مطالب
معرفی OLTP درون حافظه‌ای در SQL Server 2014
OLTP درون حافظه‌ای، مهم‌ترین ویژگی جدید SQL Server 2014 است. موتور بانک اطلاعاتی disk based اس کیوال سرور، حدود 15 تا 20 سال قبل تهیه شد‌ه‌است و موتور جدید درون حافظه‌ای OLTP آن، بزرگترین بازنویسی این سیستم از زمان ارائه‌ی آن می‌باشد و شروع این پروژه به 5 سال قبل بر می‌گردد. علت تهیه‌ی آن نیز به نیازهای بالای پردازش‌های همزمان مصرف کنندگان این محصول در سال‌های اخیر، نسبت به 15 سال قبل مرتبط است. با استفاده از امکانات OLTP درون حافظه‌ای، امکان داشتن جداول معمولی disk based و جداول جدید memory optimized با هم در یک بانک اطلاعاتی میسر است؛ به همراه مهیا بودن تمام زیرساخت‌هایی مانند تهیه بک آپ، بازیابی آن‌ها، امنیت و غیره برای آن‌ها.



آیا جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه، همان DBCC PINTABLE منسوخ شده هستند؟

در نگارش‌های قدیمی‌تر اس کیوال سرور، دستوری وجود داشت به نام DBCC PINTABLE که سبب ثابت نگه داشتن صفحات جداول مبتنی بر دیسک یک دیتابیس، در حافظه می‌شد. به این ترتیب تمام خواندن‌های مرتبط با آن جدول، از حافظه صورت می‌گرفت. مشکل این روش که سبب منسوخ شدن آن گردید، اثرات جانبی آن بود؛ مانند خوانده شدن صفحات جدیدتر (با توجه به اینکه ساختار پردازشی و موتور بانک اطلاعاتی تغییری نکرده بود) و نیاز به حافظه‌ی بیشتر تا حدی که کل کش بافر سیستم را پر می‌کرد و امکان انجام سایر امور آن مختل می‌شدند. همچنین اولین ارجاعی به یک جدول، سبب قرار گرفتن کل آن در حافظه می‌گشت. به علاوه ساختار این سیستم نیز همانند روش مبتنی بر دیسک، بر اساس همان روش‌های قفل گذاری، ذخیره سازی اطلاعات و تهیه ایندکس‌های متداول بود.
اما جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه، از یک موتور کاملا جدید استفاده می‌کنند؛ با ساختار جدیدی برای ذخیره سازی اطلاعات و تهیه ایندکس‌ها. دسترسی به اطلاعات آن‌ها شامل قفل گذاری‌های متداول نیست و در آن حداقل زمان دسترسی به اطلاعات درنظر گرفته شده‌است. همچنین در آن‌ها data pages یا index pages و کش بافر نیز وجود ندارد.


نحوه‌ی ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات جداول بهینه سازی شده برای حافظه

جداول بهینه سازی شده برای حافظه، فرمت ردیف‌های کاملا جدیدی را نیز به همراه دارند و جهت قرارگرفتن در حافظه ودسترسی سریع به آن‌ها بهینه سازی شده‌اند. برخلاف جداول مبتنی بر دیسک سخت که اطلاعات آن‌ها در یک سری صفحات خاص به نام‌های data or index pages ذخیره می‌شوند، اینگونه جداول، دارای ظروف مبتنی بر صفحه نیستند و از مفهوم چند نگارشی برای ذخیره سازی اطلاعات استفاده می‌کنند؛ به این معنا که ردیف‌ها به ازای هر تغییری، دارای یک نگارش جدید خواهند بود و بلافاصله در همان نگارش اصلی به روز رسانی نمی‌شوند.
در اینجا هر ردیف دارای یک timestamp شروع و یک timestamp پایان است. timestamp شروع بیانگر تراکنشی است که ردیف را ثبت کرده و timestamp پایان برای مشخص سازی تراکنشی بکار می‌رود که ردیف را حذف کرده است. اگر timestamp پایان، دارای مقدار بی‌نهایت باشد، به این معنا است که ردیف متناظر با آن هنوز حذف نشده‌است. به روز رسانی یک ردیف در اینجا، ترکیبی است از حذف یک ردیف موجود و ثبت ردیفی جدید. برای یک عملیات فقط خواندنی، تنها نگارش‌هایی که timestamp معتبری داشته باشند، قابل مشاهده خواهند بود و از مابقی صرفنظر می‌گردد.
در OLTP درون حافظه‌ای که از روش چندنگارشی همزمانی استفاده می‌کند، برای یک ردیف مشخص، ممکن است چندین نگارش وجود داشته باشند؛ بسته به تعداد باری که یک رکورد به روز رسانی شده‌است. در اینجا یک سیستم garbage collection همیشه فعال، نگارش‌هایی را که توسط هیچ تراکنشی مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، به صورت خودکار حذف می‌کند؛ تا مشکل کمبود حافظه رخ ندهد.


آیا می‌توان به کارآیی جداول بهینه سازی شده برای حافظه با همان روش متداول مبتنی بر دیسک اما با بکارگیری حافظه‌ی بیشتر و استفاده از یک SSD RAID رسید؟
خیر! حتی اگر کل بانک اطلاعاتی مبتنی بر دیسک را در حافظه قرار دهید به کارآیی روش جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه نخواهید رسید. زیرا در آن هنوز مفاهیمی مانند data pages و index pages به همراه یک buffer pool پیچیده وجود دارند. در روش‌های مبتنی بر دیسک، ردیف‌ها از طریق page id و row offset آن‌ها قابل دسترسی می‌شوند. اما در جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه، ردیف‌های جداول با یک B-tree خاص به نام Bw-Tree در دسترس هستند.


میزان حافظه‌ی مورد نیاز برای جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه

باید درنظر داشت که تمام جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه، به صورت کامل در حافظه ذخیره خواهند شد. بنابراین بدیهی است که نیاز به مقدار کافی حافظه در اینجا ضروری است. توصیه صورت گرفته، داشتن حافظه‌ای به میزان دو برابر اندازه‌ی اطلاعات است. البته در اینجا چون با یک سیستم هیبرید سر و کار داریم، حافظه‌ی کافی جهت کار buffer pool مختص به جداول  مبتنی بر دیسک را نیز باید درنظر داشت.
همچنین اگر به اندازه‌ی کافی حافظه در سیستم تعبیه نشود، شاهد شکست مداوم تراکنش‌ها خواهید بود. به علاوه امکان بازیابی و restore جداول را نیز از دست خواهید داد.
البته لازم به ذکر است که اگر کل بانک اطلاعاتی شما چند ترابایت است، نیازی نیست به همین اندازه یا بیشتر حافظه تهیه کنید. فقط باید به اندازه‌ی جداولی که قرار است جهت قرار گرفتن در حافظه بهینه سازی شوند، حافظه تهیه کنید که حداکثر آن 256 گیگابایت است.


چه برنامه‌هایی بهتر است از امکانات OLTP درون حافظه‌ای SQL Server 2014 استفاده کنند؟

- برنامه‌هایی که در آن‌ها تعداد زیادی تراکنش کوتاه مدت وجود دارد به همراه درجه‌ی بالایی از تراکنش‌های همزمان توسط تعداد زیادی کاربر.
- اطلاعاتی که توسط برنامه زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرند را نیز می‌توان در جداول بهینه سازی شده جهت حافظه قرار داد.
- زمانیکه نیاز به اعمال دارای write بسیار سریع و با تعداد زیاد است. چون در جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه، صفحات داده‌ها و ایندکس‌ها وجود ندارند، نسبت به حالت مبتنی بر دیسک، بسیار سریعتر هستند. در روش‌های متداول، برای نوشتن اطلاعات در یک صفحه، مباحث همزمانی و قفل‌گذاری آن‌را باید در نظر داشت. در صورتیکه در روش بهینه سازی شده‌ی برای حافظه، به صورت پیش فرض از حالتی همانند snapshot isolation و همزمانی مبتنی بر نگارش‌های مختلف رکورد استفاده می‌شود.
- تنظیم و بهینه سازی جداولی با تعداد Read بالا. برای مثال، جداول پایه سیستم که اطلاعات تعاریف محصولات در آن قرار دارند. این نوع جداول عموما با تعداد Readهای بالا و تعداد Write کم شناخته می‌شوند. چون طراحی جداول مبتنی بر حافظه از hash tables و اشاره‌گرهایی برای دسترسی به رکوردهای موجود استفاده می‌کند، اعمال Read آن نیز بسیار سریعتر از حالت معمول هستند.
- مناسب جهت کارهای data warehouse و ETL Staging Table. در جداول مبتنی بر حافظه امکان عدم ذخیره سازی اطلاعات بر روی دیسک سخت نیز پیش بینی شده‌است. در این حالت فقط اطلاعات ساختار جدول، ذخیره‌ی نهایی می‌گردد و اگر سرور نیز ری استارت گردد، مجددا می‌تواند اطلاعات خود را از منابع اصلی data warehouse تامین کند.


محدودیت‌های جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه در SQL Server 2014

- تغیر اسکیما و ساختار جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه مجاز نیست. به بیان دیگر دستور ALTER TABLE برای اینگونه جداول کاربردی ندارد. این مورد جهت ایندکس‌ها نیز صادق است. همان زمانیکه جدول ایجاد می‌شود، باید ایندکس آن نیز تعریف گردد و پس از آن این امکان وجود ندارد.
تنها راه تغییر اسکیمای اینگونه جداول، Drop و سپس ایجاد مجدد آن‌ها است.
البته باید درنظر داشت که SQL Server 2014، اولین نگارش این فناوری را ارائه داده‌است و در نگارش‌های بعدی آن، بسیاری از این محدودیت‌ها قرار است که برطرف شوند.
- جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه حتما باید دارای یک ایندکس باشند. البته اگر یک primary key را برای آن‌ها تعریف نمائید، کفایت می‌کند.
- از unique index‌ها پشتیبانی نمی‌کند، مگر اینکه از نوع primary key باشد.
- حداکثر 8 ایندکس را می‌توان بر روی اینگونه جداول تعریف کرد.
- امکان تعریف ستون identity در آن وجود ندارد. اما می‌توان از قابلیت sequence برای رسیدن به آن استفاده کرد.
- DML triggers را پشتیبانی نمی‌کند.
- کلیدهای خارجی و قیود را پشتیبانی نمی‌کند.
- حداکثر اندازه‌ی یک ردیف آن 8060 بایت است. بنابراین از نوع‌های داده‌‌ای max دار و XML پشتیبانی نمی‌کند.
این مورد در حین ایجاد جدول بررسی شده و اگر اندازه‌ی ردیف محاسبه‌ی شده‌ی آن توسط SQL Server 2014 بیش از 8060 بایت باشد، جدول را ایجاد نخواهد کرد.


اگر سرور را ری استارت کنیم، چه اتفاقی برای اطلاعات جداول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه رخ می‌دهد؟

حالت DURABILTY انتخاب شده‌ی در حین ایجاد جدول بهینه سازی شده‌ی برای حافظه، تعیین کننده‌ای این مساله است. اگر SCHEMA_ONLY انتخاب شده باشد، کل اطلاعات شما با ری استارت سرور از دست خواهد رفت؛ البته اطلاعات ساختار جدول حفظ خواهد گردید. اگر حالت SCHEMA_AND_DATA انتخاب شود، اطلاعات شما پس از ری‌استارت سرور نیز در دسترس خواهد بود. این اطلاعات به صورت خودکار از لاگ تراکنش‌ها بازیابی شده و مجددا در حافظه قرار می‌گیرند.
حالت SCHEMA_ONLY برای مصارف برنامه‌های data warehouse بیشتر کاربرد دارد. جایی که اطلاعات قرار است از منابع داده‌ی مختلفی تامین شوند.



برای مطالعه بیشتر
SQL Server 2014: NoSQL Speeds with Relational Capabilities  
SQL Server 2014 In-Memory OLTP Architecture and Data Storage
Overview of Applications, Indexes and Limitations for SQL Server 2014 In-Memory OLTP Tables
Microsoft SQL Server 2014: In-Memory OLTP Overview
SQL Server in Memory OLTP for Database Developers
Exploring In-memory OLTP Engine (Hekaton) in SQL Server 2014 CTP1

مطالب
انتشار پیش نمایش ASP.NET Identity 2.0.0-alpha1
مایکروسافت در تاریخ 20 دسامبر 2013 پیش نمایش نسخه جدید ASP.NET Identity را معرفی کرد. تمرکز اصلی در این انتشار، رفع مشکلات نسخه 1.0 بود. امکانات جدیدی هم مانند Account Confirmation و Password Reset اضافه شده اند.

دانلود این انتشار
ASP.NET Identity را می‌توانید در قالب یک پکیج NuGet دریافت کنید. در پنجره Manage NuGet Packages می‌توانید پکیج‌های Preview را لیست کرده و گزینه مورد نظر را
نصب کنید. برای نصب پکیج‌های pre-release توسط Package Manager Console از فرامین زیر استفاده کنید.
  • Install-Package Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework -Version 2.0.0-alpha1 -Pre
  • Install-Package Microsoft.AspNet.Identity.Core -Version 2.0.0-alpha1 -Pre
  • Install-Package Microsoft.AspNet.Identity.OWIN -Version 2.0.0-alpha1 -Pre
دقت کنید که حتما از گزینه "Include Prerelease" استفاده می‌کنید. برای اطلاعات بیشتر درباره نصب پکیج‌های Pre-release لطفا به این لینک و یا این لینک مراجعه کنید.

در ادامه لیست امکانات جدید و مشکلات رفع شده را می‌خوانید.

Account Confirmation
سیستم ASP.NET Identity حالا از Account Confirmation پشتیبانی می‌کند. این یک سناریوی بسیار رایج است. در اکثر وب سایت‌های امروزی پس از ثبت نام، حتما باید ایمیل خود را تایید کنید. پیش از تایید ثبت نام قادر به انجام هیچ کاری در وب سایت نخواهید بود، یعنی نمی‌توانید Login کنید. این روش مفید است، چرا که از ایجاد حساب‌های کاربری نامعتبر (bogus) جلوگیری می‌کند. همچنین این روش برای برقراری ارتباط با کاربران هم بسیار کارآمد است. از آدرس‌های ایمیل کاربران می‌توانید در وب سایت‌های فروم، شبکه‌های اجتماعی، تجارت آنلاین و بانکداری برای اطلاع رسانی و دیگر موارد استفاده کنید.

نکته: برای ارسال ایمیل باید تنظیمات SMTP را پیکربندی کنید. مثلا می‌توانید از سرویس‌های ایمیل محبوبی مانند  SendGrid  استفاده کنید، که با Windows Azure براحتی یکپارچه می‌شود و از طرف توسعه دهنده اپلیکیشن هم نیاز به پیکربندی ندارد.

در مثال زیر نیاز دارید تا یک سرویس ایمیل برای ارسال ایمیل‌ها پیکربندی کنید. همچنین کاربران پیش از تایید ایمیل شان قادر به بازنشانی کلمه عبور نیستند.

Password Reset
این هم یک سناریوی رایج و استاندارد است. کاربران در صورتی که کلمه عبورشان را فراموش کنند، می‌توانند از این قابلیت برای بازنشانی آن استفاده کنند. کلمه عبور جدیدی بصورت خودکار تولید شده و برای آنها ارسال می‌شود. کاربران با استفاده از این رمز عبور جدید می‌توانند وارد سایت شوند و سپس آن را تغییر دهند.

Security Token Provider
هنگامی که کاربران کلمه عبورشان را تغییر می‌دهند، یا اطلاعات امنیتی خود را بروز رسانی می‌کنند (مثلا حذف کردن لاگین‌های خارجی مثل فیسبوک، گوگل و غیره) باید شناسه امنیتی (security token) کاربر را بازتولید کنیم و مقدار قبلی را Invalidate یا بی اعتبار سازیم. این کار بمنظور حصول اطمینان از بی اعتبار بودن تمام شناسه‌های قبلی است که توسط کلمه عبور پیشین تولید شده بودند. این قابلیت، یک لایه امنیتی بیشتر برای اپلیکیشن شما فراهم می‌کند. چرا که وقتی کاربری کلمه عبورش را تغییر بدهد از همه جا logged-out می‌شود. یعنی از تمام مرورگرهایی که برای استفاده از اپلیکیشن استفاده کرده خارج خواهد شد.

برای پیکربندی تنظیمات این قابلیت می‌توانید از فایل Startup.Auth.cs استفاده کنید. می‌توانید مشخص کنید که میان افزار OWIN cookie هر چند وقت یکبار باید شناسه امنیتی کاربران را بررسی کند. به لیست زیر دقت کنید.
// Enable the application to use a cookie to store information for the signed in user
// and to use a cookie to temporarily store information about a user logging in with a third party login provider
// Configure the sign in cookie
app.UseCookieAuthentication(newCookieAuthenticationOptions {
    AuthenticationType = DefaultAuthenticationTypes.ApplicationCookie,
    LoginPath = newPathString("/Account/Login"),
    Provider = newCookieAuthenticationProvider {
        OnValidateIdentity = SecurityStampValidator.OnValidateIdentity<ApplicationUserManager, ApplicationUser>(
            validateInterval: TimeSpan.FromSeconds(5),
            regenerateIdentity: (manager, user) => user.GenerateUserIdentityAsync(manager))
    }
});

امکان سفارشی کردن کلید‌های اصلی Users و Roles

در نسخه 1.0 نوع فیلدهای کلید اصلی در جداول Users و Roles از نوع رشته (string) بود. این بدین معنا است که وقتی از Entity Framework و Sql Server برای ذخیره داده‌های ASP.NET Identity استفاده می‌کنیم داده‌های این فیلد‌ها بعنوان nvarchar ذخیره می‌شوند. درباره این پیاده سازی پیش فرض در فروم هایی مانند سایت StackOverflow بسیار بحث شده است. و در آخر با در نظر گرفتن تمام بازخورد ها، تصمیم گرفته شد یک نقطه توسعه پذیری (extensibility) اضافه شود که توسط آن بتوان نوع فیلدهای اصلی را مشخص کرد. مثلا شاید بخواهید کلیدهای اصلی جداول Users و Roles از نوع int باشند. این نقطه توسعه پذیری مخصوصا هنگام مهاجرت داده‌های قبلی بسیار مفید است، مثلا ممکن است دیتابیس قبلی فیلدهای UserId را با فرمت GUID ذخیره کرده باشد.

اگر نوع فیلدهای کلید اصلی را تغییر دهید، باید کلاس‌های مورد نیاز برای Claims و Logins را هم اضافه کنید تا کلید اصلی معتبری دریافت کنند. قطعه کد زیر نمونه ای از نحوه استفاده این قابلیت برای تعریف کلیدهای int را نشان می‌دهد.
de Snippet
publicclassApplicationUser : IdentityUser<int, CustomUserLogin, CustomUserRole, CustomUserClaim>
{
}
publicclassCustomRole : IdentityRole<int, CustomUserRole>
{
    public CustomRole() { }
    public CustomRole(string name) { Name = name; }
}
publicclassCustomUserRole : IdentityUserRole<int> { }
publicclassCustomUserClaim : IdentityUserClaim<int> { }
publicclassCustomUserLogin : IdentityUserLogin<int> { }
 
publicclassApplicationDbContext : IdentityDbContext<ApplicationUser, CustomRole, int, CustomUserLogin, CustomUserRole, CustomUserClaim>
{
}

پشتیبانی از IQueryable روی Users و Roles

کلاس‌های UserStore و RoleStore حالا از IQueryable پشتیبانی می‌کنند، بنابراین می‌توانید براحتی لیست کاربران و نقش‌ها را کوئری کنید.
بعنوان مثال قطعه کد زیر دریافت لیست کاربران را نشان می‌دهد. از همین روش برای دریافت لیست نقش‌ها از RoleManager می‌توانید استفاده کنید.
//
// GET: /Users/
public async Task<ActionResult> Index()
{
    return View(await UserManager.Users.ToListAsync());
}

پشتیبانی از عملیات Delete از طریق UserManager

در نسخه 1.0 اگر قصد حذف یک کاربر را داشتید، نمی‌توانستید این کار را از طریق UserManager انجام دهید. اما حالا می‌توانید مانند قطعه کد زیر عمل کنید.
var user = await UserManager.FindByIdAsync(id);

if (user == null)
{
    return HttpNotFound();
}

var result = await UserManager.DeleteAsync(user);

میان افزار UserManagerFactory

شما می‌توانید با استفاده از یک پیاده سازی Factory،  وهله ای از UserManager را از OWIN context دریافت کنید. این الگو مشابه چیزی است که برای گرفتن AuthenticationManager در OWIN context استفاده می‌کنیم.  این الگو همچنین روش توصیه شده برای گرفتن یک نمونه از UserManager به ازای هر درخواست در اپلیکیشن است.
قطعه کد زیر نحوه پیکربندی این میان افزار در فایل StartupAuth.cs را نشان می‌دهد.
// Configure the UserManager
app.UseUserManagerFactory(newUserManagerOptions<ApplicationUserManager>()
{
    DataProtectionProvider = app.GetDataProtectionProvider(),
    Provider = newUserManagerProvider<ApplicationUserManager>()
    {
        OnCreate = ApplicationUserManager.Create
    }
});
و برای گرفتن یک وهله از UserManager:
HttpContext.GetOwinContext().GetUserManager<ApplicationUserManager>();

میان افزار DbContextFactory

سیستم ASP.NET Identity از Entity Framework برای ذخیره داده هایش در Sql Server استفاده می‌کند. بدین منظور، ASP.NET Identity کلاس ApplicationDbContext را رفرنس می‌کند. میان افزار DbContextFactory به ازای هر درخواست در اپلیکیشن یک وهله از ApplicationDbContext را به شما تحویل می‌دهد.
می توانید پیکربندی لازم را در StartupAuth.cs انجام دهید.
app.UseDbContextFactory(ApplicationDbContext.Create);

Samples

امکانات جدید را می‌توانید در پروژه https://aspnet.codeplex.com پیدا کنید. لطفا به پوشه Identity در سورس کد مراجعه کنید. برای اطلاعاتی درباره نحوه اجرای پروژه هم فایل readme را بخوانید.

برای مستندات ASP.NET Identity 1.0 هم به  http://www.asp.net/identity  سر بزنید. هنوز مستنداتی برای نسخه 2.0 منتشر نشده، اما بزودی با انتشار نسخه نهایی مستندات و مثال‌های جدیدی به سایت اضافه خواهند شد.

Known Issues
در کنار قابلیت‌های جدیدی مانند Account Confirmation و Password Reset، دو خاصیت جدید به کلاس IdentityUser اضافه شده اند: 'Email' و 'IsConfirmed'. این تغییرات الگوی دیتابیسی که توسط ASP.NET Identity 1.0 ساخته شده است را تغییر می‌دهد. بروز رسانی پکیج‌ها از نسخه 1.0 به 2.0 باعث می‌شود که اپلیکیشن شما دیگر قادر به دسترسی به دیتابیس عضویت نباشد، چرا که مدل دیتابیس تغییر کرده. برای بروز رسانی الگوی دیتابیس می‌توانید از Code First Migrations استفاده کنید.

نکته: نسخه جدید به EntityFramework 6.1.0-alpha1 وابستگی دارد، که در همین تاریخ (20 دسامبر 2013) پیش نمایش شد.  http://blogs.msdn.com/b/adonet/archive/2013/12/20/ef-6-1-alpha-1-available.aspx

EntityFramework 6.1.0-alpha1 بروز رسانی هایی دارد که سناریوی مهاجرت در ASP.NET Identity را تسهیل می‌کند، به همین دلیل از نسخه جدید EF استفاده شده. تیم ASP.NET هنوز باگ‌های زیادی را باید رفع کند و قابلیت‌های جدیدی را هم باید پیاده سازی کند. بنابراین پیش از نسخه نهایی RTM شاهد پیش نمایش‌های دیگری هم خواهیم بود که در ماه‌های آتی منتشر می‌شوند.

برای اطلاعات بیشتر درباره آینده ASP.NET Identity به لینک زیر سری بزنید.
اشتراک‌ها
پروژه Shiva

ساده سازی کار با ViewModelها در WPF

پروژه Shiva