اشتراک‌ها
CSnakes؛ کتابخانه‌ای برای جایگذاری کدهای پایتون در برنامه‌های دات‌نت
CSnakes - a tool for embedding Python code into .NET projects

CSnakes is a .NET Source Generator and Runtime that you can use to embed Python code and libraries into your C#.NET Solution at a performant, low-level without the need for REST, HTTP, or Microservices.
CSnakes؛ کتابخانه‌ای برای جایگذاری کدهای پایتون در برنامه‌های دات‌نت
اشتراک‌ها
Lazy Loading و مزایای استفاده از آن در بخش Write سیستم

In Defense of Lazy Loading

I don’t know how this happened but for the last couple years (at least), whenever I read an author who writes about ORMs, I often see a sentiment like this: “ORMs are fine, just make sure you disable this pesky feature called Lazy Loading”.

It’s like this feature is not even needed and only brings confusion and performance issues to everyone who chooses to use it. Well, as you may guess from the title of this article, I disagree with this point of view completely. 

Lazy Loading و مزایای استفاده از آن در بخش Write سیستم
اشتراک‌ها
معرفی WebAssembly بر روی Server

WebAssembly is moving beyond the browser and is pitched to become a foundational element of modern cloud-native architecture. It lets any language compile to universal binaries that run on any OS or processor, robustly sandboxed and with great performance. This session covers a new approach to running .NET in WASI environments. You’ll see how your existing .NET code could be built into WASI-compliant modules, plus the opportunities this opens. This is experimental, not yet a committed product. 

معرفی WebAssembly بر روی Server
مطالب
بهینه سازی پروژه‌های Angular
Angular یکی از محبوب‌ترین فریم ورک‌ها، برای ساختن برنامه‌های تک صفحه‌ای می‌باشد. اگرچه گفتیم تک صفحه‌ای، اما ضرورتا منظور این نیست که پروژه‌ی شما تنها شامل یک صفحه باشد. شما می‌توانید با Angular یک وب سایت را با هزاران صفحه نیز ایجاد کنید. با این حال وقتی بحث از کارآیی باشد، بهتر است همیشه در رابطه با تعدادی فکر کنیم که باعث می‌شوند پروژه، نرم و سریع اجرا شود. 


#1 Optimize main bundle with Lazy Loading
وقتی که پروژه را برای حالت ارائه‌ی نهایی (Production ) بدون در نظر گرفتن Lazy Load، بیلد می‌کنیم احتمالا فایل‌های تولید شده زیر را در پوشه‌ی dist خواهیم دید: 

  1. polyfills.js :  برای ساختن برنامه‌های سازگار با انواع مرورگر‌ها می‌باشد. به دلیل اینکه وقتی کد‌ها را با جدیدترین ویژگی‌ها می‌نویسیم، ممکن است که همه‌ی مرورگر‌ها توانایی پشتیبانی از آن ویژگی‌ها را نداشته باشند.
  2. scripts.js : شامل اسکریپت‌هایی می‌باشد که در بخش scripts، در فایل angular.json تعریف کرده‌ایم.
  3.  webpack loader : runtime.js می‌باشد. این فایل شامل webpack utilities‌هایی می‌باشد که برای بارگذاری دیگر فایل‌ها مورد نیاز است.
  4. styles.css : شامل style ‌هایی است که در بخش styles، در فایل angular.json تعریف کرده‌ایم.
  5. main.js : شامل تمامی کد‌ها از قبیل کامپوننت‌ها ( کد‌های مربوط به css ، html ، ts) ، دایرکتیو‌ها، pipes و سرویس‌ها و ماژول‌های ایمپورت شده از جمله third party‌های می‌باشد.

همانطور که متوجه هستید، فایل main.js در طول زمان بزرگتر و بزرگتر خواهد شد که این یک مشکل است. در این حالت برای مشاهده‌ی وب سایت، مرورگر نیاز دارد که فایل main.js را دانلود کرده و سپس در صفحه،  آن را اجرا و رندر کند که این یک چالش برای کاربران موبایل با اینترنت ضعیف و هم چنین کاربران دسکتاپ می‌باشد. 
آسان‌ترین راه برای برطرف کردن این مشکل این است که پروژه را به چندین ماژول lazy load، تقسیم کنیم. وقتی که از lazy module‌ها استفاده می‌کنیم، انگیولار chunk مربوط به آن را تولید می‌کند که در ابتدا بارگذاری نخواهد شد؛ مگر اینکه مورد نیاز باشند (معمولا با فعال سازی یک مسیر اتفاق می‌افتد). 
وقتی که از lazy loading استفاده می‌کنیم، بعد از فرایند build، فایل‌های جدیدی تولید خواهند شد، مثل  4.386205799sfghe4.js که یک  چانک از  یک lazy module می‌باشد و در زمان راه اندازی صفحه اول اجرا نخواهد شد که نتیجه‌ی آن داشتن فایل main.js ای با حجم کم می‌باشد. بنابراین بارگذاری صفحه‌ی اول، خیلی سریع انجام خواهد شد. 

با این حال، بارگذاری هر قسمت می‌تواند بر روی کارآیی تاثیر داشته باشد (بارگذاری ممکن است کند باشد). خوشبختانه انگیولار یک راه را برای برطرف کردن این مشکل فراهم کرده است ( PreloadingStrategy ) . بعد از اینکه فایل main.js  به صورت کامل بارگذاری و اجرا شد، کار پیش واکشی ماژول‌ها را انجام می‌دهد و زمانیکه کاربری مسیری را درخواست می‌دهد، آْن مسیر را بدون درنگ مشاهده خواهد کرد.

#2 Debug bundles with Webpack Bundle Analyzer 
حتی ممکن است بعد از تقسیم کردن منطق برنامه به چند ماژول lazy load، شما یک فایل main.js بزرگ داشته باشید. در این حالت می‌توانید بهینه سازی بیشتری را با استفاده از Webpack Bundle Analyzer انجام دهید. با استفاده از این پکیج می‌توانید آمار‌هایی را در رابطه با هر باندل داشته باشید. در ابتدا با استفاده از دستور زیر پکیج آن‌را نصب کنید:
npm install --save-dev webpack-bundle-analyzer
سپس فایل package.json را باز کرده و در بخش scripts، مدخل زیر را اضافه کنید:
"bundle-report": "ng build --prod --stats-json && webpack-bundle-analyzer dist/stats.json"
توجه کنید که اگر خروجی برنامه شما مستقیما در dist می‌باشد، به صورت بالا عمل کنید؛ ولی اگر خروجی برنامه شما در پوشه‌ی dist/YourApplicationName باشد، آن را به حالت زیر ویرایش کنید:
"bundle-report": "ng build --prod --stats-json && webpack-bundle-analyzer dist/YourApplicationName/stats.json"
در نهایت دستور زیر را اجرا کنید:
npm run bundle-report
دستور بالا یک بیلد را برای پروژه برای حالت ارائه‌ی نهایی  (Production) همراه با  آمار‌هایی در رابطه با هر باندل ایجاد می‌کند. در اینجا می‌توانیم ببینیم که چه ماژولها/فایل‌هایی در هر باندل استفاده شده‌است. این مورد فوق العاده کمک می‌کند. هم چنین می‌توانیم به صورت بصری ببینیم که چه چیز‌هایی در هر ماژول شامل شده‌اند که بهتر بود آنجا نباشند:


#3 Use Lazy Loading for images that are not visible in page 
وقتی که صفحه اصلی را در اولین بار، بارگذاری می‌کنیم، می‌توانیم تصاویری را داشته باشیم که در صفحه‌ی نمایش، نمایان نباشند (منظور viewport می‌باشد) و کاربر برای دیدن آن تصاویر باید صفحه را به پایین اسکرول کند. با این وجود وقتی که صفحه بارگذاری می‌شود، تصاویر هم بلافاصله دانلود می‌شوند. اگر تعداد تصاویر زیاد باشند این مورد می‌تواند بر روی performance تاثیر منفی داشته باشد. برای برطرف کردن این مشکل می‌توان از lazy loading تصاویر استفاده کرد. در این حالت تصاویر زمانی بارگذاری می‌شوند که کاربر به آن‌ها می‌رسد. یک JavaScript API به نام Intersection Observer API وجود دارد که باعث می‌شود پیاده سازی lazy load خیلی آسان شود. علاوه بر این می‌توان یک دایرکتیو را با قابلیت استفاده مجدد طراحی کرد ( lazy loading برای تصاویر با استفاده از Intersection Observer).

#4 Use virtual scrolling for large lists  
با استفاده از virtual scrolling  می‌توان المنت‌ها را در Dom بر اساس بخش‌های قابل مشاهده‌ای از یک لیست، Load  یا unload کرد که برنامه را فوق العاده سریع می‌کند.
 
#5 Use FOUT instead of FOIT for fonts  
در بیشتر وب سایت‌ها می‌توان فونت‌های سفارشی زیبایی را به جای فونت‌های معمول دید. با این حال برای استفاده از فونت‌های فراهم شده توسط سرویس‌های دیگر لازم است که مرورگر آن‌ها را دانلود و parse  کند. اگر از فونت‌های سفارشی استفاده کنیم، مثل  Google Fonts، چه اتفاقی می‌افتد؟ در اینجا دو سناریو وجود دارد: 
  • در این حالت مرورگر منتظر می‌ماند تا فونت دانلود شود و آن را parse  کند و تنها بعد از آن متن را بر روی صفحه نمایش می‌دهد. متن روی صفحه تا زمانیکه فونت دانلود و parse  نشده باشد، قابل مشاهده نیست؛ این FOIT است (Flash of invisible text) .
  • مرورگر در ابتدا متن را با استفاده از فونت معمول نمایش می‌دهد و بعد از آن سعی می‌کند که ساختار‌های فونت خارجی را دریافت کند. وقتی که دانلود انجام شد و سپس آن را parse  کرد، فونت سفارشی دانلود شده، با فونت معمول جایگزین خواهد شد؛ این FOUT است ( Flash of unstyled text ).

بیشتر مرورگر‌ها از FOIT  استفاده می‌کنند و تنها Internet Explorer از FOUT استفاده می‌کند. برای برطرف کردن این مشکل می‌توان از توصیف‌گر font-display استفاده کرد و به مرورگر بگوییم که می‌خواهیم در ابتدا متن را با فونت معمول نمایش دهیم و جایگزینی فونت، بعد از دانلود باشد (بیشتر).
مطالب
روش استفاده‌ی صحیح از HttpClient در برنامه‌های دات نت
اگر در کدهای خود قطعه کد ذیل را دارید:
using(var client = new HttpClient())
{
   // do something with http client
}
استفاده‌ی از using در اینجا، نه‌تنها غیرضروری و اشتباه است، بلکه سبب از کار افتادن زود هنگام برنامه‌ی شما با صدور استثنای ذیل خواهد شد:
 Unable to connect to the remote server
System.Net.Sockets.SocketException: Only one usage of each socket address (protocol/network address/port) is normally permitted.


HttpClient خود را Dispose نکنید

کلاس HttpClient اینترفیس IDisposable را پیاده سازی می‌کند. بنابراین روش استفاده‌ی اصولی آن باید به صورت ذیل و با پیاده سازی خودکار رهاسازی منابع مرتبط با آن باشد:
using (var client = new HttpClient())
{
       var result = await client.GetAsync("http://example.com/");
}
اما در این حال فرض کنید به همین روش تعدادی درخواست را ارسال کرده‌اید:
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
      using (var client = new HttpClient())
      {
            var result = await client.GetAsync("http://example.com/");
            Console.WriteLine(result.StatusCode);
      }
}
مشکل این روش، در ایجاد سوکت‌های متعددی است که حتی پس از بسته شدن برنامه نیز باز، باقی خواهند ماند:
  TCP    192.168.1.6:13996      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
  TCP    192.168.1.6:13997      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
  TCP    192.168.1.6:13998      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
  TCP    192.168.1.6:13999      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
  TCP    192.168.1.6:14000      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
  TCP    192.168.1.6:14001      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
  TCP    192.168.1.6:14002      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
  TCP    192.168.1.6:14003      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
  TCP    192.168.1.6:14004      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
  TCP    192.168.1.6:14005      93.184.216.34:http     TIME_WAIT
این یک نمونه‌ی خروجی برنامه‌ی فوق، توسط دستور netstat «پس از بسته شدن کامل برنامه» است.

بنابراین اگر برنامه‌ی شما تعداد زیادی کاربر دارد و یا تعداد زیادی درخواست را به روش فوق ارسال می‌کند، سیستم عامل به حد اشباع ایجاد سوکت‌های جدید خواهد رسید.
این مشکل نیز ارتباطی به طراحی این کلاس و یا زبان #C و حتی استفاده‌ی از using نیز ندارد. این رفتار، رفتار معمول سیستم عامل، با سوکت‌های ایجاد شده‌است. TIME_WAIT ایی را که در اینجا ملاحظه می‌کنید، به معنای بسته شدن اتصال از طرف برنامه‌ی ما است؛ اما سیستم عامل هنوز منتظر نتیجه‌ی نهایی، از طرف دیگر اتصال است که آیا قرار است بسته‌ی TCP ایی را دریافت کند یا خیر و یا شاید در بین راه تاخیری وجود داشته‌است. برای نمونه ویندوز به مدت 240 ثانیه یک اتصال را در این حالت حفظ خواهد کرد، که مقدار آن نیز در اینجا تنظیم می‌شود:
 [HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters\TcpTimedWaitDelay]

بنابراین روش توصیه شده‌ی کار با HttpClient، داشتن یک وهله‌ی سراسری از آن در برنامه و عدم Dispose آن است. HttpClient نیز thread-safe طراحی شده‌است و دسترسی به یک شیء سراسری آن در برنامه‌های چند ریسمانی مشکلی را ایجاد نمی‌کند. همچنین Dispose آن نیز غیرضروری است و پس از پایان برنامه به صورت خودکار توسط سیستم عامل انجام خواهد شد.


تمام اجزای HttpClient به صورت Thread-safe طراحی نشده‌اند

تا اینجا به این نتیجه رسیدیم که روش صحیح کار کردن با HttpClient، نیاز به داشتن یک وهله‌ی Singleton از آن‌را در سراسر برنامه دارد و Dispose صریح آن، بجز اشباع سوکت‌های سیستم عامل و ناپایدار کردن تمام برنامه‌هایی که از آن سرویس می‌گیرند، حاصلی را به همراه نخواهد داشت. در این بین مطابق مستندات HttpClient، استفاده‌ی از متدهای ذیل این کلاس thread-safe هستند:
CancelPendingRequests
DeleteAsync
GetAsync
GetByteArrayAsync
GetStreamAsync
GetStringAsync
PostAsync
PutAsync
SendAsync
اما تغییر این خواص در کلاس HttpClient به هیچ عنوان thread-safe نبوده و در برنامه‌های چند ریسمانی و چند کاربری، مشکل ساز می‌شوند:
BaseAddress
DefaultRequestHeaders
MaxResponseContentBufferSize
Timeout
بنابراین در طراحی کلاس مدیریت کننده‌ی HttpClient برنامه‌ی خود نیاز است به ازای هر BaseAddress‌، یک HttpClient خاص آن‌را ایجاد کرد و HttpClientهای سراسری نمی‌توانند BaseAddress‌های خود را نیز به اشتراک گذاشته و تغییری را در آن ایجاد کنند.


استفاده‌ی سراسری و مجدد از HttpClient، تغییرات DNS را متوجه نمی‌شود

با طراحی یک کلاس مدیریت کننده‌ی سراسری HttpClient با طول عمر Singelton، به یک مشکل دیگر نیز برخواهیم خورد: چون در اینجا از اتصالات، استفاده‌ی مجدد می‌شوند، دیگر تغییرات DNS را لحاظ نخواهند کرد.
برای حل این مشکل، در زمان ایجاد یک HttpClient سراسری، به ازای یک BaseAddress مشخص، باید از ServicePointManager کوئری گرفته و زمان اجاره‌ی اتصال آن‌را دقیقا مشخص کنیم:
var sp = ServicePointManager.FindServicePoint(new Uri("http://thisisasample.com"));
sp.ConnectionLeaseTimeout = 60*1000; //In milliseconds
با این‌کار هرچند هنوز هم از اتصالات استفاده‌ی مجدد می‌شود، اما این استفاده‌ی مجدد، نامحدود نبوده و مدت معینی را پیدا می‌کند.


طراحی یک کلاس، برای مدیریت سراسری وهله‌های HttpClient‌

تا اینجا به صورت خلاصه به نکات ذیل رسیدیم:
- HttpClient باید به صورت یک وهله‌ی سراسری Singleton مورد استفاده قرار گیرد. هر وهله سازی مجدد آن 35ms زمان می‌برد.
- Dispose یک HttpClient غیرضروری است.
- HttpClient تقریبا thread safe طراحی شده‌است؛ اما تعدادی از خواص آن مانند BaseAddress‌  اینگونه نیستند.
- برای رفع مشکل اتصالات چسبنده (اتصالاتی که هیچگاه پایان نمی‌یابند)، نیاز است timeout آن‌را تنظیم کرد.

بنابراین بهتر است این نکات را در یک کلاس به صورت ذیل کپسوله کنیم:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Net.Http;

namespace HttpClientTips
{
    public interface IHttpClientFactory : IDisposable
    {
        HttpClient GetOrCreate(
            Uri baseAddress,
            IDictionary<string, string> defaultRequestHeaders = null,
            TimeSpan? timeout = null,
            long? maxResponseContentBufferSize = null,
            HttpMessageHandler handler = null);
    }
}

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Collections.Generic;
using System.Net;
using System.Net.Http;
using System.Threading;

namespace HttpClientTips
{
    /// <summary>
    /// Lifetime of this class should be set to `Singleton`.
    /// </summary>
    public class HttpClientFactory : IHttpClientFactory
    {
        // 'GetOrAdd' call on the dictionary is not thread safe and we might end up creating the HttpClient more than
        // once. To prevent this Lazy<> is used. In the worst case multiple Lazy<> objects are created for multiple
        // threads but only one of the objects succeeds in creating the HttpClient.
        private readonly ConcurrentDictionary<Uri, Lazy<HttpClient>> _httpClients =
                         new ConcurrentDictionary<Uri, Lazy<HttpClient>>();
        private const int ConnectionLeaseTimeout = 60 * 1000; // 1 minute

        public HttpClientFactory()
        {
            // Default is 2 minutes: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.net.servicepointmanager.dnsrefreshtimeout(v=vs.110).aspx
            ServicePointManager.DnsRefreshTimeout = (int)TimeSpan.FromMinutes(1).TotalMilliseconds;
            // Increases the concurrent outbound connections
            ServicePointManager.DefaultConnectionLimit = 1024;
        }

        public HttpClient GetOrCreate(
           Uri baseAddress,
           IDictionary<string, string> defaultRequestHeaders = null,
           TimeSpan? timeout = null,
           long? maxResponseContentBufferSize = null,
           HttpMessageHandler handler = null)
        {
            return _httpClients.GetOrAdd(baseAddress,
                             uri => new Lazy<HttpClient>(() =>
                             {
                                 // Reusing a single HttpClient instance across a multi-threaded application means
                                 // you can't change the values of the stateful properties (which are not thread safe),
                                 // like BaseAddress, DefaultRequestHeaders, MaxResponseContentBufferSize and Timeout.
                                 // So you can only use them if they are constant across your application and need their own instance if being varied.
                                 var client = handler == null ? new HttpClient { BaseAddress = baseAddress } :
                                               new HttpClient(handler, disposeHandler: false) { BaseAddress = baseAddress };
                                 setRequestTimeout(timeout, client);
                                 setMaxResponseBufferSize(maxResponseContentBufferSize, client);
                                 setDefaultHeaders(defaultRequestHeaders, client);
                                 setConnectionLeaseTimeout(baseAddress, client);
                                 return client;
                             },
                             LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication)).Value;
        }

        public void Dispose()
        {
            foreach (var httpClient in _httpClients.Values)
            {
                httpClient.Value.Dispose();
            }
        }

        private static void setConnectionLeaseTimeout(Uri baseAddress, HttpClient client)
        {
            // This ensures connections are used efficiently but not indefinitely.
            client.DefaultRequestHeaders.ConnectionClose = false; // keeps the connection open -> more efficient use of the client
            ServicePointManager.FindServicePoint(baseAddress).ConnectionLeaseTimeout = ConnectionLeaseTimeout; // ensures connections are not used indefinitely.
        }

        private static void setDefaultHeaders(IDictionary<string, string> defaultRequestHeaders, HttpClient client)
        {
            if (defaultRequestHeaders == null)
            {
                return;
            }
            foreach (var item in defaultRequestHeaders)
            {
                client.DefaultRequestHeaders.Add(item.Key, item.Value);
            }
        }

        private static void setMaxResponseBufferSize(long? maxResponseContentBufferSize, HttpClient client)
        {
            if (maxResponseContentBufferSize.HasValue)
            {
                client.MaxResponseContentBufferSize = maxResponseContentBufferSize.Value;
            }
        }

        private static void setRequestTimeout(TimeSpan? timeout, HttpClient client)
        {
            if (timeout.HasValue)
            {
                client.Timeout = timeout.Value;
            }
        }
    }
}
در اینجا به ازای هر baseAddress جدید، یک HttpClient خاص آن ایجاد می‌شود تا در کل برنامه مورد استفاده‌ی مجدد قرار گیرد. برای مدیریت thread-safe ایجاد HttpClientها نیز از نکته‌ی مطلب «الگویی برای مدیریت دسترسی همزمان به ConcurrentDictionary» استفاده شده‌است. همچنین نکات تنظیم ConnectionLeaseTimeout و سایر خواص غیر thread-safe کلاس HttpClient نیز در اینجا لحاظ شده‌اند.

پس از تدارک این کلاس، نحوه‌ی معرفی آن به سیستم باید به صورت Singleton باشد. برای مثال اگر از ASP.NET Core استفاده می‌کنید، آن‌را به صورت ذیل ثبت کنید:
namespace HttpClientTips.Web
{
    public class Startup
    {
        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddSingleton<IHttpClientFactory, HttpClientFactory>();
            services.AddMvc();
        }

اکنون، یک نمونه، نحوه‌ی استفاده‌ی از اینترفیس IHttpClientFactory تزریقی به صورت ذیل می‌باشد:
namespace HttpClientTips.Web.Controllers
{
    public class HomeController : Controller
    {
        private readonly IHttpClientFactory _httpClientFactory;
        public HomeController(IHttpClientFactory httpClientFactory)
        {
            _httpClientFactory = httpClientFactory;
        }

        public async Task<IActionResult> Index()
        {
            var host = new Uri("http://localhost:5000");
            var httpClient = _httpClientFactory.GetOrCreate(host);
            var responseMessage = await httpClient.GetAsync("home/about").ConfigureAwait(false);
            var responseContent = await responseMessage.Content.ReadAsStringAsync().ConfigureAwait(false);
            return Content(responseContent);
        }
سرویس IHttpClientFactory یک HttpClient را به ازای host درخواستی ایجاد کرده و در طول عمر برنامه از آن استفاده‌ی مجدد می‌کند. به همین جهت دیگر مشکل اشباع سوکت‌ها در این سیستم رخ نخواهند داد.


برای مطالعه‌ی بیشتر

You're using HttpClient wrong and it is destabilizing your software
Disposable, Finalizers, and HttpClient
Using HttpClient as it was intended (because you’re not)
Singleton HttpClient? Beware of this serious behaviour and how to fix it
Beware of the .NET HttpClient
Effectively Using HttpClient
اشتراک‌ها
Type Script و Angular 2

Angular 2 is written in and all the samples and documentation are written in TypeScript.  Thus, TypeScript is my next language of choice.  This should be pretty straight forward, as the hard part is OOP, which we C# programmers are already comfortable with. 

Type Script  و Angular 2