–2 sekundy. C# Hot Reload (od .NET 6+) překompiluje změnu metody bez restartování procesu. Visual Studio Debugger, Profiler a IntelliCode doplňují sadu nástrojů pro diagnostiku výkonu a kvality kódu.