Span در C# 7.2
نوعهای جدید <Span<T و <ReadOnlySpan<T در C# 7.2
نوعهای جدید <Span<T و <ReadOnlySpan<T جهت ارائهی ناحیههای اختیاری پیوستهای از حافظه، شبیه به آرایهها تدارک دیده شدهاند و هدف استفادهی از آنها، تولید برنامههای سمت سرور با کارآیی بالا است.
برای کار با این نوعها، هم نیاز به کامپایلر C# 7.2 است و هم نصب بستهی نیوگت System.Memory:
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk"> <PropertyGroup> <OutputType>Exe</OutputType> <TargetFramework>netcoreapp2.0</TargetFramework> <LangVersion>latest</LangVersion> </PropertyGroup> <ItemGroup> <PackageReference Include="System.Memory" Version="4.4.0-preview1-25305-02" /> </ItemGroup> </Project>
Spanها و امکان دسترسی به انواع حافظه
Spanها میتوانند به حافظهی مدیریت شده، حافظهی بومی (native) و حافظهی اختصاص داده شدهی در Stack اشاره کنند. به عبارتی Spanها یک لایه انتزاعی، برفراز تمام انواع و اقسام حافظههایی هستند که میتوانند در اختیار توسعه دهندگان NET. باشند.
- البته اکثر توسعه دهندگان دات نت از حافظهی مدیریت شده استفاده میکنند. برای مثال Stack memory تنها از طریق کدهای unsafe و واژهی کلیدی stackalloc قابل تخصیص است. این نوع حافظه بسیار سریع است و همچنین بسیار کوچک؛ کمتر از یک مگابایت که به خوبی در CPU cache جا میشود. اما اگر در این بین حجم حافظهی تخصیصی بیشتر از یک مگابایت شود، بلافاصله استثنای StackOverflowException غیرقابل مدیریتی را به همراه خاتمهی فوری برنامه به همراه خواهد داشت. برای نمونه از این نوع حافظه در جهت مدیریت رخدادهای داخلی corefx زیاد استفاده میشود.
- حافظهی مدیریت شده، همان حافظهای است که توسط واژهی کلیدی new در برنامه، جهت ایجاد اشیاء، تخصیص داده میشود و طول عمر آن تحت مدیریت GC است.
- حافظهی مدیریت نشده یا بومی از دید GC مخفی است و توسط متدهایی مانند Marshal.AllocHGlobal و Marshal.AllocCoTaskMem در اختیار برنامه قرار میگیرند. این حافظه باید به صورت صریحی توسط توسعه دهنده به کمک متدهایی مانند Marshal.FreeHGlobal و Marshal.FreeCoTaskMem آزاد شود. وب سرور Kestrel مخصوص ASP.NET Core، از این روش جهت کار با آرایههای حجیم، جهت کاهش بار GC استفاده میکند.
مزیت کار با Spanها این است که دسترسی امن و type safeایی را به انواع حافظههای مهیا، جهت توسعه دهندگانی که عموما کدهای unsafe ایی را نمینویسند و با اشارهگرها به صورت مستقیم کار نمیکنند، میسر میکند. برای مثال تا پیش از معرفی Spanها، برای دسترسی به 1000 عنصر یک آرایهی 10 هزار عنصری و ارسال آن به یک متد، نیاز بود تا ابتدا یک کپی از این 1000 عنصر را تهیه کرد. این عملیات از لحاظ میزان مصرف حافظه و همچنین زمان انجام آن، بسیار هزینهبر است. با استفاده از <Span<T میتوان یک دید مجازی از آن آرایه را بدون اختصاص آرایهای و یا آرایههایی جدید، ارائه کرد.
مثالی از کاربرد Spanها جهت کاهش تعداد بار تخصیصهای حافظه
برای نمونه، متد IsValidName زیر، بررسی میکند که طول رشتهی دریافتی حداقل 2 باشد و حتما با یک حرف شروع شده باشد:
static class NameValidatorUsingString { public static bool IsValidName(string name) { if (name.Length < 2) return false; if (char.IsLetter(name[0])) return true; return false; } }
string fullName = "User 1"; string firstName = fullName.Substring(0, 4); NameValidatorUsingString.IsValidName(firstName);
همچنین اگر این اطلاعات را از طریق شبکه دریافت کرده باشیم، ممکن است به صورت آرایهای از حروف دریافت شوند:
char[] anotherFullName = { 'A', 'B' };
NameValidatorUsingString.IsValidName(anotherFullName);
NameValidatorUsingString.IsValidName(new string(anotherFullName));
اکنون در C# 7.2، بازنویسی این متد توسط ReadOnlySpan، به صورت ذیل است:
static class NameValidatorUsingSpan { public static bool IsValidName(ReadOnlySpan<char> name) { if (name.Length < 2) return false; if (char.IsLetter(name[0])) return true; return false; } }
ReadOnlySpan<char> fullName = "User 1".AsSpan(); ReadOnlySpan<char> firstName = fullName.Slice(0, 4); NameValidatorUsingSpan.IsValidName(firstName);
و یا اینبار امکان استفادهی از آرایهای از کاراکترها، بدون نیاز به تخصیص حافظهای جدید، برای بررسی اعتبار مقادیر دریافتی میسر است:
char[] anotherFullName = { 'A', 'B' }; NameValidatorUsingSpan.IsValidName(anotherFullName);
برای نمونه از یک چنین APIایی در پشت صحنهی کتابخانههایی مانند SignalR و یا Roslyn، برای بالا بردن کارآیی برنامه، با کاهش تعداد بار تخصیصهای حافظهی مورد نیاز، بسیار استفاده شدهاست. برای نمونه در NET Core 2.1.، حجم رشتههای تخصیص داده شدهی در فریم ورکهای وابسته، به این ترتیب به شدت کاهش یافتهاست.
مثالهایی از کار با API نوع Span
امکان ایجاد یک Span از یک array
var arr = new byte[10]; Span<byte> bytes = arr; // Implicit cast from T[] to Span<T>
Span<byte> slicedBytes = bytes.Slice(start: 5, length: 2); slicedBytes[0] = 42; slicedBytes[1] = 43; slicedBytes[2] = 44; // Throws IndexOutOfRangeException bytes[2] = 45; // OK
همچنین تغییرات بر روی Span (غیر read only) بر روی آرایهی اصلی نیز تاثیر گذار است. برای مثال در اینجا با تغییر bytes[2]، مقدار arr[2] نیز تغییر میکند.
و یا روش دیگر ایجاد Span استفاده از متد AsSpan است:
var array = new byte[100]; Span<byte> interiorRef1 = array.AsSpan().Slice(start: 20);
Span<byte> interiorRef2 = new Span<byte>(array: array, start: 20, length: array.Length - 20);
محدودیتهای کار با Spanها
- Span تنها یک نوع stack-only است.
- Spanها در بین تردها به اشتراک گذاشته نمیشوند. هر استک در یک زمان تنها توسط یک ترد قابل دسترسی است. بنابراین Spanها thread-safe هستند.
- طول عمر Spanها کوتاه است و قابلیت قرارگیری بر روی heap با طول عمر بیشتر را ندارند؛ یعنی:
- به صورت فیلد در یک نوع non-stackonly قابل تعریف نیستند:
class Impossible { Span<byte> field; }
- به عنوان پارامترهای متدهای async قابل استفاده نیستند. چون در این بین در پشت صحنه یک AsyncMethodBuilder تشکیل میشود که در قسمتی از آن، پارامترها بر روی heap قرار میگیرند.
- هرجائیکه عملیات boxing صورت گیرد، نتیجهی عملیات بر روی heap قرار میگیرد. بنابراین در یک چنین مواردی نمیتوان از Spanها استفاده کرد. برای مثال تعریف Func<T> valueProvider و سپس فراخوانی ()valueProvider.Invoke به همراه یک boxing است. بنابراین نمیتوان از spanها به عنوان نوع آرگومان جنریک استفاده کرد. این مورد هرچند کامپایل میشود، اما در زمان اجرا سبب خاتمهی برنامه خواهد شد و یا نمونهی دیگر، عدم امکان دسترسی به آنها توسط reflection invoke APIs است که سبب boxing میشود.
معرفی نوع <Memory<T
با توجه به محدودیتهای Span و خصوصا اینکه به عنوان پارامتر متدهای async قابل استفاده نیست (چون بر روی stack ذخیره میشوند)، نوع دیگری به نام <Memory<T نیز به همراه C# 7.2 ارائه شدهاست. البته این نوع هنوز به بستهی نیوگت فوق اضافه نشدهاست و به همراه ارائه نهایی NET Core 2.1. ارائه خواهد شد.
این نوع، محدودیت <Span<T را نداشته و قابلیت ذخیره سازی بر روی heap را دارا است.
static async Task<int> ChecksumReadAsync(Memory<byte> buffer, Stream stream) { int bytesRead = await stream.ReadAsync(buffer); return Checksum(buffer.Span.Slice(0, bytesRead)); // Or buffer.Slice(0, bytesRead).Span }
مکانیزم Eventing
PM> Install-Package DNTFrameworkCore
public class TaskEditingBusinessEventHandler : BusinessEventHandler<EditingBusinessEvent<TaskModel, int>> { private readonly ILogger<TaskEditingBusinessEventHandler> _logger; public TaskEditingBusinessEventHandler(ILogger<TaskEditingBusinessEventHandler> logger) { _logger = logger ?? throw new ArgumentNullException(nameof(logger)); } public override Task<Result> Handle(EditingBusinessEvent<TaskModel, int> @event) { foreach (var model in @event.Models) { _logger.LogInformation($"Title changed from: {model.OriginalValue.Title} to: {model.NewValue.Title}"); } return Task.FromResult(Ok()); } }
کار با پیادهسازی واسط جنریک IBusinessEventHandler یا ارثبری از کلاس جنریک BusinessEventHandler آغاز میشود؛ سپس نیاز است Type Parameter متناظر را نیز مشخص کنیم. برای این منظور در تکه کد بالا از رخداد جنریک EditingBusinessEvent استفاده شده است. همچنین همانطور که ملاحظه میکنید، نیاز است نوع Model مورد نظر نیز مشخص شده باشد؛ در اینجا از TaskModel به عنوان Model/DTO عملیات CUD موجودیت Task استفاده شده است.
رخدادهای Creating/Created/Deleting/Deleted دارای خصوصیتی بنام Models هستند که نوع آن IEnumerable<TModel> میباشد. ولی این خصوصیت در رخدادهای Editing/Edited از نوع IEnumerable<ModifiedModel<TModel>> میباشد؛ در این صورت به مقادیر موجود در بانک اطلاعاتی و همچنین مقادیری که توسط استفاده کننده از سرویس جاری به عنوان آرگومان به متد ویرایش ارسال شده است، دسترسی خواهیم داشت.
public class ModifiedModel<TValue> { public TValue NewValue { get; set; } public TValue OriginalValue { get; set; } }
استفاده از سرویسهای موجودیتها
OOP : Everything is an object CRUD-based thinking : Everything is CRUD
public class ItemCategoryCreatedBusinessEventHandler : IBusinessEventHandler<CreatedBusinessEvent<ItemCategoryModel, int>> { private readonly ISaleMethodService _saleMethodService; public TaskEditingBusinessEventHandler(ISaleMethodService saleMethodService) { _saleMethodService = saleMethodService ?? throw new ArgumentNullException(nameof(saleMethodService)); } public override Task<Result> Handle(CreatedBusinessEvent<ItemCategoryModel, int> @event) { var methods = _saleMethodService.FindAsnc(); foreach (var method in methods) { foreach (var model in @event.Models) { method.ItemCategories.Add(new SaleMethodItemCategoryModel { ItemCategoryId = model.Id, TrackingState = TrackingState.Added; }); } } return _saleMethodService.EditAsync(methods); }
LINQ یک DLS بر مبنای .NET می باشد که برای پرس و جو در منابع داده ای مانند پایگاههای داده ، فایلهای XML و یا لیستی از اشیاء درون حافظه کاربرد دارد.
یکی از بزرگترین مزیتهای آن Syntax آسان و خوانا آن میباشد.
LINQ از 2 نوع نمادگذاری پشتیبانی میکند:
- Inline LINQ یا query expressions :
var result = from product in dbContext.Products where product.Category.Name == "Toys" where product.Price >= 2.50 select product.Name;
- Fluent Syntax :
var result = dbContext.Products .Where(p => p.Category.Name == "Toys" && p.Price >= 250) .Select(p => p.Name);
در پرس و چوهای بالا فیلدهای مورد نیاز در قسمت Select در زمان Compile شناخته شده هستند . اما گاهی ممکن است فیلدهای مورد نیاز در زمان اجرا مشخص شوند.
به عنوان مثال یک گزارش ساز پویا که کاربر مشخص میکند چه ستون هایی در خروجی نمایش داده شوند یا یک جستجوی پیشرفته که ستونهای خروجی به اختیار کاربر در زمان اجرا مشخص میشوند.
این مدل را در نظر داشته باشید :
public class Student { public int Id { get; set; } public string Name { get; set; } public string Field1 { get; set; } public string Field2 { get; set; } public string Field3 { get; set; } public static IEnumerable<Student> GetStudentSource() { for (int i = 0; i < 10; i++) { yield return new Student { Id = i, Name = "Name " + i, Field1 = "Field1 " + i, Field2 = "Field2 " + i, Field3 = "Field3 " + i }; } } }
ستونهای کلاس Student را در رابط کاربری برنامه جهت انتخاب به کاربر نمایش میدهیم. سپس کاربر یک یا چند ستون را انتخاب میکند که قسمت Select کوئری برنامه باید بر اساس فیلدهای مورد نظر کاربر مشخص شود.
یکی از روش هایی که میتوان از آن بهره برد استفاده از کتاب خانه Dynamic LINQ معرفی شده در اینجا می باشد.
این کتابخانه جهت سهولت در نصب به کمک NuGet در این آدرس قرار دارد.
فرض بر این است که فیلدهای انتخاب شده توسط کاربر با "," از یکدیگر جدا شده اند.
public class Program { private static void Main(string[] args) { System.Console.WriteLine("Specify the desired fields : "); string fields = System.Console.ReadLine(); IEnumerable<Student> students = Student.GetStudentSource(); IQueryable output = students.AsQueryable().Select(string.Format("new({0})", fields)); foreach (object item in output) { System.Console.WriteLine(item); } System.Console.ReadKey(); } }
همانطور که در عکس ذیل مشاهده میکنید پس از اجرای برنامه ، فیلدهای انتخاب شده توسط کاربر از منبع دادهی دریافت شده و در خروجی نمایش داده شده اند.
این روش مزایا و معایب خودش را دارد ، به عنوان مثال خروجی یک لیست از شیء Student نیست یا این Select فقط برای روی یک شیء IQueryable قابل انجام است.
روش دیگری که میتوان از آن بهره جست استفاده از یک متد کمکی جهت تولید پویای عبارت Lambda ورودی Select می باشد :
public class SelectBuilder <T> { public static Func<T, T> CreateNewStatement(string fields) { // input parameter "o" var xParameter = Expression.Parameter(typeof(T), "o"); // new statement "new T()" var xNew = Expression.New(typeof(T)); // create initializers var bindings = fields.Split(',').Select(o => o.Trim()) .Select(o => { // property "Field1" var property = typeof(T).GetProperty(o); // original value "o.Field1" var xOriginal = Expression.Property(xParameter, property); // set value "Field1 = o.Field1" return Expression.Bind(property, xOriginal); } ).ToList(); // initialization "new T { Field1 = o.Field1, Field2 = o.Field2 }" var xInit = Expression.MemberInit(xNew, bindings); // expression "o => new T { Field1 = o.Field1, Field2 = o.Field2 }" var lambda = Expression.Lambda<Func<T, T>>(xInit, xParameter); // compile to Func<T, T> return lambda.Compile(); } }
IEnumerable<Student> result = students.Select(SelectBuilder<Student>.CreateNewStatement("Field1, Field2")).ToList(); foreach (Student student in result) { System.Console.WriteLine(student.Field1); }
ابتدا فیلدهای انتخابی کاربر که با "," جدا شده اند به ورودی پاس داده میشود سپس یک statement خالی ایجاد میشود :
o=>new Student()
var property = typeof(T).GetProperty(o);
چگونه یک کد آنالیزر Roslyn بنویسیم؟
Roslyn analyzers inspect your code for style, quality, maintainability, design and other issues. Because they are powered by the .NET Compiler Platform, they can produce warnings in your code as you type even before you’ve finished the line. In other words, you don’t have to build your code to find out that you made a mistake. Analyzers can also surface an automatic code fix through the Visual Studio light bulb prompt that allows you to clean up your code immediately.
<!-- Embed source files that are not tracked by the source control manager in the PDB --> <EmbedUntrackedSources>true</EmbedUntrackedSources> <!-- Recommended: Embed symbols containing Source Link in the main file (exe/dll) --> <DebugType>embedded</DebugType>
System.TimeoutException: The Angular CLI process did not start listening for requests within the timeout period of 50 seconds.
app.UseSpa(spa => { spa.Options.SourcePath = "ClientApp"; if (env.IsDevelopment()) { spa.Options.StartupTimeout = new TimeSpan(0, 0, 80); spa.UseAngularCliServer(npmScript: "start"); } });
Microsoft.DotNet.Web.Spa.ProjectTemplates در آخرین نگارش آن، پشتیبانی از Angular CLI را هم افزودهاست. برای کار با آن و ایجاد یک پروژهی جدید بر مبنای آن دستورات ذیل را صادر کنید:
> dotnet new --install Microsoft.DotNet.Web.Spa.ProjectTemplates::2.0.0-preview1-final > dotnet new angular
توضیحات بیشتر:
About The Updated SPA Templates From ASP.NET Core
Migrating from the old ASP.NET Core Angular Spa template to the newer one
- اما ... Gulp جاوا اسکریپتی اساسا وابستگی خاصی به فناوریهای سمت سرور ندارد. در اینجا فقط نحوهی مسیردهی این پوشهها مهم هستند (و Task runner آن فقط به این مسایل دقت میکند):
var appFolder = "./app"; var outFolder = "wwwroot";
gulpfile.js systemjs.config.js --app --wwwroot