Jak skonfigurować środowisko deweloperskie i API w ASP.NET Core?

ASP.NET Core oferuje różne opcje konfiguracji aplikacji, które mogą ułatwić proces rozwoju i testowania, w tym możliwość włączenia trybu deweloperskiego. Tryb ten pozwala na dostosowanie zachowań aplikacji, takich jak włączenie szczegółowych komunikatów o błędach czy zmiana ustawień połączeń. W szczególności, w trybie deweloperskim można na przykład używać niezaszyfrowanych ciągów połączeń w wersji roboczej aplikacji, podczas gdy w wersji produkcyjnej powinny być one zaszyfrowane, co zwiększa bezpieczeństwo.

Aby włączyć tryb deweloperski, należy ustawić zmienną środowiskową ASPNETCORE_ENVIRONMENT na wartość „Development”. Można to zrobić w pliku launchSettings.json w projekcie lub bezpośrednio w panelu właściwości projektu w Visual Studio. Warto pamiętać, że włączenie tego trybu w produkcji może prowadzić do ujawnienia poufnych informacji o błędach, dlatego zawsze należy upewnić się, że w środowisku produkcyjnym tryb deweloperski jest wyłączony.

W pliku launchSettings.json znajdują się różne profile uruchamiania aplikacji, które mogą różnić się ustawieniami, takimi jak porty czy zmienne środowiskowe. Przykład konfiguracji, który ustawia środowisko deweloperskie, może wyglądać następująco:

json
Copy code
{
  "iisSettings": {
    "windowsAuthentication": false,
    "anonymousAuthentication": true,
    "iisExpress": {
      "applicationUrl": "http://localhost:57090",
      "sslPort": 44366
    }
  },
  "profiles": {
    "IIS Express": {
      "commandName": "IISExpress",
      "launchBrowser": true,
      "environmentVariables": {
        "ASPNETCORE_ENVIRONMENT": "Development"
      }
    },
    "MVCDemo": {
      "commandName": "Project",
      "dotnetRunMessages": "true",
      "launchBrowser": true,
      "applicationUrl": "https://localhost:5001;http://localhost:5000",
      "environmentVariables": {
        "ASPNETCORE_ENVIRONMENT": "Development"
      }
    }
  }
}

Tryb deweloperski może być szczególnie przydatny, gdy aplikacja wymaga intensywnego debugowania i testowania w czasie rzeczywistym. Obejmuje to m.in. możliwość wyświetlania szczegółowych informacji o błędach, które mogą pomóc w szybszym zidentyfikowaniu problemów. Ważne jest, aby po zakończeniu pracy w tym trybie zmienić środowisko na produkcyjne, w którym aplikacja powinna działać zgodnie z wymaganiami bezpieczeństwa.

Innym interesującym zagadnieniem w ASP.NET Core jest możliwość tworzenia API internetowych. ASP.NET Core Web API umożliwia tworzenie aplikacji, które działają na zasadzie interfejsów programowania aplikacji (API) i są kompatybilne z różnymi formatami danych, takimi jak JSON czy XML. Web API, z racji swojej wydajności i elastyczności, jest doskonałym rozwiązaniem do tworzenia aplikacji działających w chmurze i dostosowanych do różnych urządzeń końcowych.

Ważnym elementem ASP.NET Core Web API jest jego zgodność z wzorcem Model-View-Controller (MVC), chociaż w tym przypadku zamiast tradycyjnego widoku (View), API zwraca dane w formacie JSON, co pozwala na ich łatwe przetwarzanie przez aplikacje klienckie. Z perspektywy użytkownika końcowego, API w tym kontekście stanowi sposób na szybki i bezpieczny dostęp do danych w różnych aplikacjach, niezależnie od urządzenia, na którym są one uruchamiane.

Aby ut

Jak poprawnie skonfigurować połączenie z bazą danych w ASP.NET Core i zapewnić jej odporność na błędy?

Konfiguracja połączenia z bazą danych w aplikacjach ASP.NET Core jest kluczowym etapem przy budowie solidnych i skalowalnych systemów. Istnieje wiele aspektów, które warto uwzględnić podczas pracy z bazą danych, takich jak optymalizacja wydajności, zarządzanie połączeniami oraz zapewnienie odporności aplikacji na błędy połączeń. Poniżej przedstawiamy sposób konfiguracji połączenia z bazą danych, uwzględniając najlepsze praktyki oraz techniki zarządzania błędami.

W przypadku, gdy połączenie z bazą danych nie jest dostępne, ASP.NET Core domyślnie będzie czekać przez 30 sekund przed podniesieniem wyjątku, co daje czas na nawiązanie połączenia. Ustawienie odpowiedniego limitu czasu oczekiwania jest zawsze dobrym rozwiązaniem, ponieważ pozwala na kontrolowanie maksymalnego czasu oczekiwania użytkownika na odpowiedź, a także daje systemowi czas na nawiązanie dostępnego połączenia z SQL Server.

Warto dodać, że w aplikacjach korzystających z ASP.NET Core istnieje możliwość zarejestrowania konfiguracji połączenia w pliku appsettings.json oraz skonfigurowania tego połączenia w systemie wstrzykiwania zależności. Przykładowa konfiguracja może wyglądać następująco:

csharp
Copy code
using Infrastructure.SQL.Database;
using Microsoft.EntityFrameworkCore;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
var dbConnection = builder.Configuration.GetConnectionString("DemoDb");
builder.Services.AddDbContextPool<DemoContext>(options => options.UseSqlServer(dbConnection));

var app = builder.Build();

using (var scope = app.Services.CreateScope())
{
    var db = scope.ServiceProvider.GetRequiredService<DemoContext>();
    db.Database.SetConnectionString(dbConnection);
    db.Database.Migrate();
}

app.Run();

W tym kodzie zdefiniowano połączenie z bazą danych, które jest przekazywane do kontekstu DemoContext przy pomocy metody AddDbContextPool. Warto również zauważyć, że użycie puli połączeń (AddDbContextPool) pozwala na efektywne zarządzanie połączeniami z bazą danych, umożliwiając ich ponowne wykorzystanie. Pula połączeń znacząco poprawia wydajność, gdyż zmniejsza potrzebę wielokrotnego otwierania i zamykania połączeń za każdym razem, gdy aplikacja wykonuje zapytania do bazy danych.

Po skonfigurowaniu połączenia należy także przeprowadzić migrację bazy danych. Migracje w Entity Framework Core to pliki C#, które generują instrukcje SQL do tworzenia lub aktualizowania bazy danych za każdym razem, gdy zmienia się model bazy danych, konfiguracja encji lub ich atrybutów. Aby wygenerować migrację, należy zainstalować odpowiednie pakiety NuGet:

• Microsoft.EntityFrameworkCore.Design – dla warstwy API,

• Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools – dla warstwy infrastruktury SQL.

Następnie w Package Manager Console należy wykonać polecenie Add-Migration Initial, aby wygenerować początkową migrację. Po jej uruchomieniu, jeśli aplikacja działa poprawnie, baza danych oraz tabelka, np. Countries, zostaną utworzone.

Warto pamiętać, że Entity Framework Core tworzy specjalną tabelę w bazie danych, która przechowuje historię migracji. Dzięki temu nie ma ryzyka ponownego zastosowania tej samej migracji, jeśli baza danych została już zaktualizowana do najnowszej wersji. Jeśli zajdzie potrzeba aktualizacji bazy danych, należy ponownie wygenerować migrację i zastosować ją w podobny sposób.

Odpowiednia obsługa błędów połączeń z bazą danych, szczególnie w przypadku błędów przejściowych (np. chwilowa niedostępność bazy), jest również kluczowa. W ASP.NET Core istnieje łatwy sposób na skonfigurowanie odporności na błędy przejściowe przy pomocy opcji EnableRetryOnFailure. Tego rodzaju błędy mogą wystąpić w różnych sytuacjach, na przykład podczas chwilowej utraty połączenia z serwerem SQL. Kod, który aktywuje tę funkcjonalność, wygląda następująco:

csharp
Copy code
builder.Services.AddDbContextPool<DemoContext>(options =>
    options.UseSqlServer(dbConnection, sqlServerOptionsAction: sqlOptions =>
    {
        sqlOptions.EnableRetryOnFailure(maxRetryCount: 3);
    }));

W powyższym przykładzie ustawiono, że po wystąpieniu błędu przejściowego, system podejmie próbę ponownego nawiązania połączenia do bazy danych maksymalnie 3 razy, zanim zgłosi wyjątek. Oczywiście, ta liczba prób oraz inne parametry (np. opóźnienie między próbami) można dostosować do specyfiki aplikacji i wymagań biznesowych. Pomimo tego, że domyślnie obsługiwane są tylko wybrane błędy przejściowe, pełną listę błędów, które Entity Framework Core traktuje jako przejściowe, można znaleźć w dokumentacji na GitHubie.

Konfiguracja odporności na błędy jest jednym z najprostszych sposobów na poprawę niezawodności aplikacji, która korzysta z baz danych, ale w praktyce jest niezwykle istotna. System, który potrafi poradzić sobie z chwilową niedostępnością bazy, zapewnia wyższy poziom stabilności oraz lepsze doświadczenia użytkownika.

Po skonfigurowaniu połączenia, migracji i odporności na błędy, kolejnym krokiem jest stworzenie repozytorium, które będzie odpowiadało za operacje na encjach. Przykład repozytorium dla encji Country przedstawiony jest poniżej:

csharp
Copy code
using Domain.DTOs;
using Domain.Repositories;
using Infrastructure.SQL.Database;
using Infrastructure.SQL.Database.Entities;
using Microsoft.EntityFrameworkCore;

namespace Infrastructure.SQL.Repositories
{
    public class CountryRepository : ICountryRepository
    {
        private readonly DemoContext _demoContext;

        public CountryRepository(DemoContext demoContext)
        {
            _demoContext = demoContext;
        }

        public async Task CreateAsync(CountryDto country)
        {
            var countryEntity = new CountryEntity
            {
                Name = country.Name,
                Description = country.Description,
                FlagUri = country.FlagUri
            };

            await _demoContext.AddAsync(countryEntity);
            await _demoContext.SaveChangesAsync();
            return countryEntity.Id;
        }
    }
}

Repozytorium to abstrahuje dostęp do bazy danych i realizuje wszystkie operacje CRUD. Metody są zdefiniowane asynchronicznie, co jest szczególnie istotne w kontekście wydajności oraz odpowiedzi aplikacji na zapytania użytkownika.

Zrozumienie i poprawne zastosowanie tych technik w praktyce pozwala na tworzenie solidnych aplikacji, które są w stanie radzić sobie z błędami połączeń, migracjami bazy danych oraz zapewniają użytkownikom bezpieczny i wydajny dostęp do danych.

Jak zoptymalizować API za pomocą stronicowania, streamingu JSON i pamięci podręcznej?

W optymalizacji aplikacji API kluczowe jest zarządzanie danymi, aby zminimalizować obciążenie serwera oraz poprawić szybkość odpowiedzi. W tym kontekście techniki takie jak stronicowanie (paging), streaming JSON oraz pamięci podręczne odgrywają fundamentalną rolę. Wszystkie te metody mają na celu efektywne przetwarzanie dużych zbiorów danych, tak aby aplikacja była szybka i responsywna.

Stronicowanie jest jednym z najważniejszych narzędzi, które pozwala na kontrolowanie ilości danych, które są zwracane w jednym zapytaniu. Dzięki temu możemy uniknąć przeciążenia aplikacji przez masy danych, które użytkownik niekoniecznie potrzebuje od razu. Na przykład, gdy użytkownik prosi o listę krajów, zamiast pobierać całą bazę danych, możemy podzielić ją na mniejsze fragmenty, które będą ładowane na żądanie. Aby wdrożyć stronicowanie, w ASP.NET Core można użyć klasy PagingDto, która przechowuje informacje o bieżącej stronie oraz rozmiarze strony. Przykład klasy wygląda następująco:

csharp
Copy code
namespace Domain.DTOs; 
public class PagingDto { 
    public int PageIndex { get; set; } = 1; 
    public int PageSize { get; set; } = 10; 
}

Kiedy te parametry zostaną przekazane do metody, można je wykorzystać w zapytaniach LINQ do pobrania odpowiedniej liczby danych. Warto pamiętać, że stronicowanie jest realizowane po stronie bazy danych, a nie w kodzie aplikacji, co znacząco poprawia wydajność. W poniższym przykładzie zapytanie LINQ z użyciem Skip oraz Take pozwala na pobranie tylko tych rekordów, które odpowiadają bieżącej stronie.

csharp
Copy code
public async Task<List<CountryDto>> GetAllAsync(PagingDto paging) { 
    return await _demoContext.Countries 
        .AsNoTracking() 
        .Select(x => new CountryDto { 
            Id = x.Id, 
            Name = x.Name, 
            Description = x.Description, 
            FlagUri = x.FlagUri 
        }) 
        .Skip((paging.PageIndex - 1) * paging.PageSize) 
        .Take(paging.PageSize) 
        .ToListAsync(); 
}

Tego rodzaju podejście pozwala na przetwarzanie tylko niezbędnej części danych, co w znaczący sposób zwiększa efektywność aplikacji, szczególnie w przypadku dużych zbiorów.

Kolejną techniką, która pozwala na poprawę wydajności API, jest JSON Streaming. Dzięki tej metodzie dane są przesyłane w sposób strumieniowy, a nie jako cała kolekcja naraz. Przesyłanie danych w taki sposób zmniejsza czas oczekiwania na odpowiedź, ponieważ klient otrzymuje dane natychmiast, bez konieczności oczekiwania na całą paczkę. W przypadku C# i ASP.NET Core, możemy użyć IAsyncEnumerable, aby zwrócić dane w sposób asynchroniczny i strumieniowy. Oto jak można to zaimplementować:

csharp
Copy code
app.MapGet("/countries", async (
    int? pageIndex,
    int? pageSize,
    ICountryMapper mapper,
    ICountryService countryService) => {
    async IAsyncEnumerable<CountryDto> StreamCountriesAsync() {
        var countries = await countryService
            .GetAllAsync(new PagingDto {
                PageIndex = pageIndex ?? 1,
                PageSize = pageSize ?? 10
            });
        var mappedCountries = mapper.Map(countries);
        foreach (var country in mappedCountries) {
            yield return country;
        }
    }
    return StreamCountriesAsync();
});

Tego rodzaju podejście, oparte na strumieniowaniu danych, jest szczególnie skuteczne w aplikacjach, które mają na celu wyświetlanie dużych zbiorów danych w sposób płynny, na przykład w aplikacjach webowych z użyciem JavaScript.

Ostatnią istotną techniką, którą warto wdrożyć, jest caching (pamięć podręczna). Caching pozwala na przechowywanie często wykorzystywanych danych w pamięci, co eliminuje konieczność ponownego przetwarzania tych samych zapytań. Istnieje kilka typów cache’owania w ASP.NET Core: cache HTTP (output cache), cache w pamięci serwera (in-memory cache) oraz cache rozproszony (distributed cache). Najczęściej wykorzystywanym typem cache jest cache w pamięci, który przechowuje dane bezpośrednio w RAM serwera, co znacząco przyspiesza dostęp do tych informacji. Możemy to osiągnąć poprzez konfigurację odpowiednich polityk cache’owania.

Na przykład, konfiguracja cache’owania w programie ASP.NET Core wygląda następująco:

csharp
Copy code
var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.Services.AddOutputCache(options => {
    options.AddBasePolicy(builder =>
        builder.Expire(TimeSpan.FromSeconds(30))
            .SetVaryByQuery("*")
    );
    options.AddPolicy("5minutes", builder =>
        builder.Expire(TimeSpan.FromSeconds(300))
            .SetVaryByQuery("*")
    );
});
var app = builder.Build();
app.UseOutputCache();

W powyższym przykładzie konfigurujemy globalną politykę cache, która przechowuje dane przez 30 sekund oraz politykę nazwaną „5minutes”, która przechowuje dane przez pięć minut. Cache jest zależny od parametrów zapytania, co oznacza, że dla różnych wartości tych parametrów będą przechowywane różne dane. Warto zatem odpowiednio zarządzać cache’owaniem, aby zapewnić odpowiednią wydajność i świeżość danych.

Przykład endpointu z wykorzystaniem cache:

csharp
Copy code
app.MapGet("/cachedcountries", async (
    int? pageIndex,
    int? pageSize,
    ICountryMapper mapper,
    ICountryService countryService) => {
    var countries = await countryService
        .GetAllAsync(new PagingDto {
            PageIndex = pageIndex ?? 1,
            PageSize = pageSize ?? 10
        });
    return Results.Ok(mapper.Map(countries));
}).CacheOutput("5minutes");

Przy odpowiedniej konfiguracji cache’owania, zapytania do tego samego endpointu, z tymi samymi parametrami, będą zwracały dane z pamięci podręcznej, co znacząco redukuje obciążenie bazy danych i przyspiesza odpowiedzi API.

Te techniki – stronicowanie, JSON Streaming i caching – to fundamenty optymalizacji wydajności API. Jednak oprócz tych metod warto również monitorować i analizować wydajność swojego API, aby zidentyfikować potencjalne wąskie gardła oraz reagować na zmieniające się potrzeby użytkowników. Dobrze zoptymalizowane API nie tylko zwiększa komfort użytkowników, ale również wpływa na oszczędności zasobów serwera i efektywność całego systemu.