مطالب
شروع به کار با AngularJS 2.0 و TypeScript - قسمت هشتم - دریافت اطلاعات از سرور
اغلب برنامه‌های AngularJS 2.0، اطلاعات خود را از طریق پروتکل HTTP، از سرور دریافت می‌کنند. برنامه یک درخواست Get را صادر کرده و سپس سرور پاسخ مناسبی را ارائه می‌دهد.


مقدمه‌ای بر RxJS

اگر به پیشنیازهای نصب AngularJS 2.0 در قسمت اول این سری دقت کرده باشید، یکی از موارد آن، RxJS است:
"dependencies": {
    "rxjs": "5.0.0-beta.2"
 },
یک Observable، آرایه‌ای است که اعضای آن به صورت غیر همزمان (asynchronously) در طول زمان دریافت می‌شوند. برای مثال پس از شروع یک عملیات async، ابتدا عنصر اول آرایه دریافت می‌شود، پس از مدتی عنصر دوم و در آخر عنصر سوم آن. به همین جهت از Observable‌ها برای مدیریت داده‌های async مانند دریافت اطلاعات از یک وب سرور، استفاده می‌شود.
قرار است Observableها به ES 2016 یا نگارش پس از ES 6 اضافه شوند و یکی از پیشنهادات آن هستند. اما هم اکنون AngularJS 2.0 از این امکان، توسط یک کتابخانه‌ی ثالث، به نام reactive extensions یا Rx، استفاده می‌کند. از RxJS در سرویس HTTP و همچنین مدیریت سیستم رخدادهای AngularJS 2.0 استفاده می‌شود. Observableها امکانی را فراهم می‌کنند تا به ازای دریافت هر اطلاعات async از سرور، بتوان توسط رخداد‌هایی از وقوع آن‌ها مطلع شد.

در نگارش قبلی AngularJS از Promises برای مدیریت اعمال غیرهمزمان استفاده می‌شد. Observableها تفاوت‌های قابل ملاحظه‌ای با Promises دارند:
- یک Promise تنها یک مقدار، یا خطا را بر می‌گرداند؛ اما یک Observable چندین مقدار را در طول یک بازه‌ی زمانی باز می‌گرداند.
- برخلاف Promises، می‌توان عملیات یک Observable را لغو کرد.
- Observableها از عملگرهایی مانند map، reduce، filter و غیره نیز پشتیبانی می‌کنند.

البته باید عنوان کرد که هنوز هم می‌توان از Promises در صورت تمایل در AngularJS 2.0 نیز استفاده کرد.


تنظیمات اولیه‌ی کار با RxJS در AngularJS 2.0

برای استفاده از RxJS در AngularJS 2.0، مراحلی مانند افزودن مدخل اسکریپت http.dev.js، ثبت پروایدر HTTP و importهای لازم، باید طی شوند که در ادامه آن‌ها را بررسی خواهیم کرد:
الف) سرویس HTTP جزئی از angular2/core نیست. به همین جهت مدخل اسکریپت متناظر با آن، باید به صفحه‌ی اصلی سایت اضافه شود که این مورد، در قسمت اول بررسی پیشنیازهای نصب AngularJS 2.0 صورت گرفته‌است:
 <!-- Required for http -->
<script src="~/node_modules/angular2/bundles/http.dev.js"></script>
این تعریف در فایل Views\Shared\_Layout.cshtml (و یا index.html) پروژه‌ی جاری موجود است. همچنین در این صفحه، مدخل Rx.js نیز ذکر شده‌است.

ب) اکنون فایل app.component.ts را گشوده و سرویس HTTP را به آن اضافه می‌کنیم. با نحوه‌ی ثبت سرویس‌ها در قسمت قبل آشنا شدیم:
import { Component } from 'angular2/core';
import { HTTP_PROVIDERS } from 'angular2/http';
import 'rxjs/Rx';   // Load all features
 
import { ProductListComponent } from './products/product-list.component';
import { ProductService } from './products/product.service';
 
@Component({
    selector: 'pm-app',
    template:`
    <div><h1>{{pageTitle}}</h1>
        <pm-products></pm-products>
    </div>
    `,
    directives: [ProductListComponent],
    providers: [
        ProductService,
        HTTP_PROVIDERS
    ]
})
export class AppComponent {
    pageTitle: string = "DNT AngularJS 2.0 APP";
}
از آنجائیکه می‌خواهیم سرویس HTTP، در تمام کامپوننت‌های برنامه در دسترس باشد، آن‌را در بالاترین سطح سلسه مراتب کامپوننت‌های موجود، یا همان کامپوننت ریشه‌ی سایت، ثبت و معرفی می‌کنیم. بنابراین سرویس توکار HTTP یا HTTP_PROVIDERS به لیست پروایدرها، اضافه شده‌است.

ج) پس از آن نیاز است importهای متناظر نیز به ابتدای ماژول فعلی، جهت شناسایی این سرویس و همچنین امکانات rx.js اضافه شوند.
تعریف 'import 'rxjs/Rx به این شکل، به module loader اعلام می‌کند که این کتابخانه را بارگذاری کن، اما چیزی را import نکن. هنگامیکه این کتابخانه بارگذاری می‌شود، کدهای جاوا اسکریپتی آن اجرا شده و سبب می‌شوند که عملگرهای ویژه‌ی Observable آن مانند map و filter نیز در دسترس برنامه قرار گیرند.


ساخت یک سرویس سمت سرور بازگشت لیست محصولات به صورت JSON

چون در ادامه می‌خواهیم لیست محصولات را از سرور دریافت کنیم، برنامه‌ی ASP.NET MVC فعلی را اندکی تغییر می‌دهیم تا این لیست را به صورت JSON بازگشت دهد.
بنابراین ابتدا کلاس مدل محصولات را به نحو ذیل به پوشه‌ی Models اضافه کرده:
namespace MVC5Angular2.Models
{
    public class Product
    {
        public int ProductId { set; get; }
        public string ProductName { set; get; }
        public string ProductCode { set; get; }
        public string ReleaseDate { set; get; }
        public decimal Price { set; get; }
        public string Description { set; get; }
        public double StarRating { set; get; }
        public string ImageUrl { set; get; }
    }
}
و سپس اکشن متد Products، لیست محصولات فرضی این سرویس را بازگشت می‌دهد:
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Web.Mvc;
using MVC5Angular2.Models;
using Newtonsoft.Json;
using Newtonsoft.Json.Serialization;
 
namespace MVC5Angular2.Controllers
{
    public class HomeController : Controller
    {
        // GET: Home
        public ActionResult Index()
        {
            return View();
        }
 
        public ActionResult Products()
        {
            var products = new List<Product>
            {
               new Product
               {
                    ProductId= 2,
                    ProductName= "Garden Cart",
                    ProductCode= "GDN-0023",
                    ReleaseDate= "March 18, 2016",
                    Description= "15 gallon capacity rolling garden cart",
                    Price= (decimal) 32.99,
                    StarRating= 4.2,
                    ImageUrl= "app/assets/images/garden_cart.png"
               },
               new Product
               {
                    ProductId= 5,
                    ProductName= "Hammer",
                    ProductCode= "TBX-0048",
                    ReleaseDate= "May 21, 2016",
                    Description= "Curved claw steel hammer",
                    Price= (decimal) 8.9,
                    StarRating= 4.8,
                    ImageUrl= "app/assets/images/rejon_Hammer.png"
               }
            };
 
            return new ContentResult
            {
                Content = JsonConvert.SerializeObject(products, new JsonSerializerSettings
                {
                    ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver()
                }),
                ContentType = "application/json",
                ContentEncoding = Encoding.UTF8
            };
        }
    }
}
در اینجا از JSON.NET جهت بازگشت camel case نام خواص مورد نیاز در سمت کاربر، استفاده شده‌است.
برای مطالعه‌ی بیشتر:
«استفاده از JSON.NET در ASP.NET MVC»
«تنظیمات و نکات کاربردی کتابخانه‌ی JSON.NET»

به این ترتیب، آدرس http://localhost:2222/home/products، خروجی JSON سرویس لیست محصولات را در مثال جاری، ارائه می‌دهد.


ارسال یک درخواست HTTP به سرور توسط AngularJS 2.0

اکنون پس از تنظیمات ثبت و معرفی سرویس HTTP و همچنین برپایی یک سرویس سمت سرور ارائه‌ی لیست محصولات، می‌خواهیم سرویس ProductService را که در قسمت قبل ایجاد کردیم (فایل product.service.ts)، جهت دریافت لیست محصولات از سمت سرور، تغییر دهیم:
import { Injectable } from 'angular2/core';
import { IProduct } from './product';
import { Http, Response } from 'angular2/http';
import { Observable } from 'rxjs/Observable';
 
@Injectable()
export class ProductService {
    private _productUrl = '/home/products';
 
    constructor(private _http: Http) { }
 
    getProducts(): Observable<IProduct[]> {
        return this._http.get(this._productUrl)
                         .map((response: Response) => <IProduct[]>response.json())
                         .do(data => console.log("All: " + JSON.stringify(data)))
                         .catch(this.handleError);
    }
 
    private handleError(error: Response) {
        console.error(error);
        return Observable.throw(error.json().error || 'Server error');
    }
}
از آنجائیکه این سرویس دارای یک وابستگی تزریق شده‌است، ذکر ()Injectable@، پیش از تعریف نام کلاس، ضروری است.
در سازنده‌ی کلاس ProductService، کار تزریق وابستگی سرویس Http انجام شده‌است. به این ترتیب با استفاده از متغیر خصوصی http_، می‌توان در کلاس جاری به امکانات این سرویس دسترسی یافت (همان «تزریق سرویس‌ها به کامپوننت‌ها» در قسمت قبل).
سپس متد get آن، یک درخواست HTTP از نوع GET را به آدرس مشخص شده‌ی در متغیر productUrl_ ارسال می‌کند (یا همان سرویس سمت سرور برنامه).
سرویس Http و همچنین شیء Response آن در ماژول‌های Http و Response قرار دارند که در ابتدای صفحه import شده‌اند.

متد http get یک Observable را بازگشت می‌دهد که در نهایت خروجی این متد نیز به همان <[]Observable<IProduct، تنظیم شده‌است. Observable یک شیء جنریک است و در اینجا نوع آن، آرایه‌ای از محصولات درنظر گرفته شده‌است.
اکنون که امضای این متد تغییر یافته است (پیش از این صرفا یک آرایه‌ی ساده از محصولات بود)، استفاده کننده (در کلاس ProductListComponent) باید به تغییرات آن از طریق متد subscribe گوش فرا دهد.
فعلا در کلاس جاری، پس از پایان کار دریافت اطلاعات از سرور، اطلاعات نهایی در متد map در دسترس قرار می‌گیرد (که یکی از عملگرهای RxJs است). کار متد map، اصطلاحا projection است. این متد، هر عضو دریافتی از خروجی سرور را به فرمتی جدید نگاشت می‌کند.
هر درخواست HTTP، در اصل یک عملیات async است. یعنی در اینجا توالی که در اختیار Observable ما قرار می‌گیرد، تنها یک المان دارد که همان شیء HTTP Response است.
بنابراین کار متد map فوق، تبدیل شیء خروجی از سرور، به آرایه‌ای از محصولات است.
در اینجا یک سری کدهای مدیریت استثناءها را نیز در صورت بروز مشکلی می‌توان تعریف کرد. برای مثال در اینجا متد catch، کار پردازش خطاهای رخ داده را انجام می‌دهد.
از متد do جهت لاگ کردن عملیات رخ داده و داده‌های دریافتی در کنسول developer tools مرورگرها استفاده شده‌است.

یک نکته:
اگر خروجی JSON از سرور، برای مثال داخل خاصیتی به نام data محصور شده بود، بجای ()response.json می‌بایستی از response.json().data استفاده می‌شد.


گوش فرا دادن به Observable دریافتی از سرور

تا اینجا یک درخواست HTTP GET را به سمت سرور ارسال کردیم و خروجی آن به صورت Observable در اختیار ما است. اکنون نیاز است کدهای ProductListComponent را جهت گوش فرا دادن به این Observable تغییر دهیم. برای این منظور فایل product-list.component.ts را گشوده و تغییرات ذیل را به آن اعمال کنید:
errorMessage: string;
ngOnInit(): void {
    //console.log('In OnInit');
    this._productService.getProducts()
                        .subscribe(
                              products => this.products = products,
                              error => this.errorMessage = <any>error);
}
در کلاس ProductListComponent، در متد ngOnInit که در آن کار آغاز و مقدار دهی وابستگی‌های کامپوننت انجام می‌شود، متد ()productService.getProducts_ فراخوانی شده‌است. این متد یک Observable را بر می‌گرداند. بنابراین برای پردازش نتیجه‌ی آن نیاز است متد subscribe را در ادامه‌ی آن، زنجیر وار ذکر کرد.
اولین پارامتر متد subscribe، کار دریافت نتایج حاصل را به عهده دارد. برای مثال اگر حاصل عملیات در طی سه مرحله صورت گیرد، سه بار نتیجه‌ی دریافتی را می‌توان در اینجا پردازش کرد. البته همانطور که عنوان شد، یک عملیات غیرهمزمان HTTP، تنها در طی یک مرحله، HTTP Response را دریافت می‌کند؛ بنابراین، پارامتر اول متد subscribe نیز تنها یکبار اجرا می‌شود. در اینجا فرصت خواهیم داشت تا آرایه‌ی دریافتی حاصل از متد map قسمت قبل را به خاصیت عمومی products کلاس جاری نسبت دهیم.
پارامتر دوم متد subscribe در صورت شکست عملیات فراخوانی می‌شود. در اینجا حاصل آن به خاصیت جدید errorMessage نسبت داده شده‌است.


اکنون برنامه را مجددا اجرا کنید، هنوز باید لیست محصولات، مانند قبل نمایش داده شود.


یک نکته
اگر برنامه را اجرا کردید و خروجی مشاهده نشد، به کنسول developer tools مرورگر مراجعه کنید؛ احتمالا خطای ذیل در آن درج شده‌است:
 EXCEPTION: No provider for Http!
به این معنا که پروایدر HTTP یا همان HTTP_PROVIDERS، جایی معرفی نشده‌است. البته مشکلی از این لحاظ در برنامه وجود ندارد و این پروایدر در بالاترین سطح ممکن و در فایل app.component.ts ثبت شده‌است. مشکل اینجا است که مرورگر، فایل قدیمی http://localhost:2222/app/app.component.js را کش کرده‌است (به همراه تمام اسکریپت‌های دیگر) و این فایل قدیمی، فاقد تعریف سرویس HTTP است. بنابراین با حذف کش مرورگر و دریافت فایل‌های js جدید، مشکل برطرف خواهد شد.


کدهای کامل این قسمت را از اینجا می‌توانید دریافت کنید: MVC5Angular2.part8.zip


خلاصه‌ی بحث

برای کار با سرور و ارسال درخواست‌های HTTP، ابتدا نیاز است مدخل تعریف http.dev.js به index.html اضافه شود و سپس HTTP_PROVIDERS را در بالاترین سطح کامپوننت‌های تعریف شده، ثبت و معرفی کرد. پس از آن نیاز است RxJs را نیز import کرد. در ادامه، سرویس دریافت لیست محصولات، وابستگی سرویس HTTP را توسط سازنده‌ی خود دریافت کرده و از آن برای صدور یک فرمان HTTP GET استفاده می‌کند. سپس با استفاده از متد map، کار نگاشت شیء Response دریافتی، به فرمت مناسب مدنظر، صورت می‌گیرد.
در ادامه هر کلاسی که نیاز دارد با این کلاس سرویس دریافت اطلاعات کار کند، متد subscribe را فراخوانی کرده و نتیجه‌ی عملیات را پردازش می‌کند.
مطالب
OpenCVSharp #18
ساخت یک OCR ساده تشخیص اعداد انگلیسی به کمک OpenCV

این مطلب را می‌توان به عنوان جمع بندی مطالبی که تاکنون بررسی شدند درنظر گرفت و در اساس مطلب جدیدی ندارد و صرفا ترکیب یک سری تکنیک است؛ برای مثال:
چطور یک تصویر را به نمونه‌ی سیاه و سفید آن تبدیل کنیم؟
کار با متد Threshold جهت بهبود کیفیت یک تصویر جهت تشخیص اشیاء
تشخیص کانتورها (Contours) و اشیاء موجود در یک تصویر
آشنایی با نحوه‌ی گروه بندی تصاویر مشابه و مفاهیمی مانند برچسب‌های تصاویر که بیانگر یک گروه از تصاویر هستند.


تهیه تصاویر اعداد انگلیسی جهت آموزش دادن به الگوریتم CvKNearest

در اینجا نیز از یکی دیگر از الگوریتم‌های machine learning موجود در OpenCV به نام CvKNearest برای تشخیص اعداد انگلیسی استفاده خواهیم کرد. این الگوریتم نزدیک‌ترین همسایه‌ی اطلاعاتی مفروض را در گروهی از داده‌های آموزش داده شده‌ی به آن پیدا می‌کند. خروجی آن شماره‌ی این گروه است. بنابراین نحوه‌ی طبقه‌ی بندی اطلاعات در اینجا چیزی شبیه به شکل زیر خواهد بود:


مجموعه‌ای از تصاویر 0 تا 9 را جمع آوری کرده‌ایم. هر کدام از پوشه‌ها، بیانگر اعدادی از یک خانواده هستند. این تصویر را با فرمت ذیل جمع آوری می‌کنیم:
public class ImageInfo
{
    public Mat Image { set; get; }
    public int ImageGroupId { set; get; }
    public int ImageId { set; get; }
}
به این ترتیب
public IList<ImageInfo> ReadTrainingImages(string path, string ext)
{
    var images = new List<ImageInfo>();
 
    var imageId = 1;
    foreach (var dir in new DirectoryInfo(path).GetDirectories())
    {
        var groupId = int.Parse(dir.Name);
        foreach (var imageFile in dir.GetFiles(ext))
        {
            var image = processTrainingImage(new Mat(imageFile.FullName, LoadMode.GrayScale));
            if (image == null)
            {
                continue;
            }
 
            images.Add(new ImageInfo
            {
                Image = image,
                ImageId = imageId++,
                ImageGroupId = groupId
            });
        }
    }
 
    return images;
}
در متد خواندن تصاویر آموزشی، ابتدا پوشه‌های اصلی مسیر Numbers تصویر ابتدای بحث دریافت می‌شوند. سپس نام هر پوشه، شماره‌ی گروه تصاویر موجود در آن پوشه را تشکیل خواهد داد. به این نام در الگوریتم‌های machine leaning، کلاس هم گفته می‌شود. سپس هر تصویر را با فرمت سیاه و سفید بارگذاری کرده و به لیست تصاویر موجود اضافه می‌کنیم. در اینجا از متد processTrainingImage نیز استفاده شده‌است. هدف از آن بهبود کیفیت تصویر دریافتی جهت کار تشخیص اشیاء است:
private static Mat processTrainingImage(Mat gray)
{
    var threshImage = new Mat();
    Cv2.Threshold(gray, threshImage, Thresh, ThresholdMaxVal, ThresholdType.BinaryInv); // Threshold to find contour
 
    Point[][] contours;
    HiearchyIndex[] hierarchyIndexes;
    Cv2.FindContours(
        threshImage,
        out contours,
        out hierarchyIndexes,
        mode: ContourRetrieval.CComp,
        method: ContourChain.ApproxSimple);
 
    if (contours.Length == 0)
    {
        return null;
    }
 
    Mat result = null;
 
    var contourIndex = 0;
    while ((contourIndex >= 0))
    {
        var contour = contours[contourIndex];
 
        var boundingRect = Cv2.BoundingRect(contour); //Find bounding rect for each contour
        var roi = new Mat(threshImage, boundingRect); //Crop the image
 
        //Cv2.ImShow("src", gray);
        //Cv2.ImShow("roi", roi);
        //Cv.WaitKey(0);
 
        var resizedImage = new Mat();
        var resizedImageFloat = new Mat();
        Cv2.Resize(roi, resizedImage, new Size(10, 10)); //resize to 10X10
        resizedImage.ConvertTo(resizedImageFloat, MatType.CV_32FC1); //convert to float
        result = resizedImageFloat.Reshape(1, 1);
 
        contourIndex = hierarchyIndexes[contourIndex].Next;
    }
 
    return result;
}
عملیات صورت گرفته‌ی در این متد را با تصویر ذیل بهتر می‌توان توضیح داد:


ابتدا تصویر اصلی بارگذاری می‌شود؛ همان تصویر سمت چپ. سپس با استفاده از متد Threshold، شدت نور نواحی مختلف آن یکسان شده و آماده می‌شود برای تشخیص کانتورهای موجود در آن. در ادامه با استفاده از متد FindContours، شیء مرتبط با عدد جاری یافت می‌شود. سپس متد Cv2.BoundingRect مستطیل دربرگیرنده‌ی این شیء را تشخیص می‌دهد (تصویر سمت راست). بر این اساس می‌توان تصویر اصلی ورودی را به یک تصویر کوچکتر که صرفا شامل ناحیه‌ی عدد مدنظر است، تبدیل کرد. در ادامه برای کار با الگوریتم  CvKNearest نیاز است تا این تصویر بهبود یافته را تبدیل به یک ماتریس یک بعدی کردی که روش انجام کار توسط متد Reshape مشاهده می‌کنید.
از همین روش پردازش و بهبود تصویر ورودی، جهت پردازش اعداد یافت شده‌ی در یک تصویر با تعداد زیادی عدد نیز استفاده خواهیم کرد.


آموزش دادن به الگوریتم CvKNearest

تا اینجا تصاویر گروه بندی شده‌ای را خوانده و لیستی از آن‌ها را مطابق فرمت الگوریتم CvKNearest تهیه کردیم. مرحله‌ی بعد، معرفی این لیست به متد Train این الگوریتم است:
public CvKNearest TrainData(IList<ImageInfo> trainingImages)
{
    var samples = new Mat();
    foreach (var trainingImage in trainingImages)
    {
        samples.PushBack(trainingImage.Image);
    }
 
    var labels = trainingImages.Select(x => x.ImageGroupId).ToArray();
    var responses = new Mat(labels.Length, 1, MatType.CV_32SC1, labels);
    var tmp = responses.Reshape(1, 1); //make continuous
    var responseFloat = new Mat();
    tmp.ConvertTo(responseFloat, MatType.CV_32FC1); // Convert  to float
 
 
    var kNearest = new CvKNearest();
    kNearest.Train(samples, responseFloat); // Train with sample and responses
    return kNearest;
}
متد Train دو ورودی دارد. ورودی اول آن یک تصویر است که باید از طریق متد PushBack کلاس Mat تهیه شود. بنابراین لیست تصاویر اصلی را تبدیل به لیستی از Matها خواهیم کرد.
سپس نیاز است لیست گروه‌های متناظر با تصاویر اعداد را تبدیل به فرمت مورد انتظار متد Train کنیم. در اینجا صرفا لیستی از اعداد صحیح را داریم. این لیست نیز باید تبدیل به یک Mat شود که روش انجام آن در متد فوق بیان شده‌است. کلاس Mat سازنده‌ی مخصوصی را جهت تبدیل لیست اعداد، به همراه دارد. این Mat نیز باید تبدیل به یک ماتریس یک بعدی شود که برای این منظور از متد Reshape استفاده شده‌است.


انجام عملیات OCR نهایی

پس از تهیه‌ی لیستی از تصاویر و آموزش دادن آن‌ها به الگوریتم CvKNearest، تنها کاری که باید انجام دهیم، یافتن اعداد در تصویر نمونه‌ی مدنظر و سپس معرفی آن به متد FindNearest الگوریتم CvKNearest است. روش انجام اینکار بسیار شبیه است به روش معرفی شده در متد processTrainingImage که پیشتر بررسی شد:
public void DoOCR(CvKNearest kNearest, string path)
{
    var src = Cv2.ImRead(path);
    Cv2.ImShow("Source", src);
 
    var gray = new Mat();
    Cv2.CvtColor(src, gray, ColorConversion.BgrToGray);
 
    var threshImage = new Mat();
    Cv2.Threshold(gray, threshImage, Thresh, ThresholdMaxVal, ThresholdType.BinaryInv); // Threshold to find contour
 
 
    Point[][] contours;
    HiearchyIndex[] hierarchyIndexes;
    Cv2.FindContours(
        threshImage,
        out contours,
        out hierarchyIndexes,
        mode: ContourRetrieval.CComp,
        method: ContourChain.ApproxSimple);
 
    if (contours.Length == 0)
    {
        throw new NotSupportedException("Couldn't find any object in the image.");
    }
 
    //Create input sample by contour finding and cropping
    var dst = new Mat(src.Rows, src.Cols, MatType.CV_8UC3, Scalar.All(0));
 
    var contourIndex = 0;
    while ((contourIndex >= 0))
    {
        var contour = contours[contourIndex];
 
        var boundingRect = Cv2.BoundingRect(contour); //Find bounding rect for each contour
 
        Cv2.Rectangle(src,
            new Point(boundingRect.X, boundingRect.Y),
            new Point(boundingRect.X + boundingRect.Width, boundingRect.Y + boundingRect.Height),
            new Scalar(0, 0, 255),
            2);
 
        var roi = new Mat(threshImage, boundingRect); //Crop the image
 
        var resizedImage = new Mat();
        var resizedImageFloat = new Mat();
        Cv2.Resize(roi, resizedImage, new Size(10, 10)); //resize to 10X10
        resizedImage.ConvertTo(resizedImageFloat, MatType.CV_32FC1); //convert to float
        var result = resizedImageFloat.Reshape(1, 1);
 
 
        var results = new Mat();
        var neighborResponses = new Mat();
        var dists = new Mat();
        var detectedClass = (int)kNearest.FindNearest(result, 1, results, neighborResponses, dists);
 
        //Console.WriteLine("DetectedClass: {0}", detectedClass);
        //Cv2.ImShow("roi", roi);
        //Cv.WaitKey(0);
 
        //Cv2.ImWrite(string.Format("det_{0}_{1}.png",detectedClass, contourIndex), roi);
 
        Cv2.PutText(
            dst,
            detectedClass.ToString(CultureInfo.InvariantCulture),
            new Point(boundingRect.X, boundingRect.Y + boundingRect.Height),
            0,
            1,
            new Scalar(0, 255, 0),
            2);
 
        contourIndex = hierarchyIndexes[contourIndex].Next;
    }
 
    Cv2.ImShow("Segmented Source", src);
    Cv2.ImShow("Detected", dst);
 
    Cv2.ImWrite("dest.jpg", dst);
 
    Cv2.WaitKey();
}
این عملیات به صورت خلاصه در تصویر ذیل مشخص شده‌است:


ابتدا تصویر اصلی که قرار است عملیات OCR روی آن صورت گیرد، بارگذاری می‌شود. سپس کانتورها و اعداد موجود در آن تشخیص داده می‌شوند. مستطیل‌های قرمز رنگ در برگیرنده‌ی این اعداد را در تصویر دوم مشاهده می‌کنید. سپس این کانتور‌های یافت شده را که شامل یکی از اعداد تشخیص داده شده‌است، تبدیل به یک ماتریس یک بعدی کرده و به متد FindNearest ارسال می‌کنیم. خروجی آن نام گروه یا پوشه‌ای است که این عدد در آن قرار دارد. در همینجا این خروجی را تبدیل به یک رشته کرده و در تصویر سوم با رنگ سبز رنگ نمایش می‌دهیم.
بنابراین در این تصویر، پنجره‌ی segmented image، همان اشیاء تشخیص داده شده‌ی از تصویر اصلی هستند.
پنجره‌ی با زمینه‌ی سیاه رنگ، نتیجه‌ی نهایی OCR است که نسبتا هم دقیق عمل کرده‌است.


کدهای کامل این مثال را از اینجا می‌توانید دریافت کنید.
مطالب
inject$ در AngularJs
همان طور که در پست‌های قبلی ذکر شده بود در angular تزریق وابستگی به صورت پیش فرض وجود دارد. کافیست نام سرویس مورد نظر با نام‌های پیش فرض تعبیه شده در  angular یا با نام سرویس‌های ساخته شده توسط خودتان مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال برای تزریق سرویس scope$ در توابع سازنده کنترلر کافیست یک پارامتر به همین نام را به عنوان آرگومان در این توابع در نظر بگیرید. همچنین برای استفاده از سرویس http$ باید یک پارامتر دیگر به همین نام در این توابع در نظر داشته باشید و همچنین برای location$. در مورد سرویس‌های ساخته شده توسط خودتان نیز باید همین قانون را پیاده کنید. در این پست قصد دارم از injector تعبیه شده در angular برای تغییر رفتار فریم ورک در هنگام شناسایی پارامتر‌های توابع استفاده کنم.
ابتدا مثال زیر را به روش‌های قبلی پیاده سازی می‌کنیم:
var app = angular.module('myApp', []);

app.factory('bookService', function () {
    var books = [
        { name: 'A' },
        { name: 'B' },
        { name: 'C' }
    ];
    return books;
});
app.controller('bookCtrl', function ($scope, bookService) {
    $scope.books = bookService;
})
view مورد نظر نیز به صورت زیر خواهد بود:
<script type="text/javascript" src="~/scripts/Modules/module5.js"></script>

<div ng-app="myApp">
    <div ng-controller="bookCtrl">
        <table>
            <tr ng-repeat="book in books">
                <td>
                    {{book.name}}
                </td>
            </tr>
        </table>
    </div>
</div>
نیاز به توضیح نیست که در هنگام تعریف تابع سازنده کنترلر bookCtrl باید نام پارارمتر‌های وروردی تابع در هنگام تزریق وابستگی دقیقا مانند مثال بالا باشد. (بعنی scope$ برای دسترسی به سرویس scope و bookService برای دسترسی به سرویس ساخته شده توسط factory - ترتیب پارامترها در اینجا اهمیتی ندارد ). حال مثال بالا را با استفاده از injector موجود در angular برای تزریق وابستگی‌ها پیاده سازی می‌کنم. ابتدا تابع کنترلر bookCtrl را به صورت زیر ایجاد می‌کنیم:
var bookCtrl = function (sc,bs) {
    sc.books = bs;
};
از پارامتر sc به جای scope$ و از bs به عنوان bookService در این تابع استفاده شده است. سپس کنترلر موجود را به ماژول مورد نظر نسبت می‌دهیم:
app.controller('bookCtrl',bookCtrl);
اگر برنامه را به همین صورت اجرا کنید خروجی مورد نظر حاصل نخواهد شد. زیرا آرگومان‌های sc و bs برای angular تعریف نشده است. کافیست وابستگی‌های تابع کنترلر را به صورت زیر برای angular مشخص نماییم:
bookCtrl.$inject = ['$scope','bookService'];
در نتیجه تعریف کنترلر بالا به صورت کامل زیر خواهد بود:
var app = angular.module('myApp', []);

app.factory('bookService', function () {
    var books = [
        { name: 'A' },
        { name: 'B' },
        { name: 'C' }
    ];
    return books;
});

var bookCtrl = function (sc,bs) {
    sc.books = bs;
};

bookCtrl.$inject = ['$scope','bookService'];

app.controller('bookCtrl',bookCtrl);

از این پس در هنگام فراخوانی تابع کنترلر bookCtrl سرویس‌های scope$ و bookService به ترتیب به عنوان آرگومان‌های اول و دوم در اختیار کنترلر قرار می‌گیرند. می‌توان به جای فراخوانی مستقیم inject$، تزریق وابستگی‌ها را در هنگام تعریف توابع سازنده به صورت زیر نیز فراهم ساخت:
app.controller('bookCtrl', ['$scope', 'bookService', function (sc, bs) {
    sc.books = bs;
}])
 
مطالب
فیلترها در MVC
هنگامی که درخواستی به سرور ارسال می‌گردد، به کنترلر و اکشن مربوطه جهت پاسخگویی هدایت می‌شود. خب شاید مواقعی شما نیاز داشته باشید قبل یا بعد از اجرای اکشن متدی، کدی اجرا گردد. به‌همین جهت در MVC قابلیتی بنام Filter ارائه گردید.
فیلتر، یک کلاس سفارشی است که شما می‌توانید منطق برنامه را جهت اجرا، قبل یا بعد از اجرای یک اکشن متد، در آن پیاده سازی نمایید. فیلترها می‌توانند به یک اکشن متد و یا کنترلری منتسب شوند که در ادامه با این روشها آشنا خواهید شد.

در لیست زیر انواع فیلترها و اینترفیس‌هایی که باید توسط کلاس سفارشی شما پیاده سازی شوند، معرفی شده است.

 نوع توضیح
 فیلتر توکار
 اینترفیس
 Authorization
انجام عملیات احراز هویت و سطح دسترسی، قبل از اجرای کد اکشن متد  
 [Authorize] و [RequireHttps]  
 IAuthorizationFilter 
 Action
اجرای کدهایی قبل از اجرای کدهای اکشن متد 
   IActionFilter 
 Result
اجرای کدهایی قبل یا بعد از تولید ویو (View result) 
 [OutputCache]   IResultFilter 
Exception
اجرای کدهایی در صورت وجود استثنای مدیریت نشده 
[HandleError] 
IExceptionFilter
مثال: هنگامی که خطایی در حین اجرای اکشن متدی رخ می‌دهد، فیلتر توکار MVC بنام HandleError اجرا می‌شود. این فیلتر توکار فایل Error.cshtml را که در فولدر Shared قرار دارد، رندر می‌کند و نمایش می‌دهد.
در تکه کد زیر نحوه‌ی استفاده از این فیلتر را مشاهده می‌کنید:
[HandleError]
public class HomeController : Controller
{
    public ActionResult Index()
    {
        //throw exception for demo
        throw new Exception("This is unhandled exception");
            
        return View();
    }

    public ActionResult About()
    {
        return View();
    }

    public ActionResult Contact()
    {
        return View();
    }        
}

نکته: فیلترهای اعمال شده‌ی به یک کنترلر، به تمام اکشن متدهای آن نیز اعمال می‌گردند. 

در کد بالا خصیصه‌ی HandleError به HomeController اعمال شده است. بنابراین در صورت بروز خطایی در هر کدام از اکشن‌ها، صفحه‌ی Error.cshtml نمایش داده خواهد شد و در تظر داشته باشید که خطاها توسط try-catch هندل نشده‌اند.
باید جهت عملکرد صحیح فیلتر توکار HandleErrorAttribute، مقدار customErrors در قسمت System.web فایل web.config مساوی on باشد.
<customErrors mode="On" />


مهیا کنندگان فیلترها

بصورت پیش فرض MVC از سه طریق زیر فیلترها را جهت استفاده‌ی در برنامه فراهم می‌کند:

  1. خصیصه‌ی GlobalFilters.Filters برای فیلترهای سراسری
  2. کلاس FilterAttributeFilterProvider برای فیلترهای خصیصه‌ای
  3. کلاس ControllerInstanceFilterProvider جهت افزودن کنترلر به یک وهله از FilterProviderCollection

در ادامه با نحوه‌ی ایجاد یک فیلتر، بوسیله‌ی هر یک از روش‌های بالا، با ذکر مثالی بیشتر آشنا خواهید شد.

ترتیب اجرای فیلترها

همانطور که در ابتدا اشاره شد، در MVC چهار نوع فیلتر معرفی شده است که امکان استفاده‌ی از آنها به‌صورت همزمان در سطح کنترلر و یا اکشن متد وجود دارد. اما ترتیب  اجرای آنها متفاوت و به ترتیب زیر است:

  1. فیلترهای Authorization
  2. فیلترهای Action
  3. فیلترهای Result یا Response
  4. فیلترهای Exception

فیلترها براساس ترتیب اشاره شده‌ی در بالا اجرا خواهند شد. در صورتیکه چند فیلتر از یک نوع استفاده شود، جهت تقدم و تاخر در اجرا، از خاصیت Order استفاده خواهد شد. بعنوان مثال در کد زیر بدلیل خاصیت Order=1 ابتدا AuthorizationFilterB  و سپس AuthorizationFilterA اجرا می‌شود.

[AuthorizationFilterA(Order=2)]
[AuthorizationFilterB(Order=1)]
public ActionResult Index()
{          
    return View();
}
علاوه بر خاصیت Order، مقدار Scope نیز سطح سومی از ترتیب اجرای فیلترها می‌باشد. مقادیر Scope بشرح زیر است:
public enum FilterScope
{
    First = 0,
    Global = 10,
    Controller = 20,
    Action = 30,
    Last = 100,
}
این خصیصه‌ی فیلترها در محل بکار گیری آنها مقدار دهی می‌شود. در صورتیکه فیلتری بصورت سراسری رجیستر شود، Scope آن برابر 10 و در سطح کنترلر، برابر 20 خواهد بود و الی آخر.

نکته: مقدار Scope فیلترهای Authorization برابر 0 و فیلترهای Exception برابر 100 می‌باشد.

ایجاد فیلتر سفارشی

روش اول: پیاده سازی اینترفیس یکی از انواع فیلترها و ارث بری از کلاس FilterAttribute

در این روش متدهایی که باید پیاده سازی شوند متفاوت خواهد بود. به همین جهت متدهای هر نوع بشرح زیر معرفی می‌شود:

  • IAuthorizationFilter
// Called when authorization is required
void OnAuthorization(AuthorizationContext filterContext)
  • IActionFilter
// Called after the action method executes
void OnActionExecuted(ActionExecutedContext filterContext)

// Called before an action method executes
void OnActionExecuting(ActionExecutingContext filterContext)
  • IResultFilter
// Called after an action result executes
void OnResultExecuted(ResultExecutedContext filterContext)

// Called before an action result executes
void OnResultExecuting(ResultExecutedContext filterContext)
  • IException
// Called when an exception occurs
void OnException(ExceptionContext filterContext)

یادآوری: همانطور که در ابتدای مقاله اشاره شد، فیلترها قبل یا بعد از اجرای اکشن متدها فراخوانی خواهند شد. بنابراین به کامنت بالای متد فیلترها دقت داشته باشید.

مثال: پیاده سازی اینترفیس IExceptionFilter و ارث بری از کلاس FilterAttribute جهت تهیه‌ی فیلتری سفارشی از نوع Exception

class CustomErrorHandler : FilterAttribute, IExceptionFilter
{
    public override void IExceptionFilter.OnException(ExceptionContext filterContext)
    {
        Log(filterContext.Exception);

        base.OnException(filterContext);
    }

    private void Log(Exception exception)
    {
        //log exception here..
    }
}

روش دوم:
ارث بری از ActionFilterAttribute
کلاس abstract فوق دارای چهار متد زیر جهت تحریف است. همانطور که مشاهده می‌کنید این کلاس علاوه بر دو متد OnActionExecuted و OnActionExecuting دارای دو متد دیگر OnResultExecuting و OnResultExecuted که به‌ترتیب قبل و بعد خروجی (Result) اکشن متد اجرا می‌شوند، نیز می‌باشد. این نوع فیلترها عموما جنبه‌ی استفاده عمومی داشته و می‌توان از آنها جهت logging ،caching و یا authorization استفاده کرد.
// Called by MVC after the action method executes
void OnActionExecuted(ActionExecutedContext filterContext)

// Called by MVC before the action method executes
void OnActionExecuted(ActionExecutedContext filterContext)

// Called by MVC after the action result executes
void OnResultExecuted(ResultExecutedContext filterContext)

// Called by MVC before the action result executes
void OnResultExecuting(ResultExecutingContext filterContext)

مثال: کلاس LogAttribute که از کلاس ActionFilterAttribute ارث بری کرده است، عملیات قبل و بعد از اجرای اکشن متد را لاگ می‌کند.
public class LogAttribute : ActionFilterAttribute
{
    public override void OnActionExecuted(ActionExecutedContext filterContext)
    {
        Log("OnActionExecuted", filterContext.RouteData); 
    }

    public override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext filterContext)
    {
        Log("OnActionExecuting", filterContext.RouteData);      
    }

    public override void OnResultExecuted(ResultExecutedContext filterContext)
    {
        Log("OnResultExecuted", filterContext.RouteData);      
    }

    public override void OnResultExecuting(ResultExecutingContext filterContext)
    {
        Log("OnResultExecuting ", filterContext.RouteData);      
    }

    private void Log(string methodName, RouteData routeData)
    {
        var controllerName = routeData.Values["controller"];
        var actionName = routeData.Values["action"];
        var message = String.Format("{0}- controller:{1} action:{2}", methodName, 
                                                                    controllerName, 
                                                                    actionName);
        Debug.WriteLine(message);
    }
}

روش سوم:
پیاده سازی داخل کنترلر
کلاس Controller  می‌تواند هر یک از اینترفیس‌های فیلترها را پیاده سازی نماید. به عبارت دیگر در هر کلاس کنترلر می‌توانید متدهای زیر را تحریف نمایید.
  • OnAuthorization ^
  • OnException ^
  • OnActionExecuting ^
  • OnActionExecuted ^
  • OnResultExecuting ^
  • OnResultExecuted ^


روش چهارم: ارث بری از کلاس فیلترهای توکار و مهیای در MVC و تحریف متدهای آن 
در کد زیر با تحریف و سفارشی سازی متد OnException مخصوص فیلتر توکار HandleError، قابلیت‌های آن افزایش یافته است:

class CustomErrorHandler : HandleErrorAttribute
{
    public override void OnException(ExceptionContext filterContext)
    {
        Log(filterContext.Exception);

        base.OnException(filterContext);
    }

    private void Log(Exception exception)
    {
        //log exception here..
    }
}


رجیستر فیلترها

  • سراسری:

درصورتی که قصد داشته باشید فیلتری بصورت سراسری و در کل برنامه فعال گردد باید آن را در رویداد Application_Start فایل Global.asax.cs بوسیله‌ی متد RegisterGlobalFilters کلاس FiterConfig رجیستر نمایید. بعد از آن فیلتر به کلیه‌ی کنترلرها و اکشن متدها اعمال می‌گردد.

public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication
{
    protected void Application_Start()
    {
          FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters);
    }
}

// FilterConfig.cs located in App_Start folder 
public class FilterConfig
{
    public static void RegisterGlobalFilters(GlobalFilterCollection filters)
    {
        filters.Add(new HandleErrorAttribute());

        // add your new custom filters
        filters.Add(new LogAttribute()); 
        filters.Add(new CustomErrorHandler());
     }
}

در کد بالا فیلتر توکار HandleError و البته فیلترهای سفارشی دیگری نیز به صورت سراسری به تمام اکشن متدهای کنترلرها اعمال گردیده است.

  • کنترلر: در صورتی که فقط بخواهید یک فیلتر به کل اکشن‌های یک کنترلر اعمال گردد. همانند آنچه که در مثال ابتدایی بدان اشاره شد.
[HandleError]
public class HomeController : Controller
  • اکشن متد: اعمال یک فیلتر به یک اکشن متد خاص کنترلر. در کد زیر فیلتر HandleError فقط به اکشن متد Index کنترلر Home اعمال خواهد شد.
public class HomeController : Controller
{
    [HandleError]
    public ActionResult Index()
    {
        return View();
    }
}
مطالب
آموزش زمانبندی کارها با HangFire در Asp.Net Core

تسک‌های پس زمینه (Background Job) چیست؟

بطور کلی تسک‌های پس زمینه، کارهایی هستند که برنامه باید بصورت خودکار در زمان‌های مشخصی آن‌ها را انجام دهد؛ برای مثال شرایطی را در نظر بگیرید که متدی را با حجم زیادی از محاسبات پیچیده دارید که وقتی کاربر درخواست خود را ارسال میکند، شروع به محاسبه میشود و کاربر چاره‌ای جز انتظار نخواهد داشت؛ اما اگر اینکار در زمانی دیگر، قبل از درخواست کاربر محاسبه میشد و صرفا نتیجه‌اش به کاربر نمایش داده میشد، قطعا تصمیم گیری بهتری نسبت به محاسبه‌ی آنی آن متد، در زمان درخواست کاربر بوده.
در سناریوی دیگری تصور کنید میخواهید هر شب در ساعتی مشخص، خلاصه‌ای از مطالب وب‌سایتتان را برای کاربران وبسایت ایمیل کنید. در این حالت برنامه باید هر شب در ساعتی خاص اینکار را برای ما انجام دهد و تماما باید این اتفاق بدون دخالت هیچ اراده‌ی انسانی و بصورت خودکار توسط برنامه انجام گیرد.
همچنین شرایطی از این قبیل، ارسال ایمیل تایید هویت، یک ساعت بعد از ثبت نام، گرفتن بک آپ از اطلاعات برنامه بصورت هفتگی و دیگر این موارد، همه در دسته‌ی تسک‌های پس زمینه (Background Job) از یک برنامه قرار دارند.


سؤال : HangFire چیست؟

همانطور که دانستید، تسک‌های پس زمینه نیاز به یک سیستم مدیریت زمان دارند که کارها را در زمان‌های مشخص شده‌ای به انجام برساند. HangFire یک پکیج متن باز، برای ایجاد سیستم زمانبندی شده‌ی کارها است و اینکار را به ساده‌ترین روش، انجام خواهد داد. همچنین HangFire در کنار Quartz که سیستم دیگری جهت پیاده سازی زمانبندی است، از معروف‌ترین پکیج‌ها برای زمانبندی تسک‌های پس زمینه بشمار میروند که در ادامه بیشتر به مزایا و معایب این دو می‌پردازیم. 

مقایسه HangFire و Quartz 

میتوان گفت این دو پکیج تا حد زیادی شبیه به هم هستند و تفاوت اصلی آن‌ها، در لایه‌های زیرین و نوع محاسبات زمانی هریک، نهفته است که الگوریتم مختص به خود را برای این محاسبات دارند؛ اما در نهایت یک کار را انجام میدهند.

دیتابیس :

تفاوتی که میتوان از آن نام برد، وجود قابلیت Redis Store در HangFire است که Quratz چنین قابلیتی را از سمت خودش ارائه نداده و برای استفاده از Redis در Quartz باید شخصا این دو را باهم کانفیگ کنید. دیتابیس Redis بخاطر ساختار دیتابیسی که دارد، سرعت و پرفرمنس بالاتری را ارائه میدهد که استفاده از این قابلیت، در پروژه‌هایی با تعداد تسک‌ها و رکورد‌های زیاد، کاملا مشهود است. البته این ویژگی در HangFire رایگان نیست و برای داشتن آن از سمت HangFire، لازم است هزینه‌ی آن را نیز پرداخت کنید؛ اما اگر هم نمیخواهید پولی بابتش بپردازید و همچنان از آن استفاده کنید، یک پکیج سورس باز برای آن نیز طراحی شده که از این لینک میتوانید آن‌را مشاهده کنید. 

ساختار :

پکیج HangFire از ابتدا با دات نت و معماری‌های دات نتی توسعه داده شده، اما Quartz ابتدا برای زبان جاوا نوشته شده بود و به نوعی از این زبان، ریلیزی برای دات نت تهیه شد و این موضوع طبعا تاثیرات خودش را داشته و برخی از معماری‌ها و تفکرات جاوایی در آن مشهود است که البته مشکلی را ایجاد نمیکند و محدودیتی نسبت به HangFire از لحاظ کارکرد، دارا نیست. شاید تنها چیزی که میتوان در این باب گفت، DotNet Friendly‌تر بودن HangFire است که کار با متد‌های آن، آسان‌تر و به اصطلاح، خوش دست‌تر است.

داشبورد :

هردو پکیج از داشبورد، پشتیبانی میکنند که میتوانید در این داشبورد و ui اختصاصی که برای نمایش تسک‌ها طراحی شده، تسک‌های ایجاد شده را مدیریت کنید. داشبورد HangFire بصورت پیشفرض همراه با آن قرار دارد که بعد از نصب HangFire میتوانید براحتی داشبورد سوار بر آن را نیز مشاهده کنید. اما در Quartz ، داشبورد باید بصورت یک Extension، در پکیجی جدا به آن اضافه شود و مورد استفاده قرار گیرد. در لینک‌های 1 و 2، دوتا از بهترین داشبورد‌ها برای Quartz را مشاهده میکنید که در صورت نیاز میتوانید از آن‌ها استفاده کنید. 

استفاده از HangFire

1. نصب :

  • برای نصب HangFire در یک پروژه‌ی Asp.Net Core لازم است ابتدا پکیج‌های مورد نیاز آن را نصب کنید؛ که شامل موارد زیر است:
Install-Package Hangfire.Core 
Install-Package Hangfire.SqlServer
Install-Package Hangfire.AspNetCore
  • پس از نصب پکیج‌ها باید تنظیمات مورد نیاز برای پیاده سازی HangFire را در برنامه، اعمال کنیم. این تنظیمات شامل افزودن سرویس‌ها و اینترفیس‌های HangFire به برنامه است که اینکار را با افزودن HangFire به متد ConfigureService کلاس Startup انجام خواهیم داد: 
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    // Add Hangfire services.
    services.AddHangfire(configuration => configuration
        .SetDataCompatibilityLevel(CompatibilityLevel.Version_170)
        .UseSimpleAssemblyNameTypeSerializer()
        .UseRecommendedSerializerSettings()
        .UseSqlServerStorage(Configuration.GetConnectionString("HangfireConnection"), new SqlServerStorageOptions
        {
            CommandBatchMaxTimeout = TimeSpan.FromMinutes(5),
            SlidingInvisibilityTimeout = TimeSpan.FromMinutes(5),
            QueuePollInterval = TimeSpan.Zero,
            UseRecommendedIsolationLevel = true,
            DisableGlobalLocks = true
        }));

    // Add the processing server as IHostedService
    services.AddHangfireServer();

    // Add framework services.
    services.AddMvc();
}
  • پکیج HangFire برای مدیریت کار و زمان ، Table هایی دارد که پس از نصب، بر روی دیتابیس برنامه‌ی شما قرار میگیرد. فقط باید دقت داشته باشید ConnectionString دیتابیس خود را در متد AddHangFire مقدار دهی کنید، تا از این طریق دیتابیس برنامه را شناخته و Table‌های مورد نظر را در Schema جدیدی با نام HangFire به آن اضافه کند. 

پ ن : HangFire بصورت پیش‌فرض با دیتابیس SqlServer ارتباط برقرار میکند.

  • این پکیج یک داشبورد اختصاصی دارد که در آن لیستی از انواع تسک‌های در صف انجام و گزارشی از انجام شده‌ها را در اختیار ما قرار میدهد. برای تنظیم این داشبورد باید Middleware مربوط به آن و endpoint جدیدی را برای شناسایی مسیر داشبورد HangFire در برنامه، در متد Configure کلاس Startup اضافه کنید : 
public void Configure(IApplicationBuilder app, IBackgroundJobClient backgroundJobs, IHostingEnvironment env)
{
    // HangFire Dashboard
    app.UseHangfireDashboard();

     app.UseEndpoints(endpoints =>
     {
         endpoints.MapControllers();
         
         // HangFire Dashboard endpoint
         endpoints.MapHangfireDashboard();
     });
}

برای اینکه به داشبورد HangFire دسترسی داشته باشید، کافیست پس از نصب و انجام تنظیمات مذکور، برنامه را اجرا کنید و در انتهای Url برنامه، کلمه‌ی "hangfire" را وارد کنید. سپس وارد پنل داشبورد آن خواهید شد. 
http://localhost:50255/hangfire
البته میتوانید آدرس داشبورد HangFire را در برنامه، از کلمه‌ی "hangfire" به هر چیزی که میخواهید شخصی سازی کنید. برای اینکار کافیست درون Middleware تعریف شده بصورت ورودی string، آدرس جدیدی را برای HangFire تعریف کنید. 
app.UseHangfireDashboard("/mydashboard");
و به طبع در Url : 
http://localhost:50255/mydashboard

2. داشبورد :

داشبورد HangFire شامل چندین بخش و تب مختلف است که به اختصار هر یک را بررسی خواهیم کرد. 



تب Job :
همه‌ی تسک‌های تعریف شده، شامل Enqueued, Succeeded, Processing, Failed و... در این تب نشان داده میشوند. 


تب Retries :
این تب مربوط به تسک‌هایی است که در روال زمانبندی و اجرا، به دلایل مختلفی مثل Stop شدن برنامه توسط iis یا Down شدن سرور و یا هر عامل خارجی دیگری، شکست خوردند و در زمانبندی مشخص شده، اجرا نشدند. همچنین قابلیت دوباره‌ی به جریان انداختن job مورد نظر را در اختیار ما قرار میدهد که از این طریق میتوان تسک‌های از دست رفته را مدیریت کرد و دوباره انجام داد. 


تب Recurring Jobs :
وقتی شما یک تسک را مانند گرفتن بکاپ از دیتابیس، بصورت ماهانه تعریف میکنید و قرار است در هر ماه، این اتفاق رخ دهد، این مورد یک تسک تکراری تلقی شده و این تب مسئول نشان دادن اینگونه از تسک‌ها میباشد. 


تب Servers :
این بخش، سرویس‌هایی را که HangFire برای محاسبه‌ی زمانبندی از آن‌ها استفاده میکند، نشان میدهد. وقتی متد services.AddHangfireServer را به متد ConfigureService کلاس Startup اضافه میکنید، سرویس‌های HangFire جهت محاسبه‌ی زمانبندی‌ها فعال میشوند. 


3. امنیت داشبورد :

همانطور که دانستید، داشبورد، اطلاعات کاملی از نوع کارها و زمان اجرای آن‌ها و نام متدها را در اختیار ما قرار میدهد و همچنین اجازه‌ی تغییراتی را مثل حذف یک تسک، یا دوباره به اجرا در آوردن تسک‌ها و یا اجرای سریع تسک‌های به موعد نرسیده را به کاربر میدهد. گاهی ممکن است این اطلاعات، شامل محتوایی امنیتی و غیر عمومی باشد که هرکسی در برنامه حق دسترسی به آن‌ها را ندارد. برای مدیریت کردن این امر، میتوانید مراحل زیر را طی کنید :
مرحله اول : یک کلاس را ایجاد میکنیم (مثلا با نام MyAuthorizationFilter) که این کلاس از اینترفیسی با نام IDashboardAuthorizationFilter ارث بری خواهد کرد. 
public class MyAuthorizationFilter : IDashboardAuthorizationFilter
{
    public bool Authorize(DashboardContext context)
    {
        var httpContext = context.GetHttpContext();

        // Allow all authenticated users to see the Dashboard (potentially dangerous).
        return httpContext.User.Identity.IsAuthenticated;
    }
}
درون این کلاس، متدی با نام Authorize از اینترفیس مربوطه، پیاده سازی میشود که شروط احراز هویت و صدور یا عدم صدور دسترسی را کنترل میکند. این متد، یک خروجی Boolean دارد که اگر هر یک از شروط احراز هویت شما تایید نشد، خروجی false را بر میگرداند. در این مثال، ما برای دسترسی، محدودیت Login بودن را اعمال کرده‌ایم که این را از HttpContext میگیریم.

مرحله دوم : در این مرحله کلاسی را که بعنوان فیلتر احراز هویت برای کاربران ساخته‌ایم، در option‌های middleware پکیج HangFire اضافه میکنیم. 
app.UseHangfireDashboard("/hangfire", new DashboardOptions
{
    Authorization = new [] { new MyAuthorizationFilter() }
});
یکی دیگر از option‌های این middleware که میتوان برای کنترل دسترسی در HangFire استفاده کرد، گزینه‌ی Read-only view نام دارد. 
app.UseHangfireDashboard("/hangfire", new DashboardOptions
{
    IsReadOnlyFunc = (DashboardContext context) => true
});
این گزینه اجازه‌ی هرگونه تغییری را در روند تسک‌ها، از طریق صفحه‌ی داشبورد، از هر کاربری سلب میکند و داشبورد را صرفا به جهت نمایش کار‌ها استفاده میکند نه چیز دیگر.



انواع تسک‌ها در HangFire :

1. تسک‌های Fire-And-Forget :

تسک‌های Fire-And-Forget زمانبندی خاصی ندارند و بلافاصله بعد از فراخوانی، اجرا میشوند. برای مثال شرایطی را در نظر بگیرید که میخواهید پس از ثبت نام هر کاربر در وب‌سایت، یک ایمیل خوش آمد گویی ارسال کنید. این عمل یک تسک پس زمینه تلقی میشود، اما زمانبندی خاصی را نیز نمیخواهید برایش در نظر بگیرید. در چنین شرایطی میتوانید از متد Enqueue استفاده کنید و یک تسک Fire-And-Forget را ایجاد کنید تا این تسک صرفا در تسک‌های پس زمینه‌تان نام برده شود و قابل مشاهده باشد. 
public class HomeController : Controller
    {
        private readonly IBackgroundJobClient _backgroundJobClient;
        public HomeController(IBackgroundJobClient backgroundJobClient)
        {
            _backgroundJobClient = backgroundJobClient;
        }
    
         [HttpPost]
         [Route("welcome")]
         public IActionResult Welcome(string userName)
         {
             var jobId = _backgroundJobClient.Enqueue(() => SendWelcomeMail(userName));
             return Ok($"Job Id {jobId} Completed. Welcome Mail Sent!");
         }

         public void SendWelcomeMail(string userName)
         {
             //Logic to Mail the user
             Console.WriteLine($"Welcome to our application, {userName}");
         }    
    }
همانطور که میبینید در مثال بالا ابتدا برای استفاده از تسک‌های Fire-and-Forget در HangFire باید اینترفیس IBackgroundJobClient را تزریق کنیم و با استفاده از متد Enqueue در این اینترفیس، یک تسک پس زمینه را ایجاد میکنیم که کار آن، فراخوانی متد SendWelcomeMail خواهد بود.

2. تسک‌های Delayed :

همانطور که از اسم آن پیداست، تسک‌های Delayed، تسک‌هایی هستند که با یک تاخیر در زمان، اجرا خواهند شد. بطور کلی زمانبندی این تسک‌ها به دو دسته تقسیم میشود :

  • دسته اول : اجرا پس از تاخیر در زمانی مشخص.
همان شرایط ارسال ایمیل را به کاربرانی که در وبسایتتان ثبت نام میکنند، در نظر بگیرید؛ اما اینبار میخواهید نه بلافاصله، بلکه 10 دقیقه بعد از ثبت نام کاربر، ایمیل خوش آمد گویی را ارسال کنید. در این نوع شما یک تاخیر 10 دقیقه‌ای میخواهید که Delayed Job‌ها اینکار را برای ما انجام میدهند. 
public class HomeController : Controller
    {
        private readonly IBackgroundJobClient _backgroundJobClient;
        public HomeController(IBackgroundJobClient backgroundJobClient)
        {
            _backgroundJobClient = backgroundJobClient;
        }
    
         [HttpPost]
         [Route("welcome")]
         public IActionResult Welcome(string userName)
         {
             var jobId = BackgroundJob.Schedule(() => SendWelcomeMail(userName),TimeSpan.FromMinutes(10));
             return Ok($"Job Id {jobId} Completed. Welcome Mail Sent!");
         }

         public void SendWelcomeMail(string userName)
         {
             //Logic to Mail the user
             Console.WriteLine($"Welcome to our application, {userName}");
         }    
    }
در این مثال با استفاده از متد Schedule در اینترفیس IBackgroundJobClient توانستیم متد SendWelcomeMail را صدا بزنیم و با ورودی TimeSpan یک تاخیر 10 دقیقه‌ای را در متد HangFire اعمال کنیم.
همچنین میتوانید از ورودی‌های دیگر نوع TimeSpan شامل TimeSpan.FromMilliseconds و TimeSpan.FromSecondsو TimeSpan.FromMinutes و TimeSpan.FromDays برای تنظیم تاخیر در تسک‌های خود استفاده کنید.

  • دسته دوم : اجرا در زمانی مشخص.
نوع دیگر استفاده از متد Schedule، تنظیم یک تاریخ و زمان مشخصی برای اجرا شدن تسک‌های در آن تاریخ و زمان واحد میباشد. برای مثال سناریویی را در نظر بگیرید که دستور اجرا و زمانبندی آن، در اختیار کاربر باشد و کاربر بخواهد یک Reminder، در تاریخ مشخصی برایش ارسال شود که در اینصوررت میتوانید با استفاده از instance دیگری از متد Schedule که ورودی ای از جنس DateTimeOffset را دریافت میکند، تاریخ مشخصی را برای آن اجرا، انتخاب کنید. 
public class HomeController : Controller
    {
        private readonly IBackgroundJobClient _backgroundJobClient;
        public HomeController(IBackgroundJobClient backgroundJobClient)
        {
            _backgroundJobClient = IBackgroundJobClient;
        }
    
         [HttpPost]
         [Route("welcome")]
         public IActionResult Welcome(string userName , DateTime dateAndTime)
         {
             var jobId = BackgroundJob.Schedule(() => SendWelcomeMail(userName),DateTimeOffset(dateAndTime));
             return Ok($"Job Id {jobId} Completed. Welcome Mail Sent!");
         }

         public void SendWelcomeMail(string userName)
         {
             //Logic to Mail the user
             Console.WriteLine($"Welcome to our application, {userName}");
         }    
    }
در این مثال، تاریخ مشخصی را برای اجرای تسک‌های خود، از کاربر، در ورودی اکشن متد دریافت کرده‌ایم و به متد Schedule، در غالب DateTimeOffset تعریف شده، پاس میدهیم.

3. تسک‌های Recurring :

تسک‌های Recurring به تسک‌هایی گفته میشود که باید در یک بازه‌ی گردشی از زمان اجرا شوند. در یک مثال، بیشتر با آن آشنا خواهیم شد. فرض کنید میخواهید هر هفته، برنامه از اطلاعات دیتابیس موجود بکاپ بگیرد. در اینجا تسکی را دارید که قرار است هر هفته و هربار به تکرر اجرا شود. 
public class HomeController : Controller
    {
        private readonly IRecurringJobManager _recurringJobManager;
        public HomeController(IRecurringJobManager recurringJobManager)
        {
            _recurringJobManager = recurringJobManager;
        }
    
         [HttpPost]
         [Route("BackUp")]
         public IActionResult BackUp(string userName)
         {
             _recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => BackUpDataBase(), Cron.Weekly);
             return Ok();
         }

         public void BackUpDataBase()
         {
            // ...
         }    
    }
برای تنظیم یک Recurring Job باید اینترفیس دیگری را بنام IRecurringJobManager، تزریق کرده و متد AddOrUpdate را استفاده کنید. در ورودی این متد، یک نوع تعریف شده در HangFire بنام Cron دریافت میشود که بازه‌ی گردش در زمان را دریافت میکند که در اینجا بصورت هفتگی است.

انواع دیگر Cron شامل :

  • هر دقیقه (Cron.Minutely) :
این Cron هر دقیقه یکبار اجرا خواهد شد. 
 _recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => job , Cron.Minutely);
  • هر ساعت (Cron.Hourly) :
این Cron هر یک ساعت یکبار و بصورت پیش‌فرض در دقیقه اول هر ساعت اجرا میشود. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job, Cron.Hourly);
اما میتوانید یک ورودی دقیقه به آن بدهید که در اینصورت در N اُمین دقیقه از هر ساعت اجرا شود. 
 _recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job, Cron.Hourly(10));
  • هر روز (Cron.Daily) :
این Cron بصورت روزانه و در حالت پیشفرض، در اولین ساعت و اولین دقیقه‌ی هر روز اجرا خواهد شد. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job, Cron.Daily);
در حالتی دیگر میتوانید ورودی ساعت و دقیقه را به آن بدهید تا در ساعت و دقیقه‌ای مشخص، در هر روز اجرا شود. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job, Cron.Daily(3,10));
  • هر هفته (Cron.Weekly) :
این Cron هفتگی است. بصورت پیشفرض هر هفته، شنبه در اولین ساعت و در اولین دقیقه، اجرا میشود. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job, Cron.Weekly);
در حالتی دیگر چندمین روز هفته و ساعت و دقیقه مشخصی را در ورودی میگیرد و حول آن میچرخد. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job,Cron.Weekly(DayOfWeek.Monday,3,10));
  • هر ماه (Cron.Monthly) :
این Cron بصورت ماهانه اولین روز ماه در اولین ساعت روز و در اولین دقیقه ساعت، زمانبندی خود را اعمال میکند. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job, Cron.Monthly);
و در صورت دادن ورودی میتوانید زمانبندی آن در چندمین روز ماه، در چه ساعت و دقیقه‌ای را نیز تنظیم کنید. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job, Cron.Monthly(10,3,10));
  • هر سال (Cron.Yearly) :
و در نهایت این Cron بصورت سالانه و در اولین ماه، روز، ساعت و دقیقه هر سال، وظیفه خود را انجام خواهد داد. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job, Cron.Yearly);
که این‌هم مانند بقیه، ورودی‌هایی دریافت میکند که به ترتیب شامل ماه، روز، ساعت و دقیقه است. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Job, Cron.Yearly(2,4,3,10));
در نهایت با استفاده از این Cron‌ها میتوانید انواع مختلفی از Recurring Job‌ها را بسازید.

4. تسک‌های Continuations :

این نوع از تسک‌ها، وابسته به تسک‌های دیگری هستند و بطور کلی وقتی استفاده میشوند که ما میخواهیم تسکی را پس از تسک دیگری، با یک زمانبندی، به نسبت زمان اجرای تسک اول، اجرا کنیم. برای مثال میخواهیم 10 دقیقه بعد از ثبت نام کاربر، برای او ایمیل احراز هویت ارسال شود که شبیه اینکار را در تسک‌های Delayed انجام داده بودیم. اما همچنین قصد داریم 5 دقیقه بعد از ارسال ایمیل احراز هویت، لینک فرستاده شده را منسوخ کنیم. در این سناریو ما دو زمانبندی داریم؛ اول 10 دقیقه بعد از ثبت نام کاربر و دوم 5 دقیقه بعد از اجرای متد اول. 
var stepOne = _backgroundJobClient.Schedule(() => SendAuthorizationEmail(), TimeSpan.FromMinute(10));
_backgroundJobClient.ContinueJobWith(stepOne, () => _backgroundJobClient.Schedule(() => ExpireAuthorizationEmail(), TimeSpan.FromHours(5)));
برای ایجاد یک Continuations Job باید از متد ContinueJobWith در اینترفیس IBackgroundJobClient استفاده کنیم و در ورودی اول این متد، آیدی تسک ایجاد شده قبلی را پاس دهیم.

برخی از نکات و ترفند‌های HangFire

1. استفاده از Cron Expression در Recurring Job‌ها :

بطور کلی، Cron‌، ساختاری تعریف شده برای تعیین بازه‌های زمانی است. Cron اختصار یافته‌ی کلمات Command Run On میباشد که به اجرا شدن یک دستور، در زمان مشخصی اشاره دارد. برای استفاده از آن، ابتدا به تعریف این ساختار میپردازیم : 
* * * * * command to be executed
- - - - -
| | | | |
| | | | ----- Day of week (0 - 7) (Sunday=0 or 7)
| | | ------- Month (1 - 12)
| | --------- Day of month (1 - 31)
| ----------- Hour (0 - 23)
------------- Minute (0 - 59)
این ساختار را از پایین به بالا در زیر برایتان تشریح میکنیم : 
* * * * *
  • فیلد اول (Minute) : در این فیلد باید دقیقه‌ای مشخص از یک ساعت را وارد کنید؛ مانند دقیقه 10 (میتوانید محدوده‌ای را هم تعیین کنید)
  • فیلد دوم (Hour) : در این فیلد باید زمان معلومی را با فرمت ساعت وارد کنید؛ مانند ساعت 7 (میتوانید محدوده‌ای  را هم تعیین کنید، مانند ساعات 12-7)
  • فیلد سوم (Day of Month) : در این فیلد باید یک روز از ماه را وارد کنید؛ مانند روز 15 ام از ماه (میتوانید محدوده‌ای را هم تعیین کنید)
  • فیلد چهارم (Month) : در این فیلد باید یک ماه از سال را وارد کنید؛ مثلا ماه 4 ام(آوریل) (میتوانید محدوده‌ای را هم تعیین کنید)
  • فیلد پنجم (Day of Week) : در این فیلد باید روزی از روز‌های هفته یا محدوده‌ای از آن روز‌ها را تعیین کنید. مانند صفرم هفته که در کشور‌های اروپایی و آمریکایی معادل روز یکشنبه است.
همانطور که میبینید، Cron‌ها دسترسی بهتری از تعیین بازه‌های زمانی مختلف را ارائه میدهند که میتوانید از آن در Recurring متد‌ها بجای ورودی‌های Yearly - Monthly - Weekly - Daily - Hourly - Minutely استفاده کنید. در واقع خود این ورودی‌ها نیز متدی تعریف شده در کلاس Cron هستند که با فراخوانی آن، خروجی Cron Expression را میسازند و در درون ورودی متد Recurring قرار میگیرند.

در ادامه مثالی را خواهیم زد تا نیازمندی به Cron Expression‌ها را بیشتر درک کنید. فرض کنید میخواهید یک زمانبندی داشته باشید که "هر ماه بین بازه 10 ام تا 15 ام، بطور روزانه در ساعت 4:00" اجرا شود. اعمال این زمانبندی با متد‌های معمول در کلاس Cron امکان پذیر نیست؛ اما میتوانید با Cron Expression آن‌را اعمال کنید که به این شکل خواهد بود: 
0 4 10-15 * *
برای ساخت Cron Expression‌ها وبسایت هایی وجود دارند که کمک میکنند انواع Cron Expression‌های پیچیده‌ای را طراحی کنیم و با استفاده از آن، زمانبندی‌های دقیق‌تر و جزئی‌تری را بسازیم. یکی از بهترین وبسایت‌ها برای اینکار crontab.guru است.

پ. ن. برای استفاده از Cron Expression در متد‌های Recurring کافی است بجای ورودی‌های Yearly - Monthly - Weekly - Daily - Hourly - Minutely ، خود Cron Expression را درون ورودی متد تعریف کنیم : 
 _recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => job , "0 4 10-15 * *" );


2. متد Trigger :

متد Trigger یک متد برای اجرای آنی تسک‌های Recurring است که به کمک آن میتوانید این نوع از تسک‌ها را بدون در نظر گرفتن زمانبندی آن‌ها، در لحظه اجرا کنید و البته تاثیری در دفعات بعدی تکرار نداشته باشد. 
RecurringJob.Trigger("some-id");


3. تعیین تاریخ انقضاء برای Recurring Job‌ها :

گاهی ممکن است در تسک‌های Recurring شرایطی پیش آید که برفرض میخواهید کاری را هر ماه انجام دهید، اما این تکرار در پایان همان سال تمام میشود. در اینصورت باید یک Expire Time برای متد Recurring خود تنظیم کنیم تا بعد از 12 ماه تکرار، در تاریخ 140X/12/30 به پایان برسد. HangFire برای متد‌های Recurring ورودی با عنوان ExpireTime تعریف نکرده، اما میتوان از طریق ایجاد یک زمانبندی، تاریخ مشخصی را برای حذف کردن متد Recurring تعریف کرد که همانند یک ExpireTime عمل میکند. 
_recurringJobManager.AddOrUpdate("test", () => Console.WriteLine("Recurring Job"), Cron.Monthly);
_backgroundJobClient.Schedule(() => _recurringJobManager.RemoveIfExists("test"), DateTimeOffset(dateAndTime));
با اجرای این متد، اول کاری برای تکرار در زمانبندی ماهیانه ایجاد میشود و در متد دوم، زمانی برای حذف متد اول مشخص میکند.

در آخر امیدوارم این مقاله برایتان مفید واقع شده باشد. میتوانید فیدبکتان را در قالب کامنت یا یک قهوه برایم ارسال کنید.

مطالب
با ASP.MVC چه مزایایی را به دست خواهیم آورد
عموما در اکثر مطالب مقایسه‌ای بین وب فرم‌ها و ASP.NET MVC به جداسازی بهتر منطق کدها از فرم‌ها و قابلیت بهتر تهیه آزمون‌های واحد اشاره می‌شود. در این مطلب از دیدگاهی دیگر به این مساله خواهیم پرداخت؛ از لحاظ فنی و جدای از مسایل یاد شده، چه مزایای دیگری را می‌توان با استفاده از ASP.NET MVC نسبت به وب فرم‌ها به دست آورد؟

1- آدرس‌های تمیزتر
در ASP.NET MVC به صورت پیش فرض از سیستم Routing موجود در زیر ساخت ASP.NET برای نمایش Urlهایی بدون پسوند استفاده می‌شود. همچنین این سیستم امکان تهیه آدرس‌هایی با سازگاری بهتر با موتورهای جستجو را نیز از ابتدا مدنظر داشته است.
بله. این زیر ساخت در اختیار وب فرم‌ها نیز هست؛ اما فرق است بین حالتی که از ابتدا مجبور شویم تمیزتر کار کنیم با زمانیکه این انتخاب را داریم و ... عموما هم از آن در وب فرم‌ها استفاده نمی‌شود.

2- عدم وابستگی الزامی به فایل‌های فیزیکی موجود در سیستم
کلیه درخواست‌ها در MVC برخلاف وب فرم‌ها در بدو امر به فایل‌های موجود در سیستم منتقل نمی‌شوند. درخواست‌ها به متدهای موجود در کنترلرها منتقل می‌شوند. همین مساله سبب می‌شود که آدرس‌ها الزاما به یک فایل فیزیکی موجود در سیستم اشاره نکنند. به این ترتیب می‌توان درخواست‌ها را بر اساس شرایط، به Viewهای مختلف هدایت کرد و نه اینکه هر درخواست ابتدا به یک view رسیده و سپس به متدی ارجاع داده شود.
این مساله از لحاظ امنیتی نیز مهم است. درخواست‌های رسیده به MVC سبب اجرای هیچ فرمی نخواهند شد. درخواست‌ها حتما باید از فیلتر یک کنترلر عبور کنند تا اجرایی شوند.

3- امکان مدیریت بهتر قسمت‌های مختلف سایت در پوشه‌های جداگانه
اگر به سورس اکثر سایت‌های مبتنی بر ASP.NET Web forms توجه کنیم، تمام فایل‌های آن‌ها در ریشه سایت قرار دارند منهای فایل‌های CSS و JS و تصاویر. در ASP.NET MVC از ابتدای کار، هر قسمت از سایت در پوشه‌های جداگانه‌ای قرار می‌گیرد و به این ترتیب مدیریت فایل‌ها و نظم دهی به آن‌ها ساده‌تر خواهد بود.

4- امکان تعریف تمام اجزای یک فرم یا view به صورت strongly typed
در ASP.NET MVC می‌توان یک کلاس را به یک فرم یا View نسبت داد. به این ترتیب کنترل‌های web forms تبدیل به خواص این کلاس در MVC خواهند شد. مزیت این امر امکان کنترل تمام اجزای فرم‌های سایت توسط کامپایلر است.
به این ترتیب اگر در طی یک حلقه، جدولی را ایجاد کنیم، تمام عناصر تشکیل دهنده این حلقه (چه کدهای آن و چه المان‌هایی که اطلاعات را در صفحه نمایش می‌دهند) نیز توسط کامپایلر قابل بررسی و خطایابی هستند.

5- مقدار دهی خودکار مدل متناظر با یک فرم یا View در ASP.NET MVC
روال متداول کار با وب فرم‌ها، قرار دادن تعدادی کنترل در صفحه و سپس دریافت دستی مقادیر آن‌ها در فایل code behind است. در MVC دیگر نیازی نیست تا این کارها را دستی انجام دهید. به یک فرم یا View کلاسی را انتساب خواهید داد. فریم ورک خواص آن‌را به صورت خودکار در حین ارسال به سرور مقدار دهی خواهد کرد. این مورد حتی در حین کار با jQuery Ajax نیز صادق  است.
این مساله کار با ORMها را نیز ساده‌تر می‌کند. از این جهت که تمام آن‌ها نهایتا با یک سری مدل و کلاس کار خواهند کرد و تمام فیلدها و جداول به تعدادی کلاس و خاصیت تعریف شده در آن‌ها نگاشت می‌شوند.
به این ترتیب چون دیگر نیازی به ارجاع مستقیم به اشیاء بصری در فایل‌های code behind که در اینجا کنترلر نام گرفته‌اند نیست، نوشتن آزمون واحد برای این کلاس‌ها نیز به شدت ساده‌تر شده است.

6- ASP.NET MVC به همراه یک فرم ساز توکار ارائه می‌شود
اگر کسی به شما گفته است که سرعت کار با ASP.NET MVC پایین است به طور قطع دو فصل اول یک کتاب MVC را بیشتر مطالعه نکرده است. در MVC یک کلاس متناظر با فرمی را طراحی می‌کنید. توسط ابزار scaffolding همراه با VS.NET از روی این کلاس و مدل، با چند کلیک یک فرم تولید خواهد شد. فرمی که حتی مقدار دهی و انتساب عناصر بصری آن به کلاس متناظر با آن نیز خودکار است.
سرعت پیاده سازی یک برنامه با ASP.NET MVC به مراتب بیشتر است از کار با وب فرم‌ها.

7- حذف View State در MVC
از آنجائیکه فرم‌های ASP.NET Web forms از نوع strongly typed نیستند (در دات نت 4 و نیم اندکی بهبود در حد گرید‌های آن حاصل شده البته)، برای اینکه پس از ارسال یک فرم به سرور باز هم کنترل‌های نمایش داده شده در صفحه همان مقادیر قبلی را نمایش دهند، مکانیزم View State به همراه ذخیره سازی اطلاعات فرم در فیلدهای مخفی فرم جاری طراحی شد.
در MVC نیازی به این مکانیزم نیست. زیرا فقط کافی است که اطلاعات مدل را مجددا به View ارسال کنیم. نمایش و انتساب نهایی آن در اینجا خودکار است. بنابراین نیازی به View State وجود ندارد.

8- کنترل بهتر بر روی اعتبار سنجی اطلاعات دریافتی
در وب فرم‌ها اگر بخواهیم سیستم اعتبارسنجی آن‌را غیرفعال کنیم، مثلا برای دریافت html از کاربر، نیاز است کلا آن‌را از کار بیندازیم (یا در سطح فرم یا در سطح کل برنامه). در MVC می‌توان این اعتبار سنجی را تنها در سطح یک خاصیت که قرار است اطلاعات HTML ایی را دریافت کند، غیرفعال کرد؛ نه برای کل فرم و نه در سطح کل برنامه.

9- امکان استفاده از فرم‌های و Viewهای Razor بجای موتور وب فرم‌ها
در وب فرم‌ها تا این زمان فقط محدود به تنها موتور نمایشی مخصوص به آن هستیم. اما در MVC این محدودیت برداشته شده و تا به حال چندین و چند View engine در این بین توسط مایکروسافت و سایر برنامه نویس‌ها طراحی شده است. مهم‌ترین آن‌ها Razor است که تمام برنامه نویس‌های MVC پس از مدتی به روان بودن و طراحی طبیعی و عالی آن اعتراف دارند.

10- امکان تعریف بیش از یک فرم در صفحه
طراحی ASP.NET Web forms از روز اول آن محدود به یک فرم در صفحه بوده است. این محدودیت در MVC برداشته شده و مزیت آن امکان ارسال اطلاعات قسمت‌های مختلف یک فرم به کنترلرهای مختلف و جداسازی بهتر کدهای قسمت‌های مختلف برنامه است.

11- امکان Refactoring بهتر کدهای تکراری در ASP.NET MVC به کمک مفهوم فیلترها
فیلترها در MVC یک سری attribute هستند که می‌توان آن‌ها را به متدهای کنترلرها اعمال کرد و به صورت خودکار توسط فریم ورک پیش یا پس از اجرای یک متد اجرا می‌شوند. به این ترتیب حجم قابل ملاحظه‌ای از if و else‌ها را می‌توان در این فیلترها کپسوله کرد و کدهای متدهای کنترلرها را تمیزتر و زیباتر نمود.

12- سازگاری کامل با jQuery و jQuery Ajax و کلا انواع و اقسام فریم‌ورک‌های جاوا اسکریپتی
در MVC وب کنترل‌ها کنار گذاشته شده‌اند و سعی شده است با وب به همان نحو که هست برخورد شود. به این ترتیب اگر نیاز داشتید، کل دکمه‌های فرم را با spanها جایگزین کرده و توسط فریم ورک‌های CSS ایی تزئین کنید، بدون نیاز به نگارش جدیدی از ASP.NET MVC، باز هم برنامه کار خواهد کرد.
یا برای کار با اجزای مختلف فرم از ده‌ها و صدها افزونه موجود برای jQuery به سادگی می‌توان استفاده کرد. برای نمونه کل سیستم اعتبار سنجی توکار MVC با اعتبار سنجی jQuery یکپارچه و جایگزین شده است.
یا برای کار با jQuery Ajax نیازی نیست تا متدی را static تعریف کنید و به این ترتیب از مزایای امنیتی توکار ASP.NET محروم شوید (مثلا دسترسی به شیء User اعتبار سنجی مبتنی بر فرم‌ها). یا اگر فرم شما 10 فیلد دارد، کل این فیلدها به صورت خودکار به خواص متناظر با آن‌ها نگاشت خواهد شد و نیازی نیست برای این مورد کد بنویسید. به علاوه باید درنظر داشت که jQuery Ajax نسبت به فریم ورک Ajax همراه با ASP.NET web forms بسیار سبک‌تر و سریعتر عمل می‌کند چون نیازی ندارد تا هر بار View state را نیز به سرور ارسال کند.
همچنین در اینجا دیگر ID کنترل‌های مورد استفاده در اسکریپت‌ها به صورت خودکار تولید نمی‌شوند و برنامه نویس از ابتدای امر کنترل کاملی را روی این مساله دارد.

13- امکانات فشرده سازی css و js بهتر
در MVC 4 سیستم bundling آن از نمونه مشابه موجود در وب فرم‌ها کامل‌تر است و جهت فشرده سازی و یکی کردن هر دو مورد فایل‌های css و js می‌تواند بکارگرفته شود؛ به همراه تنظیمات کش مرورگر و gzip خودکار حاصل. به علاوه این سیستم را سفارشی سازی نیز می‌توان ساخت و بهینه سازی عملکرد آن مطابق نیاز میسر است.

14- یکپارچگی بهتر EF Code first با MVC
عنوان شد که وجود مدل‌ها و فرم‌های strongly typed یکی از مزایای کار با MVC است و ORMها نیز نهایتا با همین کلاس‌ها هستند که کار می‌کنند. در MVC سیستم کد سازی به نام scaffolding وجود دارد (تهیه شده توسط خود مایکروسافت) که می‌تواند بر اساس مدل‌های EF code first شما، قسمت عمده‌ای از کدهای یک برنامه ASP.NET MVC را تولید کند. سپس می‌توانید به سفارشی سازی آن مشغول شوید.

15- تزریق وابستگی‌ها در MVC ساده‌تر است
در هر دو فریم ورک وب فرم‌ها و MVC امکان تزریق وابستگی‌ها وجود دارد. اما در MVC می‌توان در میانه کار وهله سازی کنترلرها، دخالت کرد و کنترل آن را کاملا در دست گرفت. همین امر سبب می‌شود حین کار با کتابخانه‌های تزریق وابستگی‌ها در ASP.NET MVC حجم کد نویسی به شدت کاهش پیدا کند.

16- امکانات امنیتی MVC بیشتر است
عنوان شد که در MVC می‌توان اعتبار سنجی را تنها در حد یک خاصیت غیرفعال کرد. فیلتر مبارزه با حملات CSRF جزئی از فریم ورک MVC است. به همراه فیلتر Authorize آن که باز هم اعمال سفارشی سیستم اعتبار سنجی مبتنی بر فرم‌ها را ساده‌تر می‌کند با امکان یکپارچگی بهتر با Role providerهای سفارشی.
و یا برای نمونه Razor به صورت پیش فرض امن طراحی شده است. خروجی Razor همواره و در بدو امر، html encoded است مگر اینکه برنامه نویس آگاهانه آن‌را تغییر دهد. این مورد مقاومت در برابر حملات XSS را بالا خواهد برد.
امکان استفاده از فیلترهای سفارشی که عنوان شد، جهت مسایل امنیتی بسیار کاربرد دارند. برای مثال بررسی referrer فرم ارسال به سرور را درنظر بگیرید. در وب فرم‌ها می‌توان این‌کار را با یک http module که روی کل برنامه تاثیر گذار است انجام داد. اما در MVC این فیلتر را تنها می‌توان بر روی یک فرم خاص عمومی برای مثال اعمال کرد و نه کل برنامه.
مطالب
AngularJS #2
بهتر است قبل از این که به ادامه‌ی آموزش بپردازم، دو نکته را متذکر شوم:
1) روند آموزشی این فریمورک از کل به جز است؛ به این معنا که ابتدا تمامی قابلیت‌های اصلی فریمورک را به صورت کلی و بدون وارد شدن به جزئیات بیان می‌کنم و پس از آن، جزئیات را در قالب مثال‌هایی واقعی بیان خواهم کرد.
2) IDE مورد استفاده بنده Visual Studio 2012 است. همچنین از ابتدا پروژه را با ASP.NET MVC شروع می‌کنم. شاید بگویید که می‌شود Angular را بدون درگیر شدن با مباحث ASP.NET MVC بیان کرد؛ اما پاسخ من این است که این مثال‌ها باید قابل پیاده‌سازی در نرم‌افزارهای واقعی باشند و یکی از بسترهای مورد علاقه‌ی من ASP.NET MVC است. اگرچه باز هم تاکید می‌کنم که کلیه‌ی مباحث ذکرشده، برای کلیه‌ی زبان‌های سمت سرور دیگر هم قابل استفاده است و هدف من در اینجا بیان یک سری چالش‌ها در ASP.NET MVC است.

نحوه‌ی دریافت AngularJS
1) NuGet Package Manager
2) دریافت از وب‌سایت angularjs.org

دریافت از طریق Nuget Package Manager
روش ارجح افزودن کتابخانه‌های جانبی در یک پروژه‌ی واقعی، استفاده از NuGet Package Manager است. دلیل آن هم بارها بیان‌شده است از جمله: باخبر شدن از آخرین به‌روزرسانی کتابخانه‌ها، دریافت وابستگی‌های کتاب‌خانه‌ی مورد نظر و نبودن محدودیت تحریم برای دریافت فایل‌ها است.
روش کار هم بسیار ساده است، کافی است که بر روی پروژه کلیک راست کرده و گزینه‌ی Manage NuGet Packages را انتخاب کنید و با جست جو angularjs نسبت به نصب آن اقدام نمایید.
اگر هم با ابزارهای گرافیکی رابطه‌ی خوبی ندارید، می‌توانید از Package Manager Console فراهم‌شده توسط NuGet استفاده کنید. کافی است در کنسول پاورشل آن عبارت زیر را تایپ کنید:
Install-Package angularjs

پس از نصب angularjs، شاهد تغییراتی در پوشه‌ی Scripts پروژه‌ی خودخواهید بود. تعداد زیادی فایل جاوا اسکریپت که با عبارت angular شروع‌شده‌اند، به این پوشه اضافه شده است. در حال حاضر ما تنها به فایل angular.js نیاز داریم و احتیاجی به فایل‌های دیگر نیست.
همچنین یک پوشه به نام i18n نیز اضافه شده است که برای مباحث Globalization و Internationalization به کار گرفته می‌شود. 
 
دریافت از سایت angularjs.org
برای دریافت Angular از وب سایت رسمی‌اش، به angularjs.org مراجعه کنید؛ اما گویا به دلیل تحریم‌ها این سایت برای IP ایران مسدود شده است (البته افرادی نیز بدون مشکل به آن دسترسی دارند). دکمه‌ی Download را فشار داده و در نهایت کلید دریافت را بزنید. اگر نسخه‌ی کامل آن را دریافت کنید، لیستی از مستندات AngularJS را نیز در فایل دریافتی، خواهید داشت. در هر صورت این روش برای استفاده از angular دریک پروژه‌ی واقعی توصیه نمی‌شود.
پس به عنوان یک best practice، همیشه کتاب‌خانه‌های جانبی را با NuGet دریافت و نصب کنید. رفع موانع تحریم‌ها، یکی از مزایای مهم آن است.
   
پس از دریافت angular،  نوشتن برنامه‌ی معروف Hello, World به وسیله‌ی آن ، می‌تواند بهترین شروع باشد؛ اما اگر اجازه بدهید، نوشتن این برنامه را در قالب توضیح قالب‌های سمت کلاینت انجام دهیم.
   
قالب‌های سمت کلاینت (Client Side Templates)
در برنامه‌های وب چند صفحه‌ای و یا اکثر وب سایت‌های معمول، داده‌ها و کدهای HTML، در سمت سرور اصطلاحا سرهم و مونتاژ شده و خروجی نهایی که HTML خام است به مرورگر کاربر ارسال می‌شود. با یک مثال بیشتر توضیح می‌دهم: در ASP.NET MVC معمولا از لحظه‌ای که کاربر صفحه‌ای را درخواست می‌کند تا زمانی که پاسخ خود را در قالب HTML می‌بیند، این فرآیند طی می‌شود: ابتدا درخواست به Controller هدایت می‌شود و سپس اطلاعات مورد نیاز از پایگاه داده خوانده‌شده و در قالب یک Model به View که یک فایل HTML ساده است، منتقل می‌شود. سپس به کمک موتور نمایشی Razor، داده‌ها در جای مناسب خود قرار می‌گیرند و در نهایت، خروجی که HTML خام است به مرورگر کلاینت درخواست‌کننده ارسال می‌شود تا در مرورگر خود نتیجه را مشاهده نماید. روال کار نیز در اکثر SPA‌های معمول و یا اصطلاحا برنامه‌های AJAX، باکمی تغییر به همین شکل است.
 اما در Angular داستان به شکل دیگری اتفاق می‌افتد؛ Angular قالب HTML و داده‌ها را به صورت جداگانه از سرور دریافت می‌کند و در مرورگر کاربر آن‌ها را سرهم و مونتاژ می‌کند. بدیهی است که در اینجا قالب، یک فایل HTML ساده و داده‌ها می‌تواند به فرم JSON باشد. در نتیجه کار سرور دیگر فراهم کردن قالب و داده‌ها برای کلاینت است و بقیه‌ی ماجرا در سمت کلاینت رخ می‌دهد.
خیلی خوب، مزیت این کار نسبت به روش‌های معمول چیست؟ اگر اجازه بدهید این را با یک مثال شرح دهم:
در بسیاری از سایت ها، ویژگی ای به نام اسکرول نامحدود وجود دارد. در همین سایت نیز دکمه ای با عنوان بیشتر در انتهای لیستی از مطالب، برای مشاهده‌ی ادامه‌ی لیست قرار گرفته است. سعی کنید پس از فشردن دکمه‌ی بیشتر، داده‌های دریافتی از سرور را مشاهده کنید. پس از انجام این کار مشاهده خواهید کرد که پاسخ سرور HTML خام است. اگر تعداد 10 پست از سرور درخواست شود، 10 بار محتوای HTML تکراری نیز دریافت خواهد شد؛ در صورتی که ساختار HTML یک پست هم کفایت می‌کرد و تنها داده‌ها در آن 10 پست متفاوتند؛ چرا که قالب کار مشخص است و فقط به ازای هر پست باید آن داده‌ها در جای مناسب خود قرار داد.
دیدگاه‌های یک پست هم به خوبی با Angular قابل پیاده سازی است. قالب HTML یک دیدگاه را برای angular تعریف کرده و داده‌های مناسب که احتمالا JSON خام است از سرور دریافت شود. نتیجه‌ی این کار هم صرفه جوی در پهنای باند مصرفی و افزایش فوق العاده‌ی سرعت است، همچنین در صورت نیاز می‌توان داده‌ها و قالب‌ها راکش کرد تا مراجعه به سرور به حداقل برسد.
 چگونگی انجام این کار در AngularJs به صورت خلاصه به این صورت است که در angular یک directive به نام ng-repeat تعریف شده است که مانند یک حلقه‌ی foreach برای HTML عمل می‌کند. شما در داخل حلقه، قالب را مشخص می‌کنید و به ازای تعداد داده‌ها، آن حلقه تکرار می‌شود و بر روی داده‌ها پیمایش صورت می‌گیرد.
البته این مثال‌ها فقط دو نمونه از کاربرد این ویژگی در دنیای واقعی بود و مطمئن باشید که در مقالات آینده مثال‌های زیادی از این موضوع را پیاده‌سازی خواهیم کرد.
بهتر است که دیگر خیلی وارد جزئیات نشویم و اولین برنامه‌ی خود را به کمک angularjs بنویسیم. این برنامه، همان برنامه‌ی معروف Hello ,World است؛ اما در این برنامه به جای نوشتن یک Hello, World ساده در صفحه، آن را با ساختار angularjs پیاده‌سازی می‌کنیم.
در داخل ویژوال استادیو یک فایل HTML ساده ایجاد کنید و کد‌های زیر را داخل آن بنویسید.
<!DOCTYPE html>
<html ng-app>
<head>
    <title>Sample 1</title>
</head>
<body>
    <div ng-controller="GreetingController">
        <p>{{greeting.text}}, World!</p>
    </div>

    <script src="../Scripts/angular.js"></script>
    <script>
        function GreetingController($scope) {
            $scope.greeting = {
                text: "Hello"
            };
        }
    </script>
</body>
</html>
سپس فایل فوق را در مرورگر اجرا کنید. بله؛ عبارت Hello, World را مشاهده خواهید کرد. یک بار دیگر خاصیت text  را در scope.greeting$ به hi تغییر بدهید و باز هم نتیجه را مشاهده کنید.
این مثال در نگاه اول خیلی ساده است، اما دنیایی از مفاهیم angular را در بر دارد. شما خواص جدیدی را برای عناصر HTML مشاهده می‌کنید: ng-app، ng-controller، آکلود‌ها و عبارت درون آن و متغیر scope$ به عنوان پارامتر.
حال بیایید ویژگی‌ها و مفاهیم جالب کدهای نوشته شده را بررسی کنیم؛ چرا که فرصت برای بررسی ng-app و بقیه‌ی موارد نا آشنا زیاد است:

- هیچ id و یا class برای عناصر html در نظر گرفته نشده تا با استفاده از آنها، رویدادی را برای عناصر مورد نظر مشخص کنیم.

- وقتی در GreetingController مقدار greeting.text را مشخص کرده ایم، باز هم هیچ رویدادی را صدا نزده و یا مشخص نکرده ایم.

- GreetingController یک کلاس ساده‌ی جاوا اسکریپت (POJO) است و از هیچ چیزی که توسط angular فراهم شده باشد، ارث بری نکرده است.

- اگر به متد سازنده‌ی کلاس GreetingController دقت کنید، متغیر scope$ به عنوان پارامتر تعریف شده است. نکته‌ی جالب این است که ما هیچ گاه به صورت دستی سازنده‌ی کلاس GreetingController را صدا نزده ایم و حتی درون سازنده هم scope$ را ایجاد نکرده ایم؛ پس چگونه توانسته ایم خاصیتی را به آن نسبت داده و برنامه به خوبی کار کند. بهتر است برای پاسخ به این سوال خودتان دست به کار شوید؛ ابتدا نام متغیر scope$ را به نام دلخواه دیگری تغییر دهید و سپس برنامه را اجرا کنید. بله برنامه دیگر کار نمی‌کند. دلیل آن چیست؟ همان طور که گفتم Angular دارای یک سیستم تزریق وابستگی توکار است و در اینجا نیز scope$ به عنوان وابستگی در سازنده‌ی  این کلاس مشخص شده است تا نمونه‌ی مناسب آن توسط angular به کلاس GreetingController ما تزریق شود؛ اما چرا به نام آن یعنی scope$ حساس است؟ به این دلیل که زبان جاوا اسکریپت یک زبان پویا است و نوع در آن مطرح نیست؛ angular مجبور است که از نام پارامترها برای تزریق وابستگی استفاده می‌کند. در مقالات آینده چگونگی عملکرد سیستم تزریق وابستگی angular را به تشریح بیان می‌کنم.

- همچنین همان طور که در مورد قبلی نیز به آن اشاره کردم، ما هیچ گاه خود دستی سازنده‌ی GreetingController را صدا نزدیم و جایی نیز نحوه‌ی صدا زدن آن را مشخص نکرده ایم.

 تا همین جا فکر کنم کاملا برای شما مشخص شده است که ساختار فریمورک Angular با تمامی کتاب خانه‌های مشابه متفاوت است و با ساختاری کاملا اصولی و حساب شده طرف هستیم. همچنین در مقالات آینده توجه شما را به قابلیت‌هایی بسیار قدرتمند‌تر جلب خواهم کرد.
   
MVC ،MVP ، MVVM و یا MVW
 در بخش اول این مقاله، الگوی طراحی پیشنهادی فریمورک Angular را MVC بیان کرده‌ام؛ اما همان طور که گفته بودم AngularJS از انقیاد داده دوطرفه (Two Way Data Binding) نیز به خوبی پشتیبانی می‌کند و به همین دلیل عده ای آن را یک MVVM Framework تلقی می‌کنند. حتی داستان به همین جا ختم نمی‌شود و عده ای آن را به چشم MVP  Framework  نیز نگاه می‌کنند. در ابتدا سایت رسمی AngularJS الگوی طراحی مورد استفاده را MVC بیان می‌نمود ولی در این چند وقت اخیر عنوانش را به MVW Framework تغییر داده است.
MVW مخفف عبارت Model View Whatever هست و کاملا مفهومش مشخص است. Model و View بخش‌های مشترک تمام الگو‌ها بودند و تنها بخش سوم مورد اختلاف توسعه دهندگان بود؛ در نتیجه انتخاب آن را بر عهده‌ی استفاده کننده قرار داده اند و تمام امکانات لازم برای پیاده‌سازی این الگو‌های طراحی را فراهم کرده اند. در طی این مقالات صرف نظر از تمام الگوهای طراحی فوق، من بیشتر بر روی MVC تمرکز خواهم کرد.
الگوی طراحی MVC در سال 1970 به عنوان بخشی از زبان برنامه نویسی Smalltalk معرفی شد و از همان ابتدا به سرعت محبوبیت زیادی در بین محیط‌های توسعه‌ی دسکتاپی از قبیل ++C و Java  که رابط کاربری گرافیکی به نوعی در آن‌ها دخیل است، پیدا کرد.
تفکر MVC این را بیان می‌کند که باید جداسازی واضح و روشنی بین مدیریت داده‌ها (Model)، منطق برنامه (Controller) و نمایش داده‌ها به کاربر (View) وجود داشته باشد و در اصل هدفش جداسازی اجزای رابط کاربری به بخش هایی مجزا است.
     
شاید این سوال برای شما پیش بیاید که چرا باید چنین الگویی را در برنامه‌ها پیاده کرد؟
احتمالا تا کنون از بین برنامه هایی که نوشته اید، رابط کاربری بیشتر از آن‌ها را نیز خودتان مجبور شده اید طراحی کنید؛ به این دلیل که برنامه‌ی شما بدون رابط کاربری قابل اجرا شدن نبوده است. اجرای برنامه‌ی شما منوط به وجود تعدادی دکمه و textbox و ... بوده است و به قولی منطق برنامه به رابط گرافیکی گره خورده بوده است. پس می‌توان گفت که پیاده‌سازی الگوی طراحی وقتی ضرورت پیدا می‌کند که رابط گرافیکی، قسمتی از برنامه‌ی شما را تشکیل دهد.
آیا با وجود زبان‌های طراحی ساده ای مثل HTML و XAML و ... احتیاجی است که برنامه نویس وقت خود را صرف طراحی رابط کاربری کند؟ مسلما خیر، چون دیگر با این امکانات یک طراح هم از پس این کار به خوبی و یا حتی بهتر بر می‌آید. دیگر وظیفه‌ی برنامه نویس نوشتن کد‌های مربوط به منطق برنامه است. کدهایی که بدون UI هم قابل تست شدن باشد و به راحتی بتوان برای آن‌ها آزمون‌های واحد نوشت. برنامه نویس باید این را در نظر بگیرد که UI وجود ندارد و حتی ممکن است هیچ گاه هم ایجاد نشود و  این کد‌ها تبدیل به یک کتابخانه شود و مورد استفاده قرار بگیرد تا در یک برنامه با رابط کاربری گرافیکی.
در MVC، روال عمومی کار به این شکل است که View داده‌ها را از Model دریافت می‌کند و به کاربر نمایش می‌دهد. وقتی که کاربر با کلیک کردن و تایپ کردن با برنامه ارتباط برقرار می‌نماید، Controller به این درخواست‌ها پاسخ می‌دهد و داده‌های موجود در Model را به روز رسانی می‌کند. در نهایت هم Model  تغییرات خود را به View منعکس می‌کند تا View آن چه را که پیش از آن نمایش می‌داده است، تغییر دهد و View را از تغییرات رخ داده آگاه نماید.
اما در برنامه‌های Angular قضیه از چه قرار است؟ در Angular، قالب HTML  یا اگر بخواهم دقیق‌تر بگویم (Document Object Model(DOM معادل View است؛ کلاس‌های جاوا اسکریپتی نقش Controller را دارند؛ و خواص اشیای جاوا اسکریپتی و یا حتی خود اشیا نقش Model را بر عهده دارند.

ساختار بخشیدن به برنامه با استفاده MVC یک مزیت مهم دیگر نیز دارد: ساختار کار کاملا مشخص است و هر کسی نمی‌تواند به صورت سلیقه ای آن را پیاده سازی کند. با یک مثال این موضوع را تشریح می‌کنم: اگر کسی پروژه‌ی بنده را که با ASP.NET MVC نوشتم، بررسی کند، اصلا احساس غریبی نمی‌کند و به راحتی می‌تواند آن را توسعه دهد. دلیل این موضوع این است که ASP.NET MVC یک ساختار مشخص را به توسعه دهندگان اجبار کرده است و هر کسی این ساختار را رعایت کند و با آن آشنا باشد، به راحتی می‌تواند با آن کار کند. توسعه دهنده می‌داندکه من Model را کجا تعریف کرده ام، Controller مربوط به هر View کجاست و در کدام قسمت با پایگاه داده ارتباط برقرار کرده‌ام؛ اما در مورد کد‌های JavaScript و سمت کلاینت چه طور؟ توسعه دهنده ای که می‌خواهد کار من را ادامه بدهد دچار وحشت می‌شود! الگوی مشخصی وجود ندارد؛ معلوم نیست که کجا DOM را دستکاری کرده‌ام، در کدام قسمت با سرور ارتباط برقرار شده و... به قول معروف با یک اسپاگتی کد تمام عیار طرف می‌شود. AngularJS این مشکل را حل نموده و ساختار خاصی را سعی کرده به شما دیکته کند و تا حد ممکن دست شما را نیز باز گذاشته است. جدا از همه‌ی اینها، برنامه‌های مبتنی بر Angular به راحتی نگه داری  و تست می‌شوند و بدون هیچ دغدغه ای آن‌ها را می‌توان توسعه داد.
   
در حاشیه
شاید در هنگام دریافت فایل angularjs و افزودن آن به پروژه‌ی خود شروع به اعتراض کرده اید که نسخه‌ی فشرده شده‌ی آن 87 کیلو بایت حجم دارد در صورتی که این حجم در کتابخانه‌های مشابه ممکن است حتی به 10 کیلوبایت هم نرسد. اگر دقت کرده باشید من در بیان AngularJS از واژه‌ی کتاب خانه استفاده نکردم و فقط از واژه‌ی فریمورک استفاده کردم. بله نمی‌شود angular را با کتاب خانه هایی مقایسه کرد که مهمترین ویژگی خود را Data Binding می‌دانند. AngularJS یک بستر کاری قدرتمند است که تمام راه حل‌های موجود را در خود جمع کرده است. تیم توسعه دهنده‌ی آن هم هیچ ادعایی ندارد و می‌گویند که ما هیچ چیزی را خودمان اختراع نکرده ایم، بلکه راه حل‌های عالی را برگزیدیم، تفکرهای خوب را ارتقا بخشیده و در فریمورک خود استفاده کردیم و حتی از ایده‌های خوب دیگر کتاب خانه‌ها هم استفاده کرده ایم. بنابر این نباید به حجم آن در مقابل توانایی هایی که دارد اعتراض کرد.
   
همچنین به نظر می‌آید که AngularJS یک فریمورک پیچیده است. ولی من همیشه بین پیچیده و پیچیده شده تفاوت قائل می‌شوم. به نظر شخصی خودم Angular به دلیل مشکلات خاص و پیچیده ای که حل می‌کند پیچیده است و پیچیده شده نیست. اگر آن را پیچیده شده حس می‌کنید، تنها دلیلش، نحوه‌ی آموزش دادن بنده است، تمام سعی خود را می‌کنم که مفاهیم را تا حد ممکن ساده بیان کنم و امیدوارم در آینده که با مثال‌های بیشتری روبرو می‌شوید، این مفاهیم به کارتان بیاید.
     
در مقاله‌ی بعدی به مفاهیم انقیاد داده، تزریق وابستگی، هدایت گر‌ها (Directives) و سرویس‌ها در AngularJS می‌پردازم.
  
مطالب
توضیح مثالی از SIMD برای نشان دادن عملکرد آن - SIMD Performance
پیشنیازها

SIMD یا ترجمه آن به فارسی به معنی «تک دستورالعمل و چند داده»، قابلیت آن‌را دارد تا بر روی مقادیر عددی به صورت موازی و با استفاده از پردازنده کار کند. اگر بتوانیم ساختار پروژه‌های خود را به طوری ایجاد کنیم تا بتوانیم از SIMD در پردازش‌های خود استفاده کنیم، سرعت انجام فعالیت‌ها، بسیار زیاد افزایش پیدا خواهند کرد؛ به خصوص این امر در حجم‌های پردازشی زیاد محسوس خواهد بود. البته مدیریت استفاده از منابع و پردازنده نباید فراموش شوند.
اطلاعات لازم از SIMD و نحوه عملکرد آن را می‌توانید در مقاله پیشنیاز بیابید. در این مقاله قصد داریم تا یک مثال ساده از کارآیی SIMD را مطرح کنیم. مثال زیر از مثال SimdSpike الگو برداری شده است و تغییراتی نیز جهت تکمیل شدن آن انجام شده است.
در این مثال می‌خواهیم نمونه کدهایی را با روش‌های معمول اجرا کنیم و زمان اجرای آن را با زمان اجرای همان مثال‌ها با روش SIMD، مقایسه کنیم. 
با استفاده از ویژوال استودیو 2015 آپدیت 3 یک پروژه کنسول با چارچوب دات نت 4.6.1 ایجاد کرده‌ایم. البته می‌توانید ازدیگر نسخه‌ها هم استفاده کنید به شرط آنکه دات نت 4.6x را نصب کرده باشید.

در صورتی که ویژوال استودیوی شما دارای این ورژن و آپدیت نبود، می‌توانید چارچوب دات نت 4.6.1 را جداگانه در سیستم خود نصب نمایید. توجه داشته باشید که برای استفاده از چارچوب دات نت در ویژوال استودیو باید نسخه‌های DevPack یا DeveloperPack را نصب نمایید (دریافت  دات نت 4.6.1 نسخه مخصوص استفاده در ویژال استودیو). 

در پروژه ایجاد شده فایلی به نام Program.cs و در آن کلاس Program وجود دارد. در این کلاس تابع شروع کننده برنامه یعنی Main وجود دارد و برنامه از این تابع شروع خواهد شد.

نمایی از فایل‌های پروژه

در تابع شروع کننده برنامه ابتدا وضعیت پشتیبانی از SIMD را چک می‌کنیم. این کار را همانطور که قبلا در مقاله پیشنیاز توضیح داده شده است با استفاده از خاصیت Vector.IsHardwareAccelerated بررسی می‌کنیم. اگر مقدار آن برابر با False باشد به معنای عدم پشتیبانی می‌باشد و با بررسی این موضوع در اول برنامه، در صورت عدم پشتیبانی از SIMD به اجرای ادامه‌ی برنامه خاتمه می‌دهیم.

پس از بررسی وضعیت پشتیبانی از SIMD ، تابعی را که در فایل Utilities.cs نوشته شده است، فراخوانی می‌کنیم. این تابع به بررسی وضعیت تعداد رجیسترهای SIMD و وضعیت انواع نوع‌های داده‌ای در SIMD می‌پردازد. اگر هر نوع داده‌ای از SIMD پشتیبانی کند (که بستگی به نوع پردازنده شما دارد) اندازه هر نوع داده‌ای را در SIMD چاپ می‌کند و در صورت عدم پشتیبانی هر نوع داده‌ای از SIMD مقدار «عدم پشتیبانی SIMD از آن نوع داده‌ای» چاپ خواهد شد. 

  تا به اینجای برنامه کد‌های تابع شروع کننده به صورت زیر خواهد بود. 
using System.Numerics;
using static System.Console;

namespace TestSIMD
{
    class Program
    {
        private const int ArraySize = 7680 * 4320;
        static void Main(string[] args)
        {
            // بررسی وضعیت پشتیبانی از SIMD
            if (!Vector.IsHardwareAccelerated)
            {
                WriteLine("Hardware acceleration not supported.");
                WriteLine();
                return; // عدم پشتیبانی و خاتمه برنامه
            }
            WriteLine("Hardware acceleration is supported"); // اعلام پشتیبانی از SIMD
            WriteLine();

            // بررسی وضعیت نوع‌های داده ای در مشخصات سخت افزاری SIMD
            Utilities.PrintHardwareSpecificSimdEffectiveness();

            //به منظور عدم خروج از برنامه و دیدن نتایج آزمایش
            WriteLine("Press any key to exit");
            ReadKey();
        }
    }
}
اجرای برنامه هم به صورت زیر به نمایش در خواهد آمد. 

در فایل Utilities.cs، توابع دیگری هم وجود دارند که کارآیی هر یک به صورت توضیح در بالای هر تابع نوشته شده است. این توابع برای تولید یک نوع داده‌ای تصادفی و ایجاد آرایه‌ای از نوع داده‌ای به صورت تصادفی به کار برده می‌شوند. می توانید در سورس برنامه این توضیحات را مشاهده کنید.
تا به اینجا تنها به بررسی پشتیبانی سخت افزاری از SIMD پرداختیم و همچنین توانستیم نوع‌های داده‌ای را که SIMD در سخت افزار ما پشتیبانی می‌کند، شناسایی کنیم و اندازه رجیستر‌های آنها را بیابیم.
حال به بررسی عملکرد توابع SIMD می‌پردازیم و با نوشتن چند تابع، زمان اجرای محاسباتی آنها را با نوشتن همان توابع در حالت معمولی و ساده مقایسه می‌کنیم.
 برای انجام مقایسه، زمان اجرای یک عملیات را در حالت معمول، با زمان اجرای همان عملیات در حالت SIMD بررسی می‌کنیم. هر عملیات را 3 مرتبه پشت سر هم اجرا می‌کنیم و زمان آنها را ثبت می‌کنیم تا تفاوت زمان اجرا را با تکرار عملیات نیز مشاهده کنیم. توابعی که آزمایشات را انجام می‌دهند و زمان اجرا را ثبت و نمایش می‌دهند، در فایل PerformanceTests.cs و در کلاس PerformanceTests قرار دارند و از توابع سه کلاس دیگر که عملیات در آن نوشته شده‌اند، استفاده می‌کنند.
  • فایل IntSimdProcessor.cs
    • در این فایل کلاسی به نام IntSimdProcessor قرار دارد که شامل 6 تابع می‌باشد و این تابع‌ها با نوع داده‌ای صحیح یا همان Integer کار می‌کنند. نام کلاس هم به همین خاطر نام گذاری شده است. 
    • این 6 تابع در کل 3 عملیات را شامل عملیات‌های زیر انجام می‌دهند. یکبار در حالت معمولی و یکبار با استفاده از توابع SIMD این کار را انجام می‌دهند:
      • پیدا کردن بزرگترین و کوچکترین عدد در آرایه
      • جمع عناصر دو آرایه با هم با استفاده از یک آرایه کمکی که نتیجه در آرایه کمکی ریخته می‌شود
      • جمع عناصر دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی که مجموع در آرایه اول ریخته می‌شود
    • در بالای هر تابع در این فایل توضیحات لازم درباره‌ی فعالیت آن تابع ذکر شده است.
 
  • فایل FloatSimdProcessor.cs
    • در این فایل کلاسی با نام FloatSimdProcessor قرار دارد که همانطور که از نام کلاس پیداست، توابعی برای کار بر روی اعداد از نوع داده‌ای float در آن نوشته شده‌اند.
    • در این کلاس هم 6 تابع برای انجام 3 عملیات زیر نوشته شده است که به ازای هر عملیات دو تابع یکی در حالت معمولی و یکی در حالت SIMD نوشته شده است.
      • جمع دو آرایه با استفاده از یک آرایه کمکی - مجموع در آرایه کمکی ریخته می‌شود
      • جمع دو آرایه اول ورودی - مجموع در آرایه سوم ریخته می‌شود
      • جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی - مجموع در آرایه اول ریخته می‌شود
    • در آزمایشات نوشته شده در کلاس PerformanceTests  تنها از عملیات آخری استفاده شده است و از دو عملیات اول استفاده نشده است که در صورت تمایل می‌توانید از دیگر عملیات‌ها نیز استفاده کنید.
    • در بالای هر تابع در این فایل توضیحات لازم درباره‌ی فعالیت آن تابع نیز ذکر شده است.
 
  • فایل UShortSimdProcessor.cs
    • در این فایل کلاسی با نام UShortSimdProcessor قرار دارد و همانطور که از نام کلاس پیداست، توابعی برای کار بر روی اعداد از نوع داده‌ای ushort یا همان اعداد صحیح کوچک بدون علامت نوشته شده‌اند.
    • در این کلاس 12 تابع برای انجام 6 عملیات زیر نوشته شده‌است که به ازای هر عملیات، دو تابع یکی در حالت معمولی و یکی در حالت SIMD نوشته شده است.
      • جمع دو آرایه اول ورودی که مجموع در آرایه سوم ریخته می‌شود
      • جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی که مجموع در آرایه اول ریخته می‌شود
      • بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در یک آرایه اعداد صحیح کوچک بدون علامت
      • جمع عناصر آرایه ورودی و ذخیره مجموع آنها در یک متغیر کمکی
      • جمع عناصر آرایه ورودی و ذخیره مجموع آنها در یک متغیر کمکی بدون بررسی سرریز (Overflow)
      • محاسبه میانگین و بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در یک آرایه اعداد صحیح کوچک بدون علامت
    • در بالای هر تابع در این فایل توضیحات لازم درباره‌ی فعالیت آن تابع ذکر شده است.
 
حال در کلاس PerformanceTests برای انجام آزمایشات و مقایسه زمان اجرا، 10 تابع وجود دارند که 10 عملیات مختلف را بر روی 3 نوع داده‌ای، اجرا می‌کنند. 3 عملیات از کلاس IntSimdProcessor و یک عملیات از کلاس FloatSimdProcessor و 6 عملیات از کلاس UShortSimdProcessor را مورد آزمایش قرار داده‌ایم که در مجموع شامل 10 آزمایش در 10 تابع مختلف شده است.
public static void TestIntArrayAdditionFunctions(int testSetSize) {
    WriteLine();
    Write("Testing int array addition, generating test data...");
    var intsOne = GetRandomIntArray(testSetSize); //تولید آرایه عددی به صورت تصادفی
    var intsTwo = GetRandomIntArray(testSetSize);
    WriteLine($" done, testing...");// پایان تولید آرایه‌ها و شروع پردازش
    var naiveTimesMs = new List<long>(); // تعریف لیستی برای ریختن زمان پاسخ دهی در حالت ساده و معمولی
    var hwTimesMs = new List<long>(); // تعریف لیستی برای ریختن زمان پاسخ دهی در حالت SIMD و سخت افزاری 
    for (var i = 0; i < 3; i++) { // ایجاد حلقه برای تکرار محاسبات برای اندازه گیری زمان در حالت تکراری
        stopwatch.Restart();//شروع ثبت زمان
        var result = IntSimdProcessor.NaiveSumFunc(intsOne, intsTwo);//اجرای تابع جمع دو آرایه
        var naiveTimeMs = stopwatch.ElapsedMilliseconds;//ثبت زمان
        naiveTimesMs.Add(naiveTimeMs);//افزودن زمان ثبت شده به لیست زمان‌های ساده و معمول
        WriteLine($"Naive analysis took:                {naiveTimeMs}ms (last value = {result.Last()}).");

        stopwatch.Restart();//شروع ثبت زمان
        result = IntSimdProcessor.HWAcceleratedSumFunc(intsOne, intsTwo);//اجرای تابع جمع دو آرایه در حالت سخت افزاری
        var hwTimeMs = stopwatch.ElapsedMilliseconds;//ثبت زمان
        hwTimesMs.Add(hwTimeMs);//افزودن زمان به لیست زمان‌های سخت افزاری
        WriteLine($"Hareware accelerated analysis took: {hwTimeMs}ms (last value = {result.Last()}).");
    }//پایان حلقه و چاپ نتایج
    WriteLine("Int array addition:");
    WriteLine($"Naive method average time:          {naiveTimesMs.Average():.##}");
    WriteLine($"HW accelerated method average time: {hwTimesMs.Average():.##}");
    WriteLine($"Hardware speedup:                   {naiveTimesMs.Average() / hwTimesMs.Average():P}%");
}
در بالا تکه کدی مربوط به تابع آزمایش اول از کلاس PerformanceTests قرار دارد و وظیفه دارد عملیات جمع دو آرایه را با استفاده از یک آرایه کمکی اعداد صحیح، هم در حالت معمولی و هم در حالت SIMD انجام دهد و زمان اجرای آنها را ثبت و نمایش دهد تا بتوانیم این زمان اجرا‌ها را با هم مقایسه کنیم.
ساختار و روند اجرای کلیه آزمایش‌ها و توابع در کلاس PerformanceTests با یکدیگر یکسان است و از یک stopwatch یا همان کرنومتر برای محاسبه زمان اجرا استفاده شده است.
هر کدام از این توابع یک عملیات را مورد بررسی قرار می‌دهند و هر عملیات را 3 مرتبه اجرا می‌کنند تا زمان تکرار اجرا نیز مورد مقایسه قرار گیرد.

نام تابع ذکر شده نشان دهنده آزمایش بر روی آرایه اعداد صحیح یا همان Integer می‌باشد که شامل یک پارامتر ورودی از نوع عدد صحیح می‌باشد. این پارامتر ورودی نشان دهنده اندازه هر آرایه‌ای می‌باشد که قرار است تولید شود.  

TestIntArrayAdditionFunctions(int testSetSize)

در قدم اول این تابع، باید آرایه‌ها را تولید کنیم که کد آن به صورت زیر است.

Write("Testing int array addition, generating test data...");
var intsOne = GetRandomIntArray(testSetSize);
var intsTwo = GetRandomIntArray(testSetSize);
WriteLine($" done, testing...");

ابتدا در خروجی چاپ می‌کنیم که در حال ایجاد داده‌های مربوط به آزمایش هستیم و سپس با استفاده از تابع GetRandomIntArray آرایه‌ای را ایجاد می‌کنیم و در متغیر‌های مربوطه می‌ریزیم. این تابع دارای یک پارامتر ورودی از نوع عدد صحیح است که آرایه‌ای را به طول پارامتر ورودی تولید می‌کند. این تابع در فایل Utilities.cs قرار دارد.

در پایان تولید آرایه‌ها، اتمام تولید و ایجاد آرایه‌ها را با چاپ در خروجی اعلام میکنیم.

سپس با معرفی دو لیست زیر می‌توانیم زمان‌های اجرا را در آنها بریزیم و در پایان، تابع میانگین این زمان‌ها را محاسبه و چاپ کنیم. لیست اول برای نگهداری زمان‌های اجرای عملیات در حالت معمولی و لیست دوم برای نگهداری زمانهای اجرای عملیات در حالت SIMD می‌باشد.

var naiveTimesMs = new List<long>();
var hwTimesMs = new List<long>();

سپس با ایجاد حلقه ای از 0 تا 3 که در کل 3 مرتبه اجرا می‌شود عملیات را تکرار و زمان آن را ثبت می‌کنیم. 

for (var i = 0; i < 3; i++)

درون حلقه یک عملیات را در دوحالت معمولی یا ساده و SIMD اجرا می‌کنیم. قبل از اجرای عملیات اول ابتدا stopwatch را ریست می‌کنیم. با این کار زمان صفر شده و شروع به اندازه گیری می‌کند. سپس عملیات مربوط به جمع دو آرایه را در حالت معمولی که در فایل IntSimdProcessor.cs قرار دارد، فراخوانی می‌کنیم. پس از اجرای این عملیات مقدار stopwatch را به میلی ثانیه در یک متغیر ذخیره میکنیم و این مقدار را به لیست زمان‌های اجرای معمولی اضافه می‌کنیم. در نهایت نتیجه زمان اجرا را در خروجی چاپ می‌کنیم. 

stopwatch.Restart();
var result = IntSimdProcessor.NaiveSumFunc(intsOne, intsTwo);
var naiveTimeMs = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
naiveTimesMs.Add(naiveTimeMs);
WriteLine($"Naive analysis took:                {naiveTimeMs}ms (last value = {result.Last()}).");

پس از اجرای عملیات در حالت ساده یا معمولی، حال نوبت همان عملیات در حالت SIMD می‌باشد. دوباره stopwatch را ریست می‌کنیم و عملیات در SIMD را اجرا کرده و بعد از آن مقدار stopwatch را درون متغیری میریزیم و آن را به لیست زمان‌های اجرای عملیات در SIMD اضافه می‌کنیم و در نهایت نتیجه زمان اجرا را در خروجی چاپ می‌کنیم. 

stopwatch.Restart();
result = IntSimdProcessor.HWAcceleratedSumFunc(intsOne, intsTwo);
var hwTimeMs = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
hwTimesMs.Add(hwTimeMs);
WriteLine($"Hareware accelerated analysis took: {hwTimeMs}ms (last value = {result.Last()}).");

پس از اجرای حلقه، حال نوبت به نمایش نتیجه میانگین زمان‌ها در خروجی است. ابتدا میانگین زمان‌های اجرا در حالت ساده یا معمولی را که به میلی ثانیه است را در خروجی چاپ می‌کنیم. بعد از آن میانگین زمان‌های اجرا در حالت SIMD را در خروجی چاپ می‌کنیم و در آخر سرعت زمان اجرا در حالت SIMD را نسبت به حالت معمولی به درصد چاپ می‌کنیم. 

WriteLine($"Naive method average time:          {naiveTimesMs.Average():.##}");
WriteLine($"HW accelerated method average time: {hwTimesMs.Average():.##}");
WriteLine($"Hardware speedup:                   {naiveTimesMs.Average() / hwTimesMs.Average():P}%");

در این مقاله تنها به توضیحی در مورد این آزمایش اکتفا می‌کنیم. لازم به ذکر است که دیگر آزمایش‌ها نیز دقیقا ساختاری مشابه این آزمایش را دارند و تنها عملیات اجرا در آنها متفاوت است. در کلاس PerformanceTests توضیحات لازم مربوط به هر آزمایش و تابع داده شده است و می‌توانید با مراجعه به کد برنامه آنها را مورد بررسی قرار دهید.

برای اجرای تمامی آزمایش‌ها، کلیه توابع نوشته شده در کلاس PerformanceTests را در کلاس Program و در تابع Main که تابع شروع کننده برنامه می‌باشد، پس از بررسی وضعیت نوع‌های داده‌ای قرار می‌دهیم.

تصویر مربوط به اجرای کامل برنامه را می‌توانید مشاهده می‌کنید. 

این جدول بر اساس یک بار اجرای برنامه در سیستم من ترسیم شده است و اجرای برنامه در سیستم‌های مختلف خروجی‌های متفاوتی را دارد. لازم به ذکر است که اندازه آرایه‌ها بسیار بزرگ است و این نتایج با آرایه‌هایی به طول بیش از هزاران هزار عنصر می‌باشد.

زمان‌ها در جدول به میلی ثانیه می‌باشد.

ردیف

عملیات

دور اول

دور دوم

دور سوم

میانگین حالت ساده

میانگین حالت SIMD

درحالت ساده

درحالت SIMD

درحالت ساده

درحالت SIMD

درحالت ساده

درحالت SIMD

1

جمع دو آرایه با استفاده از یک آرایه کمکی در اعداد صحیح

157

131

128

131

128

138

137.67

133.33

2

جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی در اعداد float

122

133

99

99

99

93

106.67

108.33

3

جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی در اعداد صحیح

83

73

86

88

78

81

82.33

80.67

4

جمع دو آرایه اول ورودی - مجموع در آرایه سوم ریخته می‌شود - در اعداد صحیح کوچک بدون علامت

58

63

50

48

58

46

55.33

52.33

5

جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی در اعداد صحیح کوچک بدون علامت

55

40

53

36

53

46

53.67

40.67

6

بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در یک آرایه اعداد صحیح

91

36

91

39

90.67

38

90.66

38

7

بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در یک آرایه اعداد صحیح کوچک بدون علامت

90

20

89

19

88

18

89

19

8

جمع عناصر آرایه ورودی و ذخیره مجموع آنها در یک متغیر کمکی

33

309

32

263

31

291

32

287.67

9

جمع عناصر آرایه ورودی و ذخیره مجموع آنها در یک متغیر کمکی بدون بررسی سرریز

30

13

29

13

30

12

29.67

12.67

10

محاسبه میانگین و بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در آرایه اعداد صحیح کوچک بدون علامت

89

50

90

51

90

49

89.57

50



سورس کامل برنامه را که شامل تغییراتی در توابع برای بهبود و اضافه شدن کامنت برای فهم بیشتر کدها می‌باشد، در زیر می‌توانید دریافت کنید: 
   TestSIMD.zip  

مطالب
OpenCVSharp #9
تغییر اندازه، و چرخش تصاویر

در OpenCV با استفاده از مفهومی به نام affine transform، امکان تغییر اندازه و همچنین چرخش تصاویر میسر می‌شود. در اینجا، تصویر در یک ماتریس دو در سه ضرب می‌شود تا انتقالات یاد شده، انجام شوند.
private static void rotateImage(double angle, double scale, Mat src, Mat dst)
{
    var imageCenter = new Point2f(src.Cols / 2f, src.Rows / 2f);
    var rotationMat = Cv2.GetRotationMatrix2D(imageCenter, angle, scale);
    Cv2.WarpAffine(src, dst, rotationMat, src.Size());
}
متد فوق کار چرخش تصویر مبدا (src) را به تصویر مقصد (dst) انجام می‌دهد. این عملیات توسط متد WarpAffine مدیریت شده و مهم‌ترین پارامتر آن، پارامتر سوم آن است که ماتریس تعریف کننده‌ی انتقالات تعریف شده توسط متد GetRotationMatrix2D است. در اینجا مرکز مشخص شده، زاویه و مقیاس، نحوه‌ی چرخش را تعریف می‌کنند.
برای مشاهده‌ی بهتر تاثیر پارامترهای مختلف در اینجا، به مثال ذیل دقت کنید:
using OpenCvSharp;
using OpenCvSharp.CPlusPlus;
 
namespace OpenCVSharpSample09
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var src = new Mat(@"..\..\Images\Penguin.Png", LoadMode.AnyDepth | LoadMode.AnyColor))
            using (var dst = new Mat())
            {
                src.CopyTo(dst);
 
                using (var window = new Window("Resize/Rotate/Blur",
                                                image: dst, flags: WindowMode.AutoSize))
                {
                    var angle = 0.0;
                    var scale = 0.7;
 
                    var angleTrackbar = window.CreateTrackbar(
                        name: "Angle", value: 0, max: 180,
                        callback: pos =>
                        {
                            angle = pos;
                            rotateImage(angle, scale, src, dst);
                            window.Image = dst;
                        });
 
                    var scaleTrackbar = window.CreateTrackbar(
                        name: "Scale", value: 1, max: 10,
                        callback: pos =>
                        {
                            scale = pos / 10f;
                            rotateImage(angle, scale, src, dst);
                            window.Image = dst;
                        }); 
 
                    angleTrackbar.Callback.DynamicInvoke(0);
                    scaleTrackbar.Callback.DynamicInvoke(1);
 
                    Cv2.WaitKey();
                }
            }
        }
 
        private static void rotateImage(double angle, double scale, Mat src, Mat dst)
        {
            var imageCenter = new Point2f(src.Cols / 2f, src.Rows / 2f);
            var rotationMat = Cv2.GetRotationMatrix2D(imageCenter, angle, scale);
            Cv2.WarpAffine(src, dst, rotationMat, src.Size());
        }
    }
}
با این خروجی:


در این مثال، مانند مطلب قسمت قبل، ابتدا یک پنجره‌ی سازگار با C++ API ایجاد شده و سپس دو tracker به آن اضافه شده‌اند. این trackers کار دریافت ورودی اطلاعات را از کاربر به عهده دارند (دریافت مقادیر زاویه‌ی چرخش و مقیاس) و مقادیر دریافتی از آن‌ها، در نهایت به متد rotateImage ارسال می‌شوند. این متد کار چرخش و تغییر مقیاس تصویر اصلی را انجام داده و نتیجه را به تصویر dst کپی می‌کند. در آخر تصویر dst در پنجره به روز شده و نمایش داده می‌شود.


تغییر اندازه‌ی تصاویر

اگر صرفا قصد تغییر اندازه‌ی تصاویر را دارید (بدون چرخش آن‌ها)، متد ویژه‌ای به نام Resize برای این منظور تدارک دیده شده‌است:
var resizeTrackbar = window.CreateTrackbar(
    name: "Resize", value: 1, max: 100,
    callback: pos =>
    {
        Cv2.Resize(src, dst,
            new Size(src.Width + pos, src.Height + pos),
            interpolation: Interpolation.Cubic);
        window.Image = dst;
    });
در اینجا یک tracker دیگر به پنجره‌ی اصلی اضافه شده و توسط آن کار تعیین تغییر اندازه‌ی تصویر انجام می‌شود. نکته‌ی مهم این متد، امکان تعیین الگوریتم تغییر اندازه است که برای مثال در اینجا از Interpolation.Cubic استفاده شده‌است (احتمالا با این نام‌ها در برنامه‌های معروف کار با تصاویر، مانند فتوشاپ آشنایی دارید).

اگر می‌خواهید مقادیر پارامترهای چرخشی تصویر نیز در اینجا اعمال شوند، می‌توان به نحو ذیل عمل کرد:
var resizeTrackbar = window.CreateTrackbar(
    name: "Resize", value: 1, max: 100,
    callback: pos =>
    {
        rotateImage(angle, scale, src, dst);
        Cv2.Resize(dst, dst,
            new Size(src.Width + pos, src.Height + pos),
            interpolation: Interpolation.Cubic);
        window.Image = dst;
    });
در این کد ابتدا تصویر اصلی چرخش یافته و سپس در متد Resize از این تصویر چرخش یافته، به عنوان src استفاده می‌شود (هر دو پارامتر متد Resize به dst تنظیم شده‌اند).



مات کردن تصاویر

در OpenCV با استفاده از متدهای GaussianBlur و یا medianBlur ، می‌توان تصاویر را  مات کرد که نمونه‌ای از آن‌را در ادامه ملاحظه می‌کنید:
var blurTrackbar = window.CreateTrackbar(
   name: "Blur", value: 1, max: 100,
   callback: pos =>
   {
       if (pos % 2 == 0) pos++;
 
       rotateImage(angle, scale, src, dst);
       Cv2.GaussianBlur(dst, dst, new Size(pos, pos), sigmaX: 0);
       window.Image = dst;
   });
در اینجا ابتدا تصویر اصلی به متد چرخش تصویر ارسال شده و نتیجه‌ی آن در متد GaussianBlur استفاده خواهد شد. اندازه‌ی مشخص شده‌ی در این متد باید توسط اعداد فرد تعیین گردد. پارامتر sigmaX به معنای standard deviation در جهت x است و اگر صفر تعیین شود، برای محاسبه‌ی آن از پارامتر اندازه‌ی تعیین شده کمک گرفته خواهد شد.



کدهای کامل این مثال را از اینجا می‌توانید دریافت کنید.