Jak vytvořit aplikace pro mobilní a desktopové platformy pomocí .NET MAUI

V předchozím příkladu je projekt pojmenován MyMauiApp a jeho ovládací prvky, jako je ovládací prvek CustomerList, jsou definovány v prostoru názvů MyMauiApp.Controls. Tento prostor názvů je registrován s prefixem „local“, takže když je potřeba instanci ovládacího prvku CustomerList, je deklarována pomocí tohoto prefixu. Stejně tak můžete importovat více prostorů názvů s různými prefixy podle potřeby.

xaml
Copy code
<Button BackgroundColor="Pink" Text="Klikněte na mě" />

Takové jednoduché přiřazení hodnoty může výrazně zjednodušit práci s XAML, zvláště když chcete používat typy, které se běžně používají pro styling v aplikacích. Tento způsob definování vzhledu je ale jen jednou z možností, jak si usnadnit vývoj v .NET MAUI.

Pokud se rozhodnete vytvořit mobilní aplikaci, která bude fungovat pouze na iPhonech, můžete využít jazyky Objective-C nebo Swift s knihovnami UIKit a nástrojem pro vývoj Xcode. Naopak, pro Android aplikace byste mohli použít jazyky Java nebo Kotlin a Android SDK prostředí v Android Studiu. Co ale dělat, když potřebujete vytvořit mobilní aplikaci, která poběží jak na iPhonech, tak na zařízeních Android? A co když chcete tuto aplikaci vytvořit pouze jednou, s jazykem a platformou, kterou již dobře znáte?

.NET MAUI (Multi-platform App UI) vám umožňuje vytvářet mobilní aplikace, které poběží na iOS, iPadOS, macOS (pomocí Catalyst), Windows (s využitím WinUI 3) a Androidu. Výhodou tohoto frameworku je, že můžete použít jazyk C# a platformu .NET, což vám umožní spustit aplikaci na nativních API různých platforem. Co je ještě silnějším argumentem pro jeho použití, je fakt, že logika aplikace (business logic) může být napsána pouze jednou a sdílena mezi všemi platformami.

Pro uživatelské rozhraní se však musíte přizpůsobit rozdílům mezi mobilními a desktopovými platformami. U některých aplikací se tedy může stát, že rozhraní bude muset být pro každou platformu upraveno tak, aby odpovídalo jejím specifikám. .NET MAUI používá XAML pro definování uživatelského rozhraní, a to tak, že abstrahuje specifické komponenty pro každou platformu, což zjednodušuje proces vývoje aplikací pro více systémů.

Vývoj mobilních aplikací je dnes často podpořen službami v cloudu. Satya Nadella, CEO společnosti Microsoft, v této souvislosti prohlásil, že „mobilita aplikací“ není o mobilitě samotného zařízení, ale o mobilitě uživatelského zážitku. Dnes je klíčové, že pro orchestraci mobilních aplikací a dat je nezbytný cloud. Jak již bylo zmíněno v této knize, pro vytvoření služby ASP.NET Core Web API pro mobilní aplikaci můžeme použít Visual Studio Code. Pro vývoj aplikací pomocí .NET MAUI mohou vývojáři využívat Visual Studio 2022 pro Windows nebo Visual Studio 2022 pro Mac.

Pokud si chcete nainstalovat Visual Studio 2022, při instalaci musíte vybrat vývojovou pracovní zátěž .NET Multi-platform App UI development, která se nachází v sekci Desktop & Mobile. Tento krok je nezbytný, aby bylo možné vytvářet aplikace pro různé platformy pomocí .NET MAUI.

Pokud budete používat .NET MAUI, měli byste vědět, že vývoj aplikací pro mobilní zařízení dnes znamená přítomnost ve všech typech zařízení, nejen na mobilních telefonech. To, jak dobře vaše aplikace bude fungovat a vypadat, závisí na schopnosti správně přizpůsobit rozhraní různým platformám a zařízení. S vývojem pro více platforem se otevírá nové pole pro kreativitu a flexibilitu, kde se možnosti neomezují pouze na jedno prostředí. Zároveň však stále platí, že pokud budete chtít dosáhnout nejlepšího možného uživatelského zážitku, budete muset některé prvky aplikace přizpůsobit specifickým požadavkům dané platformy.

Jak pracovat s многозадачностью и синхронизацией в C#

Для начала рассмотрим создание задач с помощью библиотеки Task. Например, в классе Program.Methods.cs добавляем два метода, один из которых запускает другой. В данном случае, внешний метод запускает внутренний метод, используя Task.Factory.StartNew():

csharp
Copy code
static void OuterMethod() 

{   
    TaskTitle("Outer method starting...");   
    Task innerTask = Task.Factory.StartNew(InnerMethod);   
    TaskTitle("Outer method finished."); 
}
static void InnerMethod() 
{   
    TaskTitle("Inner method starting...");   
    Thread.Sleep(2000);   
    TaskTitle("Inner method finished."); 
}

Этот пример демонстрирует создание двух задач: одна запускает другую. Внешний метод завершится раньше, чем внутренний, так как он не зависит от его завершения. Однако важно помнить, что это не влияет на фактическое завершение самой задачи. При запуске приложения результат будет выглядеть следующим образом:

sql
Copy code
Outer method starting...

Inner method starting...
Outer method finished.
Console app is stopping.

При этом можно заметить, что внутренний метод может завершиться только после завершения внешнего. Однако для того, чтобы задачи стали взаимосвязанными как родительская и дочерняя, необходимо использовать опцию TaskCreationOptions.AttachedToParent, которая гарантирует завершение внутренней задачи до завершения внешней:

csharp
Copy code
Task innerTask = Task.Factory.StartNew(InnerMethod, TaskCreationOptions.AttachedToParent);

Теперь результат работы программы будет выглядеть так:

sql
Copy code
Outer method starting...
Inner method starting...
Outer method finished.
Inner method finished.
Console app is stopping.

Здесь, как и следовало ожидать, программа не завершится до тех пор, пока не завершится внутренняя задача.

Оборачивание задач вокруг других объектов

Методы FromResult, FromException и FromCanceled позволяют создавать задачи с заданным результатом или исключением:

• Task.FromResult(TResult) — создаёт задачу с результатом, который не является задачей.

• Task.FromException(Exception) — создаёт задачу, завершённую с исключением.

• Task.FromCanceled(CancellationToken) — создаёт задачу, завершённую с учётом отмены.

Эти методы полезны, например, при реализации интерфейсов, требующих асинхронных методов, несмотря на то, что реализация метода может быть синхронной.

Пример реализации интерфейса с использованием Task.FromResult:

csharp
Copy code
public interface IValidation
{

    Task IsValidXmlTagAsync(this string input);

}
public static class StringExtensions : IValidation
{

    public static Task IsValidXmlTagAsync(this string input)

    {
        if (input == null)
        {
            return Task.FromException(new ArgumentNullException($"Missing {nameof(input)} parameter"));
        }
        if (input.Length == 0)
        {

            return Task.FromException(new ArgumentException($"{nameof(input)} parameter is empty."));

        }
        return Task.FromResult(Regex.IsMatch(input, @"^<([a-z]+)([^<]+)*(?:>(.*)<\/\1>|\s+\/>)$"));
    }
}

Здесь метод IsValidXmlTagAsync возвращает результат в виде задачи, несмотря на то, что сам метод выполняется синхронно.

Синхронизация доступа к общим ресурсам

Когда несколько потоков работают одновременно, существует риск одновременного доступа к общим ресурсам, что может привести к ошибкам. Для того чтобы избежать таких ситуаций, необходимо использовать механизмы синхронизации, такие как блокировки.

Самый простой способ обеспечить безопасность при многозадачности — это использовать объект, который будет служить флагом или сигналом для блокировки доступа к общим ресурсам. Примером такого объекта может быть "ракушка" (вдохновлено произведением Вильяма Голдинга "Повелитель мух"), которая используется для синхронизации доступа.

Для синхронизации доступов к ресурсу можно использовать Monitor или Interlocked. Например, чтобы безопасно изменять переменные в многозадачном окружении, можно применить Monitor:

csharp
Copy code
static class SharedObjects

{
    public static string? Message; // общий ресурс
}
partial class Program
{
    static void MethodA()
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            Thread.Sleep(Random.Shared.Next(2000));
            SharedObjects.Message += "A";
            Write(".");
        }
    }
    static void MethodB()
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            Thread.Sleep(Random.Shared.Next(2000));
            SharedObjects.Message += "B";
            Write(".");
        }
    }
}

Для запуска этих методов на отдельных потоках и ожидания их завершения, можно использовать Task:

csharp
Copy code
using System.Diagnostics; // Stopwatch
WriteLine("Please wait for the tasks to complete.");
Stopwatch watch = Stopwatch.StartNew();
Task a = Task.Factory.StartNew(MethodA);
Task b = Task.Factory.StartNew(MethodB);
Task.WaitAll(new Task[] { a, b });
WriteLine();
WriteLine($"Results: {SharedObjects.Message}.");
WriteLine($"{watch.ElapsedMilliseconds:N0} elapsed milliseconds.");

Важные аспекты, которые следует учитывать при работе с многозадачностью:

• Важно правильно настроить синхронизацию задач, чтобы избежать состояний гонки, когда несколько потоков пытаются одновременно получить доступ к одному и тому же ресурсу.

• Использование TaskCreationOptions.AttachedToParent позволяет убедиться, что дочерняя задача завершится до того, как завершится родительская.

• Статические методы Task.FromResult, Task.FromException и другие дают возможность интегрировать синхронные методы в асинхронные интерфейсы, что полезно для разработки и тестирования.

Jak testovat a zabezpečit webové služby pomocí REST Client a Minimal APIs

V této složce vytvořte soubor webapi-get-products.http, jehož obsah bude obsahovat požadavek na získání všech produktů. Tento požadavek může vypadat například takto:

bash
Copy code
### Získání první stránky 10 produktů, které jsou skladem a nejsou zrušeny
GET https://localhost:5091/api/products/

Klikněte na Send Request a všimněte si, že odpověď bude stejná jako ta vrácená pomocí Swaggeru – tedy JSON dokument, který obsahuje prvních deset produktů, které jsou skladem a nejsou zrušeny.

V souboru webapi-get-products.http můžete přidat další požadavky oddělené ###, například:

bash
Copy code
### Získání třetí stránky 10 produktů, které jsou skladem a nejsou zrušeny

GET https://localhost:5091/api/products?page=3
### Získání produktů, které jsou vyprodány, ale nejsou zrušeny
GET https://localhost:5091/api/products/outofstock
### Získání produktů, které byly zrušeny
GET https://localhost:5091/api/products/discontinued
### Získání produktu s ID 77
GET https://localhost:5091/api/products/77
### Získání produktů obsahujících "man"
GET https://localhost:5091/api/products/man

Po kliknutí na Send Request u každého požadavku můžete obdržet odpověď podle jednotlivých kritérií. Požadavky můžete také spustit pomocí klávesové zkratky nebo příkazu Rest Client: Send Request z palety příkazů ve Visual Studio Code.

Dále vytvořte soubor webapi-insert-product.http, který bude obsahovat POST požadavek pro vložení nového produktu do databáze. Tento soubor může vypadat takto:

bash
Copy code
POST https://localhost:5091/api/products/
Content-Type: application/json
{
  "productName": "Harry's Hamburgers",
  "supplierId": 7,
  "categoryId": 6,
  "quantityPerUnit": "6 per box",
  "unitPrice": 24.99,
  "unitsInStock": 0,
  "unitsOnOrder": 20,
  "reorderLevel": 10,
  "discontinued": false
}

Po odeslání tohoto požadavku by měla odpověď ukázat kód 201, což znamená, že produkt byl úspěšně přidán. V odpovědi najdete ID nového produktu, například ID 81, a můžete si všimnout, že produkt byl přidán jako poslední v řadě.

Pokud chcete produkt upravit, vytvořte soubor webapi-update-product.http a použijte PUT požadavek k úpravě existujícího produktu, například produktu s ID 81. Tento požadavek může vypadat takto:

bash
Copy code
PUT https://localhost:5091/api/products/81

Content-Type: application/json
{
  "productName": "Harry's Hamburgers",
  "supplierId": 7,
  "categoryId": 6,
  "quantityPerUnit": "12 per box",
  "unitPrice": 44.99,
  "unitsInStock": 50,
  "unitsOnOrder": 20,
  "reorderLevel": 10,
  "discontinued": false
}

Po odeslání tohoto požadavku by měla odpověď vrátit kód 204, což znamená, že produkt byl úspěšně aktualizován. Ověřte to opětovným provedením GET požadavku pro tento produkt.

Pokud chcete produkt smazat, vytvořte soubor webapi-delete-product.http a použijte DELETE požadavek pro smazání produktu s ID 81:

bash
Copy code
DELETE https://localhost:5091/api/products/81

Po odeslání požadavku byste měli obdržet odpověď, která potvrzuje úspěšné smazání produktu.

Pokud znovu odešlete DELETE požadavek na tento produkt, odpověď by měla obsahovat kód 404, což znamená, že produkt již neexistuje.

Pokud jde o specifické nastavení pro Swagger a OpenAPI dokumentaci, můžete například v Program.cs ve vašem ASP.NET Core projektu vyloučit určité cesty z dokumentace:

javascript
Copy code
app.MapGet("/", () => "Hello World!")

   .ExcludeFromDescription();

Tato cesta nebude viditelná v dokumentaci Swagger, přesto však zůstane funkční pro aplikace, které na ni pošlou požadavek.

Relaxace bezpečnostní politiky stejného původu pomocí CORS

Moderní webové prohlížeče umožňují uživatelům otevřít více karet, čímž mohou navštívit více webových stránek současně. Pokud by kód běžící na jedné kartě mohl přistupovat k prostředkům na jiné kartě, stalo by se to bezpečnostní hrozbou. Pro tento účel webové prohlížeče implementují same-origin policy (politiku stejného původu). To znamená, že pouze požadavky, které pocházejí ze stejného původu (domény, portu a protokolu), jsou povoleny. Jakýkoliv požadavek z jiného původu selže.

Pokud chcete tuto politiku relaxovat a povolit přístup z jiných původů, použijete CORS (Cross-Origin Resource Sharing). Tento mechanismus umožňuje serverům specifikovat, jaké zdroje mohou být přístupné z jiných domén.

Nastavení HTTP logování pro webovou službu

Pro sledování požadavků, které přicházejí do vaší webové služby, je užitečné povolit HTTP logování, které umožňuje zaznamenávat hlavičky požadavků, včetně hlavičky Origin, a odpovědi na tyto požadavky. V souboru Program.cs přidejte následující kód:

pgsql
Copy code
builder.Services.AddHttpLogging(options =>

{
    options.RequestHeaders.Add("Origin");
    options.LoggingFields = HttpLoggingFields.All;
});

Díky tomu budete moci sledovat, odkud požadavky přicházejí, a co se vrací jako odpověď.