Hubs کلاس‌هایی هستند جهت پیاده سازی push services در SignalR و همانطور که در قسمت قبل عنوان شد، در سطحی بالاتر از اتصال ماندگار (persistent connection) قرار می‌گیرند. کلاس‌های Hubs بر مبنای یک سری قرار داد پیش فرض کار می‌کنند (ایده Convention-over-configuration) تا استفاده نهایی از آنها را ساده‌تر کنند.
Hubs به نوعی یک فریم ورک سطح بالای RPC نیز محسوب می‌شوند (Remote Procedure Calls) و آن‌را برای انتقال انواع و اقسام داده‌ها بین سرور و کلاینت و یا فراخوانی متدی در سمت کلاینت یا سرور، بسیار مناسب می‌سازد. برای مثال اگر قرار باشد با persistent connection به صورت مستقیم کار کنیم، نیاز است تا بسیاری از مسایل serialization و deserialization اطلاعات را خودمان پیاده سازی و اعمال نمائیم.
قرار دادهای پیش فرض Hubs
- متدهای public کلاس‌های Hubs از طریق دنیای خارج قابل فراخوانی هستند.
- ارسال اطلاعات به کلاینت‌ها از طریق فراخوانی متدهای سمت کلاینت انجام خواهد شد. (نحوه تعریف این متدها در سمت سرور بر اساس قابلیت‌های dynamic اضافه شده به دات نت 4 است که در ادامه در مورد آن بیشتر بحث خواهد شد)
مراحل اولیه نوشتن یک Hub
الف) یک کلاس Hub را تهیه کنید. این کلاس، از کلاس پایه Hub تعریف شده در فضای نام Microsoft.AspNet.SignalR باید مشتق شود. همچنین این کلاس می‌تواند توسط ویژگی خاصی به نام HubName نیز مزین گردد تا در حین برپایی اولیه سرویس، از طریق زیرساخت‌های SignalR به نامی دیگر (یک alias یا نام مستعار خاص) قابل شناسایی باشد. متدهای یک هاب می‌توانند نوع‌های ساده یا پیچیده‌ای را بازگشت دهند و همه چیز در اینجا نهایتا به فرمت JSON رد و بدل خواهد شد (فرمت پیش فرض که در پشت صحنه از کتابخانه معروف JSON.NET استفاده می‌کند؛ این کتابخانه سورس باز به دلیل کیفیت بالای آن، از زمان ارائه MVC4 به عنوان جزئی از مجموعه کارهای مایکروسافت قرار گرفته است).
ب) مسیریابی و Routing را تعریف و اصلاح نمائید.
و ... از نتیجه استفاده کنید.
تهیه اولین برنامه با SignalR
ابتدا یک پروژه خالی ASP.NET را آغاز کنید (مهم نیست MVC باشد یا WebForms). برای سادگی بیشتر، در اینجا یک ASP.NET Empty Web application درنظر گرفته شده است. در ادامه قصد داریم یک برنامه Chat را تهیه کنیم؛ از این جهت که توسط یک برنامه Chat بسیاری از مفاهیم مرتبط با SignalR را میتوان در عمل توضیح داد.
اگر از VS 2012 استفاده می‌کنید، گزینه SignalR Hub class جزئی از آیتم‌های جدید قابل افزودن به پروژه است (منوی پروژه، گزینه new item آن) و پس از انتخاب این قالب خاص، تمامی ارجاعات لازم نیز به صورت خودکار به پروژه جاری اضافه خواهند شد.
و اگر از VS 2010 استفاده می‌کنید، نیاز است از طریق NuGet ارجاعات لازم را به پروژه خود اضافه نمائید:
اکنون یک کلاس خالی جدید را به نام ChatHub، به آن اضافه کنید. سپس کدهای آن را به نحو ذیل تغییر دهید:
همانطور که ملاحظه می‌کنید این کلاس از کلاس پایه Hub مشتق شده و توسط ویژگی HubName، نام مستعار chat را یافته است.
کلاس پایه Hub یک سری متد و خاصیت را در اختیار کلاس‌های مشتق شده از آن قرار می‌دهد. ساده‌ترین راه برای آشنایی با این متدها و خواص مهیا، کلیک راست بر روی نام کلاس پایه Hub و انتخاب گزینه Go to definition است.
برای نمونه در کلاس ChatHub فوق، از خاصیت Clients برای دسترسی به تمامی آنها و سپس فراخوانی متد dynamic ایی به نام hello که هنوز وجود خارجی ندارد، استفاده شده است.
اهمیتی ندارد که این کلاس در اسمبلی اصلی برنامه وب قرار گیرد یا مثلا در یک class library به نام Services. همینقدر که از کلاس Hub مشتق شود به صورت خودکار در ابتدای برنامه اسکن گردیده و یافت خواهد شد.
مرحله بعد، افزودن فایل global.asax به برنامه است. زیرا برای کار با SignalR نیاز است تنظیمات Routing و مسیریابی خاص آن‌را اضافه نمائیم. پس از افرودن فایل global.asax، به فایل Global.asax.cs مراجعه کرده و در متد Application_Start آن تغییرات ذیل را اعمال نمائید:
یک نکته مهم
اگر از ASP.NET MVC استفاده می‌کنید، این تنظیم مسیریابی باید پیش از تعاریف پیش فرض موجود قرار گیرد. در غیراینصورت مسیریابی‌های SignalR کار نخواهند کرد.
اکنون برای آزمایش برنامه، برنامه را اجرا کرده و مسیر ذیل را فراخوانی کنید:
در این حال اگر برنامه را برای مثال با مرورگر chrome باز کنید، در این آدرس، فایل جاوا اسکریپتی SignalR، قابل مشاهده خواهد بود. مرورگر IE پیغام می‌دهد که فایل را نمی‌تواند باز کند. اگر به انتهای خروجی آدرس مراجعه کنید، چنین سطری قابل مشاهده است:
و کلمه chat دقیقا از مقدار معرفی شده توسط ویژگی HubName دریافت گردیده است.
تا اینجا ما موفق شدیم اولین Hub خود را تشکیل دهیم.
بررسی پروتکل Hub
اکنون که اولین Hub خود را ایجاد کرده‌ایم، بد نیست اندکی با زیر ساخت آن نیز آشنا شویم.
مطابق مسیریابی تعریف شده در Application_Start، مسیر ابتدایی دسترسی به SignalR با افزودن اسلش SignalR به انتهای مسیر ریشه سایت بدست می‌آید و اگر به این آدرس یک اسلش hubs را نیز اضافه کنیم، فایل js metadata مرتبط را نیز میتوان دریافت و مشاهده کرد.
زمانیکه یک کلاینت قصد اتصال به یک Hub را دارد، دو مرحله رخ خواهد داد:
الف) negotiate: در این حالت امکانات قابل پشتیبانی از طرف سرور مورد پرسش قرار می‌گیرند و سپس بهترین حالت انتقال، انتخاب می‌گردد. این انتخاب‌ها به ترتیب از چپ به راست خواهند بود:
به این معنا که اگر برای مثال امکانات Web sockets مهیا بود، در همینجا کار انتخاب نحوه انتقال اطلاعات خاتمه یافته و Web sockets انتخاب می‌شود.
تمام این مراحل نیز خودکار است و نیازی نیست تا برای تنظیمات آن کار خاصی صورت گیرد. البته در سمت کلاینت، امکان انتخاب یکی از موارد یاد شده به صورت صریح نیز وجود دارد.
ب) connect: اتصالی ماندگار برقرار می‌گردد.
در پروتکل Hub تمام اطلاعات JSON encoded هستند و یک سری مخفف‌هایی را در این بین نیز ممکن است مشاهده نمائید که معنای آنها به شرح زیر است:
این مراحل را در قسمت بعد، پس از ایجاد یک کلاینت، بهتر میتوان توضیح داد.
روش‌های مختلف ارسال اطلاعات به کلاینت‌ها
به چندین روش میتوان اطلاعاتی را به کلاینت‌ها ارسال کرد:
1) استفاده از خاصیت Clients موجود در کلاس Hub
2) استفاده از خواص و متدهای dynamic
در این حالت اطلاعات متد dynamic و پارامترهای آن به صورت JSON encoded به کلاینت ارسال می‌شوند (به همین جهت اهمیتی ندارند که در سرور وجود خارجی دارند یا خیر و به صورت dynamic تعریف شده‌اند).
برای نمونه در اینجا متد hello به صورت dynamic تعریف شده است (جزئی از متدهای خاصیت All نیست و اصلا در سمت سرور وجود خارجی ندارد) و خواص Context و Clients، هر دو در کلاس پایه Hub قرار دارند.
حالت Clients.All به معنای ارسال پیامی به تمام کلاینت‌های متصل به هاب ما هستند.
3) روش‌های دیگر، استفاده از خاصیت dynamic دیگری به نام Caller است که میتوان بر روی آن متد دلخواهی را تعریف و فراخوانی کرد.
انجام اینکار با روش ارائه شده در سطر دومی که ملاحظه می‌کنید، در عمل یکی است؛ از این جهت که Context.ConnectionId همان ConnectionId فراخوان می‌باشد.
در اینجا پیامی صرفا به فراخوان جاری سرویس ارسال می‌گردد.
4) استفاده از خاصیت dynamic ایی به نام Clients.Others
در این حالت، پیام، به تمام کلاینت‌های متصل، منهای کلاینت فراخوان ارسال می‌گردد.
5) استفاده از متد Clients.AllExcept
این متد می‌تواند آرایه‌ای از ConnectionIdهایی را بپذیرد که قرار نیست پیام ارسالی ما را دریافت کنند.
6) ارسال اطلاعات به گروه‌ها
تعداد مشخصی از ConnectionIdها یک گروه را تشکیل می‌دهند؛ مثلا اعضای یک chat room.
در اینجا نحوه الحاق یک کلاینت به یک room یا گروه را مشاهده می‌کنید. همچنین با مشخص بودن نام گروه، میتوان صرفا اطلاعاتی را به اعضای آن گروه خاص ارسال کرد.
خاصیت Group در کلاس پایه Hub تعریف شده است.
نکته مهمی را که در اینجا باید درنظر داشت این است که اطلاعات گروه‌ها به صورت دائمی در سرور ذخیره نمی‌شوند. برای مثال اگر سرور ری استارت شود، این اطلاعات از دست خواهند رفت.
آشنایی با مراحل طول عمر یک Hub
اگر به تعاریف کلاس پایه Hub دقت کنیم:
در اینجا، تعدادی از متدها virtual تعریف شده‌اند که تمامی آنها را در کلاس مشتق شده نهایی میتوان override و مورد استفاده قرار داد. به این ترتیب میتوان به اجزا و مراحل مختلف طول عمر یک Hub مانند برقراری اتصال یا قطع شدن آن، دسترسی یافت. تمام این متدها نیز با Task معرفی شده‌اند؛ که معنای غیرهمزمان بودن پردازش آنها را بیان می‌کند.
تعدادی از این متدها را میتوان جهت مقاصد logging برنامه مورد استفاده قرار داد و یا در متد OnDisconnected اگر اطلاعاتی را در بانک اطلاعاتی ذخیره کرده‌ایم، بر این اساس میتوان وضعیت نهایی را تغییر داد.
ارسال اطلاعات از یک Hub به Hub دیگر در برنامه
فرض کنید یک Hub دوم را به نام MinitorHub به برنامه اضافه کرده‌اید. اکنون قصد داریم از داخل ChatHub فوق، اطلاعاتی را به آن ارسال کنیم. روش کار به نحو زیر است:
در اینجا با override کردن OnDisconnected به رویداد خاتمه اتصال یک کلاینت دسترسی یافته‌ایم. سپس قصد داریم این اطلاعات را توسط متد sendMonitorData به Hub دومی به نام MonitorHub ارسال کنیم که نحوه پیاده سازی آن‌را در کدهای فوق ملاحظه می‌کنید. GlobalHost.ConnectionManager یک dependency resolver توکار تعریف شده در SignalR است.
مورد استفاده دیگر این روش، ارسال اطلاعات به کلاینت‌ها از طریق کدهای یک برنامه تحت وب است (که در همان پروژه هاب واقع شده است). برای مثال در یک اکشن متد یا یک روال رویدادگردان کلیک نیز میتوان از GlobalHost.ConnectionManager استفاده کرد.
Hubs به نوعی یک فریم ورک سطح بالای RPC نیز محسوب می‌شوند (Remote Procedure Calls) و آن‌را برای انتقال انواع و اقسام داده‌ها بین سرور و کلاینت و یا فراخوانی متدی در سمت کلاینت یا سرور، بسیار مناسب می‌سازد. برای مثال اگر قرار باشد با persistent connection به صورت مستقیم کار کنیم، نیاز است تا بسیاری از مسایل serialization و deserialization اطلاعات را خودمان پیاده سازی و اعمال نمائیم.
قرار دادهای پیش فرض Hubs
- متدهای public کلاس‌های Hubs از طریق دنیای خارج قابل فراخوانی هستند.
- ارسال اطلاعات به کلاینت‌ها از طریق فراخوانی متدهای سمت کلاینت انجام خواهد شد. (نحوه تعریف این متدها در سمت سرور بر اساس قابلیت‌های dynamic اضافه شده به دات نت 4 است که در ادامه در مورد آن بیشتر بحث خواهد شد)
مراحل اولیه نوشتن یک Hub
الف) یک کلاس Hub را تهیه کنید. این کلاس، از کلاس پایه Hub تعریف شده در فضای نام Microsoft.AspNet.SignalR باید مشتق شود. همچنین این کلاس می‌تواند توسط ویژگی خاصی به نام HubName نیز مزین گردد تا در حین برپایی اولیه سرویس، از طریق زیرساخت‌های SignalR به نامی دیگر (یک alias یا نام مستعار خاص) قابل شناسایی باشد. متدهای یک هاب می‌توانند نوع‌های ساده یا پیچیده‌ای را بازگشت دهند و همه چیز در اینجا نهایتا به فرمت JSON رد و بدل خواهد شد (فرمت پیش فرض که در پشت صحنه از کتابخانه معروف JSON.NET استفاده می‌کند؛ این کتابخانه سورس باز به دلیل کیفیت بالای آن، از زمان ارائه MVC4 به عنوان جزئی از مجموعه کارهای مایکروسافت قرار گرفته است).
ب) مسیریابی و Routing را تعریف و اصلاح نمائید.
و ... از نتیجه استفاده کنید.
تهیه اولین برنامه با SignalR
ابتدا یک پروژه خالی ASP.NET را آغاز کنید (مهم نیست MVC باشد یا WebForms). برای سادگی بیشتر، در اینجا یک ASP.NET Empty Web application درنظر گرفته شده است. در ادامه قصد داریم یک برنامه Chat را تهیه کنیم؛ از این جهت که توسط یک برنامه Chat بسیاری از مفاهیم مرتبط با SignalR را میتوان در عمل توضیح داد.
اگر از VS 2012 استفاده می‌کنید، گزینه SignalR Hub class جزئی از آیتم‌های جدید قابل افزودن به پروژه است (منوی پروژه، گزینه new item آن) و پس از انتخاب این قالب خاص، تمامی ارجاعات لازم نیز به صورت خودکار به پروژه جاری اضافه خواهند شد.
و اگر از VS 2010 استفاده می‌کنید، نیاز است از طریق NuGet ارجاعات لازم را به پروژه خود اضافه نمائید:
PM> Install-Package Microsoft.AspNet.SignalR
using Microsoft.AspNet.SignalR;
using Microsoft.AspNet.SignalR.Hubs;
namespace SignalR02
{
[HubName("chat")]
public class ChatHub : Hub
{
public void SendMessage(string message)
{
Clients.All.hello(message);
}
}
}کلاس پایه Hub یک سری متد و خاصیت را در اختیار کلاس‌های مشتق شده از آن قرار می‌دهد. ساده‌ترین راه برای آشنایی با این متدها و خواص مهیا، کلیک راست بر روی نام کلاس پایه Hub و انتخاب گزینه Go to definition است.
برای نمونه در کلاس ChatHub فوق، از خاصیت Clients برای دسترسی به تمامی آنها و سپس فراخوانی متد dynamic ایی به نام hello که هنوز وجود خارجی ندارد، استفاده شده است.
اهمیتی ندارد که این کلاس در اسمبلی اصلی برنامه وب قرار گیرد یا مثلا در یک class library به نام Services. همینقدر که از کلاس Hub مشتق شود به صورت خودکار در ابتدای برنامه اسکن گردیده و یافت خواهد شد.
مرحله بعد، افزودن فایل global.asax به برنامه است. زیرا برای کار با SignalR نیاز است تنظیمات Routing و مسیریابی خاص آن‌را اضافه نمائیم. پس از افرودن فایل global.asax، به فایل Global.asax.cs مراجعه کرده و در متد Application_Start آن تغییرات ذیل را اعمال نمائید:
using System;
using System.Web;
using System.Web.Routing;
namespace SignalR02
{
public class Global : HttpApplication
{
protected void Application_Start(object sender, EventArgs e)
{
// Register the default hubs route: ~/signalr
RouteTable.Routes.MapHubs();
}
}
}یک نکته مهم
اگر از ASP.NET MVC استفاده می‌کنید، این تنظیم مسیریابی باید پیش از تعاریف پیش فرض موجود قرار گیرد. در غیراینصورت مسیریابی‌های SignalR کار نخواهند کرد.
اکنون برای آزمایش برنامه، برنامه را اجرا کرده و مسیر ذیل را فراخوانی کنید:
http://localhost/signalr/hubs
proxies.chat = this.createHubProxy('chat');تا اینجا ما موفق شدیم اولین Hub خود را تشکیل دهیم.
بررسی پروتکل Hub
اکنون که اولین Hub خود را ایجاد کرده‌ایم، بد نیست اندکی با زیر ساخت آن نیز آشنا شویم.
مطابق مسیریابی تعریف شده در Application_Start، مسیر ابتدایی دسترسی به SignalR با افزودن اسلش SignalR به انتهای مسیر ریشه سایت بدست می‌آید و اگر به این آدرس یک اسلش hubs را نیز اضافه کنیم، فایل js metadata مرتبط را نیز میتوان دریافت و مشاهده کرد.
زمانیکه یک کلاینت قصد اتصال به یک Hub را دارد، دو مرحله رخ خواهد داد:
الف) negotiate: در این حالت امکانات قابل پشتیبانی از طرف سرور مورد پرسش قرار می‌گیرند و سپس بهترین حالت انتقال، انتخاب می‌گردد. این انتخاب‌ها به ترتیب از چپ به راست خواهند بود:
Web socket -> SSE -> Forever frame -> long polling
به این معنا که اگر برای مثال امکانات Web sockets مهیا بود، در همینجا کار انتخاب نحوه انتقال اطلاعات خاتمه یافته و Web sockets انتخاب می‌شود.
تمام این مراحل نیز خودکار است و نیازی نیست تا برای تنظیمات آن کار خاصی صورت گیرد. البته در سمت کلاینت، امکان انتخاب یکی از موارد یاد شده به صورت صریح نیز وجود دارد.
ب) connect: اتصالی ماندگار برقرار می‌گردد.
در پروتکل Hub تمام اطلاعات JSON encoded هستند و یک سری مخفف‌هایی را در این بین نیز ممکن است مشاهده نمائید که معنای آنها به شرح زیر است:
C: cursor M: Messages H: Hub name M: Method name A: Method args T: Time out D: Disconnect
روش‌های مختلف ارسال اطلاعات به کلاینت‌ها
به چندین روش میتوان اطلاعاتی را به کلاینت‌ها ارسال کرد:
1) استفاده از خاصیت Clients موجود در کلاس Hub
2) استفاده از خواص و متدهای dynamic
در این حالت اطلاعات متد dynamic و پارامترهای آن به صورت JSON encoded به کلاینت ارسال می‌شوند (به همین جهت اهمیتی ندارند که در سرور وجود خارجی دارند یا خیر و به صورت dynamic تعریف شده‌اند).
using Microsoft.AspNet.SignalR;
using Microsoft.AspNet.SignalR.Hubs;
namespace SignalR02
{
[HubName("chat")]
public class ChatHub : Hub
{
public void SendMessage(string message)
{
var msg = string.Format("{0}:{1}", Context.ConnectionId, message);
Clients.All.hello(msg);
}
}
}حالت Clients.All به معنای ارسال پیامی به تمام کلاینت‌های متصل به هاب ما هستند.
3) روش‌های دیگر، استفاده از خاصیت dynamic دیگری به نام Caller است که میتوان بر روی آن متد دلخواهی را تعریف و فراخوانی کرد.
//این دو عبارت هر دو یکی هستند Clients.Caller.hello(msg); Clients.Client(Context.ConnectionId).hello(msg);
در اینجا پیامی صرفا به فراخوان جاری سرویس ارسال می‌گردد.
4) استفاده از خاصیت dynamic ایی به نام Clients.Others
Clients.Others.hello(msg);
5) استفاده از متد Clients.AllExcept
این متد می‌تواند آرایه‌ای از ConnectionIdهایی را بپذیرد که قرار نیست پیام ارسالی ما را دریافت کنند.
6) ارسال اطلاعات به گروه‌ها
تعداد مشخصی از ConnectionIdها یک گروه را تشکیل می‌دهند؛ مثلا اعضای یک chat room.
public void JoinRoom(string room)
{
this.Groups.Add(Context.ConnectionId, room);
}
public void SendMessageToRoom(string room, string msg)
{
this.Clients.Group(room).hello(msg);
}خاصیت Group در کلاس پایه Hub تعریف شده است.
نکته مهمی را که در اینجا باید درنظر داشت این است که اطلاعات گروه‌ها به صورت دائمی در سرور ذخیره نمی‌شوند. برای مثال اگر سرور ری استارت شود، این اطلاعات از دست خواهند رفت.
آشنایی با مراحل طول عمر یک Hub
اگر به تعاریف کلاس پایه Hub دقت کنیم:
public abstract class Hub : IHub, IDisposable
{
protected Hub();
public HubConnectionContext Clients { get; set; }
public HubCallerContext Context { get; set; }
public IGroupManager Groups { get; set; }
public void Dispose();
protected virtual void Dispose(bool disposing);
public virtual Task OnConnected();
public virtual Task OnDisconnected();
public virtual Task OnReconnected();
}تعدادی از این متدها را میتوان جهت مقاصد logging برنامه مورد استفاده قرار داد و یا در متد OnDisconnected اگر اطلاعاتی را در بانک اطلاعاتی ذخیره کرده‌ایم، بر این اساس میتوان وضعیت نهایی را تغییر داد.
ارسال اطلاعات از یک Hub به Hub دیگر در برنامه
فرض کنید یک Hub دوم را به نام MinitorHub به برنامه اضافه کرده‌اید. اکنون قصد داریم از داخل ChatHub فوق، اطلاعاتی را به آن ارسال کنیم. روش کار به نحو زیر است:
public override System.Threading.Tasks.Task OnDisconnected()
{
sendMonitorData("OnDisconnected", Context.ConnectionId);
return base.OnDisconnected();
}
private void sendMonitorData(string type, string connection)
{
var ctx = GlobalHost.ConnectionManager.GetHubContext<MonitorHub>();
ctx.Clients.All.newEvenet(type, connection);
}مورد استفاده دیگر این روش، ارسال اطلاعات به کلاینت‌ها از طریق کدهای یک برنامه تحت وب است (که در همان پروژه هاب واقع شده است). برای مثال در یک اکشن متد یا یک روال رویدادگردان کلیک نیز میتوان از GlobalHost.ConnectionManager استفاده کرد.
