چرا برنامه نویسی موبایل؟

با افزایش روزافزون SmartPhone ها و تبلت‌ها، بازار تکنولوژی به این سمت سوق پیدا کرده‌است. از این رو شرکت‌های ارائه دهنده نرم افزاری، از این موقعیت استفاده کرده و هر کدام پلتفرم متفاوتی را برای برنامه نویسی بر روی این اسمارت فون‌ها ارائه داده‌اند. یکی از بزرگترین دغدغه‌های امروزه شرکت‌های برنامه نویسی و توسعه نرم افزار موبایل، انتخاب درست پلتفرم برای توسعه نرم افزار میباشد. در این مقاله قصد دارم یکی از این پلت فرم‌ها را بررسی کرده و معرفی کنم.

شرکت xamarin کار خود را در سال 2011 با ارایه نسخه Cross Platform پلتفرم .Net به نام Mono آغاز کرد. بعد از ارایه این نسخه از .Net، زامارین به کمک Mono توانست پیاده سازی بر روی  Android و IOS را به نام‌های MonoForAndroid  و MonoTouch ارایه دهد. بعد از این نسخه‌ها برنامه نویسان توانستند بر روی سیستم عامل‌های اندروید و آی او اس به صورت Native کد خود را به زبان C# نوشته و آن‌ها را اجرا کنند.

چرا باید از Xamarin استفاده کنم؟

در ادامه مقاله قصد دارم شما را با برخی از ویژگی‌های زامارین آشنا کرده و مزایای استفاده از آن را بیان کنم. 

Xamarin امکانی را فراهم کرده‌است که برنامه نویسان به دو روش متفاوت قادر خواهند بود برنامه‌های خود را بنویسند:

Xamarin Native :1

زامارین به شما این امکان را میدهد که بتوانید به صورت مستقیم برای هر پلتفرم به صورت جداگانه برنامه نویسی کنید. در اندروید اینکار با Xamarin.Droid و در IOS اینکار با Xamarin.Touch امکانپذیر است. مزیت‌های استفاده از این روش عبارتند از:

·   بهره گیری از یک زبان برنامه نویسی

همانطور که میدانید یادگیری یک زبان برنامه نویسی هزینه‌ی زیادی را برای یک سازمان و یا یک شخص به همراه دارد. در زامارین این امکان فراهم شده‌است که با استفاده از تنها یک زبان برنامه نویسی مانند C# ، برنامه نویسان بتوانند برای پلتفرم‌های مختلف برنامه بنویسند. در نظر داشته باشید که UI در هر پلتفرم به صورت جداگانه پیاده سازی میشود. به طور مثال در اندروید به وسیله‌ی Android Xml میتوانید ظاهر برنامه خود را پیاده سازی کنید و منطق‌های خود را با زبان C# برای تمامی پلت فرم‌ها به صورت یکسان بنویسید.

·   تجربه کاربری Native

زامارین به شما این امکان را خواهد داد که با استفاده از کنترل‌های Native هر پلتفرم به تجربه کاربری همان پلت فرم دسترسی پیدا کنید و اپلیکیشنی با ظاهر و UX همان پلتفرم بسازید.

·   استفاده  100% از امکانات هر پلتفرم

زامارین به دلیل Native بودن این امکان را به برنامه نویسان ارائه میدهد که با استفاده از یک زبان و با بکارگیری Cycle  Life مخصوص هر پلتفرم،  به 100% امکانات و API ‌های هر پلتفرم دسترسی پیدا کنند.

·   Performance

به دلیل اینکه برنامه‌های زامارین به صورت Native اجرا میشوند Performance بالایی دارند.

·   دسترسی به API ‌های موجود در .Net

شما قادر خواهید بود با دانش موجود مانند Entity Framework Code و.. به فریم ورک .Net  دسترسی پیدا کرده و از API ‌های درون آن استفاده کنید. زامارین از یکی از پیاده سازی‌های .Net Standard استفاده میکند.

·   استفاده مجدد از کد

در زامارین قادر خواهید بود که از کدهای خود، استفاده مجدد کرده و این امر سبب مدیریت بهتر بر روی کد، کد نویسی کمتر، هزینه نگهداری کد کمتر، توسعه راحت‌تر اپلیکیشن و ... میشود.

·   تست خودکار

در زامارین شما میتوانید برای کدهای خود تست خودکار نوشته و آنها را به صورت خودکار تست کنید.

·   Bind کردن Library ‌های Objective-C و Java

زامارین طوری طراحی شده‌است که دست شما را در هیچگونه شرایطی نخواهد بست. شما میتوانید به صورت مستقیم کدهایی را که به زبان های Java  و Objective-C نوشته شده‌اند، به پروژه اضافه کرده و هیچگونه نگرانی از بابت کدهای از قبل نوشته شده که به زبان‌های Objective-C و Java هستند، نداشته باشید.

·   Designer

در زمارین این امکان وجود دارد که در هر پلتفرم از طریق Designer مخصوص به آن پلتفرم، UI خود را طراحی و پیاده سازی کنید.

·   Async

  در برنامه نویسی غیر همزمان ( Asynchronous Programming ) این امکان وجود دارد که برنامه شما بدون توقف، یک قسمت از کد را اجرا کرده و منتظر اجرای قسمت‌های دیگر کد نشود؛ یا به اصطلاح برنامه از حالت Response خارج نشود. در زبان‌های Java ، Objective-C و Swift اینکار باید با CallBack و به صورت Manual مدیریت شود؛ اما #C این امکان را فراهم آورده است که به راحتی اینکار را انجام داده و برنامه خود را همیشه در حالت پاسخ دهی نگه دارید.  

public async Task<List<FeedItem>> GetFeedItems(DateTime date) {
  var feed = "http://planet.xamarin.com/feed/";
  var response = await httpClient.GetStringAsync(feed);
  var items = await ParseFeedAsync(response);
  return items.Where(item => item.Published.Date == date).ToList();
}

·   Parallel Programming

در برنامه نویسی موازی( Parallel Programming )  برخلاف برنامه نویسی MultiThread که بر روی یک هسته CPU اجرا میشود، بر روی چندین هسته CPU به صورت موازی اجرا میشود. زامارین از این نوع برنامه نویسی پشتیبانی میکند.

Xamarin.Forms: 2

پس از معرفی Xamarin Forms API شما میتوانید علاوه بر مزیت‌هایی که در بالا اشاره شد، کدهای Logic خود را با زبان C# و کدهای UI خود را با زبان XAML پیاده سازی کرده و با یک بار نوشتن کد، در پلتفرم‌های مختلف خروجی خود را مشاهده کنید.  مزیت استفاده از Xamarin Forms عبارتند از:

·   استفاده از کد واحد برای پیاده سازی UI و Logic

یکی از بهترین مزیت‌هایی را که میتوان به آن اشاره نمود این است که شما کافیست یک بار کد خود را بنویسید و Xamarin Forms کد شما را در پلت فرم‌های متفاوت پیاده سازی خواهد کرد.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<TabbedPage xmlns="http://xamarin.com/schemas/2014/forms"
            xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml"
            x:Class="MyApp.MainPage">
    <TabbedPage.Children>
        <ContentPage Title="Profile" Icon="Profile.png">
            <StackLayout Spacing="20" Padding="20"
                         VerticalOptions="Center">
                <Entry Placeholder="Username"
                       Text="{Binding Username}"/>
                <Entry Placeholder="Password"
                       Text="{Binding Password}"
                       IsPassword="true"/>
                <Button Text="Login" TextColor="White"
                        BackgroundColor="#77D065"
                        Command="{Binding LoginCommand}"/>
            </StackLayout>
        </ContentPage>
        <ContentPage Title="Settings" Icon="Settings.png">
            <!-- Settings -->
        </ContentPage>
    </TabbedPage.Children>
</TabbedPage>

برای پیاده سازی UI در Xamarin Forms باید از XAML استفاده کنید. همچنین مانند روش قبلی میتوانید از زبان C# برای پیاده سازی منطق، استفاده نمایید.

با استفاده از Xamarin Forms شما تجربه نوشتن کد Cross Platform را در کنار Native بودن آن خواهید داشت.

·   استفاده از یک کنترل مخصوص یک پلتفرم در بین کد ( Embedding )

در Xamarin Forms این امکان وجود دارد که اگر شما خواستید یک کنترل مخصوص IOS را در بین کدهای خود استفاده کنید، بتوانید به راحتی اینکار را انجام دهید.( (Embedding

اگر به تصویر بالا دقت کنید متوجه خواهید شد که در یکسری از کنترل‌ها، تصاویر متفاوت هستند. در نسخه اندروید یک Action Button در قسمت پایین صفحه مشاهده میکنید که در نسخه‌ی IOS آن موجود نیست. یعنی به صورت مستقیم کنترل Action Button که مختص به پلت فرم اندروید میباشد، درون Xamarin Forms استفاده شده است.

·   دسترسی به هر پلتفرم به طور مستقیم

شما قادر خواهید بود به طور مستقیم به هر پلت فرم دسترسی پیدا کرده و به طور مثال در هر پلتفرم، UI مخصوص به خود را با Property ‌های مخصوص به خود طراحی کنید.

·   UITest و Test Cloud

در Xamarin Forms  میتوانید برای UI خود تست نوشته و آن‌ها را به وسیله Xamarin Test Cloud بر روی صدها Device متفاوت تست کنید. (این امکان فقط برای Android و IOS وجود دارد.)

·   Life Cycle مشابه در تمامی پلتفرم ها

همانطور که میدانید پلتفرم‌های مختلف، Life Cycle ‌های متفاوتی برای مدیریت اپلیکیشن دارند. یکی از مزیت‌های استفاده از Xamarin Forms این است که شما میتوانید برای تمامی پلتفرم‌ها به‌وسیله‌ی یک Life Cycle یکسان کد بنویسید.

·   Previewer

یکی از بهترین قابلیت‌هایی که در Xamarin Forms اضافه شده‌است این است که شما قادر خواهید بود به صورت Real Time خروجی فایل XAML خود را به وسیله Previewer مشاهده نمایید.

·   Performance Profiler

به وسیله Xamarin Profiler شما میتوانید میزان مصرف حافظه، Performance و ... را در اندروید و IOS اندازه گیری نمایید.

نکات قابل توجه:

Ø   استفاده همزمان از Xamarin Forms و Xamarin Native

شما میتوانید کدهای خود را با حداکثر Reusability نوشته و در صورت لزوم با کدهای Xamarin Native ترکیب کنید.

Ø   Documentation خیلی خوب

زمارین  مستندات جامع و کاملی را در سایت خود گردآوری کرده که میتوانید به راحتی از آن برای فهم تمامی قسمت‌های Xamarin استفاده کنید.

پایه و اساس

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Data;
using ContosoUniversity.Models;

namespace ContosoUniversity.DAL
{
    public class StudentRepository : IStudentRepository, IDisposable
    {
        private SchoolContext context;

        public StudentRepository(SchoolContext context)
        {
            this.context = context;
        }

        public IEnumerable<Student> GetStudents()
        {
            return context.Students.ToList();
        }

        public Student GetStudentByID(int id)
        {
            return context.Students.Find(id);
        }

        //<snip>
        public void Save()
        {
            context.SaveChanges();
        }
    }
}

UnitOfWork تراکنشی است

بدترین کاری که می‌توانید انجام دهید: <Repository<T

public class CustomerRepository : Repository < Customer > {
  public CustomerRepository(DbContext context){
    //a property on the base class
    this.DB = context;
  }

  //base class has Add/Save/Remove/Get/Fetch
}

• متد ()SubmitChanges را صدا بزنید تا تغییرات ثبت شوند و بتوانید به CustomerID جدید دسترسی پیدا کنید
• CustomerRepository خود را باز کنید و متد پایه Add را بازنویسی (override) کنید. بدین منظور که پیش از بازگشت دادن، متد ()SubmitChanges را فراخوانی کند. این راه حلی است که MSDN به آن تشویق می‌کند، و بمبی ساعتی است که در انتظار انفجار است
• تصمیم بگیرید که تمام متدهای Add/Remove/Save در مخازن شما باید ()SubmitChanges را فراخوانی کنند

مشکل را می‌بینید؟ مشکل در خود پیاده سازی است. در نظر بگیرید که چرا New Customer ID را نیاز دارید؟ احتمالا برای استفاده از آن در ثبت یک سفارش جدید، و یا ثبت یک ActivityLog.

اگر بخواهیم از StudentRepository بالا برای ایجاد دانش آموزان جدید پس از خرید آنها از فروشگاه کتاب مان استفاده کنیم چه؟ اگر DbContext خود را به مخزن تزریق کنید و دانش آموز جدید را ذخیره کنید .. اوه .. تمام تراکنش شما فلاش شده و از بین رفته!

حالا گزینه‌های شما اینها هستند: 1) از StudentRepository استفاده نکنید (از OrderRepository یا چیز دیگری استفاده کنید). و یا 2) فراخوانی ()SubmitChanges را حذف کنید و به باگ‌های متعددی اجازه ورود به کد تان را بدهید.

اگر تصمیم بگیرید که از StudentRepository استفاده نکنید، حالا کدهای تکراری (duplicate) خواهید داشت.

شاید بگویید که برای دستیابی به شناسه رکورد جدید نیازی به ()SubmitChanges نیست، چرا که خود EF این عملیات را در قالب یک تراکنش انجام می‌دهد!

دقیقا درست است، و نکته من نیز همین است. در ادامه به این قسمت باز خواهیم گشت.

متدهای Repositories قرار است اتمیک باشند

به هر حال تئوری اش که چنین است. چیزی که در Repository‌ها داریم حتی اصلا Repository هم نیست. بلکه یک abstraction برای عملیات CRUD است که هیچ کاری مربوط به منطق تجاری اپلیکیشن را هم انجام نمی‌دهد. مخازن قرار است روی دستورات مشخصی تمرکز کنند (مثلا ثبت یک رکورد یا واکشی لیستی از اطلاعات)، اما این مثال‌ها چنین نیستند.

همانطور که گفته شده استفاده از چنین رویکردهایی به سرعت مشکل ساز می‌شوند و با رشد اپلیکیشن شما نیز مشکلات عدیده ای برایتان بوجود می‌آروند.

خوب، راه حل چیست؟

برای جلوگیری از این abstraction‌های غیر منطقی دو راه وجود دارد. اولین راه استفاده از Command/Query Separation است که ممکن است در ابتدا کمی عجیب و بنظر برسند اما لازم نیست کاملا CQRS را دنبال کنید. تنها از سادگی انجام کاری که مورد نیاز است لذت ببرید، و نه بیشتر.

آبجکت‌های Command/Query

Jimmy Bogard مطلب خوبی در اینباره نوشته است و با تغییراتی جزئی برای بکارگیری Properties کدی مانند لیست زیر خواهیم داشت. مثلا برای مطالعه بیشتر درباره آبجکت‌های Command/Query به این لینک سری بزنید.

public class TransactOrderCommand {
  public Customer NewCustomer {get;set;}
  public Customer ExistingCustomer {get;set;}
  public List<Product> Cart {get;set;}
  //all the parameters we need, as properties...
  //...

  //our UnitOfWork
  StoreContext _context;
  public TransactOrderCommand(StoreContext context){
    //allow it to be injected - though that's only for testing
    _context = context;
  }

  public Order Execute(){
    //allow for mocking and passing in... otherwise new it up
    _context = _context ?? new StoreContext();

    //add products to a new order, assign the customer, etc
    //then...
    _context.SubmitChanges();

    return newOrder;
  }
}

DataContext خود را در آغوش بگیرید

using System;
using System.Web.Mvc;

namespace Web.Controllers
{
  public class DataController : Controller
  {
    protected StoreContext _context;

    protected override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext filterContext)
    {
      //make sure your DB context is globally accessible
      MyApp.StoreDB = new StoreDB();
    }

    protected override void OnActionExecuted(ActionExecutedContext filterContext)
    {
      MyApp.StoreDB.SubmitChanges();
    }
  }
}

ایده‌های بعدی: چه چیزی بدست آوردیم؟

• تراکنش‌های روشن و صریح: دقیقا می‌دانیم که DbContext ما از کجا آمده و در هر مرحله روی چه UnitOfWork ای کار می‌کنیم. این امر هم الان، و هم در آینده بسیار مفید خواهد بود
• انتزاع کمتر == شفافیت بیشتر: ما Repository‌ها را از دست دادیم، که دلیلی برای وجود داشتن نداشتند. به جز اینکه یک abstraction از abstraction دیگر باشند. رویکرد آبجکت‌های Command/Query تمیز‌تر است و دلیل وجود هرکدام و مسئولیت آنها نیز روشن‌تر است
• شانس کمتر برای باگ ها: رویکردهای مبتنی بر Repository باعث می‌شوند که با تراکنش‌های ناموفق یا پاره ای (partially-executed) مواجه شویم که نهایتا به یکپارچگی و صحت داده‌ها صدمه می‌زند. لازم به ذکر نیست که خطایابی و رفع چنین مشکلاتی شدیدا زمان بر و دردسر ساز است

برای مطالعه بیشتر 

ایجاد Repositories بر روی UnitOfWork
به الگوی Repository در لایه DAL خود نه بگویید!
پیاده سازی generic repository یک ضد الگو است 
نگاهی به generic repositories
بدون معکوس سازی وابستگی‌ها، طراحی چند لایه شما ایراد دارد