روش معمول استفاده از Sqlite
ORM
NoSql یا ترکیبی
ORM
NoSql یا ترکیبی
خیر. این CMS امکان استفاده از بانک اطلاعاتی SQL Server CE را دارد. به عبارتی روی یک سرور بسیار ضعیف هم قابل نصب است. به همین جهت اکثر کسانی که از آن استفاده می‌کنند هزینه کمتری کرده و سرورهای ساده‌ای را تهیه خواهند کرد. به علاوه SQL Server CE نسخه رایگان و کم حجم SQL Server است (4 مگ حجم دارد). نیازی به نصب ندارد و این مورد یک مزیت مهم برای استفاده کنندگان عادی است که نمی‌توانند با SQL Server اصلی تعامل داشته‌باشند و از آن سر در بیاورند. بک آپ گرفتن از آن هم در حد کپی کردن فایل دیتابیس است و نیاز به عملیات و یا دانش خاصی ندارد.
نظرات نظرسنجی‌ها
شما برای کار با دیتا در اندروید، کدامیک از روش های زیر را استفاده میکنید یا ترجیح می دهید؟
بنظر میرسد من و سایر کاربران سایت جاری تجربه خوبی در استفاده از ORM قدرتمند EF داریم بنابراین امکانات و ویژگی‌های هر ORM دیگری را نیز با آن مقایسه میکنیم و شاید عیار سایر ORMها را نیز با EF بسنجیم.
روش معمول Sqlite:
مزایای اصلی این روش انعطاف پذیری ، بالا بردن توانایی مانور برنامه نویس، سرعت اجرای بهتر و حجم کمتر در فایل خروجی نهایی است . عیب اصلی آن مجیک استرینگ‌های زیاد و کثیف شدن کد، بالاتر بودن نرخ تعداد خطا در برنامه ،دیباگ سخت تر،قابلیت نگهداری کمتر کد ، تعداد خط کد بالای برنامه ، سرعت به نسبت پایین در develop است.
ORM:
میتوان گفت مزایا و معایب استفاده از ORM دقیقا نقطه مقابل روش معمول Sqlite است و در اصل ایده اصلی خلق اولین ORM های دنیا نیز چنین بود ! عیب دیگر این ORMهای اندرویدی این است که در مقایسه با EF دست و پا بریده ، خسته کننده و بعضا باعث کلافگی برنامه نویس میشوند.
NoSql یا ترکیبی:
با توجه به مدرن بودن و mobile-first بودن برخی از این دیتابیس‌ها ، از ابتدا با بسیاری از نیازمندی‌های مدرن از جمله sync شدن با دیتابیس سرور، push notification , پردازش و مدیریت داده‌های json و هویت سنجی با OAuth همسو هستند .همچنین میتوان با کمترین تعداد خط کد و نفرات از ویژگی‌های پیشرفته آنها استفاده کرد. از نمونه‌های خوب دیتابیس‌های NoSql میشود به Realm و couchbase اشاره کرد. از نظر من عیب اصلی این دیتابیس‌ها عدم پختگی و ثبات ایده آل است هرچند برای اکثر پروژه‌ها تا همینجا هم گزینه ای عالی محسوب میشوند.
پس از برپایی تنظیمات اولیه‌ی کار با EF Core در ASP.NET Core، اکنون نوبت به تبدیل کلاس Person، به جدول معادل آن در بانک اطلاعاتی برنامه است. در EF Core نیز همانند EF Code First 6.x، برای انجام یک چنین اعمالی از مفهومی به نام Migrations استفاده میشود که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
پیشنیازهای کار با EF Core Migrations
در قسمت قبل در حین بررسی «برپایی تنظیمات اولیه‌ی EF Core 1.0 در یک برنامه‌ی ASP.NET Core 1.0»، چهار مدخل جدید را به فایل project.json برنامه اضافه کردیم. مدخل جدید Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools که به قسمت tools آن اضافه شد، پیشنیاز اصلی کار با EF Core Migrations است.
بررسی ابزارهای خط فرمان EF Core و تشکیل ساختار بانک اطلاعاتی بر اساس کلاس‌های برنامه
پس از تکمیل پیشنیازهای کار با EF Core، از طریق خط فرمان به پوشه‌ی جاری پروژه وارد شده و دستور dotnet ef را صادر کنید.
یک نکته: در ویندوز اگر در پوشه‌ای، کلید shift را نگه دارید و در آن پوشه کلیک راست کنید، در منوی باز شده، گزینه‌ی جدیدی را به نام Open command window here مشاهده خواهید کرد که می‌تواند به سرعت خط فرمان را از پوشه‌ی جاری شروع کند.
خروجی صدور فرمان dotnet ef را در ذیل مشاهده میکنید:
در قسمت Commands آن در انتهای لیست، از فرمان migrations آن استفاده خواهیم کرد. برای این منظور در همین پوشه‌ی جاری، دستور ذیل را صادر کنید:
دستورات migrations با dotnet ef migrations شروع شده و سپس یک سری پارامتر را دریافت می‌کنند برای مثال در اینجا سوئیچ add، به همراه یک نام دلخواه ذکر شده‌است (نام این مرحله را InitialDatabase گذاشته‌ایم). پس از فراخوانی این دستور، اگر به Solution explorer مراجعه کنید، پوشه‌ی جدید Migrations، قابل مشاهده است:
نام دلخواه InitialDatabase را در انتهای نام فایل 13950526050417_InitialDatabase مشاهده میکنید.
اگر قصد حذف این مرحله را داشته باشیم، میتوان دستور dotnet ef migrations remove را مجددا صادر کرد.
فایل 13950526050417_InitialDatabase به همراه کلاسی است که در آن دو متد Up و Down قابل مشاهده هستند. متد Up نحوه‌ی ایجاد جدول جدیدی را از کلاس Person بیان می‌کند و متد Down نحوه‌ی Drop این جدول را پیاده سازی کرده‌است.
فایل ApplicationDbContextModelSnapshot.cs دارای کلاسی است که خلاصه‌ای از تعاریف موجودیت‌های ذکر شده‌ی در DB Context برنامه را به همراه دارد و تفسیر آنها را از دیدگاه EF در اینجا میتوان مشاهده کرد.
پس از مرحله‌ی افزودن migrations، نوبت به اعمال آن به بانک اطلاعاتی است. تا اینجا EF تنها متدهای Up و Down مربوط به ساخت و حذف ساختار جداول را ایجاد کرده‌است. اما هنوز آنها را به بانک اطلاعاتی برنامه اعمال نکرده‌است. برای اینکار در پوشه‌ی جاری دستور ذیل را صادر کنید:
همانطور که ملاحظه میکنید، دستور dotnet ef database update سبب اعمال اطلاعات فایل 13950526050417_InitialDatabase به بانک اطلاعاتی شده‌است.
اکنون اگر به لیست بانک‌های اطلاعاتی مراجعه کنیم، بانک اطلاعاتی جدید TestDbCore2016 را به همراه جدول متناظر کلاس Person میتوان مشاهده کرد:
در اینجا جدول دیگری به نام __EFMigrationsHistory نیز قابل مشاهده‌است که کار آن ذخیره سازی وضعیت فعلی Migrations در بانک اطلاعاتی، جهت مقایسه‌های آتی است. این جدول صرفا توسط ابزارهای EF استفاده میشود و نباید به صورت مستقیم تغییری در آن ایجاد کنید.
مقدار دهی اولیه‌ی جداول بانک‌های اطلاعاتی در EF Core
در همین حالت اگر کنترلر TestDB مطرح شده‌ی در انتهای بحث قسمت قبل را اجرا کنیم، به این استثناء خواهیم رسید:
این تصویر بدین معنا است که کار Migrations موفقیت آمیز بوده‌است و اینبار امکان اتصال و کار با بانک اطلاعاتی وجود دارد، اما این جدول حاوی اطلاعات اولیه‌ای برای نمایش نیست.
در نگارش قبلی EF Code First، امکانات Migrations به همراه یک متد Seed نیز بود که توسط آن کار مقدار دهی اولیه‌ی جداول را میتوان انجام داد (زمانیکه جدولی ایجاد میشود، در همان هنگام، چند رکورد خاص نیز به آن اضافه شوند. برای مثال به جدول کاربران، رکورد اولین کاربر یا همان Admin اضافه شود). این متد در EF Core 1.0 وجود ندارد.
برای این منظور کلاس جدیدی را به نام ApplicationDbContextSeedData به همان پوشه‌ی جدید Migrations اضافه کنید؛ با این محتوا:
و سپس نحوه‌ی فراخوانی آن در متد Configure کلاس آغازین برنامه به صورت زیر است:
به همراه این تغییر در نحوه‌ی معرفی Db Context برنامه:
توضیحات:
- برای پیاده سازی الگوی واحد کار، اولین قدم، مشخص سازی طول عمر Db Context برنامه است. برای اینکه تنها یک Context در طول یک درخواست وهله سازی شود، نیاز است به نحو صریحی طول عمر آن‌را به حالت Scoped تنظیم کرد. متد AddDbContext دارای پارامتری است که این طول عمر را دریافت می‌کند. بنابراین در اینجا ServiceLifetime.Scoped ذکر شده‌است. همچنین در این مثال از نمونه‌ای که IConfigurationRoot به سازنده‌ی کلاس ApplicationDbContext تزریق شده (نکته‌ی انتهای بحث قسمت قبل)، استفاده شده‌است. به همین جهت تنظیمات options آن‌را ملاحظه نمی‌کنید.
- مرحله‌ی بعد نحوه‌ی دسترسی به این سرویس ثبت شده در یک کلاس static دارای متدی الحاقی است. در اینجا دیگر دسترسی مستقیمی به تزریق وابستگی‌ها نداریم و باید کار را با IServiceScopeFactory شروع کنیم. در اینجا می‌توانیم به صورت دستی یک Scope را ایجاد کرده، سپس توسط ServiceProvider آن، به سرویس ApplicationDbContext دسترسی پیدا کنیم و در ادامه از آن به نحو متداولی استفاده نمائیم. IServiceScopeFactory جزو سرویس‌های توکار ASP.NET Core است و در صورت ذکر آن به عنوان پارامتر جدیدی در متد Configure، به صورت خودکار وهله سازی شده و در اختیار ما قرار می‌گیرد.
- نکته‌ی مهمی که در اینجا بکار رفته‌است، ایجاد Scope و dispose خودکار آن توسط عبارت using است. باید دقت داشت که ایجاد Scope و تخریب آن به صورت خودکار در ابتدا و انتهای درخواست‌ها توسط ASP.NET Core انجام میشود. اما چون شروع کار ما از متد Configure است، در اینجا خارج از Scope قرار داریم و باید مدیریت ایجاد و تخریب آن‌را به صورت دستی انجام دهیم که نمونه‌ای از آن‌را در متد SeedData کلاس ApplicationDbContextSeedData ملاحظه میکنید. در اینجا Scope ایی ایجاد شده‌است. سپس داده‌های اولیه‌ی مدنظر به بانک اطلاعاتی اضافه گردیده و در آخر این Scope تخریب شده‌است.
- اگر کار ایجاد و تخریب scope، به نحوی که مشخص شده‌است انجام نگیرد، طول عمر درخواستی خارج از Scope، همواره Singleton خواهد بود. چون خارج از طول عمر درخواست جاری قرار داریم و هنوز کار به سرویس دهی درخواست‌ها نرسیده‌است. بنابراین مدیریت Scopeها هنوز شروع نشده‌است و باید به صورت دستی انجام شود.
در این حالت اگر برنامه را اجرا کنیم، این خروجی قابل مشاهده است:
که به معنای کار کردن متد SeedData و ثبت اطلاعات اولیه‌ای در بانک اطلاعاتی است.
اعمال تغییرات به مدل‌های برنامه و به روز رسانی ساختار بانک اطلاعاتی
فرض کنید به کلاس Person قسمت قبل، خاصیت Age را هم اضافه کرده‌ایم:
در این حالت اگر برنامه را اجرا کنیم، به استثنای ذیل خواهیم رسید:
برای رفع این مشکل نیاز است مجددا مراحل Migrations را اجرا کرد:
در اینجا همان دستورات قبل را مجددا اجرا میکنیم. با این تفاوت که اینبار نام دلخواه این مرحله را مثلا v2، به معنای نگارش دوم وارد کرده‌ایم.
با اجرا این دستورات، فایل جدید 13950526073248_v2 به پوشه‌ی Migrations اضافه میشود. این فایل حاوی نحوه‌ی به روز رسانی بانک اطلاعاتی، بر اساس خاصیت جدید Age است. سپس با اجرای دستور dotnet ef database update، کار به روز رسانی بانک اطلاعاتی بر اساس مرحله‌ی v2 انجام میشود.
بنابراین هر بار که تغییری را در مدل‌های خود ایجاد میکنید، یکبار باید کلاس مهاجرت آن‌را ایجاد کنید و سپس آن‌را به بانک اطلاعاتی اعمال نمائید.
تهیه اسکریپت تغییرات بجای اعمال تغییرات توسط ابزارهای EF
شاید علاقمند باشید که پیش از اعمال تغییرات به بانک اطلاعاتی، یک اسکریپت SQL از آن تهیه کنید (جهت مطالعه و یا اعمال دستی آن توسط خودتان). برای اینکار می‌توانید دستور ذیل را در پوشه‌ی جاری پروژه اجرا کنید:
در این حالت اسکریپت SQL تغییرات، در فایلی به نام v2.sql، در ریشه‌ی جاری پروژه تولید میشود.
تغییرات ساختار جدول __EFMigrationsHistory در EF Core 1.0
در EF 6.x، ساختار اطلاعات جدول نگهداری تاریخچه‌ی تغییرات، بسیار پیچیده بود و شامل رشته‌ای gzip شده‌ی حاوی یک snapshot از کل ساختار دیتابیس در هر مرحله‌ی migration بود. در این نگارش، این snapshot حذف شده‌است و بجای آن فایل ApplicationDbContextModelSnapshot.cs را مشاهده میکنید (تنها یک snapshot به ازای کل context برنامه). همچنین در اینجا کاملا مشخص است که چه مراحلی به بانک اطلاعاتی اعمال شده‌اند و دیگر خبری از رشته‌ی gzip شده‌ی قبلی نیست (تصویر فوق).
در شکل زیر ساختار قبلی این جدول را در EF 6.x مشاهده میکنید. در EF 6.x حتی فضای نام کلاس‌های موجودیت‌های برنامه هم مهم هستند و در صورت تغییر، مشکل ایجاد میشود:
مهاجرت خودکار از EF Core حذف شده‌است
در EF 6.x در کنار کلاس Db Context یک کلاس Configuration هم وجود داشت که برای مثال امکان چنین تعریفی در آن میسر هست:
کار آن مهاجرت خودکار اطلاعات context به بانک اطلاعاتی بود؛ بدون نیازی به استفاده از دستورات خط فرمان مرتبط. تمام این موارد از EF Core حذف شده‌اند و علت آن‌را می‌توانید در توضیحات یکی از اعضای تیم EF Core در اینجا مطالعه کنید و خلاصه‌ی آن به این شرح است:
با حذف مهاجرت خودکار:
- دیگر نیازی نیست تا model snapshots در بانک اطلاعاتی ذخیره شوند (همان ساده شدن ساختار جدول ذخیره سازی تاریخچه‌ی مهاجرت‌های فوق).
- در حالت افزودن یک مرحله‌ی مهاجرت، دیگر نیازی به کوئری گرفتن از بانک اطلاعاتی نخواهد بود (سرعت بیشتر).
- میتوان چندین مرحله‌ی مهاجرت را افزود بدون اینکه الزاما مجبور به اعمال آنها به بانک اطلاعاتی باشیم.
- کاهش کدهای مدیریت ساختار بانک اطلاعاتی.
- تیم‌ها برای یکی کردن تغییرات خود مشکلی نخواهند داشت چون دیگر snapshot مدل‌ها در جدول __EFMigrationsHistory ذخیره نمی‌شود.
بنابراین در EF Core میتوان مهاجرت v1 را اضافه کرد. سپس تغییراتی را در کدها اعمال کرد. در ادامه مهاجرت v2 را تولید کرد و در آخر کار اعمال یکجای این‌ها را به بانک اطلاعاتی انجام داد.
هرچند در اینجا اگر می‌خواهید مرحله‌ی اجرای دستور dotnet ef database update را حذف کنید، می‌توانید از کدهای ذیل نیز استفاده نمائید:
روش فراخوانی آن نیز همانند روش فراخوانی متد SeedData است که پیشتر بحث شد.
کار متد Migrate، ایجاد بانک اطلاعاتی در صورت عدم وجود و سپس اعمال تمام مراحل migration ایی است که در جدول __EFMigrationsHistory ثبت نشده‌اند (دقیقا همان کار دستور dotnet ef database update را انجام می‌دهد).
تفاوت متد Database.EnsureCreated با متد Database.Migrate
اگر به متدهای context.Database دقت کنید، یکی از آنها EnsureCreated نام دارد. این متد نیز سبب تولید بانک اطلاعاتی بر اساس ساختار Context برنامه میشود. اما هدف آن صرفا استفاده‌ی از آن در آزمون‌های واحد سریع است. از این جهت که جدول __EFMigrationsHistory را تولید نمی‌کند (برخلاف متد Migrate). بنابراین بجز آزمون‌های واحد، در جای دیگری از آن استفاده نکنید چون به دلیل عدم تولید جدول __EFMigrationsHistory توسط آن، قابلیت استفاده‌ی از بانک اطلاعاتی تولید شده‌ی توسط آن با امکانات migrations وجود ندارد. در پایان آزمون واحد نیز میتوان از متد EnsureDeleted برای حذف این بانک اطلاعاتی موقتی استفاده کرد.
در قسمت بعد، مطالب تکمیلی مهاجرت‌ها را بررسی خواهیم کرد. برای مثال چگونه میتوان کلاس‌های موجودیت‌ها را به اسمبلی‌های دیگری منتقل کرد.
پیشنیازهای کار با EF Core Migrations
در قسمت قبل در حین بررسی «برپایی تنظیمات اولیه‌ی EF Core 1.0 در یک برنامه‌ی ASP.NET Core 1.0»، چهار مدخل جدید را به فایل project.json برنامه اضافه کردیم. مدخل جدید Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools که به قسمت tools آن اضافه شد، پیشنیاز اصلی کار با EF Core Migrations است.
بررسی ابزارهای خط فرمان EF Core و تشکیل ساختار بانک اطلاعاتی بر اساس کلاس‌های برنامه
پس از تکمیل پیشنیازهای کار با EF Core، از طریق خط فرمان به پوشه‌ی جاری پروژه وارد شده و دستور dotnet ef را صادر کنید.
یک نکته: در ویندوز اگر در پوشه‌ای، کلید shift را نگه دارید و در آن پوشه کلیک راست کنید، در منوی باز شده، گزینه‌ی جدیدی را به نام Open command window here مشاهده خواهید کرد که می‌تواند به سرعت خط فرمان را از پوشه‌ی جاری شروع کند.
خروجی صدور فرمان dotnet ef را در ذیل مشاهده میکنید:
D:\Prog\1395\Core1RtmEmptyTest\src\Core1RtmEmptyTest>dotnet ef
_/\__
---==/ \\
___ ___ |. \|\
| __|| __| | ) \\\
| _| | _| \_/ | //|\\
|___||_| / \\\/\\
Entity Framework .NET Core CLI Commands 1.0.0-preview2-21431
Usage: dotnet ef [options] [command]
Options:
-h|--help Show help information
-v|--verbose Enable verbose output
--version Show version information
--assembly <ASSEMBLY> The assembly file to load.
--startup-assembly <ASSEMBLY> The assembly file containing the startup class.
--data-dir <DIR> The folder used as the data directory (defaults to current working directory).
--project-dir <DIR> The folder used as the project directory (defaults to current working directory).
--content-root-path <DIR> The folder used as the content root path for the application (defaults to application base directory).
--root-namespace <NAMESPACE> The root namespace of the target project (defaults to the project assembly name).
Commands:
database Commands to manage your database
dbcontext Commands to manage your DbContext types
migrations Commands to manage your migrations
Use "dotnet ef [command] --help" for more information about a command. D:\Prog\1395\Core1RtmEmptyTest\src\Core1RtmEmptyTest>dotnet ef migrations add InitialDatabase
نام دلخواه InitialDatabase را در انتهای نام فایل 13950526050417_InitialDatabase مشاهده میکنید.
اگر قصد حذف این مرحله را داشته باشیم، میتوان دستور dotnet ef migrations remove را مجددا صادر کرد.
فایل 13950526050417_InitialDatabase به همراه کلاسی است که در آن دو متد Up و Down قابل مشاهده هستند. متد Up نحوه‌ی ایجاد جدول جدیدی را از کلاس Person بیان می‌کند و متد Down نحوه‌ی Drop این جدول را پیاده سازی کرده‌است.
فایل ApplicationDbContextModelSnapshot.cs دارای کلاسی است که خلاصه‌ای از تعاریف موجودیت‌های ذکر شده‌ی در DB Context برنامه را به همراه دارد و تفسیر آنها را از دیدگاه EF در اینجا میتوان مشاهده کرد.
پس از مرحله‌ی افزودن migrations، نوبت به اعمال آن به بانک اطلاعاتی است. تا اینجا EF تنها متدهای Up و Down مربوط به ساخت و حذف ساختار جداول را ایجاد کرده‌است. اما هنوز آنها را به بانک اطلاعاتی برنامه اعمال نکرده‌است. برای اینکار در پوشه‌ی جاری دستور ذیل را صادر کنید:
D:\Prog\1395\Core1RtmEmptyTest\src\Core1RtmEmptyTest>dotnet ef database update Applying migration '13950526050417_InitialDatabase'. Done.
اکنون اگر به لیست بانک‌های اطلاعاتی مراجعه کنیم، بانک اطلاعاتی جدید TestDbCore2016 را به همراه جدول متناظر کلاس Person میتوان مشاهده کرد:
در اینجا جدول دیگری به نام __EFMigrationsHistory نیز قابل مشاهده‌است که کار آن ذخیره سازی وضعیت فعلی Migrations در بانک اطلاعاتی، جهت مقایسه‌های آتی است. این جدول صرفا توسط ابزارهای EF استفاده میشود و نباید به صورت مستقیم تغییری در آن ایجاد کنید.
مقدار دهی اولیه‌ی جداول بانک‌های اطلاعاتی در EF Core
در همین حالت اگر کنترلر TestDB مطرح شده‌ی در انتهای بحث قسمت قبل را اجرا کنیم، به این استثناء خواهیم رسید:
این تصویر بدین معنا است که کار Migrations موفقیت آمیز بوده‌است و اینبار امکان اتصال و کار با بانک اطلاعاتی وجود دارد، اما این جدول حاوی اطلاعات اولیه‌ای برای نمایش نیست.
در نگارش قبلی EF Code First، امکانات Migrations به همراه یک متد Seed نیز بود که توسط آن کار مقدار دهی اولیه‌ی جداول را میتوان انجام داد (زمانیکه جدولی ایجاد میشود، در همان هنگام، چند رکورد خاص نیز به آن اضافه شوند. برای مثال به جدول کاربران، رکورد اولین کاربر یا همان Admin اضافه شود). این متد در EF Core 1.0 وجود ندارد.
برای این منظور کلاس جدیدی را به نام ApplicationDbContextSeedData به همان پوشه‌ی جدید Migrations اضافه کنید؛ با این محتوا:
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using Core1RtmEmptyTest.Entities;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
namespace Core1RtmEmptyTest.Migrations
{
public static class ApplicationDbContextSeedData
{
public static void SeedData(this IServiceScopeFactory scopeFactory)
{
using (var serviceScope = scopeFactory.CreateScope())
{
var context = serviceScope.ServiceProvider.GetService<ApplicationDbContext>();
if (!context.Persons.Any())
{
var persons = new List<Person>
{
new Person
{
FirstName = "Admin",
LastName = "User"
}
};
context.AddRange(persons);
context.SaveChanges();
}
}
}
}
} public void Configure(IServiceScopeFactory scopeFactory)
{
scopeFactory.SeedData(); public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddDbContext<ApplicationDbContext>(ServiceLifetime.Scoped); - برای پیاده سازی الگوی واحد کار، اولین قدم، مشخص سازی طول عمر Db Context برنامه است. برای اینکه تنها یک Context در طول یک درخواست وهله سازی شود، نیاز است به نحو صریحی طول عمر آن‌را به حالت Scoped تنظیم کرد. متد AddDbContext دارای پارامتری است که این طول عمر را دریافت می‌کند. بنابراین در اینجا ServiceLifetime.Scoped ذکر شده‌است. همچنین در این مثال از نمونه‌ای که IConfigurationRoot به سازنده‌ی کلاس ApplicationDbContext تزریق شده (نکته‌ی انتهای بحث قسمت قبل)، استفاده شده‌است. به همین جهت تنظیمات options آن‌را ملاحظه نمی‌کنید.
- مرحله‌ی بعد نحوه‌ی دسترسی به این سرویس ثبت شده در یک کلاس static دارای متدی الحاقی است. در اینجا دیگر دسترسی مستقیمی به تزریق وابستگی‌ها نداریم و باید کار را با IServiceScopeFactory شروع کنیم. در اینجا می‌توانیم به صورت دستی یک Scope را ایجاد کرده، سپس توسط ServiceProvider آن، به سرویس ApplicationDbContext دسترسی پیدا کنیم و در ادامه از آن به نحو متداولی استفاده نمائیم. IServiceScopeFactory جزو سرویس‌های توکار ASP.NET Core است و در صورت ذکر آن به عنوان پارامتر جدیدی در متد Configure، به صورت خودکار وهله سازی شده و در اختیار ما قرار می‌گیرد.
- نکته‌ی مهمی که در اینجا بکار رفته‌است، ایجاد Scope و dispose خودکار آن توسط عبارت using است. باید دقت داشت که ایجاد Scope و تخریب آن به صورت خودکار در ابتدا و انتهای درخواست‌ها توسط ASP.NET Core انجام میشود. اما چون شروع کار ما از متد Configure است، در اینجا خارج از Scope قرار داریم و باید مدیریت ایجاد و تخریب آن‌را به صورت دستی انجام دهیم که نمونه‌ای از آن‌را در متد SeedData کلاس ApplicationDbContextSeedData ملاحظه میکنید. در اینجا Scope ایی ایجاد شده‌است. سپس داده‌های اولیه‌ی مدنظر به بانک اطلاعاتی اضافه گردیده و در آخر این Scope تخریب شده‌است.
- اگر کار ایجاد و تخریب scope، به نحوی که مشخص شده‌است انجام نگیرد، طول عمر درخواستی خارج از Scope، همواره Singleton خواهد بود. چون خارج از طول عمر درخواست جاری قرار داریم و هنوز کار به سرویس دهی درخواست‌ها نرسیده‌است. بنابراین مدیریت Scopeها هنوز شروع نشده‌است و باید به صورت دستی انجام شود.
در این حالت اگر برنامه را اجرا کنیم، این خروجی قابل مشاهده است:
که به معنای کار کردن متد SeedData و ثبت اطلاعات اولیه‌ای در بانک اطلاعاتی است.
اعمال تغییرات به مدل‌های برنامه و به روز رسانی ساختار بانک اطلاعاتی
فرض کنید به کلاس Person قسمت قبل، خاصیت Age را هم اضافه کرده‌ایم:
namespace Core1RtmEmptyTest.Entities
{
public class Person
{
public int PersonId { get; set; }
public string FirstName { get; set; }
public string LastName { get; set; }
public int Age { get; set; }
}
} An unhandled exception occurred while processing the request. SqlException: Invalid column name 'Age'.
D:\Prog\1395\Core1RtmEmptyTest\src\Core1RtmEmptyTest>dotnet ef migrations add v2 D:\Prog\1395\Core1RtmEmptyTest\src\Core1RtmEmptyTest>dotnet ef database update
با اجرا این دستورات، فایل جدید 13950526073248_v2 به پوشه‌ی Migrations اضافه میشود. این فایل حاوی نحوه‌ی به روز رسانی بانک اطلاعاتی، بر اساس خاصیت جدید Age است. سپس با اجرای دستور dotnet ef database update، کار به روز رسانی بانک اطلاعاتی بر اساس مرحله‌ی v2 انجام میشود.
بنابراین هر بار که تغییری را در مدل‌های خود ایجاد میکنید، یکبار باید کلاس مهاجرت آن‌را ایجاد کنید و سپس آن‌را به بانک اطلاعاتی اعمال نمائید.
تهیه اسکریپت تغییرات بجای اعمال تغییرات توسط ابزارهای EF
شاید علاقمند باشید که پیش از اعمال تغییرات به بانک اطلاعاتی، یک اسکریپت SQL از آن تهیه کنید (جهت مطالعه و یا اعمال دستی آن توسط خودتان). برای اینکار می‌توانید دستور ذیل را در پوشه‌ی جاری پروژه اجرا کنید:
D:\Prog\1395\Core1RtmEmptyTest\src\Core1RtmEmptyTest>dotnet ef migrations script -o v2.sql
تغییرات ساختار جدول __EFMigrationsHistory در EF Core 1.0
در EF 6.x، ساختار اطلاعات جدول نگهداری تاریخچه‌ی تغییرات، بسیار پیچیده بود و شامل رشته‌ای gzip شده‌ی حاوی یک snapshot از کل ساختار دیتابیس در هر مرحله‌ی migration بود. در این نگارش، این snapshot حذف شده‌است و بجای آن فایل ApplicationDbContextModelSnapshot.cs را مشاهده میکنید (تنها یک snapshot به ازای کل context برنامه). همچنین در اینجا کاملا مشخص است که چه مراحلی به بانک اطلاعاتی اعمال شده‌اند و دیگر خبری از رشته‌ی gzip شده‌ی قبلی نیست (تصویر فوق).
در شکل زیر ساختار قبلی این جدول را در EF 6.x مشاهده میکنید. در EF 6.x حتی فضای نام کلاس‌های موجودیت‌های برنامه هم مهم هستند و در صورت تغییر، مشکل ایجاد میشود:
مهاجرت خودکار از EF Core حذف شده‌است
در EF 6.x در کنار کلاس Db Context یک کلاس Configuration هم وجود داشت که برای مثال امکان چنین تعریفی در آن میسر هست:
public Configuration()
{
AutomaticMigrationsEnabled = true;
} با حذف مهاجرت خودکار:
- دیگر نیازی نیست تا model snapshots در بانک اطلاعاتی ذخیره شوند (همان ساده شدن ساختار جدول ذخیره سازی تاریخچه‌ی مهاجرت‌های فوق).
- در حالت افزودن یک مرحله‌ی مهاجرت، دیگر نیازی به کوئری گرفتن از بانک اطلاعاتی نخواهد بود (سرعت بیشتر).
- میتوان چندین مرحله‌ی مهاجرت را افزود بدون اینکه الزاما مجبور به اعمال آنها به بانک اطلاعاتی باشیم.
- کاهش کدهای مدیریت ساختار بانک اطلاعاتی.
- تیم‌ها برای یکی کردن تغییرات خود مشکلی نخواهند داشت چون دیگر snapshot مدل‌ها در جدول __EFMigrationsHistory ذخیره نمی‌شود.
بنابراین در EF Core میتوان مهاجرت v1 را اضافه کرد. سپس تغییراتی را در کدها اعمال کرد. در ادامه مهاجرت v2 را تولید کرد و در آخر کار اعمال یکجای این‌ها را به بانک اطلاعاتی انجام داد.
هرچند در اینجا اگر می‌خواهید مرحله‌ی اجرای دستور dotnet ef database update را حذف کنید، می‌توانید از کدهای ذیل نیز استفاده نمائید:
using Core1RtmEmptyTest.Entities;
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
namespace Core1RtmEmptyTest.Migrations
{
public static class DbInitialization
{
public static void Initialize(this IServiceScopeFactory scopeFactory)
{
using (var serviceScope = scopeFactory.CreateScope())
{
var context = serviceScope.ServiceProvider.GetService<ApplicationDbContext>();
// Applies any pending migrations for the context to the database.
// Will create the database if it does not already exist.
context.Database.Migrate();
}
}
}
} کار متد Migrate، ایجاد بانک اطلاعاتی در صورت عدم وجود و سپس اعمال تمام مراحل migration ایی است که در جدول __EFMigrationsHistory ثبت نشده‌اند (دقیقا همان کار دستور dotnet ef database update را انجام می‌دهد).
تفاوت متد Database.EnsureCreated با متد Database.Migrate
اگر به متدهای context.Database دقت کنید، یکی از آنها EnsureCreated نام دارد. این متد نیز سبب تولید بانک اطلاعاتی بر اساس ساختار Context برنامه میشود. اما هدف آن صرفا استفاده‌ی از آن در آزمون‌های واحد سریع است. از این جهت که جدول __EFMigrationsHistory را تولید نمی‌کند (برخلاف متد Migrate). بنابراین بجز آزمون‌های واحد، در جای دیگری از آن استفاده نکنید چون به دلیل عدم تولید جدول __EFMigrationsHistory توسط آن، قابلیت استفاده‌ی از بانک اطلاعاتی تولید شده‌ی توسط آن با امکانات migrations وجود ندارد. در پایان آزمون واحد نیز میتوان از متد EnsureDeleted برای حذف این بانک اطلاعاتی موقتی استفاده کرد.
در قسمت بعد، مطالب تکمیلی مهاجرت‌ها را بررسی خواهیم کرد. برای مثال چگونه میتوان کلاس‌های موجودیت‌ها را به اسمبلی‌های دیگری منتقل کرد.
A few highlights for this release include:
- Support for 64-bit identity seed values
- Support for new BCL
DateOnlyandTimeOnlystructs for SQLite - Uniquify and validate check constraint names
- Pre-convention model configuration
مروری بر امکانات Caching اطلاعات در ASP.NET MVC
در برنامه‌های وب، بالاترین حد کارآیی برنامه‌ها از طریق بهینه سازی الگوریتم‌ها حاصل نمی‌شود، بلکه با بکارگیری امکانات Caching سبب خواهیم شد تا اصلا کدی اجرا نشود. در ASP.NET MVC این هدف از طریق بکارگیری فیلتری به نام OutputCache میسر می‌گردد:
using System.Web.Mvc;
namespace MvcApplication16.Controllers
{
public class HomeController : Controller
{
[OutputCache(Duration = 60, VaryByParam = "none")]
public ActionResult Index()
{
return View();
}
}
}
همانطور که ملاحظه میکنید، OutputCache را به یک اکشن متد یا حتی به یک کنترلر نیز میتوان اعمال کرد. به این ترتیب HTML نهایی حاصل از View متناظر با اکشن متد جاری فراخوانی شده، Cache خواهد شد. سپس زمانیکه درخواست بعدی به سرور ارسال میشود، نتیجه دریافت شده، همان اطلاعات Cache شده قبلی است و عملا در سمت سرور کدی اجرا نخواهد شد. در اینجا توسط پارامتر Duration، مدت زمان معتبر بودن کش حاصل، برحسب ثانیه مشخص میشود. VaryByParam مشخص می‌کند که اگر متدی پارامتری را دریافت می‌کند، آیا باید به ازای هر مقدار دریافتی، مقادیر کش شده متفاوتی ذخیره شوند یا خیر. در اینجا چون متد Index پارامتری ندارد، از مقدار none استفاده شده است.
مثال یک
یک پروژه جدید خالی ASP.NET MVC را آغاز کنید. سپس کنترلر جدید Home را نیز به آن اضافه نمائید:
using System;
using System.Web.Mvc;
namespace MvcApplication16.Controllers
{
public class HomeController : Controller
{
[OutputCache(Duration = 60, VaryByParam = "none")]
public ActionResult Index()
{
ViewBag.ControllerTime = DateTime.Now;
return View();
}
}
}
همچنین کدهای View متد Index را نیز به نحو زیر تغییر دهید:
@{
ViewBag.Title = "Index";
}
<h2>Index</h2>
<p>@ViewBag.ControllerTime</p>
<p>@DateTime.Now</p>
در اینجا نمایش دو زمان دریافتی از کنترلر و زمان محاسبه شده در View را مشاهده میکنید. هدف این است که بررسی کنیم آیا فیلتر OutputCache بر روی این دو مقدار تاثیری دارد یا خیر.
برنامه را اجرا نمائید. سپس چند بار صفحه را Refresh کنید. مشاهده خواهید کرد که هر دو زمان یاد شده تا 60 ثانیه، تغییری نخواهند کرد و حاصل نهایی از Cache خواهنده میشود.
کاربرد یک چنین حالتی برای مثال نمایش اطلاعات بازدیدهای یک سایت است. نباید به ازای هر کاربر وارد شده به سایت، یکبار به بانک اطلاعاتی مراجعه کرد و آمار جدیدی را تهیه نمود. یا برای نمونه اگر جایی قرار است اطلاعات وضعیت آب و هوا نمایش داده شود، بهتر است این اطلاعات، مثلا هر نیم ساعت یکبار به روز شود و نه به ازای هر بازدید جدید از سایت، توسط صدها بازدید کننده همزمان. یا برای مثال کش کردن خروجی فید RSS یک بلاگ به مدت چند ساعت نیز ایده خوبی است. از این لحاظ که اگر اطلاعات بلاگ شما روزی یکبار به روز میشود، نیازی نیست تا به ازای هر برنامه فیدخوان، یکبار اطلاعات از بانک اطلاعاتی دریافت شده و پروسه رندر نهایی فید صورت گیرد. منوهای پویای یک سایت نیز در همین رده قرار می‌گیرند. دریافت اطلاعات منوهای پویای سایت به ازای هر درخواست رسیده کاربری جدید، کار اشتباهی است. این اطلاعات نیز باید کش شوند تا بار سرور کاهش یابد. البته تمام این‌ها زمانی میسر خواهند شد که اطلاعات سمت سرور کش شوند.
مثال دو
همان مثال قبلی را در اینجا جهت بررسی پارامتر VaryByParam به نحو زیر تغییر می‌دهیم:
using System;
using System.Web.Mvc;
namespace MvcApplication16.Controllers
{
public class HomeController : Controller
{
[OutputCache(Duration = 60, VaryByParam = "none")]
public ActionResult Index(string parameter)
{
ViewBag.Msg = parameter ?? string.Empty;
ViewBag.ControllerTime = DateTime.Now;
return View();
}
}
}
در اینجا یک پارامتر به متد Index اضافه شده است. مقدار آن به ViewBag.Msg انتساب داده شده و سپس در View ، در بین تگ‌های h2 نمایش داده خواهد شد. همچنین یک فرم ساده هم جهت ارسال parameter به متد Index اضافه شده است:
@{
ViewBag.Title = "Index";
}
<h2>@ViewBag.Msg</h2>
<p>@ViewBag.ControllerTime</p>
<p>@DateTime.Now</p>
@using (Html.BeginForm())
{
@Html.TextBox("parameter")
<input type="submit" />
}
اکنون برنامه را اجرا کنید. در TextBox نمایش داده شده یکبار مثلا بنویسید Test1 و فرم را به سرور ارسال نمائید. سپس مقدار Test2 را وارد کرده و ارسال نمائید. در بار دوم، خروجی صفحه همانند زمانی است که مقدار Test1 ارسال شده است. علت این است که مقدار VaryByParam به none تنظیم شده است و صرفنظر از ورودی کاربر، همان اطلاعات کش شده قبلی بازگشت داده خواهد شد. برای رفع این مشکل، متد Index را به نحو زیر تغییر دهید، به طوریکه مقدار VaryByParam به نام پارامتر متد جاری اشاره کند:
[OutputCache(Duration = 60, VaryByParam = "parameter")]
public ActionResult Index(string parameter)
در ادامه مجددا برنامه را اجرا کنید. اکنون یکبار مقدار Test1 را به سرور ارسال کنید. سپس مقدار Test2 را ارسال نمائید. مجددا همین دو مرحله را با مقادیر Test1 و Test2 تکرار کنید. مشاهده خواهید کرد که اینبار اطلاعات بر اساس مقدار پارامتر ارسالی کش شده است.
تنظیمات متفاوت OutputCache
الف) VaryByParam : اگر مساوی none قرار گیرد، همواره همان مقدار کش شده قبلی نمایش داده میشود. اگر مقدار آن به نام پارامتر خاصی تنظیم شود، اطلاعات کش شده بر اساس مقادیر متفاوت پارامتر دریافتی، متفاوت خواهند بود. در اینجا پارامترهای متفاوت را با یک «,» میتوان از هم جدا ساخت. اگر تعداد پارامترها زیاد است میتوان مقدار VaryByParam را مساوی با * قرار داد. در این حالت به ازای مقادیر متفاوت دریافتی پارامترهای مختلف، اطلاعات مجزایی در کش قرار خواهد گرفت. این روش آخر آنچنان توصیه نمی‌شود چون سربار بالایی دارد و حجم بالایی از اطلاعات بر اساس پارامترهای مختلف، باید در کش قرار گیرند.
ب) Location : مکان قرارگیری اطلاعات کش شده را مشخص می‌کند. مقدار آن نیز بر اساس یک enum به نام OutputCacheLocation مشخص می‌گردد. در این حالت برای مثال میتوان مکان‌های Server، Client و ServerAndClient را مقدار دهی نمود. مقدار Downstream به معنای کش شدن اطلاعات بر روی پروکسی سرورهای بین راه و یا مرورگرها است. پیش فرض آن Any است که ترکیبی از Server و Downstream می‌باشد.
اگر قرار است اطلاعات یکسانی به تمام کاربران نمایش داده شود، مثلا محتوای لیست یک منوی پویا، محل قرارگیری اطلاعات کش باید سمت سرور باشد. اگر نیاز است به ازای هر کاربر محتوای اطلاعات کش شده متفاوت باشد، بهتر است محل سمت کلاینت را مقدار دهی نمود.
ج) VaryByHeader : اطلاعات، بر اساس هدرهای مشخص شده، کش میشوند. برای مثال مرسوم است که از Accept-Language در اینجا استفاده شود تا اطلاعات مثلا فرانسوی کش شده، به کاربر آلمانی تحویل داده نشود.
د) VaryByCustom : در این حالت نام یک متد استاتیک تعریف شده در فایل global.asax.cs باید مشخص گردد. توسط این متد کلید رشته‌ای اطلاعاتی که قرار است کش شود، بازگشت داده خواهد شد.
ه) SqlDependency : در این حالت اطلاعات تا زمانیکه تغییری در جداول بانک اطلاعاتی SQL Server صورت نگیرد، کش خواهد شد.
و) Nostore : به پروکسی سرورهای بین راه و همچنین مرورگرها اطلاع می‌دهد که اطلاعات را نباید کش کنند. اگر قسمت اعتبار سنجی این سری را به خاطر داشته باشید، چنین تعریفی در قسمت Remote validation بکارگرفته شد:
[OutputCache(Location = OutputCacheLocation.None, NoStore = true)]
و یا میتوان برای اینکار یک فیلتر سفارشی را نیز تهیه کرد:
using System;
using System.Web.Mvc;
namespace MvcApplication16.Helper
{
/// <summary>
/// Adds "Cache-Control: private, max-age=0" header,
/// ensuring that the responses are not cached by the user's browser.
/// </summary>
public class NoCachingAttribute : ActionFilterAttribute
{
public override void OnActionExecuted(ActionExecutedContext filterContext)
{
base.OnActionExecuted(filterContext);
filterContext.HttpContext.Response.CacheControl = "private";
filterContext.HttpContext.Response.Cache.SetMaxAge(TimeSpan.FromSeconds(0));
}
}
}
کار این فیلتر اضافه کردن هدر «Cache-Control: private, max-age=0» به Response است.
استفاده از فایل Web.Config برای معرفی تنظیمات Caching
یکی دیگر از تنظیمات ویژگی OutputCache، پارامتر CacheProfile است که امکان تنظیم آن در فایل web.config نیز وجود دارد. برای نمونه تنظیمات زیر را به قسمت system.web فایل وب کانفیگ برنامه اضافه کنید:
<system.web>
<caching>
<outputCacheSettings>
<outputCacheProfiles>
<add name="Aggressive" location="ServerAndClient" duration="300"/>
<add name="Mild" duration="100" location="Server" />
</outputCacheProfiles>
</outputCacheSettings>
</caching>
سپس مثلا برای استفاده از پروفایلی به نام Aggressive، خواهیم داشت:
[OutputCache(CacheProfile = "Aggressive", VaryByParam = "parameter")]
public ActionResult Index(string parameter)
استفاده از ویژگی به نام donut caching
تا اینجا به این نتیجه رسیدیم که OutputCache، کل خروجی یک View را بر اساس پارامترهای مختلفی که دریافت می‌کند، کش خواهد کرد. در این بین اگر بخواهیم تنها قسمت کوچکی از صفحه کش نشود چه باید کرد؟ برای حل این مشکل قابلیتی به نام cache substitution که به donut caching هم معروف است (چون آن‌را میتوان به شکل یک donut تصور کرد!) در ASP.NET MVC قابل استفاده است.
@{ Response.WriteSubstitution(ctx => DateTime.Now.ToShortTimeString()); }
همانطور که ملاحظه میکنید برای تعریف یک چنین اطلاعاتی باید از متد Response.WriteSubstitution در یک view استفاده کرد. در این مثال، نمایش زمان جاری معرفی شده، صرف نظر از وضعیت کش صفحه جاری، کش نخواهد شد.
عکس آن هم ممکن است. فرض کنید که صفحه جاری شما از سه partial view تشکیل شده است. هر کدام از این partial viewها نیز مزین به OutpuCache هستند. اما صفحه اصلی درج کننده اطلاعات این سه partial view فاقد ویژگی Output کش است. در این حالت تنها اطلاعات این partial viewها کش خواهند شد و سایر قسمت‌های صفحه با هر بار درخواست از سرور، مجددا بر اساس اطلاعات جدید به روز خواهند شد. حالت توصیه شده نیز همین مورد است و متد Response.WriteSubstitution را صرفا جهت اطلاعات عمومی درنظر داشته باشید.
استفاده از امکانات Data Caching به صورت مستقیم
مطالبی که تا اینجا عنوان شدند به کش کردن اطلاعات Response اختصاص داشتند. اما امکانات Caching موجود، به این مورد خلاصه نشده و میتوان اطلاعات و اشیاء را نیز کش کرد. برای مثال اطلاعات «با سطح دسترسی عمومی» دریافتی از بانک اطلاعاتی توسط یک کوئری را نیز میتوان کش کرد. جهت انجام اینکار میتوان از متدهای HttpRuntime.Cache.Insert و یا HttpContext.Cache.Insert استفاده کرد. استفاده از HttpContext.Cache.Insert حین نوشتن Unit tests دردسر کمتری دارد و mocking آن ساده است؛ از این جهت که بر اساس HttpContextBase تعریف شده‌است.
در ادامه یک کلاس کمکی نوشتن اطلاعات در cache و سپس بازیابی آن‌را ملاحظه میکنید:
using System;
using System.Web;
using System.Web.Caching;
namespace MvcApplication16.Helper
{
public static class CacheManager
{
public static void CacheInsert(this HttpContextBase httpContext, string key, object data, int durationMinutes)
{
if (data == null) return;
httpContext.Cache.Add(
key,
data,
null,
DateTime.Now.AddMinutes(durationMinutes),
TimeSpan.Zero,
CacheItemPriority.AboveNormal,
null);
}
public static T CacheRead<T>(this HttpContextBase httpContext, string key)
{
var data = httpContext.Cache[key];
if (data != null)
return (T)data;
return default(T);
}
public static void InvalidateCache(this HttpContextBase httpContext, string key)
{
httpContext.Cache.Remove(key);
}
}
}
و برای استفاده از آن در یک اکشن متد، ابتدا نیاز است فضای نام این کلاس تعریف شود و سپس برای نمونه متد HttpContext.CacheInsert در دسترس خواهد بود. HttpContext یکی از خواص تعریف شده در شیء کنترلر است که با ارث بری کنترلرها از آن، همواره در دسترس می‌باشد.
در اینجا برای نمونه اطلاعات یک لیست جنریک دریافتی از بانک اطلاعاتی را مثلا 10 دقیقه (بسته به پارامتر durationMinutes آن) میتوان کش کرد و سپس توسط متد CacheRead آن‌را دریافت نمود. اگر متد CacheRead نال برگرداند به معنای خالی بودن کش است. بنابراین یکبار اطلاعات را از بانک اطلاعاتی دریافت نموده و سپس آن‌را کش خواهیم کردیم.
البته هستند ORMهایی که یک چنین کارهایی را به صورت توکار پشتیبانی کنند. به مکانیزم آن، Second level cache هم گفته میشود؛ به علاوه امکان استفاده از پروایدرهای دیگری را بجز کش IIS برای ذخیره سازی موقتی اطلاعات نیز فراهم می‌کنند.
همچنین باید دقت داشت این اعداد مدت زمان، هیچگونه ضمانتی ندارند. اگر IIS احساس کند که با کمبود منابع مواجه شده است، به سادگی شروع به حذف اطلاعات موجود در کش خواهد کرد.
نکته امنیتی مهم!
به هیچ عنوان از OutputCache در صفحاتی که نیاز به اعتبار سنجی دارند، استفاده نکنید و به همین جهت در قسمت کش کردن اطلاعات، بر روی «اطلاعاتی با سطح دسترسی عمومی» تاکید شد.
فرض کنید کارمندی به صفحه مشاهده فیش حقوقی خودش مراجعه کرده است. این ماه هم اضافه حقوق آنچنانی داشته است. شما هم این صفحه را به مدت سه ساعت کش کرده‌اید. آیا می‌توانید تصور کنید اگر همین گزارش کش شده با این اطلاعات، به سایر کارمندان نمایش داده شود چه قشقرقی به پا خواهد شد؟!
بنابراین هیچگاه اطلاعات مخصوص به یک کاربر اعتبار سنجی شده را کش نکنید و «تنها» اطلاعاتی نیاز به کش شدن دارند که عمومی باشند. برای مثال لیست آخرین اخبار سایت؛ لیست آخرین مدخل‌های فید RSS سایت؛ لیست اطلاعات منوی عمومی سایت؛ لیست تعداد کاربران مراجعه کننده به سایت در طول یک روز؛ گزارش آب و هوا و کلیه اطلاعاتی با سطح دسترسی عمومی که کش شدن آنها مشکل ساز نباشد.
به صورت خلاصه هیچگاه در کدهای شما چنین تعریفی نباید مشاهده شود:
[Authorize]
[OutputCache(Duration = 60)]
public ActionResult Index()
SIMD مخفف «Single Instruction, Multiple Data» است و متشکل است از تعدادی instruction پردازنده‌ها که بجای مقادیر عددی، بر روی بردارها کار می‌کنند. به این ترتیب امکان کار موازی بر روی مقادیر عددی، در سطح CPU میسر میشود. برای نمونه به تصویر ذیل دقت کنید:
در اینجا قرار است تک تک عناصر آرایه‌ای از اعداد، با عدد 6 جمع شوند. روش متداول آن به این صورت است که حلقه‌ای تشکیل شده و سپس تک تک عناصر این آرایه دریافت و با عدد 6 جمع میشوند. اما در حالت استفاده‌ی از SIMD، هربار گروهی از عناصر این آرایه به صورت یک بردار درنظر گرفته میشوند (Multiple Data) و سپس با برداری حاوی مقدار 6 جمع میشوند (Single Instruction). اینبار این عملیات به صورت موازی، بر روی گروهی از اعداد انجام میشود و به همین دلیل نسبت به حالت کار بر روی یک المان از آرایه در هر مرحله، سرعت بیشتری دارد.
تفاوت چندریسمانی با SIMD چیست؟
شاید عنوان کنید که با وجود امکانات چندریسمانی چه نیازی به SIMD است؟ در حالت پردازش‌های چند ریسمانی، یک یا چند کار بر روی چندین هسته‌ی CPU به صورت موازی پردازش میشوند، اما SIMD امکان پردازش موازی را در یک هسته‌ی CPU میسر می‌کند.
آیا CPU من از SIMD پشتیبانی می‌کند؟
SIMD instruction sets شامل افزونه‌ها‌ی ذیل است:
اگر CPU شما حداقل یکی از این قابلیت‌ها را داشته باشد، امکان استفاده‌ی از SIMD را دارید. برای مشخص سازی آن نیز می‌توانید از برنامه‌ی معروف CPU-Z استفاده کنید:
در این برنامه، در برگه‌ی CPU آن به قسمت instructions آن دقت کنید و موارد لیست شده‌ی در آن را با افزونه‌ها‌ی فوق مقایسه نمائید.
پشتیبانی از SIMD در دات نت
با ارائه‌ی دات نت 4.6 و RyuJIT جدید آن، امکان کار با دستورات SIMD در فضای نام System.Numerics.Vectors پیش بینی شده‌است. برای کار با آن باید بسته‌ی نیوگت زیر را نصب کنید:
در ابتدای کار باید بررسی کنید که آیا سخت افزار شما از SIMD پشتیبانی می‌کند یا خیر. خاصیت Vector.IsHardwareAccelerated بیانگر این موضوع است. اما ... این خاصیت در حال دیباگ ممکن است مساوی false باشد. برای استفاده‌ی از SIMD ، طی این مراحل ضروری است:
الف) نصب دات نت 4.6.x (دریافت دات نت 4.6.1 مخصوص یکپارچه شدن با ویژوال استودیو)
ب) به خواص پروژه‌ی جاری مراجعه کرده و platform target را بر روی x64 قرار دهید. باید دقت داشت که RyuJIT جدید، برای سیستم‌های 64 بیتی طراحی شده‌است.
ج) RyuJIT، در حالت release و انتخاب گزینه‌ی optimize code (در همان برگه‌ی خواص پروژه) است که کدهای ویژه‌ی SIMD را تولید می‌کند.
د) نصب بسته‌ی نیوگت System.Numerics.Vectors
در کل اگر برنامه را داخل دیباگر VS.NET اجرا کنید، مقدار Vector.IsHardwareAccelerated مساوی false خواهد بود. به همین جهت برنامه را در حالت release و 64 بیتی کامپایل کرده و خارج از محیط VS.NET اجرا کنید.
بررسی فضای نام جدید System.Numerics.Vectors
پشتیبانی از SIMD در دات نت به این معنا نیست که هر نوع کدی توسط RyuJIT به صورت خودکار تبدیل به SIMD instruction sets خواهد شد. برای این منظور نیاز است از نوع‌های داده‌ای خاصی به همراه متدهای مرتبط با آنها استفاده کرد.
سری اول این نوع‌های جدید برداری، به شرح زیر هستند:
کلاس‌های وکتور 2، 3 و 4، بردارهایی از نوع float را با اندازه‌هایی ثابت تعریف می‌کنند و بر روی 128bit SIMD registers کار می‌کنند. بر روی این کلاس‌ها، با توجه به operators overloading صورت گرفته، امکان جمع، منها، ضرب و تقسیم نیز وجود دارد و یا میتوان از متدهای متناظر موجود در کلاس‌های آنها استفاده کرد. نمونه‌ای از این عملیات را در مثال‌های ذیل مشاهده میکنید:
در مثال آخر مطرح شده، روشی کپی و تبدیل یک بردار، به یک آرایه‌ی هم نوع آن، ارائه شده‌است.
علاوه بر اعمال متداول ریاضی، هر کدام از کلاس‌های Vector دارای متدهای اضافی ویژه‌ای مانند محاسبه‌ی حداقل، حداکثر، جذر و غیره نیز می‌باشند:
برای مثال متد Max در اینجا به MAXPS instruction مخصوص پردازشگر ترجمه میشود.
سری دوم بردارهای قابل تعریف، از نوع <Vector<T هستند. برای مثال CPUهایی که از SSE2 پشتیبانی می‌کنند، قابلیت کار با نوع‌های داده‌ای زیر را نیز دارا هستند:
برای نمونه همان مثال ابتدای بحث را در نظر بگیرید. نسخه‌ی متداول انجام افزودن مقداری به تک تک اعضای یک آرایه به صورت زیر است:
بازنویسی این متد برای کار با SIMD به صورت ذیل خواهد بود:
در اینجا یک Vector از نوع int تعریف شده و سپس بجای تشکیل یک حلقه، فقط کافی است بردار دیگری را حاوی عدد مشخص شده، به آن اضافه کنیم. در پایان برای تبدیل این بردار به آرایه‌ای از نوع int (در صورت نیاز) میتوان از متد Copy استفاده کرد.
در مثال ذیل، نحوه‌ی انتخاب Multiple data (گروهی از اعداد، بجای تک عدد) و سپس اعمال یک تک instruction را ملاحظه میکنید:
در مثال فوق قصد داریم جذر تک تک عناصر آرایه‌ای را محاسبه کرده و سپس در آرایه‌ی دومی ثبت کنیم. بجای روش متداول مراجعه‌ی به تک تک عناصر آرایه‌ی ورودی، اینبار با استفاده از کلاس بردار، به اندازه‌ی طول بردار float، اطلاعات را در vectorIn ذخیره کرده و سپس به صورت یکجا به تک متد SquareRoot ارسال میکنیم. این متد در سمت CPU به معادل SQRTPS instruction ترجمه میشود و تنها یک instruction است.
یک مثال تکمیلی
در اینجا قرار است تک تک عناصر آرایه‌ای از اعداد، با عدد 6 جمع شوند. روش متداول آن به این صورت است که حلقه‌ای تشکیل شده و سپس تک تک عناصر این آرایه دریافت و با عدد 6 جمع میشوند. اما در حالت استفاده‌ی از SIMD، هربار گروهی از عناصر این آرایه به صورت یک بردار درنظر گرفته میشوند (Multiple Data) و سپس با برداری حاوی مقدار 6 جمع میشوند (Single Instruction). اینبار این عملیات به صورت موازی، بر روی گروهی از اعداد انجام میشود و به همین دلیل نسبت به حالت کار بر روی یک المان از آرایه در هر مرحله، سرعت بیشتری دارد.
تفاوت چندریسمانی با SIMD چیست؟
شاید عنوان کنید که با وجود امکانات چندریسمانی چه نیازی به SIMD است؟ در حالت پردازش‌های چند ریسمانی، یک یا چند کار بر روی چندین هسته‌ی CPU به صورت موازی پردازش میشوند، اما SIMD امکان پردازش موازی را در یک هسته‌ی CPU میسر می‌کند.
آیا CPU من از SIMD پشتیبانی می‌کند؟
SIMD instruction sets شامل افزونه‌ها‌ی ذیل است:
• MMX - MultiMedia eXtensions • SSE - Streaming SIMD Extensions • SSE2 - Streaming SIMD Extensions 2 • SSE3 - Streaming SIMD Extensions 3 • SSSE3 - Supplemental Streaming SIMD Extensions 3 • SSE4.1 - Streaming SIMD Extensions 4.1 • SSE4.2 - Streaming SIMD Extensions 4.2 • AES-NI - Advanced Encryption Standard New Instructions • AVX - Advanced Vector eXtensions
در این برنامه، در برگه‌ی CPU آن به قسمت instructions آن دقت کنید و موارد لیست شده‌ی در آن را با افزونه‌ها‌ی فوق مقایسه نمائید.
پشتیبانی از SIMD در دات نت
با ارائه‌ی دات نت 4.6 و RyuJIT جدید آن، امکان کار با دستورات SIMD در فضای نام System.Numerics.Vectors پیش بینی شده‌است. برای کار با آن باید بسته‌ی نیوگت زیر را نصب کنید:
PM> Install-Package System.Numerics.Vectors
الف) نصب دات نت 4.6.x (دریافت دات نت 4.6.1 مخصوص یکپارچه شدن با ویژوال استودیو)
ب) به خواص پروژه‌ی جاری مراجعه کرده و platform target را بر روی x64 قرار دهید. باید دقت داشت که RyuJIT جدید، برای سیستم‌های 64 بیتی طراحی شده‌است.
ج) RyuJIT، در حالت release و انتخاب گزینه‌ی optimize code (در همان برگه‌ی خواص پروژه) است که کدهای ویژه‌ی SIMD را تولید می‌کند.
د) نصب بسته‌ی نیوگت System.Numerics.Vectors
در کل اگر برنامه را داخل دیباگر VS.NET اجرا کنید، مقدار Vector.IsHardwareAccelerated مساوی false خواهد بود. به همین جهت برنامه را در حالت release و 64 بیتی کامپایل کرده و خارج از محیط VS.NET اجرا کنید.
بررسی فضای نام جدید System.Numerics.Vectors
پشتیبانی از SIMD در دات نت به این معنا نیست که هر نوع کدی توسط RyuJIT به صورت خودکار تبدیل به SIMD instruction sets خواهد شد. برای این منظور نیاز است از نوع‌های داده‌ای خاصی به همراه متدهای مرتبط با آنها استفاده کرد.
سری اول این نوع‌های جدید برداری، به شرح زیر هستند:
var vector01 = new Vector2(x: 5F, y: 15F); var vector11 = new Vector3(x: 5F, y: 15F, z: 25F); var vector12 = new Vector3(x: 3F, y: 5F, z: 8F); var vector13 = new Vector4(x: 3F, y: 5F, z: 8F, w:1F);
var vector3 = vector11 - vector12; //استفاده از سربارگذاری عملگرها var vector4 = Vector3.Subtract(vector12, vector11);//ویا استفاده از متدهای متناظر vector3 = vector11 * vector12; vector4 = Vector3.Multiply(vector11, vector12); vector3 = vector11 / vector12; vector4 = Vector3.Divide(vector11, vector12); vector3 = vector11 + vector12; vector4 = Vector3.Add(vector11, vector12); var areEqual = (vector11 == vector12); var areNotEqual = (vector11 != vector12); var array = new float[3]; vector11.CopyTo(array);
علاوه بر اعمال متداول ریاضی، هر کدام از کلاس‌های Vector دارای متدهای اضافی ویژه‌ای مانند محاسبه‌ی حداقل، حداکثر، جذر و غیره نیز می‌باشند:
vector3 = Vector3.Max(vector11, vector12); vector3 = Vector3.Min(vector11, vector12); vector3 = Vector3.SquareRoot(vector11); vector3 = Vector3.Abs(vector11); var dotProduct = Vector3.Dot(vector11, vector12);
سری دوم بردارهای قابل تعریف، از نوع <Vector<T هستند. برای مثال CPUهایی که از SSE2 پشتیبانی می‌کنند، قابلیت کار با نوع‌های داده‌ای زیر را نیز دارا هستند:
Vector<double>.Length: 2 Vector<int>.Length: 4 Vector<long>.Length: 2 Vector<float>.Length: 4
private static int[] simpleIncrement(int[] values, int inc)
{
var results = new int[values.Length];
for (var i = 0; i < results.Length; i++)
{
results[i] = values[i] + inc;
}
return results;
} private static int[] simdIncrement(int[] values, int inc)
{
var vector = new Vector<int>(values);
var vectorAddResults = vector + new Vector<int>(inc);
var results = new int[values.Length];
vectorAddResults.CopyTo(results);
return results;
} در مثال ذیل، نحوه‌ی انتخاب Multiple data (گروهی از اعداد، بجای تک عدد) و سپس اعمال یک تک instruction را ملاحظه میکنید:
var valuesIn = new float[] { 4f, 16f, 36f, 64f, 9f, 81f, 49f, 25f, 100f, 121f, 144f, 16f, 36f, 4f, 9f, 81f };
var valuesOut = new float[valuesIn.Length];
for (var i = 0; i < valuesIn.Length; i += Vector<float>.Count)
{
var vectorIn = new Vector<float>(valuesIn, i);
var vectorOut = Vector.SquareRoot(vectorIn);
vectorOut.CopyTo(valuesOut, i);
} یک مثال تکمیلی
- خیر. یافتن یک کاربر بر اساس ID آن که کلید اصلی جدول را هم تشکیل می‌دهد و بر روی آن ایندکس وجود دارد، فوق العاده سریع است. یک چنین کوئری گرفتنی در ASP.NET Core Identity هم وجود دارد. البته ASP.NET Core Identity برای انجام اینکار، بیش از یک کوئری را صادر می‌کند.
- وجود ICookieValidatorService که سبب بروز این کوئری اضافه میشود، در جهت پیاده سازی logout آنی و بررسی به روز بودن محتوای کوکی دریافتی، ضروری هست. نیاز هست تا بتوان مقدار public string SerialNumber مطلب جاری را بین اطلاعات موجود در سرور و اطلاعات قبلی موجود در کوکی صادر شده‌ی در حین لاگین، مقایسه کرد. اگر این بررسی صورت نگیرد، تا زمانیکه طول عمر کوکی کاربر به پایان نرسیده، با موفقیت و بدون هیچ کوئری اضافه‌ای، اطلاعات موجود در آن، در سمت سرور اعتبارسنجی شده و استفاده میشود. از آن اطلاعات در جهت تامین خودکار user claims و roles کاربر جاری استفاده میشود (همان شیء this.User قابل دسترسی در اکشن متدها)؛ چون زیر ساخت ASP.NET Core در جهت بررسی اطلاعات کوکی رسیده، به همراه دریافت اطلاعات مجدد آن از بانک اطلاعاتی سمت سرور نیست. اگر کوکی را معتبر تشخیص دهد و هنوز طول عمر آن به پایان نرسیده باشد، از اطلاعات آن در جهت ساخت شیء this.User استفاده می‌کند. اینجا است که اهمیت وجودی ICookieValidatorService در جهت تامین یک لایه‌ی اضافی امنیتی بررسی محتوای کوکی دریافتی، مشخص میشود. برای مثال فرض کنید که کاربری را به دلیل خاصی غیرفعال یا ممنوع الورود کرده‌اید. اگر سرویس ICookieValidatorService را نداشته باشید، این کاربر تا زمانیکه طول عمر کوکی آن معتبر تشخیص داده شود، می‌تواند در سایت خراب کاری کند؛ چون اطلاعات کوکی او، شیء this.User معتبری را تولید می‌کند که وابسته‌ی به اطلاعات جدید بانک اطلاعاتی برنامه نیست. همچنین قرار دادن دستی بررسی دوباره‌ی اعتبار user claim حاصل از اطلاعات کوکی کاربر جاری در هر اکشن متد و مقایسه‌ی آن با اطلاعات جدید بانک اطلاعاتی، سبب شلوغ شدن و تکرار کدهای اضافه‌ای میشود که به صورت متمرکز و یکجا در ICookieValidatorService وجود دارد. نمونه‌ی دیگر کاربرد این سرویس، پیاده سازی خودکار مفهوم single sign out است؛ به این معنا که اگر کاربری logout کرد، بتوان با تغییر SerialNumber او در سمت سرور، سایر افرادی را که در همان لحظه از اکانت او (کوکی‌های معتبر او) در سیستم‌های دیگری استفاده می‌کنند، logout کرد.
- استفاده از کش، به همراه بحث invalidation دقیق آن هم در صورت بروز تغییرات در بانک اطلاعاتی هست. هستند کتابخانه‌هایی که این‌کارها را به صورت خودکار و بدون نیازی به تغییری در کدها برای شما انجام دهند.
برنامه سورس باز DNTViewer، مشاهده‌گر آفلاین اطلاعات فایل دیتابیس سایت جاری است که با فرمت XML از آدرس ذیل قابل دریافت می‌باشد:
برای استفاده از آن نیاز به نصب دات نت فریم ورک 4 بر روی سیستم شما است. همچنین فایل XML بانک اطلاعاتی سایت را پس از دریافت نیاز است در کنار فایل EXE برنامه کپی کنید.
برای استفاده از آن نیاز به نصب دات نت فریم ورک 4 بر روی سیستم شما است. همچنین فایل XML بانک اطلاعاتی سایت را پس از دریافت نیاز است در کنار فایل EXE برنامه کپی کنید.
شما نیازی ندارید که برای هر کدام از این موارد یک SaveChanges جدا داشته باشید. تمام این اشیاء را به Context اضافه کنید و در پایان SaveChanges را فراخوانی کنید. کل این عملیات در طی یک تراکنش به بانک اطلاعاتی اعمال میشود و محاسبه و جایگذاری Idها هم در طی این تراکنش به صورت خودکار مدیریت خواهد شد.
یعنی شما نیازی به محاسبه و دریافت مستقیم Id والد از بانک اطلاعاتی و سپس درج آن در رکوردهای فرزندان ، ندارید. EF این موارد را در طی یک تراکنش به صورت خودکار مدیریت می‌کند. همینقدر که رکوردهای فرزندان توسط خاصیت راهبری که تعریف شده، ارجاعی را به والد خود داشته باشند، از دیدگاه EF یعنی محاسبه‌ی خودکار کلید خارجی و درج آن.