Miten luoda reaaliaikainen viestintäpalvelu SignalR:llä?

SignalR on tehokas työkalu, joka mahdollistaa reaaliaikaisen tiedonvälityksen web-sovelluksissa. Se on erityisesti hyödyllinen tilanteissa, joissa tiedon pitää päivittyä välittömästi käyttäjille ilman, että he itse joutuvat tekemään uusia pyyntöjä palvelimelle. Klassinen esimerkki tällaisista sovelluksista on ryhmäkeskustelusovellukset, mutta SignalR voi olla hyödyllinen monenlaisissa tilanteissa, kuten osakemarkkinahintojen seuraamisessa, live-peleissä ja monissa muissa sovelluksissa, joissa jatkuva tiedon päivitys on elintärkeää.

SignalR:n taustalla oleva teknologia

Verkko on erinomainen yleiskäyttöisten verkkosivustojen ja palvelujen rakentamiseen, mutta se ei alun perin ollut suunniteltu erikoistuneisiin tilanteisiin, joissa verkkosivun tulee päivittyä automaattisesti uusilla tiedoilla heti niiden saatua. Erilaiset tekniikat, kuten XMLHttpRequest ja myöhemmin AJAX, mahdollistivat osittaisen sivun päivityksen ilman koko sivun lataamista. Tämä oli suuri harppaus eteenpäin, mutta siinä oli rajoitteita. HTTP-protokolla, joka oli näiden ensimmäisten tekniikoiden taustalla, perustui pyynnön ja vastauksen malliin, jossa palvelin ei voinut itse aloittaa tiedonsiirtoa asiakkaalle ilman erillistä pyyntöä.

AJAX:in ja sen jälkeen WebSocketin myötä tilanne parani huomattavasti. WebSocket mahdollistaa kaksisuuntaisen viestinnän, jossa sekä asiakas että palvelin voivat lähettää viestejä toisiinsa milloin tahansa, ilman, että toisen osapuolen tarvitsee aloittaa pyyntöä. Tämä tekee siitä erittäin tehokkaan työkalun reaaliaikaista viestintää varten. WebSocketin käyttöönotto ei kuitenkaan ole täysin yksinkertaista, sillä kaikki selaimet eivät sitä tue.

SignalR:n tarjoamat mahdollisuudet

SignalR tuo ratkaisun moniin näistä haasteista tarjoamalla abstrahoidun tavan lisätä reaaliaikaista web-toiminnallisuutta sovelluksiin ilman, että kehittäjän täytyy huolehtia taustalla olevista teknologioista. SignalR käsittelee kaikki viestintäprotokollat, kuten WebSocketin, ja vaihtaa niiden välillä dynaamisesti sen mukaan, mitä asiakkaan selain tukee. Tämä tarkoittaa, että SignalR tarjoaa luotettavan tavan reaaliaikaiselle viestinnälle riippumatta siitä, mitä tekniikoita käytetään taustalla.

SignalR:n käyttö eri asiakasalustoilla

SignalR tukee monia asiakasalustoja, kuten JavaScriptiä nykyisissä selaimissa (Chrome, Firefox, Safari, Edge), .NET-asiakkaita, kuten Blazor ja Xamarin, sekä Java 8:aa ja uudempi versioita. Tämä laaja tuki tekee SignalR:stä erittäin joustavan valinnan reaaliaikaisen viestinnän toteuttamiseen monilla eri alustoilla.

SignalR:n käyttö tuotantokäytössä

Reaaliaikainen viestintä saattaa aiheuttaa suurta kuormitusta verkkosivustolle, erityisesti kun useita asiakkaita on yhteydessä samanaikaisesti. Siksi on suositeltavaa erottaa SignalR-palvelun isännöinti omaksi projektikseen. Tällöin voidaan käyttää esimerkiksi Azure SignalR Servicea, joka tarjoaa globaalin saatavuuden, maailmanluokan tietokeskuksia ja verkkoja sekä skaalaa miljooniin yhteyksiin. Azure SignalR Service varmistaa, että sovellukset voivat skaalautua helposti ja täyttää korkeat turvallisuus- ja käyttöaikatavoitteet.

Hyvät käytännöt ja suunnittelu

Kun suunnittelet SignalR-palvelua, on tärkeää noudattaa hyviä käytäntöjä. Esimerkiksi on suositeltavaa käyttää viestityyppejä, joissa on vain yksi parametri, eikä useita yksinkertaisia arvoja. Tämä parantaa koodin ylläpidettävyyttä ja skaalautuvuutta. Jos viestityyppejä muutetaan, kuten lisätään uusia kenttiä, vanhat asiakkaat voivat edelleen käyttää olemassa olevaa menetelmäkutsua ilman, että heidän tarvitsee päivittää koodiaan.

SignalR:n integrointi ASP.NET Core -sovelluksiin

SignalR:n käyttö ASP.NET Core -sovelluksissa on suoraviivaista. Vaikka SignalR:n palvelinpuolen kirjasto on sisällytetty ASP.NET Coreen, JavaScript-asiakaspuolen kirjasto ei ole automaattisesti mukana projektissa. Tämä kirjasto voidaan lisätä helposti käyttämällä Library Manager CLI: tä, joka hakee sen CDN-verkkosivustolta, kuten unpkg:stä. Esimerkiksi, jos haluat lisätä SignalR:n MVC-sovellukseen ja toteuttaa live-viestintäominaisuuden, voit helposti integroida SignalR:n käyttöliittymään, jotta käyttäjät voivat lähettää viestejä muille sivustokävijöille reaaliajassa.

SignalR mahdollistaa viestien lähettämisen eri tavoin: kaikille käyttäjille, määritellyille ryhmille tai yksittäiselle käyttäjälle. Tämä joustavuus on erittäin tärkeää monenlaisten reaaliaikaisten sovellusten rakentamisessa.

Tärkeitä huomioita ja suosituksia

SignalR:n käyttö voi tuntua aluksi monimutkaiselta, mutta sen hyödyt ovat kiistattomat, erityisesti reaaliaikaisen viestinnän ja dynaamisten verkkosivujen rakentamisessa. On tärkeää pitää mielessä, että reaaliaikainen viestintä kuormittaa palvelimia, joten skaalautuvuuden huomioiminen on ensiarvoisen tärkeää. Jos projektissa on odotettavissa suuri määrä samanaikaisia käyttäjiä, kannattaa harkita erillisen SignalR-palvelun käyttöönottoa.

Kaiken kaikkiaan SignalR tarjoaa erinomaisen tavan lisätä reaaliaikaisia ominaisuuksia moderniin verkkosovellukseen ilman, että tarvitsee sukeltaa syvälle monimutkaisiin viestintäteknologioihin. Se yksinkertaistaa prosessia ja tekee siitä saavutettavan laajalle kehittäjäjoukolle.

Kuinka käyttää Fluent Emoji -ikoneita Blazor-sovelluksessa

Aloitamme lisäämällä kuvia, jotka edustavat eri tuoteryhmiä, kuten juomia, mausteita ja lihatuotteita. Microsoftin Fluent UI -emojiin sisältyy suuri määrä eri emojikuvia, jotka ovat saatavilla GitHubissa. Voit ladata kokoelman täältä: Fluent UI Emoji GitHubissa. Nämä kuvat voivat olla erittäin hyödyllisiä Blazor-sovelluksessa, jossa halutaan esittää tuoteryhmiä visuaalisesti houkuttelevilla tavoilla.

csharp
Copy code
namespace Packt.Shared;

public static class NorthwindExtensionMethods

{
    public static string ConvertToBase64Jpeg(this byte[] picture)
    {
        return string.Format("data:image/jpg;base64,{0}", Convert.ToBase64String(picture));
    }
}

Kun metodi on luotu, voimme edetä lisäämällä viitteet projektissa, jotta voimme käyttää emojikuvia oikeassa paikassa. On tärkeää muistaa, että tarvitsemme myös tarvittavat kirjastot ja namespace-viitteet, jotta Blazor-komponentit voivat käyttää niitä ilman ylimääräisiä viittauksia.

Seuraavaksi, kun haluamme esittää eri kategorioita ja tuotteita niihin liittyvin kuvakkein, käytämme Categories.razor-sivua. Tässä osassa koodia määritellään kategorian ja siihen liittyvän kuvan tai emojin esittäminen:

csharp
Copy code
@page "/categories"

@inject IHttpClientFactory httpClientFactory
Categories
    @if (categories is null)
    {
        <p>No category found.</p>
        <p>No products found for this category.</p>
    }
    else
    {
        @foreach (Category category in categories)
        {
            <h3>@category.CategoryName</h3>
            @foreach (Product product in category.Products)
            {
                <p>@product.ProductName</p>
            }
            @if (category.Picture is not null)
            {
                <img src="@category.Picture.ConvertToBase64Jpeg()" />
            }
        }
    }
@code {
    private IQueryable<Category>? categories;
    private string ConvertToIcon(string categoryName)
    {
        return categoryName switch
        {
            "Beverages" => "coffee",
            "Condiments" => "liquor",
            "Confections" => "cake",
            "Dairy Products" => "water_drop",
            "Grains/Cereals" => "breakfast_dining",
            "Meat/Poultry" => "kebab_dining",
            "Produce" => "restaurant",
            "Seafood" => "set_meal",
            _ => "device_unknown"
        };
    }

    private string ConvertToEmoji(string categoryName)

    {
        return categoryName switch
        {
            "Beverages" => "assets/Hot beverage/3D/hot_beverage_3d.png",
            "Condiments" => "assets/Honey pot/3D/honey_pot_3d.png",
            "Confections" => "assets/Lollipop/3D/lollipop_3d.png",
            "Dairy Products" => "assets/Cheese wedge/3D/cheese_wedge_3d.png",
            "Grains/Cereals" => "assets/Bread/3D/bread_3d.png",
            "Meat/Poultry" => "assets/Cut of meat/3D/cut_of_meat_3d.png",
            "Produce" => "assets/Leafy green/3D/leafy_green_3d.png",
            "Seafood" => "assets/Lobster/3D/lobster_3d.png",
            _ => "assets/Pot of food/3D/pot_of_food_3d.png"
        };
    }
}

Kun projektin koodi on valmis, käyttäjät voivat navigoida kategorioihin, jotka näyttävät kuvat ja tuotteet. Näin luodaan visuaalisesti houkutteleva käyttöliittymä, joka hyödyntää avoimen lähdekoodin Fluent Emoji -kuvakkeita.

Tässä on joitakin käytännön ohjeita, joita kannattaa seurata, kun työstät tätä Blazor-sovellusta:

• Projektin rakenne: Muista, että wwwroot-kansioon tulee luoda oma kansio assets, johon tallennetaan kaikki kuvat. Tämän jälkeen voit kopioida tarvittavat kuvat suoraan Fluent UI -emojikokoelmasta.

• Kuvan esittäminen: Jos haluat näyttää emojikuvia eri kategorioiden yhteydessä, varmista, että kuvat ovat oikeassa paikassa ja ne on nimetty oikein. Kuvien polut tulee määritellä suhteellisesti wwwroot-kansioon.

• Koodin optimointi: Blazor-sovelluksessa on hyvä pitää huolta, että koodi on selkeää ja helposti ylläpidettävää. Esimerkiksi ConvertToIcon ja ConvertToEmoji -metodit voivat helposti laajentua, jos projektissa lisätään lisää kategorioita.

Miten luoda ja hallita kyselyjä verkkosovelluksella tai mobiilisovelluksella?

Kyselyt ovat keskeinen osa monia digitaalisten palveluiden käyttökokemuksia. Erityisesti, kun kyselyjen luominen ja hallinta tehdään itse, syntyy haasteita, jotka liittyvät sekä tekniseen toteutukseen että käyttökokemukseen. Kun suunnittelet sovellusta tai verkkosivustoa, joka mahdollistaa käyttäjien rekisteröitymisen ja kyselyjen luomisen, tulee muistaa, että käytettävyyden ja teknisten vaatimusten täyttyminen on avainasemassa.

Kun käyttäjä luo tai muokkaa kyselyjä, on tärkeää tarjota intuitiivinen ja visuaalisesti miellyttävä kokemus. Erityisesti silloin, kun kyseessä on monimutkainen kysymysmuotoilu tai kyselyn rakenne, pitää luonti- ja muokkauskokemuksen vastata mahdollisimman tarkasti sitä, mitä käyttäjä tulee näkemään vastauksiaan antaessaan. Tätä kutsutaan "WYSIWYG"-periaatteeksi (What You See Is What You Get). Käyttäjän tulee voida nähdä suoraan, miltä kysely tulee näyttämään ennen sen julkaisua. Tämä koskee erityisesti visuaalisten elementtien, kuten logojen, kuvien ja värien lisäämistä, joita monet organisaatiot vaativat brändinsä mukaisiksi.

Toinen tärkeä näkökulma on kyselyjen tallennus. Kyselyt voivat sisältää monenlaisia kysymystyyppejä, ja niiden määrät voivat vaihdella. Tämän vuoksi tietovaraston täytyy olla joustava ja kyettävä käsittelemään suuria määriä tietoa, erityisesti jos vastauksia säilytetään erillisinä dokumentteina, kuten NoSQL-tietokannoissa. Kyselyjen vastaukset saattavat sisältää henkilökohtaisia tai sensitiivisiä tietoja, jolloin myös tietoturva ja käyttäjäoikeudet nousevat tärkeiksi.

Erityisesti kaupallisessa käytössä oleva kyselytyökalu tarvitsee mahdollisuuden analysoida ja käsitellä kerättyä dataa. Tähän voidaan liittää esimerkiksi koneoppimisalgoritmeja, kuten ML.NET:in tarjoamat työkalut, jotka auttavat löytämään piileviä trendejä ja syy-seuraus-suhteita, joita perinteinen analyysi ei ehkä huomaisi. Tämä tekee kyselyistä ei vain tietojen keruuvälineitä, vaan myös tehokkaita analyysityökaluja, jotka auttavat syvällisemmässä päätöksenteossa.

Mitä tulee sovelluksen tai verkkosivuston toteutukseen, sen kehittäminen voi edellyttää useiden eri teknologioiden yhdistämistä. Sovelluksen perustoiminnallisuuden lisäksi on tärkeää optimoida sen suorituskykyä, erityisesti silloin, kun se käsittelee suuria tietomääriä. Esimerkiksi datan tallentaminen pilvipalveluihin ja sen tehokas käsittely voidaan toteuttaa erilaisten pilvipalveluiden ja tietokantateknologioiden avulla.

Kyselyiden toteuttaminen ei ole pelkästään ohjelmointitehtävä. Se voi myös olla luova prosessi, jossa visuaaliset elementit, käyttöliittymän yksityiskohdat ja käyttäjäkokemus ovat keskiössä. Jos olet enemmän visuaalisesti suuntautunut, voit keskittyä kysymystyypin tai analytiikkakomponenttien suunnitteluun ja toteutukseen. Jos taas olet insinöörihenkinen, voit syventyä palveluiden optimointiin, suorituskyvyn vertailuun ja siihen liittyviin testauksiin. Tällöin yhteisön tuki ja yhteistyö muiden kehittäjien kanssa voivat olla korvaamattomia.

Mikäli haluat jakaa kehitystyösi muille, voit julkaista sen GitHubissa. Tämä ei pelkästään auta sinua saamaan palautetta, vaan myös inspiroi muita. On myös mahdollista, että parhaat ratkaisut saavat tunnustusta ja mainintaa seuraavassa kirjan painoksessa.

Kun kehitämme omia projektejamme ja osallistumme yhteisön keskusteluihin, kuten kirjan Discord-kanavalla, opimme toinen toisiltamme ja voimme parantaa omia taitojamme entisestään. Jatkuva oppiminen ja toisten kehittäjien inspirointi on tärkeä osa projektien kehittämistä.

Tärkeää on myös muistaa, että kyselyjen luominen ja hallinta eivät ole vain teknisiä haasteita. Ne edellyttävät myös syvällistä ymmärrystä siitä, miten käyttäjät tulevat käyttämään niitä, kuinka he navigoivat kysymysten välillä ja millaisia vastauksia he antavat. Tämä koskee erityisesti käyttäjäkokemuksen optimointia, jossa käyttäjien tarpeet ja odotukset asettavat suuntaviivoja suunnittelulle ja toteutukselle.

Kuinka Asynkroninen Ohjelmointi Parantaa Web-sovellusten Skaalautuvuutta ja Suorituskykyä?

Asynkronisten menetelmien, kuten async ja await, käyttö palvelinpuolella mahdollistaa monia samanaikaisia tehtäviä käsittelevien prosessien tehokkaan hallinnan, mutta toisaalta voi heikentää käyttäjäkokemusta, jos sitä ei toteuteta oikein. Palvelinpuolella luodaan lisätyöntekijöitä, jotka ovat halpoja ja odottavat pitkään kestäviä tehtäviä. Tämä mahdollistaa kalliin I/O-työntekijöiden käsitellä muita asiakaspyyntöjä estämättä niitä. Tämän avulla web-sovelluksen tai palvelun skaalautuvuus paranee merkittävästi, sillä se pystyy käsittelemään enemmän asiakkaita samanaikaisesti. Tämä on yksi keskeinen etu asynkronisesta ohjelmoinnista ja multitasking-tekniikoista, erityisesti suurissa verkkosovelluksissa.

Kun C# 5:ssä otettiin käyttöön async ja await, näiden avainsanojen käyttö rajoittui vain try-lohkoon. Kuitenkin C# 6:sta alkaen on mahdollista käyttää await-avainsanaa myös catch-lohkoissa, mikä tekee virheiden käsittelystä joustavampaa ja asynkronisesta koodista entistä luettavampaa.

Asynkronisten metodien käytössä on myös tärkeää huomioida, kuinka käsitellään poikkeuksia. Vaikka await voidaan nykyään käyttää myös catch-lohkossa, on silti suositeltavaa minimoida monimutkaisien poikkeuksien käsittelyä asynkronisissa menetelmissä, koska se saattaa lisätä virheiden jäljittämisen vaikeutta. Asynkronisten tehtävien kanssa työskennellessä tulee myös olla varovainen luokkien ja metodien valinnassa, jotka tukevat nimenomaan asynkronista toimintaa.

Hyvä käytäntö on välttää lukitusta (lock), sillä se voi hidastaa sovelluksen suorituskykyä, erityisesti monimutkaisissa monisäikeisissä ympäristöissä. Interlocked-luokan käyttö on suositeltavaa silloin, kun tarvitaan atomisia operaatioita, ja Mutex-luokka on hyödyllinen, kun tarvitaan synkronointia eri prosessien välillä.

Tärkeää on myös ymmärtää, että asynkronisuus ei ole taikatemppu, joka automaattisesti tekee sovelluksesta nopeamman. Sen onnistunut käyttöönotto edellyttää huolellista suunnittelua ja virheiden hallintaa. Tämän vuoksi on tärkeää tutustua tarkasti kunkin käytettävän kirjaston ja työkalun asynkronisiin ominaisuuksiin ja varmistaa, että ne soveltuvat oikeisiin tarkoituksiin. Asynkroniset metodit voivat parantaa suorituskykyä ja vähentää palvelimen kuormitusta, mutta väärin käytettynä ne voivat aiheuttaa kaatumisia ja virheitä, jotka ovat vaikeasti havaittavissa.

Miten käyttää AutoMapperia ja других сторонних библиотек в разработке на C#

В процессе разработки программного обеспечения часто возникает необходимость интеграции различных систем или компонентов, которые работают с концептуально схожими объектами, но имеют различные структуры. Это может касаться как взаимодействия с базой данных, так и обмена данными между слоями приложения. Для решения таких задач в мире программирования применяются так называемые "модели данных".

Модели, представляющие данные, хранимые в базе, часто называют "моделями сущностей" (entity models), тогда как модели, представляющие данные для передачи между слоями приложения, называются "объектами передачи данных" (DTO). Модели, которые используются исключительно для отображения данных пользователю, часто называются "моделями представления" (view models). Все эти модели могут содержать общие элементы, но их структуры обычно различаются. Для упрощения процесса маппинга между различными моделями существует множество библиотек, одной из которых является AutoMapper.

AutoMapper – это популярная библиотека, позволяющая автоматически маппить (преобразовывать) данные между объектами с разными структурами. Она поддерживает конвенции, которые позволяют разработчику сосредоточиться на логике приложения, а не на мануальном маппинге. Например, если у вас есть свойство источника с именем "CompanyName", оно будет автоматически привязано к свойству назначения с аналогичным именем "CompanyName". Создатель AutoMapper, Джимми Богард, в своей статье объясняет философию проектирования этой библиотеки, что может быть полезно для более глубокого понимания работы AutoMapper.

В процессе работы с AutoMapper важно также проверять правильность конфигурации маппинга. Это можно сделать, используя юнит-тесты, что помогает избежать ошибок на ранних стадиях разработки. Рассмотрим создание и настройку проекта для использования AutoMapper.

Для начала создадим несколько проектов:

1. Проект классов для сущностей и моделей представления.

2. Проект для создания конфигурации маппинга, который может быть использован как в тестах, так и в основных проектах.

3. Проект юнит-тестов для проверки корректности маппинга.

4. Консольное приложение для выполнения живого маппинга.

Модели данных можно описывать с помощью классов. Например, создадим следующие модели:

• Customer (Покупатель): представляет данные покупателя с полями FirstName и LastName.

• LineItem (Товар): представляет элемент в корзине с полями для имени товара, цены за единицу и количества.

• Cart (Корзина): представляет корзину покупателя, содержащую список товаров.

• Summary (Резюме): представляет модель данных, которая будет отображена пользователю, например, полное имя покупателя и общая стоимость товаров в корзине.

Для маппинга между моделями можно использовать конфигурацию AutoMapper, которая будет преобразовывать данные из одной модели в другую. Например, в случае с моделью Cart для получения полного имени покупателя мы используем объединение полей FirstName и LastName, как показано в следующем примере:

csharp
Copy code
cfg.CreateMap<Cart, Summary>()

   .ForMember(dest => dest.FullName, opt => opt.MapFrom(src => $"{src.Customer.FirstName} {src.Customer.LastName}"))
   .ForMember(dest => dest.Total, opt => opt.MapFrom(src => src.Items.Sum(item => item.UnitPrice * item.Quantity)));

Такой подход позволяет легко интегрировать AutoMapper в приложение и использовать его для преобразования данных между различными моделями. При этом важно помнить, что маппинг должен быть настроен таким образом, чтобы избежать ошибок, особенно в случае сложных объектов с множественными вложенными зависимостями.

После создания и тестирования маппинга можно приступить к интеграции библиотеки в реальный проект. Например, для настройки и использования AutoMapper в проекте нужно будет добавить соответствующие пакеты и выполнить настройку в файле конфигурации:

csharp
Copy code
var configuration = new MapperConfiguration(cfg => 
{
    cfg.AddProfile(new MappingProfile());
});
var mapper = configuration.CreateMapper();

Эта конфигурация будет использоваться для всех операций маппинга в приложении.

При работе с логированием можно использовать библиотеку Serilog для отслеживания состояния приложения и записи логов в файл. Это позволяет не только отслеживать события, но и записывать важную информацию для анализа. Например, конфигурируем логирование с помощью Serilog:

csharp
Copy code
Log.Logger = new LoggerConfiguration()

    .WriteTo.File("log.txt", rollingInterval: RollingInterval.Day)
    .CreateLogger();
Log.Information("The global logger has been configured.");

При этом важно помнить, что логи должны содержать не только информацию о состоянии системы, но и данные о происходящих ошибках и предупреждениях. Важные события, такие как ошибки или фатальные проблемы, могут быть записаны в лог для дальнейшего анализа.

Кроме того, нужно учитывать, что работа с внешними библиотеками требует внимательности в настройке и конфигурации. Ошибки в настройках маппинга или логирования могут привести к проблемам в производительности или неверным результатам, поэтому важно тщательно проверять все настройки перед запуском приложения.