مطالب
ایجاد بارکد به همراه یک متن
در این مقاله یک بارکد را به همراه یک متن در پایین آن، مشابه تصویر زیر ایجاد میکنیم. سورس کامل این مطلب در این آدرس قرار دارد. جهت تست بارکد از این آدرس استفاده کنید.

- طول عکس خروجی نهایی 250 پیکسل است.

- فونت متن 10 پیکسل هست و عرض هر خط 17 پیکسل.

- حداکثر تعداد خطِ نمایش متن، 3 خط است و اگر متن برای نمایش، به 3 خط بیشتر نیاز داشت، اضافه‌ی متن را به صورت 3 نقطه نمایش میدهیم (مثل عکس بالا).

- عرض بارکد 50 پیکسل است.

- فاصله بین بارکد و متن 5 پیکسل است.

public static class BarcodeHelper
{
    public static string GenerateBarcodeWithText(string input, string textBelow)
    {
        // barcode: 50 pixels
        // margin: top 5 pixels
        // height of each text line is 17 pixels
        // text: maximum 3 lines
        // each 30 letters is: 1 line

        var eachLineHeight = 17;

        var eachLineLetters = 30;

        var maximumLines = 3;

        var maximumTextHeight = eachLineHeight * maximumLines;

        var resultWidth = 250;

        var barcodeHeight = 50;

        var textY = barcodeHeight + 5;

        // each 30 letters is: 1 line for example input length is 150 letters and for show 100 letters we need (150 / 30) 5 lines
        // each line is 17 pixels and text height will be (17 * 5) 102 pixels
        var textHeight = (textBelow.Length / eachLineLetters) * eachLineHeight;

        // if height of text be greater than (eachLineHeight * maximumLines) we use maximum text height (eachLineHeight * maximumLines)
        textHeight = textHeight > maximumTextHeight ? maximumTextHeight : textHeight;

        // if text height be less than 1 line we set 1 line height (17 pixels) to the text height
        // text height minimum is equal 1 linle (17 pixels)
        textHeight = textHeight < eachLineHeight ? eachLineHeight : textHeight;

        var resultHeight = textY + textHeight;
    }
}


چون ما از Bitmap و Image استفاده میکنیم، پس به پکیچ System.Drawing.Common نیاز داریم:

<ItemGroup>
    <PackageReference Include="System.Drawing.Common" Version="6.0.0" />
</ItemGroup>

اولین کاری که انجام میدهیم، یک Bitmap را ایجاد میکنیم و بعد یک مستطیل را به اندازه‌ی خود Bitmap ایجاد میکنیم و با کلاس Graphics، به نارنجی، رنگش میکنیم و داخل Bitmap میریزیم و در نهایت عکس ایجاد شده را در حافظه‌ی رم ذخیره میکنیم.

- Bitmap فضایی را در اختیار ما قرار میدهد که داخلش هر چیزی را ترسیم کنیم.

- Graphics به ما کمک میکند که عملیات گرافیکی را نظیر رنگ آمیزی، ترسیم عکس و ... روی یک شیء انجام دهیم.

- MemoryStream برای ذخیره سازی موقت در حافظه‌ی رم به کار میاد؛ عکس ایجاد شده‌ی تا این لحظه را که یک مستطیل نارنجی رنگ هست، در داخل رم ذخیره میکنیم.

#region MainBitmap

var mainBitmap = new Bitmap(resultWidth, resultHeight);
using var rectangleGraphics = Graphics.FromImage(mainBitmap);
{
    var rectangle = new Rectangle(0, 0, resultWidth, resultHeight);
    rectangleGraphics.FillRectangle(Brushes.OrangeRed, rectangle);
}

using var rectangleStream = new MemoryStream();
{
    mainBitmap.Save(rectangleStream, ImageFormat.Png);
}

#endregion

خروجی تا این لحظه:

حالا باید بارکد را ایجاد کنیم و عکس خروجی بارکد را داخل این مستطیل بریزیم؛ برای اینکار از کتابخانه BarcodeLib استفاده میکنیم:

private static Bitmap GenerateBarcodeImage(string input, int width, int height)
{
    var barcodeInstance = new Barcode();
    var barcodeImage = barcodeInstance.Encode(BarcodeLib.TYPE.CODE39, input, Color.Black,
        Color.OrangeRed, width, height);
    using var barcodeStream = new MemoryStream();
    {
        barcodeImage.Save(barcodeStream, ImageFormat.Png);
    }
    return (Bitmap)Image.FromStream(barcodeStream);
}

و الان این عکس بارکد را داخل مستطیل اصلی میریزیم و هر دو را Merge میکنیم:

#region Barcode

var barcodeImage = GenerateBarcodeImage(input, resultWidth, barcodeHeight);

#endregion

#region MergedRectangleAndBarcode

var newMainBitmap = (Bitmap)Image.FromStream(rectangleStream);
var newBarcodeBitmap = barcodeImage;
using var newRectangleGraphics = Graphics.FromImage(newMainBitmap);
{
    newRectangleGraphics.DrawImage(newBarcodeBitmap, 0, 0);
}

using var mergedRectangleAndBarcodeStream = new MemoryStream();
{
    newMainBitmap.Save(mergedRectangleAndBarcodeStream, ImageFormat.Png);
}

#endregion

خروجی تا این لحظه :

حالا باید 5 پیکسل از پایین بارکد فاصله بگیریم و متن را بنویسیم.

برای اینکار از یک مستطیل کمک میگیریم. یعنی یک مستطیل بدون هیچ رنگ و Border ـی را پایین این بارکد ایجاد میکنیم، چرا؟ دلیل این است که میخواهیم متن‌مان را به صورت وسط چین، از راست و چپ، و وسط از بالا و پایین قرار بدیم و برای اینکار میگیم این نسبت وسط چین بودن از راست و چپ، وسط بودن از بالا و پایین را از مستطیل پایین بارکد کمک بگیر، خلاصه‌اش می‌شود اینکه از مستطیلِ پایینِ بارکد برای وسط چین بودن متن از راست و چپ و وسط بودن از بالا و پایین استفاده میکنیم.

#region WriteText

var barcodeBitmap = (Bitmap)Image.FromStream(mergedRectangleAndBarcodeStream);
using var graphics = Graphics.FromImage(barcodeBitmap);
{
    using var font = new Font("Tahoma", 10);
    {
        var rect = new Rectangle(0, textY, resultWidth, textHeight);
        var sf = new StringFormat();
        sf.Alignment = StringAlignment.Center;
        sf.Trimming = StringTrimming.EllipsisCharacter;
        sf.FormatFlags = StringFormatFlags.DirectionRightToLeft;
        sf.LineAlignment = StringAlignment.Center;
        graphics.DrawString(textBelow, font, Brushes.Black, rect, sf);
        //graphics.DrawRectangle(Pens.Green, rect);
    }
}

using var finalStream = new MemoryStream();
{
    barcodeBitmap.Save(finalStream, ImageFormat.Png);
}

#endregion

graphics.DrawString می‌گوید textBelow را با font تاهوما و با رنگ سیاه، داخل rect (مستطیل) و با این تنظیماتِ متن بریز.

Alignment متن را وسط چین می‌کند (این وسط چین شدن نسبت به مستطیل پایین بارکد است که هیچ رنگ و Border ـی ندارد) .

LineAlignment متن را از بالا و پایین میارد وسط (این وسط شدن نسبت به مستطیل پایین بارکد است که هیچ رنگ و Border ـی ندارد).

EllipsisCharacter اگر متن طولانی باشد، اضافه متن را به صورت سه نقطه نمایش می‌دهد.

DirectionRightToLeft متن را RTL می‌کند.

خروجی نهایی:

عکس نهایی به صورت Stream ذخیره شده‌است، آن‌را به فرمت Base64 تبدیل میکنیم و برگشت میزنیم.

return Convert.ToBase64String(finalStream.ToArray());

برای نمایش یک آرایه بایتی که به فرمت Base64 تبدیل شده، به این روش عمل میکنیم:

<img src="data:image/png;base64, @BarcodeHelper.GenerateBarcodeWithText("barcode text", "below text")" />

چون برای ایجاد بارکد از تایپ 39 استفاده کرده‌ایم و تایپ 39 فقط حروف بزرگ انگلیسی را پشتیبانی میکند، پس برای اینکه دچار خطا نشویم، میتوانیم ابتدای متدمان، از این کد استفاده کنیم:

// Type 39 doesn't support lower case letters, for prevent exception, we convert all input letters to upper case
// more details: https://www.dntips.ir/newsarchive/details/18019
input = input.ToUpperInvariant();

همچنین جهت تشخیص خودکار راست به چک بودن متن پایین بارکد، میتوان از متد ContainsFarsi در پکیج DNTPersianUtils.Core استفاده کرد:

if (textBelow.ContainsFarsi())
    sf.FormatFlags = StringFormatFlags.DirectionRightToLeft;
مطالب
آشنایی با الگوی IOC یا Inversion of Control (واگذاری مسئولیت)

کلاس Kid را با تعریف زیر در نظر بگیرید. هدف از آن نگهداری اطلاعات فرزندان یک شخص خاص می‌باشد:

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Kid
{
private int _age;
private string _name;

public Kid(int age, string name)
{
_age = age;
_name = name;
}

public override string ToString()
{
return "KID's Age: " + _age + ", Kid's Name: " + _name;
}
}
}

اکنون کلاس والد را با توجه به اینکه در حین ایجاد این شیء، فرزندان او نیز باید ایجاد شوند؛ در نظر بگیرید:
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Parent
{
private int _age;
private string _name;
private Kid _obj;

public Parent(int personAge, string personName, int kidsAge, string kidsName)
{
_obj = new Kid(kidsAge, kidsName);
_age = personAge;
_name = personName;
}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(_obj);
return "ParentAge: " + _age + ", ParentName: " + _name;
}
}
}

و نهایتا مثالی از استفاده از آن توسط یک کلاینت:

using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Parent p = new Parent(35, "Dev", 6, "Len");
Console.WriteLine(p);

Console.ReadKey();
Console.WriteLine("Press a key...");
}
}
}

که خروجی برنامه در این حالت مساوی سطرهای زیر می‌باشد:

KID's Age: 6, Kid's Name: Len
ParentAge: 35, ParentName: Dev

مثال فوق نمونه‌ای از الگوی طراحی ترکیب یا composition می‌باشد که به آن Object Dependency یا Object Coupling نیز گفته می‌شود. در این حالت ایجاد شیء والد وابسته است به ایجاد شیء فرزند.

مشکلات این روش:
1- با توجه به وابستگی شدید والد به فرزند، اگر نمونه سازی از شیء فرزند در سازنده‌ی کلاس والد با موفقیت روبرو نشود، ایجاد نمونه‌ی والد با شکست مواجه خواهد شد.
2- با از بین رفتن شیء والد، فرزندان او نیز از بین خواهند رفت.
3- هر تغییری در کلاس فرزند، نیاز به تغییر در کلاس والد نیز دارد (اصطلاحا به آن Dangling Reference هم گفته می‌شود. این کلاس آویزان آن کلاس است!).

چگونه این مشکلات را برطرف کنیم؟
بهتر است کار وهله سازی از کلاس Kid به یک شیء، متد یا حتی فریم ورک دیگری واگذار شود. به این واگذاری مسئولیت، delegation و یا inversion of control - IOC نیز گفته می‌شود.

بنابراین IOC می‌گوید که:
1- کلاس اصلی (یا همان Parent) نباید به صورت مستقیم وابسته به کلاس‌های دیگر باشد.
2- رابطه‌ی بین کلاس‌ها باید بر مبنای تعریف کلاس‌های abstract باشد (و یا استفاده از interface ها).

تزریق وابستگی یا Dependency injection
برای پیاده سازی IOC از روش تزریق وابستگی یا dependency injection استفاده می‌شود که می‌تواند بر اساس constructor injection ، setter injection و یا interface-based injection باشد و به صورت خلاصه پیاده سازی یک شیء را از مرحله‌ی ساخت وهله‌ای از آن مجزا و ایزوله می‌سازد.

مزایای تزریق وابستگی‌ها:
1- گره خوردگی اشیاء را حذف می‌کند.
2- اشیاء و برنامه را انعطاف پذیرتر کرده و اعمال تغییرات به آن‌ها ساده‌تر می‌شود.

روش‌های متفاوت تزریق وابستگی به شرح زیر هستند:

تزریق سازنده یا constructor injection :
در این روش ارجاعی از شیء مورد استفاده، توسط سازنده‌ی کلاس استفاده کننده از آن دریافت می‌شود. برای نمونه در مثال فوق از آنجائیکه کلاس والد به کلاس فرزندان وابسته است، یک ارجاع از شیء Kid به سازنده‌ی کلاس Parent باید ارسال شود.
اکنون بر این اساس تعاریف، کلاس‌های ما به شکل زیر تغییر خواهند کرد:

//IBuisnessLogic.cs
namespace IOCBeginnerGuide
{
public interface IBuisnessLogic
{
}
}

//Kid.cs
namespace IOCBeginnerGuide
{
class Kid : IBuisnessLogic
{
private int _age;
private string _name;

public Kid(int age, string name)
{
_age = age;
_name = name;
}

public override string ToString()
{
return "KID's Age: " + _age + ", Kid's Name: " + _name;
}
}
}

//Parent.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Parent
{
private int _age;
private string _name;
private IBuisnessLogic _refKids;

public Parent(int personAge, string personName, IBuisnessLogic obj)
{
_age = personAge;
_name = personName;
_refKids = obj;
}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(_refKids);
return "ParentAge: " + _age + ", ParentName: " + _name;
}
}
}

//CIOC.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class CIOC
{
Parent _p;

public void FactoryMethod()
{
IBuisnessLogic objKid = new Kid(12, "Ren");
_p = new Parent(42, "David", objKid);
}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(_p);
return "Displaying using Constructor Injection";
}
}
}

//Program.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
CIOC obj = new CIOC();
obj.FactoryMethod();
Console.WriteLine(obj);

Console.ReadKey();
Console.WriteLine("Press a key...");
}
}
}

توضیحات:
ابتدا اینترفیس IBuisnessLogic ایجاد خواهد شد. تنها متدهای این اینترفیس در اختیار کلاس Parent قرار خواهند گرفت.
از آنجائیکه کلاس Kid توسط کلاس Parent استفاده خواهد شد، نیاز است تا این کلاس نیز اینترفیس IBuisnessLogic را پیاده سازی کند.
اکنون سازنده‌ی کلاس Parent بجای ارجاع مستقیم به شیء Kid ، از طریق اینترفیس IBuisnessLogic با آن ارتباط برقرار خواهد کرد.
در کلاس CIOC کار پیاده سازی واگذاری مسئولیت وهله سازی از اشیاء مورد نظر صورت گرفته است. این وهله سازی در متدی به نام Factory انجام خواهد شد.
و در نهایت کلاینت ما تنها با کلاس IOC سرکار دارد.

معایب این روش:
- در این حالت کلاس business logic، نمی‌تواند دارای سازنده‌ی پیش فرض باشد.
- هنگامیکه وهله‌ای از کلاس ایجاد شد دیگر نمی‌توان وابستگی‌ها را تغییر داد (چون از سازنده‌ی کلاس جهت ارسال مقادیر مورد نظر استفاده شده است).

تزریق تنظیم کننده یا Setter injection
این روش از خاصیت‌ها جهت تزریق وابستگی‌ها بجای تزریق آن‌ها به سازنده‌ی کلاس استفاده می‌کند. در این حالت کلاس Parent می‌تواند دارای سازنده‌ی پیش فرض نیز باشد.

مزایای این روش:
- از روش تزریق سازنده بسیار انعطاف پذیرتر است.
- در این حالت بدون ایجاد وهله‌ای می‌توان وابستگی اشیاء را تغییر داد (چون سر و کار آن با سازنده‌ی کلاس نیست).
- بدون نیاز به تغییری در سازنده‌ی یک کلاس می‌توان وابستگی اشیاء را تغییر داد.
- تنظیم کننده‌ها دارای نامی با معناتر و با مفهوم‌تر از سازنده‌ی یک کلاس می‌باشند.

نحوه‌ی پیاده سازی آن:
در اینجا مراحل ساخت Interface و همچنین کلاس Kid با روش قبل تفاوتی ندارند. همچنین کلاینت نهایی استفاده کننده از IOC نیز مانند روش قبل است. تنها کلاس‌های IOC و Parent باید اندکی تغییر کنند:

//Parent.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Parent
{
private int _age;
private string _name;

public Parent(int personAge, string personName)
{
_age = personAge;
_name = personName;
}

public IBuisnessLogic RefKID {set; get;}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(RefKID);
return "ParentAge: " + _age + ", ParentName: " + _name;
}
}
}

//CIOC.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class CIOC
{
Parent _p;

public void FactoryMethod()
{
IBuisnessLogic objKid = new Kid(12, "Ren");
_p = new Parent(42, "David");
_p.RefKID = objKid;
}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(_p);
return "Displaying using Setter Injection";
}
}
}

همانطور که ملاحظه می‌کنید در این روش یک خاصیت جدید به نام RefKID به کلاس Parent اضافه شده است که از هر لحاظ نسبت به روش تزریق سازنده با مفهوم‌تر و خود توضیح دهنده‌تر است. سپس کلاس IOC جهت استفاده از این خاصیت اندکی تغییر کرده است.

ماخذ

اشتراک‌ها
کار با LINQ to XML
ساخت، لود، جستجو، دستکاری، تبدیل به انواع دیگر.
کار با LINQ to XML
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
بازسازی کد: جایگزینی متد با شیء (Replace method with method object)
زیبایی متدهای کوچک، در قابل درک بودن آنها نهفته است. هدف نهایی بیشتر روش‌های بازسازی کد، تغییر تکه کدی بزرگ و در هم تنیده، به تکه‌های کوچک قابل درک‌تر است. مهمترین مانع در شکستن تکه کدهای طولانی، وجود متغیرهای موقتی در آن است. چند روش بازسازی کد مطرح شده به طور خاص به این موضوع توجه دارند. 
زمانیکه متد طولانی ای در کد وجود داشته باشد که نتوان (به راحتی) آن را به چند متد کوچکتر تقسیم کرد، معمولا از این روش بازسازی کد استفاده می‌شود. 
در این روش می‌توان کلاسی را تعریف کرد و متد مربوطه را به آن کلاس منتقل کرد. در نتیجه متغیرهای حاضر در متد را می‌توان در کلاس، به فیلدهای اطلاعاتی تبدیل کرد. پس از این تغییر حتی می‌توان فراتر رفت و متد ابتدایی را به راحتی به چند متد معنی دار در کلاس مقصد تبدیل کرد. 
فرض کنید در کلاس زیر متدی نسبتا طولانی برای محاسبه قیمت سفارش وجود دارد.  
public class Order { 
    public decimal Price() { 
        var primaryBasePrice = 10000; 
        var branchDiscountBasePrice = 9000; 
        var taxPercentage = 9; 
        // calculate price 
    } 
}
متدی مانند متد Price معمولا پیچیده‌تر از موردی است که در این مثال آورده شده است. علارغم این، متد ذکر شده با توجه به متغیرهای محلی موقتی ای که دارد و روالی که در آن نیاز به پیاده سازی است، ممکن است به اندازه‌ای به متغیرهای مربوطه وابسته باشد که نتوان آن را به متدهای کوچکتر در همین کلاس تقسیم کرد و یا تقسیم کردن آن در همین کلاس کمک چندانی به ما نکند. در چنین شرایطی بازسازی کد مورد نظر این نوشتار انجام می‌شود و کد، شکلی شبیه به تکه کد زیر را به خود می‌گیرد. 
public class Order 
{ 
    public decimal Price() { 
        return new PriceCalculator(this).Compute(); 
    } 
} 
public class PriceCalculator 
{ 
    private Order orderInstance ;
    public PriceCalculator(Order order) 
    { 
        orderInstance = order;
    } 
    public decimal Compute() 
    { 
        var primaryBasePrice = 10000; 
        var branchDiscountBasePrice = 9000; 
        var taxPercentage = 9; 
        // calculate price 
    } 
}

در بازسازی ذکر شده، کلاسی با نام PriceCalculator برای روال محاسبه قیمت ایجاد شده و متدی با نام Compute در آن ساخته شده است که محاسبه قیمت را انجام می‌دهد. به دلیل این که ممکن است در کد مربوط به محاسبه قیمت، از خصوصیات موجود در کلاس Order استفاده شود، شیء مربوطه نیز به صورت پارامتر به کلاس محاسبه قیمت پاس داده می‌شود. 
همانطور که در ابتدای مطلب ذکر شد، بعد از این بازسازی کد می‌توان متغیرهای محلی موقتی را به صورت فیلدهای کلاس PriceCalculator تغییر داد و حتی متد را با سادگی بیشتری به چند متد تقسیم کرد. به طور مثال همچنین می‌توان روالهایی مانند محاسبه تخفیف و مالیات را نیز با استفاده از الگوی طراحی decorator در PriceCalculator پیاده سازی نمود.  

مراحل انجام این بازسازی کد  

  1. کلاس جدیدی بسازید و نام آن را بر اساس نام متد مورد نظر خود انتخاب نمایید. 
  2. به کلاس ساخته شده فیلدی برای نگه داری شیء کلاس مرجع (در مثال ما Order) متد اصلی ایجاد کنید.
  3. به کلاس جدید سازنده‌ای برای پاس دادن شیء کلاس مرجع (در مثال ما Order) ایجاد کنید. 
  4. در کلاس جدید متدی با نام مناسب (در مثال ما Compute) ایجاد کنید. 
  5. بدنه متد مورد نظر را به بدنه متد ایجاد شده در کلاس جدید کپی کنید و تمامی رفرنسها به اعضای کلاس مرجع را با رفرنس به شیء موجود آن تغییر دهید. 
  6. کد را کامپایل کنید. 
  7. فراخوانی متد اصلی را با فراخوانی متد شیء کلاس جدید ایجاد شده تغییر دهید.  
یکی از فواید مهم این بازسازی کد، جداسازی منطقی از کد که به صورت متد بوده و تبدیل آن به کلاس است. زمانیکه روالی به کلاس مستقلی تبدیل می‌شود، می‌توان از الگوهای طراحی دیگری برای بهبود بیشتر آن استفاده نمود. همچنین انتقال و استفاده دوباره آن نیز بسیار آسان‌تر خواهد شد. 
مطالب
فراخوانی GraphQL API در یک کلاینت ASP.NET Core
در قسمت قبل، ایجاد کردن Mutation‌ها را در GraphQL تمام کردیم. در این قسمت تصمیم بر این است که از GraphQL API در یک برنامه ASP.NET Core استفاده کنیم. برای فراخوانی GraphQL API در یک برنامه ASP.NET Core، از یک کتابخانه ثالث که به ما در این فرآیند کمک می‌کند استفاده خواهیم کرد.

Preparing the ASP.NET Core Client Project 

کار را با ایجاد کردن یک پروژه ASP.NET Core Web API شروع می‌کنیم :
dotnet new api -n DotNetGraphQLClient
 
به محض اینکه پروژه را ایجاد کردیم فایل launchsettings.json را باز می‌کنیم و مقدار خصوصیت launchBrowser را به false  و خصوصیت applicationUrl  را به
https://localhost:5003;http://localhost:5004
تغییر می‌دهیم. در ادامه فایل appsettings.json را مطابق زیر ویرایش می‌کنیم (اضافه کردن کلید GraphQLURI ):
{
  "Logging": {
    "LogLevel": {
      "Default": "Warning"
    }
  },
  "GraphQLURI": "https://localhost:5001/graphql",
  "AllowedHosts": "*"
}

اکنون می‌توانیم کتابخانه مورد نیاز را نصب کنیم. در ترمینال مربوط به VS Code دستور زیر را وارد کنید:
dotnet add package GraphQL.Client
بعد از نصب، برای ثبت آن، کلاس Startup را مطابق زیر ویرایش کنید:
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddScoped(x => new GraphQL.Client.GraphQLClient(Configuration["GraphQLURI"]));
   ...
}

در سازنده کلاس GraphQLClient، آدرس endpoint را معرفی می‌کنیم (که در فایل appsettings.json می باشد) .
قدم بعد، ایجاد کردن یک کلاس به نام OwnerConsumer است که عملیات مربوط به فراخوانی API، در این کلاس می‌باشد. 
public class OwnerConsumer
{
    private readonly GraphQL.Client.GraphQLClient _client;
 
    public OwnerConsumer(GraphQL.Client.GraphQLClient client)
    {
        _client = client;
    }
}
سپس کلاس ایجاد شده را در متد ConfigureServices از کلاس Startup  ثبت می‌کنیم: 
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddScoped(x => new GraphQL.Client.GraphQLClient(Configuration["GraphQLURI"]));
    services.AddScoped<OwnerConsumer>();
    ...
}


Creating Model Classes 
 
در قسمت اول تعدادی کلاس را در پوشه Models  ایجاد کردیم. همه آن کلاس‌ها را برای این client application نیاز داریم؛ پس آن‌ها را ایجاد می‌کنیم: 
public enum TypeOfAccount
{
    Cash,
    Savings,
    Expense,
    Income
}
public class Account
{
    public Guid Id { get; set; }
    public TypeOfAccount Type { get; set; }
    public string Description { get; set; }
}
public class Owner
{
    public Guid Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public string Address { get; set; }
 
    public ICollection<Account> Accounts { get; set; }
}

در قسمت سوم ( GraphQL Mutation ) یک کلاس Input type را برای اکشن‌های Mutation ایجاد کردیم. این کلاس هم مورد نیاز می‌باشد. پس آن را ایجاد می‌کنیم:
public class OwnerInput
{
    public string Name { get; set; }
    public string Address { get; set; }
}
اکنون همه چیز آماده است تا Query و Mutation ‌ها را ایجاد کنیم. 

Creating Queries and Mutations to Consume GraphQL API 

کلاس OwnerConsumer را باز می‌کنیم و متد GetAllOwners  را به آن اضافه می‌کنیم:
public async Task<List<Owner>> GetAllOwners()
{
    var query = new GraphQLRequest
    {
        Query = @"
                query ownersQuery{
                  owners {
                    id
                    name
                    address
                    accounts {
                      id
                      type
                      description
                    }
                  }
                }"
    };
 
    var response = await _client.PostAsync(query);
    return response.GetDataFieldAs<List<Owner>>("owners");
}

در ابتدا یک شیء جدید از نوع GraphQLRequest را ایجاد می‌کنیم که شامل خصوصیت Query که برای ارسال queryی که می‌خواهیم به GraphQL API ارسال کنیم، می‌باشد. این query مثل همانی که در ابزار UI.Playground اجرا کردیم، می‌باشد. جهت اجرای این query، متد PostAsync را فراخوانی می‌کنیم که یک پاسخ را برگشت می‌دهد. در نهایت می‌توان نتیجه را تبدیل به نوع مورد نیاز، با استفاده از متد GetDataFieldsAs کرد. 
توجه کنید که آرگومان متد GetDataFieldAs باید با نام query مطابقت داشته باشد .


Implementing a Controller 
یک کنترلر جدید را به نام OwnerController ایجاد می‌کنیم و آن را مطابق زیر ویرایش می‌کنیم: 
[Route("api/owners")]
public class OwnerController: Controller
{
    private readonly OwnerConsumer _consumer;
 
    public OwnerController(OwnerConsumer consumer)
    {
        _consumer = consumer;
    }
 
    [HttpGet]
    public async Task<IActionResult> Get()
    {
        var owners = await _consumer.GetAllOwners();
        return Ok(owners);
    }
}

مثال ضمیمه شده در پایان قسمت قبل را اجرا کنید که بر روی پورت 5001 می‌باشد و سپس پروژه را اجرا کنید ( بر روی پورت 5003 است ).
اکنون می‌توانیم آن را در Postman تست کنیم.
جهت بازیابی تمامی owner ‌ها، در خواست زیر را در Postman صادر کنید:


جهت ایجاد یک owner جدید، کلاس OwnerConsumer را مطابق زیر ویرایش می‌کنیم ( اضافه کردن متد  CreateOwner ) :
 public async Task<Owner> CreateOwner(OwnerInput ownerToCreate)
 {
     var query = new GraphQLRequest
     {
         Query = @"
         mutation($owner: ownerInput!){
           createOwner(owner: $owner){
             id,
             name,
             address
           }
         }",
         Variables = new { owner = ownerToCreate }
     };

     var response = await _client.PostAsync(query);
     return response.GetDataFieldAs<Owner>("createOwner");
 }
و سپس ، کلاس OwnerController را باز می‌کنیم و متد PostItem را به آن اضافه می‌کنیم :
[HttpPost]
public async Task<IActionResult> PostItem([FromBody]OwnerInput model)
{
    var result = await _consumer.CreateOwner(model);
    return Json(result);
}

 اکنون، در خواست ایجاد یک owner جدید را در Postman به صورت زیر صادر می‌کنیم: 


همانطور که مشخص است، همه چیز به درستی کار می‌کند. شما می‌توانید مابقی Query و Mutation ‌ها را با استفاده از Postman تست کنید.

نتیجه گیری 
در این قسمت یادگرفتیم که چگونه :
  1. یک کلاینت ASP.NET Core را برای فراخوانی GraphQL API  آماده سازی کنیم. 
  2. چه کتابخانه‌هایی مورد نیاز است که می‌توانند به ما در انجام فرآیند فراخوانی GraphQL API کمک کنند.
  3. ایجاد کردن query‌ها و mutation‌ها در یک کلاینت ASP.NET Core. 

کد‌های کامل این قسمت را از اینجا دریافت کنید: DotNetGraphQLClient_4.zip 
کد‌های کامل قسمت قبل را می‌توانید از اینجا دریافت کنید:  ASPCoreGraphQL_3.rar

مطالب
مهارت‌های تزریق وابستگی‌ها در برنامه‌های NET Core. - قسمت یازدهم - پیاده سازی پویای Decoratorها توسط Castle.Core
در قسمت قبل، نحوه‌ی پیاده سازی الگوی Decorator را با استفاده از امکانات تزریق وابستگی‌های NET Core. بررسی کردیم؛ اما ... این روزها کسی Decoratorها را دستی ایجاد نمی‌کند. یعنی اگر قرار باشد به ازای هر کلاسی و هر سرویسی، یکبار کلاس Decorator آن‌را با پیاده سازی همان اینترفیس سرویس اصلی و فراخوانی دستی تک تک متدهای سرویس اصلی تزریق شده‌ی در سازنده‌ی آن انجام دهیم، آنچنان کاربردی به نظر نمی‌رسد. به همین منظور کتابخانه‌هایی تحت عنوان Dynamic Proxy تهیه شده‌اند تا کار ساخت و پیاده سازی پویای Decorator‌ها را انجام دهند. در این بین ما فقط منطق برای مثال مدیریت استثناءها، لاگ کردن ورودی‌ها و خروجی‌های متدها، کش کردن خروجی متدها، سعی مجدد اجرای متدهای با شکست مواجه شده و ... تک تک متدهای یک سرویس را به آن‌ها معرفی می‌کنیم و سپس پروکسی‌های پویا، کار محصور سازی خودکار اشیاء ساخته شده‌ی از سرویس اصلی را برای ما انجام می‌دهند. این روش نه فقط کار نوشتن دستی Decorator کلاس‌ها را حذف می‌کند، بلکه عمومی‌تر نیز بوده و به تمام سرویس‌ها قابل اعمال است.


Interceptors پایه‌ی پروکسی‌های پویا هستند

برای پیاده سازی پروکسی‌های پویا نیاز است با مفهوم Interceptors آشنا شویم. به کمک Interceptors فرآیند فراخوانی متدها و خواص یک کلاس، تحت کنترل و نظارت قرار خواهند گرفت. زمانیکه یک IOC Container کار وهله سازی کلاس سرویس خاصی را انجام می‌دهد، در همین حین می‌توان مراحل شروع، پایان و خطاهای متدها یا فراخوانی‌های خواص را نیز تحت نظر قرار داد و به این ترتیب مصرف کننده، امکان تزریق کدهایی را در این مکان‌ها خواهد یافت. مزیت مهم استفاده از Interceptors، عدم نیاز به کامپایل ثانویه اسمبلی‌های موجود، برای تغییری در کدهای آن‌ها است (برای تزریق نواحی تحت کنترل قرار دادن اعمال) و تمام کارها به صورت خودکار در زمان اجرای برنامه مدیریت می‌گردند.

با اضافه کردن Interception به پروسه وهله سازی سرویس‌ها توسط یک IoC Container، مراحل کار اینبار به صورت زیر تغییر می‌کنند:
الف) در اینجا نیز در ابتدا فراخوان، درخواست وهله‌ای را بر اساس اینترفیسی خاص، به IOC Container ارائه می‌دهد.
ب) IOC Container نیز سعی در وهله سازی درخواست رسیده را بر اساس تنظیمات اولیه‌ی خود می‌کند.
ج) اما در این حالت IOC Container تشخیص می‌دهد نوعی که باید بازگشت دهد، علاوه بر وهله سازی، نیاز به مزین سازی و پیاده سازی Interceptors را نیز دارد. بنابراین نوع مورد انتظار را در صورت وجود، به یک Dynamic Proxy، بجای بازگشت مستقیم به فراخوان ارائه می‌دهد.
د) در  ادامه Dynamic Proxy، نوع مورد انتظار را توسط Interceptors محصور کرده و به فراخوان بازگشت می‌دهد.
ه) اکنون فراخوان، در حین استفاده از امکانات شیء وهله سازی شده، به صورت خودکار مراحل مختلف اجرای یک Decorator را سبب خواهد شد.

یعنی به صورت خلاصه، فراخوان سرویسی را درخواست می‌دهد، اما وهله‌ای را که دریافت می‌کند، یک لایه‌ی اضافه‌تر تزئین کننده را نیز به همراه دارد که کاملا از دید فراخوان مخفی است و نحوه‌ی کار کردن با آن سرویس، با و بدون این تزئین کننده، دقیقا یکی است. وجود این لایه‌ی تزئین کننده سبب می‌شود تا فراخوانی هر متد این سرویس، از این لایه گذشته و سبب اجرای یک سری کد سفارشی، پیش و پس از اجرای این متد نیز گردد.


پیاده سازی پروکسی‌های پویا توسط کتابخانه‌ی Castle.Core در برنامه‌های NET Core.

در ادامه از کتابخانه‌ی بسیار معروف Castle.Core برای پیاده سازی پروکسی‌های پویا استفاده خواهیم کرد. از این کتابخانه در پروژه‌ی EF Core، برای پیاده سازی Lazy loading نیز استفاده شده‌است.
برای دریافت آن یکی از دستورات زیر را اجرا نمائید:
> Install-Package Castle.Core
> dotnet add package Castle.Core
و یا به صورت خلاصه برای افزودن آن، فایل csproj برنامه به صورت زیر تغییر می‌کند:
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk.Web">
  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="castle.core" Version="4.3.1" />
  </ItemGroup>
</Project>


تبدیل ExceptionHandlingDecorator مثال قسمت قبل، به یک Interceptor مخصوص Castle.Core

در قسمت قبل، کلاس MyTaskServiceDecorator را جهت اعمال یک try/catch به همراه logging، به متد Run سرویس MyTaskService، تهیه کردیم. در اینجا قصد داریم نگارش عمومی‌تر این تزئین کننده را با طراحی یک Interceptor مخصوص Castle.Core انجام دهیم:
using System;
using Castle.DynamicProxy;
using Microsoft.Extensions.Logging;

namespace CoreIocSample02.Utils
{
    public class ExceptionHandlingInterceptor : IInterceptor
    {
        private readonly ILogger<ExceptionHandlingInterceptor> _logger;

        public ExceptionHandlingInterceptor(ILogger<ExceptionHandlingInterceptor> logger)
        {
            _logger = logger;
        }

        public void Intercept(IInvocation invocation)
        {
            try
            {
                invocation.Proceed(); //فراخوانی متد اصلی در اینجا صورت می‌گیرد
            }
            catch (Exception ex)
            {
                _logger.LogCritical(ex, "An unhandled exception has been occurred.");
            }
        }
    }
}
برای تهیه‌ی یک کلاس Interceptor، کار با پیاده سازی اینترفیس IInterceptor شروع می‌شود. در اینجا فراخوانی متد ()invocation.Proceed، دقیقا معادل فراخوانی متد اصلی سرویس است؛ شبیه به کاری که در قسمت قبل انجام دادیم:
        public void Run()
        {
            try
            {
                _decorated.Run();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                _logger.LogCritical(ex, "An unhandled exception has been occurred.");
            }
        }
فراخوان، یک نمونه‌ی تزئین شده‌ی از سرویس درخواستی را دریافت می‌کند. زمانیکه متد Run این نمونه‌ی ویژه را اجرا می‌کند، در حقیقت وارد متد Run این Decorator شده‌است که اینبار در پشت صحنه، توسط Dynamic proxy ما به صورت پویا ایجاد می‌شود. اکنون جائیکه ()invocation.Proceed فراخوانی می‌شود، دقیقا معادل همان ()decorated.Run_ قسمت قبل است؛ یا همان اجرای متد اصلی سرویس مدنظر. اینجا است که می‌توان منطق‌های سفارشی را مانند لاگ کردن، کش کردن، سعی مجدد در اجرا و بسیاری از حالات دیگر، پیاده سازی کرد.


اتصال ExceptionHandlingInterceptor تهیه شده به سیستم تزریق وابستگی‌ها

در ادامه روش معرفی ExceptionHandlingInterceptor تهیه شده را به سیستم تزریق وابستگی‌ها، توسط متد Decorate کتابخانه‌ی Scrutor که آن‌را در قسمت قبل بررسی کردیم، ملاحظه می‌کنید:
namespace CoreIocSample02
{
    public class Startup
    {
        private static readonly ProxyGenerator _dynamicProxy = new ProxyGenerator();

        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddTransient<ITaskService, MyTaskService>();
            services.AddTransient<ExceptionHandlingInterceptor>();
            services.Decorate(typeof(ITaskService),
             (target, serviceProvider) =>
                _dynamicProxy.CreateInterfaceProxyWithTargetInterface(
                  interfaceToProxy: typeof(ITaskService),
                  target: target,
                  interceptors: serviceProvider.GetRequiredService<ExceptionHandlingInterceptor>())
            );
- ProxyGenerator به همین نحو static readonly باید تعریف شود و در کل برنامه یک وهله از آن مورد نیاز است.
- سپس نیاز است خود سرویس اصلی غیر تزئین شده، به نحو متداولی به سیستم معرفی شود.
- در ادامه توسط متد الحاقی Decorate، کار تزئین ITaskService را با یک dynamicProxy که ExceptionHandlingInterceptor را به صورت پویا تبدیل به یک Decorator کرده و بر روی تک تک متدهای سرویس ITaskService اجرا می‌کند، انجام می‌دهیم.
- کاری که Scrutor در اینجا انجام می‌دهد، یافتن سرویس ITaskService معرفی شده‌ی پیشین و تعویض آن با dynamicProxy می‌باشد. بنابراین نیاز است تعریف services.AddTransient، پیش از تعریف services.Decorate انجام شده باشد.

یک نکته: چون ExceptionHandlingInterceptor دارای پارامتر تزریق شده‌ای در سازنده‌ی آن است، بهتر است خود آن‌را نیز به صورت یک سرویس ثبت کنیم و سپس وهله‌ای از آن‌را از طریق serviceProvider.GetRequiredService در قسمت interceptors متد CreateInterfaceProxyWithTargetInterface معرفی کنیم تا نیازی به مقدار دهی دستی تک تک پارامترهای سازنده‌ی آن نباشد.

اکنون اگر برنامه را اجرا کنیم و برای مثال ITaskService را در سازنده‌ی یک کنترلر تزریق کنیم، بجای دریافت وهله‌ای از کلاس MyTaskService، اینبار وهله‌ای از Castle.Proxies.ITaskServiceProxy را دریافت می‌کنیم.


به این معنا که Castle.Core به صورت پویا وهله‌ی سرویس MyTaskService را داخل یک Castle.Proxies پیچیده‌است و از این پس ما از طریق این واسط، با سرویس اصلی MyTaskService ارتباط برقرار خواهیم کرد. برای درک بهتر این مراحل، بر روی سازنده‌ی کلاس کنترلر و همچنین متد Intercept، تعدادی break-point را قرار دهید.
مطالب
مفاهیم برنامه نویسی ـ آشنایی با سازنده‌ها
در مطلب پیشین برای نگهداری حالت شیء یا همان ویژگی‌های آن Property‌‌‌ها را در کلاس معرفی کردیم و پس از ایجاد شیء مقدار مناسبی را به پروپرتی‌ها اختصاص دادیم.
اگرچه ایجاد شیء و مقداردهی به ویژگی‌های آن ما را به هدفمان می‌رساند، اما بهترین روش نیست چرا که ممکن است مقداردهی به یک ویژگی فراموش شده و سبب شود شیء در وضعیت نادرستی قرار گیرد. این مشکل با استفاده از سازنده‌ها (Constructors) حل می‌شود.
سازنده (Constructor) عضو ویژه ای از کلاس است بسیار شبیه به یک متد که در هنگام وهله سازی (ایجاد یک شیء از کلاس) به صورت خودکار فراخوانی و اجرا می‌شود. وظیفه سازنده مقداردهی به ویژگی‌های عمومی و خصوصی شیء تازه ساخته شده و به طور کلی انجام هر کاری است که برنامه‌نویس در نظر دارد پیش از استفاده از شیء به انجام برساند.
مثالی که در این بخش بررسی می‌کنیم کلاس مثلث است. برای پیاده سازی این کلاس سه ویژگی در نظر گرفته ایم. قاعده، ارتفاع و مساحت. بله مساحت را این بار به جای متد به صورت یک پروپرتی پیاده سازی می‌کنیم. اگرچه در آینده بیشتر راجع به چگونگی انتخاب برای پیاده سازی یک عضو کلاس به صورت پروپرتی یا متد بحث خواهیم کرد اما به عنوان یک قانون کلی در نظر داشته باشید عضوی که به صورت منطقی به عنوان داده مطرح است را به صورت پروپرتی پیاده سازی کنید. مانند نام دانشجو. از طرفی اعضایی که دلالت بر انجام عملی دارند را به صورت متد پیاده سازی می‌کنیم. مانند متد تبدیل به نوع داده دیگر. (مثلاً ()Object.ToString)
public class Triangle
{
    private int _height;
    private int _baseLength;

    public int Height
    {
        get { return _height; }

        set
        {
            if (value < 1 || value > 100)
            {
                // تولید خطا
            }

            _height = value;
        }
    }

    public int BaseLength
    {
        get { return _baseLength; }

        set
        {
            if (value < 1 || value > 100)
            {
                // تولید خطا
            }

            _baseLength = value;
        }
    }

    public double Area
    {
        get { return _height * _baseLength * 0.5; }
    }
}
چون در بخشی از یک پروژه نیاز پیدا کردیم با یک سری مثلث کار کنیم، کلاس بالا را طراحی کرده ایم. به نکات زیر توجه نمایید.
 • در اکسسور set دو ویژگی قاعده و ارتفاع، محدوده مجاز مقادیر قابل انتساب را بررسی نموده ایم. در صورتی که مقداری خارج از محدوده یاد شده برای این ویژگی‌ها تنظیم شود خطایی را ایجاد خواهیم کرد. شاید برای برنامه نویسانی که تجربه کمتری دارند زیاد روش مناسبی به نظر نرسد. اما این یک روش قابل توصیه است. مواجه شدن کد مشتری (کد استفاده کننده از کلاس) با یک خطای مهلک که علت رخ دادن خطا را نیز می‌توان به همراه آن ارائه کرد بسیار بهتر از بروز خطاهای منطقی در برنامه است. چون رفع خطاهای منطقی بسیار دشوارتر است. در مطالب آینده راجع به تولید خطا و موارد مرتبط با آن بیشتر صحبت می‌کنیم.
 • در مورد ویژگی مساحت، اکسسور set را پیاده سازی نکرده ایم تا این ویژگی را به صورت فقط خواندنی ایجاد کنیم.

وقتی شیء ای از یک کلاس ایجاد می‌شود، بلافاصله سازنده آن فراخوانی می‌گردد. سازنده‌ها هم نام کلاسی هستند که در آن تعریف می‌شوند و معمولاً اعضای داده ای شیء جدید را مقداردهی می‌کند. همانطور که می‌دانید وهله سازی از یک کلاس با عملگر new انجام می‌شود. سازنده کلاس بلافاصله پس از آنکه حافظه برای شیء در حال تولید اختصاص داده شد، توسط عملگر new فراخوانی می‌شود.

سازنده پیش فرض

سازنده‌ها مانند متدهای دیگر می‌توانند پارامتر دریافت کنند. سازنده ای که هیچ پارامتری دریافت نمی‌کند سازنده پیش فرض (Default constructor) نامیده می‌شود. سازنده پیش فرض زمانی اجرا می‌شود که با استفاده از عملگر new شیء ای ایجاد می‌کنید اما هیچ آرگومانی را برای این عملگر در نظر نگرفته اید.
اگر برای کلاسی که طراحی می‌کنید سازنده ای تعریف نکرده باشید کامپایلر سی شارپ یک سازنده پیش فرض (بدون پارامتر) خواهد ساخت. این سازنده هنگام ایجاد اشیاء فراخوانی شده و مقدار پیش فرض متغیرها و پروپرتی‌ها را با توجه به نوع آن‌ها تنظیم می‌نماید. مثلاً مقدار صفر برای متغیری از نوع int یا false برای نوع bool و null برای انواع ارجاعی که در آینده در این مورد بیشتر خواهید آموخت.
اگر مقادیر پیش فرض برای متغیرها و پروپرتی‌ها مناسب نباشد، مانند مثال ما، سازنده پیش فرض ساخته شده توسط کامپایلر همواره شیء ای می‌سازد که وضعیت صحیحی ندارد و نمی‌تواند وظیفه خود را انجام دهد. در این گونه موارد باید این سازنده را جایگزین نمود.

جایگزینی سازنده پیش فرض ساخته شده توسط کامپایلر

افزودن یک سازنده صریح به کلاس بسیار شبیه به تعریف یک متد در کلاس است. با این تفاوت که:
  • سازنده هم نام کلاس است.
  • برای سازنده نوع خروجی در نظر گرفته نمی‌شود.

در مثال ما محدوده مجاز برای قاعده و ارتفاع مثلث بین ۱ تا ۱۰۰ است در حالی که سازنده پیش فرض مقدار صفر را برای آنها تنظیم خواهد نمود. پس برای اینکه مطمئن شویم اشیاء مثلث ساخته شده از این کلاس در همان بدو تولید دارای قاعده و ارتفاع معتبری هستند سازنده زیر را به صورت صریح در کلاس تعریف می‌کنیم تا جایگزین سازنده پیش فرضی شود که کامپایلر خواهد ساخت و به جای آن فراخوانی گردد.
public Triangle()
{
    _height = _baseLength = 1;
}
در این سازنده مقدار ۱ را برای متغیر خصوصی پشت (backing field یا backing store) هر یک از دو ویژگی قاعده و ارتفاع تنظیم نموده ایم.

اجرای سازنده

همانطور که گفته شد سازنده اضافه شده به کلاس جایگزین سازنده پیش فرض کامپایلر شده و در هنگام ایجاد یک شیء جدید از کلاس مثلث توسط عملگر new اجرا می‌شود. برای بررسی اجرا شدن سازنده به سادگی می‌توان کدی مشابه مثال زیر را نوشت.
Triangle triangle = new Triangle();
 
Console.WriteLine(triangle.Height);
Console.WriteLine(triangle.BaseLength);
Console.WriteLine(triangle.Area);
کد بالا مقدار ۱ را برای قاعده و ارتفاع و مقدار ۰.۵ را برای مساحت چاپ می‌نماید. بنابراین مشخص است که سازنده اجرا شده و مقادیر مناسب را برای شیء تنظیم نموده به طوری که شیء از بدو تولید در وضعیت مناسبی است.

سازنده‌های پارامتر دار

در مثال قبل یک سازنده بدون پارامتر را به کلاس اضافه کردیم. این سازنده تنها مقادیر پیش فرض مناسبی را تنظیم می‌کند. بدیهی است پس از ایجاد شیء در صورت نیاز می‌توان مقادیر مورد نظر دیگر را برای قاعده و ارتفاع تنظیم نمود. اما برای اینکه سازنده بهتر بتواند فرآیند وهله سازی را کنترل نماید می‌توان پارامترهایی را به آن افزود. افزودن پارامتر به سازنده مانند افزودن پارامتر به متدهای دیگر صورت می‌گیرد. در مثال زیر سازنده دیگری تعریف می‌کنیم که دارای دو پارامتر است. یکی قاعده و دیگری ارتفاع. به این ترتیب در حین فرآیند وهله سازی می‌توان مقادیر مورد نظر را منتسب نمود.
public Triangle(int height, int baseLength)
{
    Height = height;
    BaseLength = baseLength;
}
با توجه به اینکه مقادیر ارسالی به این سازنده توسط کد مشتری در نظر گرفته می‌شود و ممکن است در محدوده مجاز نباشد، به جای انتساب مستقیم این مقادیر به فیلد خصوصی پشت ویژگی قاعده و ارتفاع یعنی baseLength_ و height_ آنها را به پروپرتی‌ها منتسب کردیم تا قانون اعتبارسنجی موجود در اکسسور set پروپرتی‌ها از انتساب مقادیر غیر مجاز جلوگیری کند.
سازنده اخیر را می‌توان به صورت زیر با استفاده از عملگر new و فراهم کردن آرگومان‌های مورد نظر مورد استفاده قرار داد.
Triangle triangle = new Triangle(5, 8);
 
Console.WriteLine(triangle.Height);
Console.WriteLine(triangle.BaseLength);
Console.WriteLine(triangle.Area);
مقادیر چاپ شده برابر ۵ برای ارتفاع، ۸ برای قاعده و ۲۰ برای مساحت خواهد بود که نشان از اجرای صحیح سازنده دارد.
در مطالب بالا چندین بار از سازنده‌ها صحبت کردیم و گفتیم سازنده دیگری به کلاس اضافه می‌کنیم. این دو نکته را به خاطر داشته باشید:
  • یک کلاس می‌تواند دارای چندین سازنده باشد که بر اساس آرگومان‌های فراهم شده هنگام وهله سازی، سازنده مورد نظر انتخاب و اجرا می‌شود.
  • الزامی به تعریف یک سازنده پیش فرض (به معنای بدون پارامتر) نیست. یعنی یک کلاس می‌تواند هیچ سازنده بی پارامتری نداشته باشد.

در بخش‌های بعدی مطالب بیشتری در مورد سازنده‌ها و سایر اعضای کلاس خواهید آموخت.