مطالب
بررسی الگوهای ایندکس‌های Non-Clustered در SQL Server

قصد داریم الگوهای مختلف ایندکس گذاری و استراتژی Non-Clustered Indexes را در Sql Server، بررسی کنیم.

مزایای ایجاد ایندکس‌های صحیح بر اساس نیازهای واقعی کاری:

  • سریعتر شدن اجرای کوئری‌های جستجو در تعداد رکوردهای بالا
  • مرتب سازی سریعتر نتایج (sorting)
  • کوئری‌هایی که بر اساس عبارت GROUP BY ایجاد شده‌اند، سریعتر اجرا خواهند شد 

Non-Clustered Indexes 

تقریبا در تمام دیتابیس‌ها به راه‌های دیگری برای دسترسی به داده‌های جداول نیاز خواهد شد که لزوما این داده‌ها براساس ترتیب هنگام ذخیره سازی، مرتب نیستند. در چنین شرایطی ایندکس‌های غیر خوشه‌ای بر سر کار خواهند آمد.
در ادامه الگوهای مختلف ایندکس گذاری مرتبط با ایندکس‌های غیر خوشه‌ای را بررسی کرده و برای هر کدام از آنها مثالی را بررسی خواهیم کرد. خواهیم دید هر ایندکسی که از جانب ما ایجاد می‌شود، نمیتوان مطمئن شد که توسط Sql Server  مورد استفاده قرار می‌گیرد!
این الگو‌ها در تعیین زمان و مکان ساخت ایندکس‌های غیر خوشه‌ای، به ما کمک خواهند کرد که به شرح زیر می‌باشند:
  • Search Columns
  • Index Intersection
  • Multiple Columns
  • Covering Indexes
  • Included Columns
  • Filterd Indexes
  • Foreign Keys

Search Columns

یکی از الگوهای اولیه‌، ساخت ایندکس‌های غیر خوشه‌ای براساس الگوهای جستجوی تعریف شده یا مورد انتظار می‌باشد. این الگو با اینکه خیلی شناخته شده است ولی گاهی اوقات به راحتی از کنار آن گذشته و از آن چشم پوشی می‌کنیم.
برای مثال اگر قرار است در جدول Contacts جستجویی براساس نام آنها داشته باشید، بهتر است یک ایندکس غیر خوشه‌ای بر روی فیلد نام ایجاد کنید. هدف اصلی از این الگو، کاهش هزینه‌ی Scan کردن دوباره‌ی ایندکس خوشه دار و انتقال این عملیات به ایندکس غیر خوشه داری که مسیر دسترسی مستقیم به دیتا را مهیا می‌کند. به مثال زیر توجه بفرمایید:

USE AdventureWorks2012;

GO
CREATE TABLE dbo.Contacts (
    ContactID         INT           IDENTITY (1, 1),
    FirstName         NVARCHAR (50),
    LastName          NVARCHAR (50),
    IsActive          BIT          ,
    EmailAddress      NVARCHAR (50),
    CertificationDate DATETIME     ,
    FillerData        CHAR (1000)  ,
    CONSTRAINT PK_Contacts PRIMARY KEY CLUSTERED (ContactID)
);

INSERT INTO dbo.Contacts (FirstName, LastName, IsActive, EmailAddress, CertificationDate)
SELECT pp.FirstName,
       pp.LastName,
       IIF (pp.BusinessEntityID / 10 = 1, 1, 0),
       pea.EmailAddress,
       IIF (pp.BusinessEntityID / 10 = 1, pp.ModifiedDate, NULL)
FROM   Person.Person AS pp
       INNER JOIN
       Person.EmailAddress AS pea
       ON pp.BusinessEntityID = pea.BusinessEntityID;

ابتدا قصد داریم از جدول Contacts بدون استفاده از هیچ ایندکس غیر خوشه‌ای، کوئری بگیریم. نتیجه‌های نشان داده شده‌ی در کوئری حاصل از کد T-SQL زیر به شرح زیر است:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine';

SET STATISTICS IO OFF;

22 رکورد را واکشی کرده است؛ ولی با خواندن 2866 page ! که این تعداد، تمام صفحات موجود در جدول می‌باشد. بنابراین واکشی این تعداد رکورد از کل رکورد‌های موجود در جدول (19000) نیاز به چک کردن همه‌ی صفحات را خواهد داشت که واقعا روش بهینه‌ای نمی‌باشد. 

همانطور که در تصویر پلن کوئری بالا هم مشخص است، کل ایندکس خوشه دار ما Scan شده است که هزینه‌ی بالایی خواهد داشت.

حال با کد T-SQL زیر یک ایندکس غیر خوشه دار را بر روی فیلد FirstName ایجاد خواهیم کرد:

CREATE INDEX IX_Contacts_FirstName ON dbo.Contacts(FirstName);

اگر دوباره کوئری قبلی را اجرا کنیم، به نتایج خیلی بهتری خواهیم رسید و تعداد صفحات خوانده شده به 2 کاهش یافته است! 

Sql Server این بار به جای اسکن دوباره‌ی ایندکس خوشه دار، با استفاده از Index Seek و بهره بردن از ایندکس ایجاد شده‌ی توسط ما، یک پلن قابل قبول را برای ما ارائه داده است.

Index Intersection

در برخی از سناریوها لازم است یکسری ستون دیگر هم علاوه بر ستونی که ایندکس را بر روی آن تعریف کرده‌ایم، در بخش شرط یا خروجی select استفاده شوند. یکی از راه‌حل‌ها، ایجاد یک ایندکس غیر خوشه‌ای که سایر ستون‌ها را نیز Include می‌کند، می‌باشد. با وجود ایندکس‌هایی که هر کدام از آنها می‌توانند برای ادا کردن بخشی از شروط، نقش ایفا کنند، Sql Server  هم با به کار بردن آنها می‌تواند رکوردهایی که در فصل مشترک حاصل از جسجتوی این ایندکس‌ها بدست آمده را به عنوان خروجی کوئری ما بازگشت دهد. این عملیات Index Intersection نام دارد. به مثال زیر توجه کنید:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SET STATISTICS IO OFF;

در کوئری بالا علاوه بر FirstName که یک ایندکس غیر خوشه دار را بر روی آن ایجاد کرده‌ایم، فیلد LastName را هم در بخش Select و شرط، مطرح کرده‌ایم. حالا اگر آن را اجرا کنیم، به آمار و پلن زیر دست خواهیم یافت:

بله تعداد Page‌های خوانده شده این بار به 68 افزایش یافته است که نسبت به حالت بدون LastName که 2 Page خوانده شده بود، زیاد است. همانطور که در پلن زیر مشخص است، به دلیل ایندکسی که برروی FirstName ایجاد کرده‌ایم، نمی‌تواند تمام داده‌های مورد نیاز کوئری را مهیا کند. عملیات Key Lookup و nested loop هم این بار اضافه شده‌اند. Sql Server همچنان استفاده از ایندکس موجود را در کنار Key Lookup از ایندکس خوشه دار، ارزان‌تر از اسکن ایندکس خوشه دار، تشخیص داده است.

مشکل زمانی گریبان گیر ما خواهد شد که به ازای هر مطابقتی در ایندکس غیر خوشه دار، یک بار به ایندکس خوشه دار برای بررسی شرط بعدی و واکشی دیتا، رجوع خواهد شد. باید دقت کرد که Key Lookup همیشه به عنوان مشکل مطرح نمی‌شود. ولی باعث افزایش غیرضروری هزینه‌های CPU و I/O برای کوئری خواهد شد.

برای استفاده از الگوی Index Intersection، یک ایندکس غیر خوشه دار برروی ستون LastName ایجاد خواهیم کرد:

CREATE INDEX IX_Contacts_LastName ON dbo.Contacts(LastName);

اگر این بار کوئری قبل را اجرا کنیم، به آمار و پلن زیر خواهیم رسید:

بله تعداد Page‌های خوانده شده به 5 کاهش یافته و این بار به جای استفاده از Key Lookup، از دو index seek استفاده کرده است که هزینه‌ای کمتر را نسبت به حالت قبل خواهد داشت. به دلیل اینکه این دو ایندکس تمام دیتای لازم را می‌توانند مهیا کنند، دیگر نیازی به رجوع به ایندکس خوشه دار نخواهد بود. تصویر زیر در درک پلن بالا و این الگو می‌تواند مفید باشد:

Multiple Columns

در دو الگوی قبل، بیشتر به ایجاد ایندکس‌، بر روی یک ستون متمرکز شده بودیم. اگر تعدادی از ستون‌ها در بخش شروط مربوط به کوئری مطرح شوند، بهتر است آنها را در قالب یک ایندکس نگهداری کنیم. برای نشان دادن تأثیر این مورد،  یک ایندکس غیر خوشه دار را بر روی دو ستون ایجاد می‌کنیم: 

CREATE INDEX IX_Contacts_FirstNameLastName
    ON dbo.Contacts(FirstName, LastName);

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SET STATISTICS IO OFF;

با اجرای کوئری بالا به آمار و پلن زیر خواهیم رسید:

باید توجه داشت هر زمان که نیاز است یکسری فیلد، در قسمت شرطی خیلی از کوئری‌ها تکرار شوند، ایجاد کردن یک ایندکس برروی آنها به صورت یکجا، ایده‌ی خوبی خواهد بود.

الگوی Multiple Columns هم به مانند الگوی Search Columns باید هنگام ایندکس گذاری دیتابیس در نظر گرفته شود و از اهمیت بالایی برخوردار است. باید توجه داشت اگر فیلدهایی که در قسمت شرطی کوئری مطرح می‌شوند، متغییر باشد، استفاده از الگوی Index Intersection مفید خواهد. ولی برای مواقعی که نیاز است یکسری فیلد به صورت یکجا در بخش شرطی کوئری مطرح شوند، الگوی Multiple Columns کارآیی بهتری خواهد داشت. از این دو الگوی مطرح شده که در تناقض باهم قرار دارند، می‌توان به نحوی استفاده برد تا هزینه‌ی کلی را کاهش داد.

Covering Index

الگوی بعدی، ایندکس پوشش دهنده نام گرفته است. همانند نامی که دارد، هدف آن نگهداری یکسری ستون در ستون‌های ایندکس تولیدی که اتفاقا این ستون‌ها در قسمت شرطی کوئری قرار ندارند، ولی قرار است به عنوان خروجی Select برگردانده شوند، می‌باشد.
این الگو به عنوان یک روش استاندارد ایندکس گذاری در Sql Server مطرح بوده است. البته در ادامه و با بروز شدن روش‌هایی که می‌توان ایندکس‌ها را ایجاد کرد، این الگو نسبت به قبل کمتر مفید است! از آن جهت که یک روش شناخته شده می‌باشد، در این قسمت این مورد را هم مطرح کردیم. به مثال زیر توجه کنید:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName,
       IsActive
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SET STATISTICS IO OFF;

در کوئری بالا این بار قصد داریم خصوصیت IsActive را که در ایندکس IX_Contacts_FirstNameLastName نگهداری نمی‌شود و همچنین در قسمت شرطی هم مطرح نشده و نیازی به آن نبوده، هم واکشی کنیم. با توجه به نتایج بدست آمده که در آمار و پلن زیر مشخص است، باز هم تعداد Page‌های خوانده شده به 5 افزایش یافته و بار دیگر، Key Lookup و Nested Loop را در کنار یک Index Seek، برروی ایندکسی که با الگوی Multiple Columns ایجاد کرده‌ایم، خواهیم داشت.


الگوی index covering پیشنهاد می‌کند ستونی را هم که در قسمت شرطی مطرح نمی‌شود، به عنوان ستونی اصلی در ایندکس، نگهداری کنیم؛ به شکل زیر:

CREATE INDEX IX_Contacts_FirstNameLastNameIsActive ON dbo.Contacts(FirstName, LastName,IsActive)

ایندکس غیر خوشه دار بالا، 3 فیلدی را که قرار است در بخش شرطی مطرح شوند، یا به عنوان خروجی Select برگردانده شوند، در بر می‌گیرد. سپس کوئری قبلی را دوباره اجرا میکنیم. به نتایج زیر خواهیم رسید:

باز هم هزینه‌ی Key Lookup حذف شده و این بار از ایندکس جدید ما استفاده شده و تعداد Page‌های خوانده شده هم به 2 کاهش یافته است.
این الگو در بیشتر سناریو‌ها کاملا مفید بوده و پتانسیل افزایش کارآیی را در بیشتر سناریو‌ها دارد. اما در سال‌های اخیر از زمانیکه امکانات جدیدی در Sql Server 2005 به بعد ایجاد شد، از استفاده‌ی آن کاسته شده است. با وجود این امکانات جدید که در الگوی بعد به آن خواهیم پرداخت، می‌توان ستون‌های اضافی را در ایندکس‌ها، Include کنیم و نیازی نیست که جزء ستون‌های اصلی ایندکس باشند. 

Included Columns

الگوی Included Columns درواقعا پسر عموی الگوی Covering Index می‌باشد. در این الگو از عبارت INCLUDE در ایجاد یا تغییر ایندکس استفاده می‌شود و از این طریق امکان این را مهیا می‌کند تا یکسری ستون که جز ستون‌های اصلی ایندکس نیستند هم در ایندکس غیر خوشه دار ما افزوده شوند و حتی در قسمت شرطی هم مطرح شوند. این عمل خیلی شبیه به نگهداری دیتا‌های غیر کلیدی در یک ایندکس خوشه دار می‌باشد و این همان تفاوت اصلی بین دو الگو مطرح شده است.

اگر کوئری زیر را اجرا کنیم:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName,
       EmailAddress
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine';

SET STATISTICS IO OFF;

68 Page خوانده شده خواهیم داشت که حاصل یک Index Seek بر روی ایندکس IX_Contacts_FirstName می‌باشد و برای واکشی بقیه ستون‌ها هم یک Key Lookup بر روی ایندکس خوشه دار در پلن مشخص خواهد بود.

علاوه بر ایندکس‌های ایجاد شده‌ی در مراحل قبل، حال یک ایندکس غیر خوشه‌ای را با استفاده از الگوی INC ایجاد می‌کنیم:

CREATE INDEX IX_Contacts_FirstNameINC ON dbo.Contacts(FirstName)
INCLUDE (LastName, IsActive, EmailAddress);

دوباره کوئری قبلی را اگر اجرا کنیم، نتایج به دست آمده، به شرح زیر خواهد بود:

این بار از ایندکس جدید ایجاد شده استفاده شده و تعداد Page‌های خوانده شده، به 3 کاهش یافته است. با توجه به انعطاف پذیری این الگو می‌توان از اندک افزایشی که در تعداد Page‌های خوانده شده نسبت به الگوی ایندکس پوشش دهنده وجود دارد، چشم پوشی کرد.
در مثال‌های قبل چندین ایندکس بر روی جدول Contacts ایجاد کرده‌ایم که 4 مورد از آنها به صورت اختصاصی بر روی فیلد FirstName بوده است. باید توجه کرد این ایندکس‌ها نیاز به فضا و نگهداری در مواقع ویرایش رکورد‌های جدول خواهند داشت. لذا این هزینه‌ها اثر منفی برروی تمام عملیاتی خواهند داشت که روی جدول انجام می‌شود.
الگوی INC می‌تواند این مشکل را برطرف کند. برای مثال با استفاده از آن می‌توان ایندکس‌های تولید شده‌ی در مراحل قبل را بر روی FirstName، توسط یک ایندکس نیز پوشش داد. لذا ایندکس‌های قبلی را حذف کرده و با یکسری کوئری، مشخص خواهیم کرد که گفته‌ی ما صحت دارد:

IF EXISTS(SELECT * FROM sys.indexes WHERE object_id = OBJECT_ID('dbo.Contacts')
AND name = 'IX_Contacts_FirstNameLastName')
DROP INDEX IX_Contacts_FirstNameLastName ON dbo.Contacts
GO
IF EXISTS(SELECT * FROM sys.indexes WHERE object_id = OBJECT_ID('dbo.Contacts')
AND name = 'IX_Contacts_FirstNameLastNameIsActive')
DROP INDEX IX_Contacts_FirstNameLastNameIsActive ON dbo.Contacts
GO
IF EXISTS(SELECT * FROM sys.indexes WHERE object_id = OBJECT_ID('dbo.Contacts')
AND name = 'IX_Contacts_FirstName')
DROP INDEX IX_Contacts_FirstName ON dbo.Contacts
GO

با کدهای بالا ایندکس‌هایی را که بر روی FirstName ایجاد شده بودند، حذف کرده و این بار تمام کوئری‌های مطرح شده‌ی در مراحل قبل را یکبار دیگر اجرا می‌کنیم:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine';

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName,
       IsActive
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SET STATISTICS IO OFF;

دو نکته‌ای که باید به آنها توجه کرد:

  1. کوئری‌ها بالا در مقایسه با الگوهای قبلی به چه شکلی اجرا خواهند شد؟
  2. توجه کردن به تعداد Page‌های خوانده شده
در جواب مورد اول، Sql Server از عملیات Index Seek برای فیلترینگ برروی FirstName استفاده کرده و اگر ستون دیگری هم در بخش شرطی کوئری آورده شده، باز هم از این نوع عملیات استفاده شده است. به عنوان مثلا در دو کوئری بعد، LastName هم در بخش شرطی مطرح شده است‌. دلیل این کار که باز هم از Index Seek استفاده می‌شود این است که بعد از اعمال فیلترینگ بر روی FirstName، حالا یکسری رکورد در اختیار داریم که اتفاقا به LastName آنها هم دسترسی هست و فقط رکورد‌ها براساس آن مرتب نشده اند و نیازی نیست به ایندکس خوشه دار دسترسی داشته باشیم. لذا می‌توان همینجا بر روی این فیلد هم فیلترینگ را اعمال کرد. به پلن زیر توجه کنید:

در جواب مورد دوم، با اینکه حدود 50% افزایش در تعداد Page‌های خوانده شده نسبت به حالتی که به صورت جدا از هم برای هر کوئری خاص یک ایندکس در نظر گرفته بودیم، داشته‌ایم ولی این تغییر کارآیی نمی‌تواند ساخت 4 ایندکس را به جای 1 ایندکس که تمام آنها را پوشش می‌دهد، توجیه کند! در حالیکه ما به کارآیی مورد نظر خود دست یافته‌ایم.

در نتیجه الگوی INC هنگام ساخت ایندکس‌های غیر خوشه دار خیلی مهم است و باید به آن توجه زیادی کرد. بیشتر در مواقعی‌که نیاز است عملیات Lookup را حذف کنید و سرعت خواندن و کارآیی اجرای کوئری را افزایش دهید، این الگو مناسب خواهد بود. همچنین با کاهش تعداد ایندکس‌ها برای پوشش دادن ایندکس‌های لازم برای کوئری‌ها مشابه، باید توجه کرد که باز هم نسبت به حالتی که هیچ ایندکس غیر خوشه داری ایجاد نشده، کارآیی افزایش می‌یابد.

Filtered Indexes

ممکن است در برخی از جداول دیتابیس، یکسری رکوردهایی با مقدار‌هایی که به ندرت یا هرگز از آنها در یک برنامه‌ی کاربردی استفاده نخواهد شد، ذخیره شده باشند. در این مواقع، حذف آنها از نتیجه‌ی خروجی کوئری‌ها می‌تواند خیلی مفید باشد. یا در مواقعی می‌توان از این مورد برای مشخص کردن یک زیر مجموعه‌ی از داده‌های جدول، برای ایجاد ایندکس استفاده کرد. همچنین می‌توان به جای کوئری زدن بر روی میلیون‌ها رکورد موجود در جدول، ایندکس‌ها را طوری ایجاد کرد که پوشش دهنده‌ی بخشی از دیتای چند میلیونی باشند.

بله همانطور که از نام این الگو نیز مشخص است، هدف آن کاهش تعداد رکوردهایی است که در ایندکس نگهداری می‌شوند. به دو کوئری زیر توجه کنید:
SET STATISTICS IO ON;

SELECT   ContactID,
         FirstName,
         LastName,
         CertificationDate
FROM     dbo.Contacts
WHERE    CertificationDate IS NOT NULL
ORDER BY CertificationDate;

SELECT   ContactID,
         FirstName,
         LastName,
         CertificationDate
FROM     dbo.Contacts
WHERE    CertificationDate BETWEEN '20050101' AND '20050201'
ORDER BY CertificationDate;

SET STATISTICS IO OFF;
در کوئری اول به دنبال رکورد هایی هستیم که CertificationDate آنها نال می‌باشد و در دومی هم به دنبال آنهایی هستیم که در یک بازه‌ی زمانی قرار دارند. از آمار و پلن زیر مشخص است که چون هیچ ایندکس غیر خوشه داری بر روی CertificationDate ایجاد نشده‌است، از Index Scan برروی ایندکس خوشه دار استفاده شده است که حاصل آن خوانده شدن 2866 عدد Page می‌باشد!

زمانیکه مقدار آن نال باشد، استفاده نخواهد شد. آیا عقل سلیم قبول می‌کند که این مقادیر نال را در ایندکس نگهداری و رکوردهایی با مقادیر نال داشته باشیم؟ برای پیاده سازی این الگو باید از عبارت Where به هنگام ساخت ایندکس‌های غیر خوشه‌ای استفاده کنیم.
 توجه کنید که امکان استفاده از مقادیر متغیر در بخش Where، وجود ندارد.
نکته‌ی بعدی این است که نمی‌توان مقایسه‌های پیچیده را در این مورد استفاده کرد. برای مثال استفاده از LIKE و BETWEEN امکان پذیر نیست.

این بار با استفاده از الگوی Filtered Indexes یک ایندکس غیر خوشه‌ای را بر روی ستون CertificationDate ایجاد می‌کنیم:

CREATE INDEX IX_Contacts_CertificationDate ON dbo.Contacts(CertificationDate)
INCLUDE (FirstName, LastName)
WHERE CertificationDate IS NOT NULL;

حال دوباره دو کوئری قبلی را اجرا می‌کنیم. آمار و پلن زیر نشان می‌دهند که این بار فقط 2 عدد Page خوانده شده است و عملیات به Index Seek بر روی ایندکس جدید تغییر کرده است.


یکسری از مزایای نگهداری فقط زیر مجموعه‌ای از رکوردهای جدول در ایندکس، به شرح زیر است:

  • کم شدن تعداد رکورد‌های ایندکس‌ها موجب کاهش تعداد Page‌های مورد نیاز برای ذخیره سازی آنها و در نتیجه کاهش حجم مورد نیاز برای ذخیره سازی خواهد شد.
  • با توجه به مورد اول، اگر تعداد Page‌های برای نگهداری ایندکس کم باشند، لذا فرصت Fragmentation برای ایندکس کم خواهد بود و در نتیجه، هزینه و تلاش کمی برای نگهداری آن لازم است.
  • زمانیکه تعداد مقادیر نگهداری شده‌ی در ایندکس محدود هستند، تعداد Page هایی که برای پیمایش نیاز است، کم خواهند بود و اینجاست که حتی Index Scan هم بروری آن خیلی بهینه‌تر از Index Scan بر روی ایندکس خوشه دار می‌باشد.
شرایطی که می‌توان و باید از Filtered Indexes استفاده کرد:
  • اگر لازم است بر روی یک ستون که به‌صورت نال‌پذیر است، ایندکس ایجاد کنید(دلایل آن پیش‌تر گفته شد).
  • اگر لازم است برروی Sparse Column، یک ایندکس یکتا ایجاد کنید.
  • مورد بعدی همان بحث کاهش تعداد رکوردهایی می‌باشد که در ایندکس ذخیره می‌شوند.
Foreign Keys
آخرین الگویی که به آن می‌پردازیم مربوط می‌شود به کلید خارجی. این مورد تنها الگویی است که به طور مستقیم به اشیاء موجود در طراحی دیتابیس مربوط می‌باشد. کلید‌های خارجی گاهی مواقع می‌توانند باعث بروز مشکلی کارآیی شوند، بدون آنکه کسی متوجه این دخالت در کارآیی باشد.
از آنجائیکه کلید خارجی یک قید را بر روی مقادیر مجاز برای یک ستون مهیا می‌کند، لذا یک بررسی برای زمانیکه مقادیر نیاز به اعتبارسنجی دارند، وجود خواهد داشت. این اعتبارسنجی با توجه به شکل زیر دو نوع می‌باشد که به شرح زیر است:

  1. اعتبارسنجی بر روی جدول ParentTable  
  2. اعتبارسنجی بر روی جدول ChildTable 

در مورد نوع اول، هر وقت که رکوردهای جدول ChildTable تغییر کند، در این صورت مقدار ParentID موجود جدول ChildTable با یک جستجو در جدول ParentTable اعتبارسنجی خواهد شد. از آنجایی که این کلید خارجی در جدول ParentTable یک کلید اصلی بوده، یک ایندکس خوشه دار بر روی آن ایجاد شده است و تأثیری در کاهش کارآیی نخواهد داشت.
در مورد نوع دوم، هروقت تغییراتی بر روی  ParentID موجود در جدول ParentTable داشته باشیم، نیاز است اعتبار سنجی بر روی جدول ChildTable انجام شود. برای مثال با حذف یک رکورد در جدول پدر، لازم است که جدول فرزند بررسی کند که آیا این ParentID در رکورد‌ها موجود استفاده شده است یا خیر؟ در این نوع از اعتبارسنجی، الگوی Foreign Key خود را نشان می‌دهد.

برای نشان دادن استفاده‌ی از این الگو، لازم است جداول مطرح شده‌ی در تصویر بالا را ایجاد کنیم:

USE AdventureWorks2012;


GO
CREATE TABLE dbo.Customer (
    CustomerID  INT        ,
    FillterData CHAR (1000),
    CONSTRAINT PK_Customer_CustomerID PRIMARY KEY CLUSTERED (CustomerID)
);

CREATE TABLE dbo.SalesOrderHeader (
    SalesOrderID INT        ,
    OrderDate    DATETIME   ,
    DueDate      DATETIME   ,
    CustomerID   INT        ,
    FillterData  CHAR (1000),
    CONSTRAINT PK_SalesOrderHeader_SalesOrderID PRIMARY KEY CLUSTERED (SalesOrderID),
    CONSTRAINT GK_SalesOrderHeader_CustomerID_FROM_Customer FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES dbo.Customer (CustomerID)
);

کد T-SQL بالا دو جدول مشتری و سفارش را ایجاد کرده و یک ارتباط یک به چند مابین آنها را از سمت مشتری به سفارش ایجاد می‌کند. برای انجام آزمایش خود، یکسری دیتای موجود را هم از جداول دیتابیس AdventureWorks2012 در جداول بالا درج می‌کنیم:

INSERT INTO dbo.Customer (CustomerID)
SELECT CustomerID
FROM   Sales.Customer;

INSERT INTO dbo.SalesOrderHeader (SalesOrderID, OrderDate, DueDate, CustomerID)
SELECT SalesOrderID,
       OrderDate,
       DueDate,
       CustomerID
FROM   Sales.SalesOrderHeader;

در واقع می‌خواهیم نشان دهیم که در زمان تغییر یک رکورد از جدول Customers، چه اتفاقاتی می‌افتد. برای مثال این تغییر می‌تواند حذف یک رکورد باشد که به شکل زیر آن را انجام خواهیم داد:

SET STATISTICS IO ON;

DELETE dbo.Customer
WHERE  CustomerID = 701;

SET STATISTICS IO OFF;

آمار و پلن زیر نشان می‌دهد که برای حذف یک رکورد در جدول مشتری، چون از عملیات Index Seek برروی ایندکس خوشه دار موجود برروی ستون CustomerID استفاده شده است، تنها 3 Page خوانده شده‌است؛ ولی برای اعتبارسنجی برروی جدول سفارش، با خواندن 4513 page و انجام عملیات Index Scan برروی ایندکس خوشه دار باعث کاهش کارآیی شده است.

برای پیاده سازی الگوی کلیدخارجی یک ایندکس غیر خوشه‌ای را بر روی CustomerID در جدول سفارشات ایجاد می‌کنیم:

CREATE INDEX IS_SalesOrderHeader_CustomerID ON dbo.SalesOrderHeader(CustomerID)

اگر دوباره کوئری بالا را با یک CustomerID دیگر انجام دهیم، به نتایج بهتری دست خواهیم یافت. تعداد Page‌های خوانده شده‌ی برای اعتبارسنجی جدول سفارشات، به عدد 2 کاهش یافته است! و از یک عملیات Index Seek بر روی ایندکس ایجاد شده، استفاده شده است.

اگر از EF استفاده می‌کنید، در حال حاضر به غیر از الگوهای Filtered Indexes و Include Indexes، پیاده سازی بقیه الگوهای ذکر شده به صورت توکار پشتیبانی می‌شود. برای دو الگوی مذکور هم می‌توان از نوشتن T-SQL خام استفاده کرد. برای مثال:

public partial class AddIndexes : DbMigration
    {
        private const string IndexName = "IX_LogSamples";

        public override void Up()
        {
            Sql(String.Format(@"CREATE NONCLUSTERED INDEX [{0}]
                               ON [dbo].[Logs] ([SampleId],[Date])
                               INCLUDE ([Value])", IndexName));

        }

        public override void Down()
        {
            DropIndex("dbo.Logs", IndexName);
        }
    }

یا حتی خیلی تمیزتر و  با ایده گرفتن از این مطلب می‌توان به یک کد Refactoring friendly نیز دست یافت.

پ.ن: این مطلب خلاصه‌ای از فصل 8 کتاب  Expert Performance Indexing for SQL Server 2012  می‌باشد. 

مطالب
ASP.NET MVC #11

بررسی نکات تکمیلی Model binder در ASP.NET MVC

یک برنامه خالی جدید ASP.NET MVC را شروع کنید و سپس مدل زیر را به پوشه Models آن اضافه نمائید:

using System;

namespace MvcApplication7.Models
{
public class User
{
public int Id { set; get; }
public string Name { set; get; }
public string Password { set; get; }
public DateTime AddDate { set; get; }
public bool IsAdmin { set; get; }
}
}

از این مدل چند مقصود ذیل دنبال می‌شوند:
استفاده از Id به عنوان primary key برای edit و update رکوردها. استفاده از DateTime برای اینکه اگر کاربری اطلاعات بی ربطی را وارد کرد چگونه باید این مشکل را در حالت model binding خودکار تشخیص داد و استفاده از IsAdmin برای یادآوری یک نکته امنیتی بسیار مهم که اگر حین model binding خودکار به آن توجه نشود، سایت را با مشکلات حاد امنیتی مواجه خواهد کرد. سیستم پیشرفته است. می‌تواند به صورت خودکار ورودی‌های کاربر را تبدیل به یک شیء حاضر و آماده کند ... اما باید حین استفاده از این قابلیت دلپذیر به یک سری نکات امنیتی هم دقت داشت تا سایت ما به نحو دلپذیری هک نشود!

در ادامه یک کنترلر جدید به نام UserController را به پوشه کنترلرهای پروژه اضافه نمائید. همچنین نام کنترلر پیش فرض تعریف شده در قسمت مسیریابی فایل Global.asax.cs را هم به User تغییر دهید تا در هربار اجرای برنامه در VS.NET، نیازی به تایپ آدرس‌های مرتبط با UserController نداشته باشیم.
یک منبع داده تشکیل شده در حافظه را هم برای نمایش لیستی از کاربران، به نحو زیر به پروژه اضافه خواهیم کرد:

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace MvcApplication7.Models
{
public class Users
{
public IList<User> CreateInMemoryDataSource()
{
return new[]
{
new User { Id = 1, Name = "User1", Password = "123", IsAdmin = false, AddDate = DateTime.Now },
new User { Id = 2, Name = "User2", Password = "456", IsAdmin = false, AddDate = DateTime.Now },
new User { Id = 3, Name = "User3", Password = "789", IsAdmin = true, AddDate = DateTime.Now }
};
}
}
}

در اینجا فعلا هدف آشنایی با زیر ساخت‌های ASP.NET MVC است و درک صحیح نحوه کارکرد آن. مهم نیست از EF استفاده می‌کنید یا NH یا حتی ADO.NET کلاسیک و یا از Micro ORMهایی که پس از ارائه دات نت 4 مرسوم شده‌اند. تهیه یک ToList یا Insert و Update با این فریم ورک‌ها خارج از بحث جاری هستند.

سورس کامل کنترلر User به شرح زیر است:

using System;
using System.Linq;
using System.Web.Mvc;
using MvcApplication7.Models;

namespace MvcApplication7.Controllers
{
public class UserController : Controller
{
[HttpGet]
public ActionResult Index()
{
var usersList = new Users().CreateInMemoryDataSource();
return View(usersList); // Shows the Index view.
}

[HttpGet]
public ActionResult Details(int id)
{
var user = new Users().CreateInMemoryDataSource().FirstOrDefault(x => x.Id == id);
if (user == null)
return View("Error");
return View(user); // Shows the Details view.
}

[HttpGet]
public ActionResult Create()
{
var user = new User { AddDate = DateTime.Now };
return View(user); // Shows the Create view.
}

[HttpPost]
public ActionResult Create(User user)
{
if (this.ModelState.IsValid)
{
// todo: Add record
return RedirectToAction("Index");
}
return View(user); // Shows the Create view again.
}

[HttpGet]
public ActionResult Edit(int id)
{
var user = new Users().CreateInMemoryDataSource().FirstOrDefault(x => x.Id == id);
if (user == null)
return View("Error");
return View(user); // Shows the Edit view.
}

[HttpPost]
public ActionResult Edit(User user)
{
if (this.ModelState.IsValid)
{
// todo: Edit record
return RedirectToAction("Index");
}
return View(user); // Shows the Edit view again.
}

[HttpPost]
public ActionResult Delete(int id)
{
// todo: Delete record
return RedirectToAction("Index");
}
}
}

توضیحات:

ایجاد خودکار فرم‌های ورود اطلاعات

در قسمت قبل برای توضیح دادن نحوه ایجاد فرم‌ها در ASP.NET MVC و همچنین نحوه نگاشت اطلاعات آن‌ها به اکشن متدهای کنترلرها، فرم‌های مورد نظر را دستی ایجاد کردیم.
اما باید درنظر داشت که برای ایجاد Viewها می‌توان از ابزار توکار خود VS.NET نیز استفاده کرد و سپس اطلاعات و فرم‌های تولیدی را سفارشی نمود. این سریع‌ترین راه ممکن است زمانیکه مدل مورد استفاده کاملا مشخص است و می‌خواهیم Strongly typed views را ایجاد کنیم.
برای نمونه بر روی متد Index کلیک راست کرده و گزینه Add view را انتخاب کنید. در اینجا گزینه‌ی create a strongly typed view را انتخاب کرده و سپس از لیست مدل‌ها، User را انتخاب نمائید. Scaffold template را هم بر روی حالت List قرار دهید.
برای متد Details هم به همین نحو عمل نمائید.
برای ایجاد View متناظر با متد Create در حالت HttpGet، تمام مراحل یکی است. فقط Scaffold template انتخابی را بر روی Create قرار دهید تا فرم ورود اطلاعات، به صورت خودکار تولید شود.
متد Create در حالت HttpPost نیازی به View اضافی ندارد. چون صرفا قرار است اطلاعاتی را از سرور دریافت و ثبت کند.
برای ایجاد View متناظر با متد Edit در حالت HttpGet، باز هم مراحل مانند قبل است با این تفاوت که Scaffold template انتخابی را بر روی گزینه Edit قرار دهید تا فرم ویرایش اطلاعات کاربر به صورت خودکار به پروژه اضافه شود.
متد Edit در حالت HttpPost نیازی به View اضافی ندارد و کارش تنها دریافت اطلاعات از سرور و به روز رسانی بانک اطلاعاتی است.
به همین ترتیب متد Delete نیز، نیازی به View خاصی ندارد. در اینجا بر اساس primary key دریافتی، می‌توان یک کاربر را یافته و حذف کرد.



سفارشی سازی Viewهای خودکار تولیدی

با کمک امکانات Scaffolding نامبرده شده، حجم قابل توجهی کد را در اندک زمانی می‌توان تولید کرد. بدیهی است حتما نیاز به سفارشی سازی کدهای تولیدی وجود خواهد داشت. مثلا شاید نیازی نباشد فیلد پسود کاربر، در حین نمایش لیست کاربران، نمایش داده شود. می‌شود کلا این ستون را حذف کرد و از این نوع مسایل.
یک مورد دیگر را هم در Viewهای تولیدی حتما نیاز است که ویرایش کنیم. آن هم مرتبط است به لینک حذف اطلاعات یک کاربر در صفحه Index.cshtml:

@Html.ActionLink("Delete", "Delete", new { id=item.Id }

در قسمت قبل هم عنوان شد که اعمال حذف باید بر اساس HttpPost محدود شوند تا بتوان میزان امنیت برنامه را بهبود داد. متد Delete هم در کنترلر فوق تنها به حالت HttpPost محدود شده است. بنابراین ActionLink پیش فرض را حذف کرده و بجای آن فرم و دکمه زیر را قرار می‌دهیم تا اطلاعات به سرور Post شوند:

@using (Html.BeginForm(actionName: "Delete", controllerName: "User", routeValues: new { id = item.Id }))
{
<input type="submit" value="Delete"
onclick="return confirm ('Do you want to delete this record?');" />
}

در اینجا نحوه ایجاد یک فرم، که id رکورد متناظر را به سرور ارسال می‌کند، مشاهده می‌کنید.



علت وجود دو متد، به ازای هر Edit یا Create

به ازای هر کدام از متدهای Edit و Create دو متد HttpGet و HttpPost را ایجاد کرده‌ایم. کار متدهای HttpGet نمایش View‌های متناظر به کاربر هستند. بنابراین وجود آن‌ها ضروری است. در این حالت چون از دو Verb متفاوت استفاده شده، می‌توان متدهای هم نامی را بدون مشکل استفاده کرد. به هر کدام از افعال Get و Post و امثال آن، یک Http Verb گفته می‌شود.



بررسی معتبر بودن اطلاعات دریافتی

کلاس پایه Controller که کنترلرهای برنامه از آن مشتق می‌شوند، شامل یک سری خواص و متدهای توکار نیز هست. برای مثال توسط خاصیت this.ModelState.IsValid می‌توان بررسی کرد که آیا Model دریافتی معتبر است یا خیر. برای بررسی این مورد، یک breakpoint را بر روی سطر this.ModelState.IsValid در متد Create قرار دهید. سپس به صفحه ایجاد کاربر جدید مراجعه کرده و مثلا بجای تاریخ روز، abcd را وارد کنید. سپس فرم را به سرور ارسال نمائید. در این حالت مقدار خاصیت this.ModelState.IsValid مساوی false می‌باشد که حتما باید به آن پیش از ثبت اطلاعات دقت داشت.



شبیه سازی عملکرد ViewState در ASP.NET MVC

در متدهای Create و Edit در حالت Post، اگر اطلاعات Model معتبر نباشند، مجددا شیء User دریافتی، به View بازگشت داده می‌شود. چرا؟
صفحات وب، زمانیکه به سرور ارسال می‌شوند، تمام اطلاعات کنترل‌های خود را از دست خواهد داد (صفحه پاک می‌شود، چون مجددا یک صفحه خالی از سرور دریافت خواهد شد). برای رفع این مشکل در ASP.NET Web forms، از مفهومی به نام ViewState کمک می‌گیرند. کار ViewState ذخیره موقت اطلاعات فرم جاری است برای استفاده مجدد پس از Postback. به این معنا که پس از ارسال فرم به سرور، اگر کاربری در textbox اول مقدار abc را وارد کرده بود، پس از نمایش مجدد فرم، مقدار abc را در همان textbox مشاهده خواهد کرد (شبیه سازی برنامه‌های دسکتاپ در محیط وب). بدیهی است وجود ViewState برای ذخیره سازی این نوع اطلاعات، حجم صفحه را بالا می‌برد (بسته به پیچیدگی صفحه ممکن است به چند صد کیلوبایت هم برسد).
در ASP.NET MVC بجای استفاده از ترفندی به نام ViewState، مجددا اطلاعات همان مدل متناظر با View را بازگشت می‌دهند. در این حالت پس از ارسال صفحه به سرور و نمایش مجدد صفحه ورود اطلاعات، تمام کنترل‌ها با همان مقادیر قبلی وارد شده توسط کاربر قابل مشاهده خواهند بود (مدل مشخص است، View ما هم از نوع strongly typed می‌باشد. در این حالت فریم ورک می‌داند که اطلاعات را چگونه به کنترل‌های قرار گرفته در صفحه نگاشت کند).
در مثال فوق، اگر اطلاعات وارد شده صحیح باشند، کاربر به صفحه Index هدایت خواهد شد. در غیراینصورت مجددا همان View جاری با همان اطلاعات model قبلی که کاربر تکمیل کرده است به او برای تصحیح، نمایش داده می‌شود. این مساله هم جهت بالا بردن سهولت کاربری برنامه بسیار مهم است. تصور کنید که یک فرم خالی با پیغام «تاریخ وارد شده معتبر نیست» مجدا به کاربر نمایش داده شود و از او درخواست کنیم که تمام اطلاعات دیگر را نیز از صفر وارد کند چون اطلاعات صفحه پس از ارسال به سرور پاک شده‌اند؛ که ... اصلا قابل قبول نیست و فوق‌العاده برنامه را غیرحرفه‌ای نمایش می‌دهد.



خطاهای نمایش داده شده به کاربر

به صورت پیش فرض خطایی که به کاربر نمایش داده می‌شود، استثنایی است که توسط فریم ورک صادر شده است. برای مثال نتوانسته است abcd را به یک تاریخ معتبر تبدیل کند. می‌توان توسط this.ModelState.AddModelError خطایی را نیز در اینجا اضافه کرد و پیغام بهتری را به کاربر نمایش داد. یا توسط یک سری data annotations هم کار اعتبار سنجی را سفارشی کرد که بحث آن به صورت جداگانه در یک قسمت مستقل بررسی خواهد شد.
ولی به صورت خلاصه اگر به فرم‌های تولید شده توسط VS.NET دقت کنید، در ابتدای هر فرم داریم:

@Html.ValidationSummary(true)

در اینجا خطاهای عمومی در سطح مدل نمایش داده می‌شوند. برای اضافه کردن این نوع خطاها، در متد AddModelError، مقدار key را خالی وارد کنید:

ModelState.AddModelError(string.Empty, "There is something wrong with model.");

همچنین در این فرم‌ها داریم:
@Html.EditorFor(model => model.AddDate)
@Html.ValidationMessageFor(model => model.AddDate)

EditorFor سعی می‌کند اندکی هوش به خرج دهد. یعنی اگر خاصیت دریافتی مثلا از نوع bool بود، خودش یک checkbox را در صفحه نمایش می‌دهد. همچنین بر اساس متادیتا یک خاصیت نیز می‌تواند تصمیم گیری را انجام دهد. این متادیتا منظور attributes و data annotations ایی است که به خواص یک مدل اعمال می‌شود. مثلا اگر ویژگی HiddenInput را به یک خاصیت اعمال کنیم، به شکل یک فیلد مخفی در صفحه ظاهر خواهد شد.
یا متد Html.DisplayFor، اطلاعات را به صورت فقط خواندنی نمایش می‌دهد. اصطلاحا به این نوع متدها، Templated Helpers هم گفته می‌شود. بحث بیشتر درباره‌ای این موارد به قسمتی مجزا و مستقل موکول می‌گردد. برای نمونه کل فرم ادیت برنامه را حذف کنید و بجای آن بنویسید Html.EditorForModel و سپس برنامه را اجرا کنید. یک فرم کامل خودکار ویرایش اطلاعات را مشاهده خواهید کرد (و البته نکات سفارشی سازی آن به یک قسمت کامل نیاز دارند).
در اینجا متد ValidationMessageFor کار نمایش خطاهای اعتبارسنجی مرتبط با یک خاصیت مشخص را انجام می‌دهد. بنابراین اگر قصد ارائه خطایی سفارشی و مخصوص یک فیلد مشخص را داشتید، در متد AddModelError، مقدار پارامتر اول یا همان key را مساوی نام خاصیت مورد نظر قرار دهید.


مقابله با مشکل امنیتی Mass Assignment در حین کار با Model binders

استفاده از Model binders بسیار لذت بخش است. یک شیء را به عنوان پارامتر اکشن متد خود معرفی می‌کنیم. فریم ورک هم در ادامه سعی می‌کند تا اطلاعات فرم را به خواص این شیء نگاشت کند. بدیهی است این روش نسبت به روش ASP.NET Web forms که باید به ازای تک تک کنترل‌های موجود در صفحه یکبار کار دریافت اطلاعات و مقدار دهی خواص یک شیء را انجام داد، بسیار ساده‌تر و سریعتر است.
اما اگر همین سیستم پیشرفته جدید ناآگاهانه مورد استفاده قرار گیرد می‌تواند منشاء حملات ناگواری شود که به نام «Mass Assignment» شهرت یافته‌اند.
همان صفحه ویرایش اطلاعات را درنظر بگیرید. چک باکس IsAdmin قرار است در قسمت مدیریتی برنامه تنظیم شود. اگر کاربری نیاز داشته باشد اطلاعات خودش را ویرایش کند، مثلا پسوردش را تغییر دهد، با یک صفحه ساده کلمه عبور قبلی را وارد کنید و دوبار کلمه عبور جدید را نیز وارد نمائید، مواجه خواهد شد. خوب ... اگر همین کاربر صفحه را جعل کند و فیلد چک باکس IsAdmin را به صفحه اضافه کند چه اتفاقی خواهد افتاد؟ بله ... مشکل هم همینجا است. در اینصورت کاربر عادی می‌تواند دسترسی خودش را تا سطح ادمین بالا ببرد، چون model binder اطلاعات IsAdmin را از کاربر دریافت کرده و به صورت خودکار به model ارائه شده، نگاشت کرده است.
برای مقابله با این نوع حملات چندین روش وجود دارند:
الف) ایجاد لیست سفید
به کمک ویژگی Bind می‌توان لیستی از خواص را جهت به روز رسانی به model binder معرفی کرد. مابقی ندید گرفته خواهند شد:

public ActionResult Edit([Bind(Include = "Name, Password")] User user)

در اینجا تنها خواص Name و Password توسط model binder به خواص شیء User نگاشت می‌شوند.
به علاوه همانطور که در قسمت قبل نیز ذکر شد، متد edit را به شکل زیر نیز می‌توان بازنویسی کرد. در اینجا متدهای توکار UpdateModel و TryUpdateModel نیز لیست سفید خواص مورد نظر را می‌پذیرند (اعمال دستی model binding):

[HttpPost]
public ActionResult Edit()
{
var user = new User();
if(TryUpdateModel(user, includeProperties: new[] { "Name", "Password" }))
{
// todo: Edit record
return RedirectToAction("Index");
}
return View(user); // Shows the Edit view again.
}


ب) ایجاد لیست سیاه
به همین ترتیب می‌توان تنها خواصی را معرفی کرد که باید صرفنظر شوند:
public ActionResult Edit([Bind(Exclude = "IsAdmin")] User user)

در اینجا از خاصیت IsAdmin صرف نظر گردیده و از مقدار ارسالی آن توسط کاربر استفاده نخواهد شد.
و یا می‌توان پارامتر excludeProperties متد TryUpdateModel را نیز مقدار دهی کرد.

لازم به ذکر است که ویژگی Bind را به کل یک کلاس هم می‌توان اعمال کرد. برای مثال:

using System;
using System.Web.Mvc;

namespace MvcApplication7.Models
{
[Bind(Exclude = "IsAdmin")]
public class User
{
public int Id { set; get; }
public string Name { set; get; }
public string Password { set; get; }
public DateTime AddDate { set; get; }
public bool IsAdmin { set; get; }
}
}

این مورد اثر سراسری داشته و قابل بازنویسی نیست. به عبارتی حتی اگر در متدی خاصیت IsAdmin را مجددا الحاق کنیم، تاثیری نخواهد داشت.
یا می‌توان از ویژگی ReadOnly هم استفاده کرد:
using System;
using System.ComponentModel;

namespace MvcApplication7.Models
{
public class User
{
public int Id { set; get; }
public string Name { set; get; }
public string Password { set; get; }
public DateTime AddDate { set; get; }

[ReadOnly(true)]
public bool IsAdmin { set; get; }
}
}

در این حالت هم خاصیت IsAdmin هیچگاه توسط model binder به روز و مقدار دهی نخواهد شد.

ج) استفاده از ViewModels
این راه حلی است که بیشتر مورد توجه معماران نرم افزار است و البته کسانی که پیشتر با الگوی MVVM کار کرده باشند این نام برایشان آشنا است؛ اما در اینجا مفهوم متفاوتی دارد. در الگوی MVVM، کلاس‌های ViewModel شبیه به کنترلرها در MVC هستند یا به عبارتی همانند رهبر یک اکستر عمل می‌کنند. اما در الگوی MVC خیر. در اینجا فقط مدل یک View هستند و نه بیشتر. هدف هم این است که بین Domain Model و View Model تفاوت قائل شد.
کار View model در الگوی MVC، شکل دادن به چندین domain model و همچنین اطلاعات اضافی دیگری که نیاز هستند، جهت استفاده نهایی توسط یک View می‌باشد. به این ترتیب View با یک شیء سر و کار خواهد داشت و همچنین منطق شکل دهی به اطلاعات مورد نیازش هم از داخل View حذف شده و به خواص View model در زمان تشکیل آن منتقل می‌شود.
مشخصات یک View model خوب به شرح زیر است:
الف) رابطه بین یک View و View model آن، رابطه‌ای یک به یک است. به ازای هر View، بهتر است یک کلاس View model وجود داشته باشد.
ب) View ساختار View model را دیکته می‌کند و نه کنترلر.
ج) View modelها صرفا یک سری کلاس POCO (کلاس‌هایی تشکیل شده از خاصیت، خاصیت، خاصیت ....) هستند که هیچ منطقی در آن‌ها قرار نمی‌گیرد.
د) View model باید حاوی تمام اطلاعاتی باشد که View جهت رندر نیاز دارد و نه بیشتر و الزامی هم ندارد که این اطلاعات مستقیما به domain models مرتبط شوند. برای مثال اگر قرار است firstName+LastName در View نمایش داده شود، کار این جمع زدن باید حین تهیه View Model انجام شود و نه داخل View. یا اگر قرار است اطلاعات عددی با سه رقم جدا کننده به کاربر نمایش داده شوند، وظیفه View Model است که یک خاصیت اضافی را برای تهیه این مورد تدارک ببیند. یا مثلا اگر یک فرم ثبت نام داریم و در این فرم لیستی وجود دارد که تنها Id عنصر انتخابی آن در Model اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرد، تهیه اطلاعات این لیست هم کار ViewModel است و نه اینکه مدام به Model اصلی بخواهیم خاصیت اضافه کنیم.

ViewModel چگونه پیاده سازی می‌شود؟
اکثر مقالات را که مطالعه کنید، این روش را توصیه می‌کنند:

public class MyViewModel
{
    public SomeDomainModel1 Model1 { get; set; }
    public SomeDomainModel2 Model2 { get; set; }
    ...
}

یعنی اینکه View ما به اطلاعات مثلا دو Model نیاز دارد. این‌ها را به این شکل محصور و کپسوله می‌کنیم. اگر View، واقعا به تمام فیلدهای این کلاس‌ها نیاز داشته باشد، این روش صحیح است. در غیر اینصورت، این روش نادرست است (و متاسفانه همه جا هم دقیقا به این شکل تبلیغ می‌شود).
ViewModel محصور کننده یک یا چند مدل نیست. در اینجا حس غلط کار کردن با یک ViewModel را داریم. ViewModel فقط باید ارائه کننده اطلاعاتی باشد که یک View نیاز دارد و نه بیشتر و نه تمام خواص تمام کلاس‌های تعریف شده. به عبارتی این نوع تعریف صحیح است:

public class MyViewModel
{
    public string SomeExtraField1 { get; set; }
    public string SomeExtraField2 { get; set; }
public IEnumerable<SelectListItem> StateSelectList { get; set; }
// ...
    public string PersonFullName { set; set; }
}

در اینجا، View متناظری، قرار است نام کامل یک شخص را به علاوه یک سری اطلاعات اضافی که در domain model نیست، نمایش دهد. مثلا نمایش نام استان‌ها که نهایتا Id انتخابی آن قرار است در برنامه استفاده شود.
خلاصه علت وجودی ViewModel این موارد است:
الف) Model برنامه را مستقیما در معرض استفاده قرار ندهیم (عدم رعایت این نکته به مشکلات امنیتی حادی هم حین به روز رسانی اطلاعات ممکن است ختم ‌شود که پیشتر توضیح داده شد).
ب) فیلدهای نمایشی اضافی مورد نیاز یک View را داخل Model برنامه تعریف نکنیم (مثلا تعاریف عناصر یک دراپ داون لیست، جایش اینجا نیست. مدل فقط نیاز به Id عنصر انتخابی آن دارد).

با این توضیحات، اگر View به روز رسانی اطلاعات کلمه عبور کاربر، تنها به اطلاعات id آن کاربر و کلمه عبور او نیاز دارد، فقط باید همین اطلاعات را در اختیار View قرار داد و نه بیشتر:

namespace MvcApplication7.Models
{
public class UserViewModel
{
public int Id { set; get; }
public string Password { set; get; }
}
}

به این ترتیب دیگر خاصیت IsAdming اضافه‌ای وجود ندارد که بخواهد مورد حمله واقع شود.



استفاده از model binding برای آپلود فایل به سرور

برای آپلود فایل به سرور تنها کافی است یک اکشن متد به شکل زیر را تعریف کنیم. HttpPostedFileBase نیز یکی دیگر از model binderهای توکار ASP.NET MVC است:

[HttpGet]
public ActionResult Upload()
{
return View(); // Shows the upload page
}

[HttpPost]
public ActionResult Upload(System.Web.HttpPostedFileBase file)
{
string filename = Server.MapPath("~/files/somename.ext");
file.SaveAs(filename);
return RedirectToAction("Index");
}

View متناظر هم می‌تواند به شکل زیر باشد:

@{
ViewBag.Title = "Upload";
}
<h2>
Upload</h2>
@using (Html.BeginForm(actionName: "Upload", controllerName: "User",
method: FormMethod.Post,
htmlAttributes: new { enctype = "multipart/form-data" }))
{
<text>Upload a photo:</text> <input type="file" name="photo" />
<input type="submit" value="Upload" />
}

اگر دقت کرده باشید در طراحی ASP.NET MVC از anonymously typed objects زیاد استفاده می‌شود. در اینجا هم برای معرفی enctype فرم آپلود، مورد استفاده قرار گرفته است. به عبارتی هر جایی که مشخص نبوده چه تعداد ویژگی یا کلا چه ویژگی‌ها و خاصیت‌هایی را می‌توان تنظیم کرد، اجازه تعریف آن‌ها را به صورت anonymously typed objects میسر کرده‌اند. یک نمونه دیگر آن در متد routes.MapRoute فایل Global.asax.cs است که پارامتر سوم دریافت مقدار پیش فرض‌ها نیز anonymously typed object است. یا نمونه دیگر آن‌را در همین قسمت در جایی که لینک delete را به فرم تبدیل کردیم مشاهده نمودید. مقدار routeValues هم یک anonymously typed object معرفی شد.



سفارشی سازی model binder پیش فرض ASP.NET MVC

در همین مثال فرض کنید تاریخ را به صورت شمسی از کاربر دریافت می‌کنیم. خاصیت تعریف شده هم DateTime میلادی است. به عبارتی model binder حین تبدیل رشته تاریخ شمسی دریافتی به تاریخ میلادی با شکست مواجه شده و نهایتا خاصیت this.ModelState.IsValid مقدارش false خواهد بود. برای حل این مشکل چکار باید کرد؟
برای این منظور باید نحوه پردازش یک نوع خاص را سفارشی کرد. ابتدا با پیاده سازی اینترفیس IModelBinder شروع می‌کنیم. توسط bindingContext.ValueProvider می‌توان به مقداری که کاربر وارد کرده در میانه راه دسترسی یافت. آن‌را تبدیل کرده و نمونه صحیح را بازگشت داد.
نمونه‌ای از این پیاده سازی را در ادامه ملاحظه می‌کنید:

using System;
using System.Globalization;
using System.Web.Mvc;

namespace MvcApplication7.Binders
{
public class PersianDateModelBinder : IModelBinder
{

public object BindModel(ControllerContext controllerContext, ModelBindingContext bindingContext)
{
var valueResult = bindingContext.ValueProvider.GetValue(bindingContext.ModelName);
var modelState = new ModelState { Value = valueResult };
object actualValue = null;
try
{
var parts = valueResult.AttemptedValue.Split('/'); //ex. 1391/1/19
if (parts.Length != 3) return null;
int year = int.Parse(parts[0]);
int month = int.Parse(parts[1]);
int day = int.Parse(parts[2]);
actualValue = new DateTime(year, month, day, new PersianCalendar());
}
catch (FormatException e)
{
modelState.Errors.Add(e);
}

bindingContext.ModelState.Add(bindingContext.ModelName, modelState);
return actualValue;
}
}
}

سپس برای معرفی PersianDateModelBinder جدید تنها کافی است سطر زیر را

ModelBinders.Binders.Add(typeof(DateTime), new PersianDateModelBinder());

به متد Application_Start قرار گرفته در فایل Global.asax.cs برنامه اضافه کرد. از این پس کاربران می‌توانند تاریخ‌ها را در برنامه شمسی وارد کنند و model binder بدون مشکل خواهد توانست اطلاعات ورودی را به معادل DateTime میلادی آن تبدیل کند و استفاده نماید.
تعریف مدل بایندر سفارشی در فایل Global.asax.cs آن‌را به صورت سراسری در تمام مدل‌ها و اکشن‌متدها فعال خواهد کرد. اگر نیاز بود تنها یک اکشن متد خاص از این مدل بایندر سفارشی استفاده کند می‌توان به روش زیر عمل کرد:

public ActionResult Create([ModelBinder(typeof(PersianDateModelBinder))] User user)

همچنین ویژگی ModelBinder را به یک کلاس هم می‌توان اعمال کرد:

[ModelBinder(typeof(PersianDateModelBinder))]
public class User
{


مطالب
آشنایی با آزمایش واحد (unit testing) در دات نت، قسمت 2

دلایل شانه خالی کردن از آزمایش واحد!

1- نوشتن آزمایشات زمان زیادی را به خود اختصاص خواهند داد.

مهمترین دلیلی که برنامه‌نویس‌ها به سبب آن از نوشتن آزمایشات واحد امتناع می‌کنند، همین موضوع است. اکثر افراد به آزمایش به‌عنوان مرحله آخر توسعه فکر می‌کنند. اگر این چنین است، بله! نوشتن آزمایش‌های واحد واقعا سخت و زمانگیر خواهند بود. به همین جهت برای جلوگیری از این مساله روش pay-as-you-go مطرح شده است (ماخذ: کتاب Pragmatic Unit Testing در سی شارپ). یعنی با اضافه شدن هر واحد کوچکی به سیستم، آزمایش واحد آن‌را نیز تهیه کنید. به این صورت در طول توسعه سیستم با باگ‌های کمتری نیز برخورد خواهید داشت چون اجزای آن‌را در این حین به تفصیل مورد بررسی قرار داده‌اید. اثر این روش را در شکل زیر می‌توانید ملاحظه نمائید (تصویری از همان کتاب ذکر شده)




نوشتن آزمایشات واحد زمانبر هستند اما توسعه پیوسته آن‌ها با به تاخیر انداختن آزمایشات به انتهای پروژه، همانند تصویر فوق تاثیر بسیار قابل توجهی در بهره وری شما خواهند داشت.

بنابراین اگر عنوان می‌کنید که وقت ندارید آزمایش واحد بنویسید، به چند سؤال زیر پاسخ دهید:
الف) چه مقدار زمان را صرف دیباگ کردن کدهای خود یا دیگران می‌کنید؟
ب) چه میزان زمان را صرف بازنویسی کدی کرده‌اید که تصور می‌رفت درست کار می‌کند اما اکنون بسیار مشکل زا ظاهر شده است؟
ج) چه مقدار زمان را صرف این کرده‌اید که منشاء باگ گزارش شده در برنامه را کشف کنید؟

برای افرادی که آزمایشات واحد را در حین پروسه توسعه در نظر نمی‌گیرند، این مقادیر بالا است و با ازدیاد تعداد خطوط سورس کدها، این ارقام سیر صعودی خواهند داشت.



تصویری از کتاب xUnit Test Patterns ، که بیانگر کاهش زمان و هزینه کد نویسی در طول زمان با رعایت اصول آزمایشات واحد است

2- اجرای آزمایشات واحد زمان زیادی را تلف می‌کند.

نباید اینطور باشد. عموما اجرای هزاران آزمایش واحد، باید در کسری از ثانیه صورت گیرد. (برای اطلاعات بیشتر به قسمت حد و مرز یک آزمایش واحد در قسمت قبل مراجعه نمائید)

3- امکان تهیه آزمایشات واحد برای کدهای قدیمی ( legacy code ) من وجود ندارد

برای بسیاری از برنامه نویس‌ها، تهیه آزمایش واحد برای کدهای قدیمی بسیار مشکل است زیرا شکستن آن‌ها به واحدهای کوچکتر قابل آزمایش بسیار خطرناک و پرهزینه است و ممکن است سبب از کار افتادن سیستم آن‌ها گردد. اینجا مشکل از آزمایش واحد نیست. مشکل از ضعف برنامه نویسی آن سیستم است. روش refactoring ، طراحی مجدد و نوشتن آزمایشات واحد، به تدریج سبب طراحی بهتر برنامه از دیدگاه‌های شیءگرایی شده و نگهداری سیستم را در طولانی مدت ساده‌تر می‌سازد. آزمایشات واحد این نوع سیستم‌ها را از حالت فلج بودن خارج می‌سازد.

4- کار من نیست که کدهای نوشته شده را آزمایش کنم!

باید درنظر داشته باشید که این هم کار شما نیست که انبوهی از کدهای مشکل دار را به واحد بررسی کننده آن تحویل دهید! همچنین اگر تیم آزمایشات و کنترل کیفیت به این نتیجه برسد که عموما از کدهای شما کمتر می‌توان باگ گرفت، این امر سبب معروفیت و تضمین شغلی شما خواهد شد.
همچنین این کار شما است که تضمین کنید واحد تهیه شده مقصود مورد نظر را ارائه می‌دهد و این‌کار را با ارائه یک یا چندین آزمایش واحد می‌توان اثبات کرد.

5- تنها قسمتی از سیستم به من واگذار شده است و من دقیقا نمی‌دانم که رفتار کلی آن چیست. بنابراین آن را نمی‌توانم آزمایش کنم!

اگر واقعا نمی‌دانید که این کد قرار است چه کاری را انجام دهید به طور قطع الان زمان مناسبی برای کد نویسی آن نیست!

6- کد من کامپایل می‌شود!

باید دقت داشت که کامپایلر فقط syntax کدهای شما را بررسی کرده و خطاهای آن‌را گوشزد می‌کند و نه نحوه‌ی عملکرد آن‌را.

7- من برای نوشتن آزمایشات حقوق نمی‌گیرم!

باید اذعان داشت که به شما جهت صرف تمام وقت یک روز خود برای دیباگ کردن یک خطا هم حقوق نمی‌دهند! شما برای تهیه یک کد قابل قبول و قابل اجرا حقوق می‌گیرید و آزمایش واحد نیز ابزاری است جهت نیل به این مقصود (همانند یک IDE و یا یک کامپایلر).

8- احساس گناه خواهم کرد اگر تیم فنی کنترل کیفیت و آزمایشات را از کار بی کار کنم!!

نگران نباشید، این اتفاق نخواهد افتاد! بحث ما در اینجا آزمایش کوچکترین اجزا و واحدهای یک سیستم است. موارد دیگری مانند functional testing, acceptance testing, performance & environmental testing, validation & verification, formal analysis توسط تیم‌های کنترل کیفیت و آزمایشات هنوز باید بررسی شوند.

9- شرکت من اجازه اجرای آزمایشات واحد را بر روی سیستم‌های در حال اجرا نمی‌دهد.

قرار هم نیست بدهد! چون دیگر نام آن آزمایش واحد نخواهد بود. این آزمایشات باید بر روی سیستم شما و توسط ابزار و امکانات شما صورت گیرد.


پ.ن.
در هشتمین دلیل ذکر شده، از acceptance testing نامبرده شده. تفاوت آن با unit testing به صورت زیر است:

آزمایش واحد:
توسط برنامه نویس‌ها تعریف می‌شود
سبب اطمینان خاطر برنامه نویس‌ها خواهد شد
واحدهای کوچک سیستم را مورد بررسی قرار می‌دهد
یک آزمایش سطح پائین ( low level ) به شمار می‌رود
بسیار سریع اجرا می‌شود
به صورت خودکار (100 درصد خودکار است) و با برنامه نویسی قابل کنترل است

اما در مقابل آزمایش پذیرش به صورت زیر است:
توسط مصرف کنندگان تعریف می‌شود
سبب اطمینان خاطر مصرف کنندگان می‌شود.
کل برنامه مورد آزمایش قرار می‌گیرد
یک آزمایش سطح بالا ( high level ) به شمار می‌رود
ممکن است طولانی باشد
عموما به صورت دستی یا توسط یک سری اسکریپت اجرا می‌شود
مثال : گزارش ماهیانه باید جمع صحیحی از تمام صفحات را در آخرین برگه گزارش به همراه داشته باشد


ادامه دارد...

مطالب
آموزش (jQuery) جی کوئری 2#
در ادامه مطلب قبلی آموزش (jQuery) جی کوئری 1# به ادامه بحث می‌پردازیم.

توابع سودمند
با وجود آنکه انتخاب کردن و ایجاد مجموعه ای از عناصر صفحه یکی از معمول‌ترین و پراستفاده‌ترین کاربردهای تابع ()$ محسوب می‌شود، این تابع توانایی‌های دیگری نیز دارد. یکی از مفید‌ترین آنها استفاده شدن به عنوان فضای نام گروهی برای توابع سودمند می‌باشد. تعداد زیادی تابع سودمند با استفاده از $ به عنوان فضای نام قابل دسترسی می‌باشند که اکثر نیازهای یک صفحه را پاسخگو می‌باشند در این پست برخی از آنها را معرفی می‌کنیم در پست‌های آینده سعی می‌کنیم توابع سودمند بیشتری را شرح دهیم.

فراخوانی و استفاده از این توابع در ابتدا ممکن است کمی عجیب به نطر برسد. به مثال زیر دقت کنید که تابع سودمند () trim را فراخوانی کرده ایم.
$.trim(someString);
 
در صورتی که نوشتن علامت $ برای شما عجیب به نطر می‌رسد می‌توانید شناسه دیگر با نام jQuery به کار ببرید. کد زیر دقیقا مانند بالا عمل می‌کند شاید درک آن راحت‌تر هم باشد.
jQuery.trim(someString);

بدیهی است که از  jQuery یا $ تنها به عنوان فضای نامی که تابع ()trim در آن تعریف شده اند، استفاده شده باشد.

نکته: اگر چه در نوشته‌های آنلاین jQuery، این عناصر به عنوان توابع سودمند در معرفی شده اند اما در حقیقت آنها متدهایی برای تابع ()$ می‌باشند.

عملکرد صفحه آماده (The document ready handler)
هنگامی که از Unobtrusive JavaScriptاستفاده می‌کنیم، رفتار از ساختار جدا می‌شود، بنابراین برای انجام عملیات روی عناصر صفحه باید منتظر بمانیم تا انها ایجاد شوند. برای رسیدن به این هدف، ما نیاز به راهی داریم که تا زمان ایجاد عناصر DOM روی صفحه منتظر بماند قبل از آن عملیات را اجرا کند.
به طور معمول از onload برای نمونه‌های window استفاده می‌شود، که پس از لود شدن کامل صفحه ، دستور‌ها قابل اجرا می‌باشند. بنابراین ساختار کلی آن کدی مانند زیر خواهد بود:
window.onload = function() {
    $("table tr:nth-child(even)").addClass("even");
};

نوشتن کد به صورت بالا سبب می‌شود که کد پس از بارگذاری کامل صفحه اجرا شود. متاسفانه، مرورگرها تا بعد از ساخته شدن عناصر صفحه صبر نمی‌کنند، بلکه پس از ساخت درخت عناصر صفحه منتظر بارگذاری کامل منابع خارجی صفحه مانند تصاویر نیز می‌مانند و سپس آنها را در پنجره مرورگر نمایش می‌دهند. در نتیجه بازدید کننده زمان زیادی منتظر می‌ماند تا رویداد onload تکمیل شود.
حتی بدتر از آن، زمانی است که اگر به طور مثال یکی از تصاویر با مشکل مواجه شود که زمان قابل توجهی صرف بارگذاری آن شود، کاربر باید تمام این مدت را صبر کند تا پس از آن بتواند با این صفحه کار کند. این نکته می‌تواند دلیلی برای استفاده نکردن از Unobtrusive JavaScriptبرای شروع کار باشد.
اما راه بهتری نیز وجود دارد، می‌توانیم تنها زمانی که قسمت ساختار عناصر صفحه ترجمه شده و HTML به درخت عناصر تبدیل می‌شود، صبر کنیم . پس از آن کد مربوط به رفتار‌ها را اجرا کنیم. رسیدن به این روش برای استفاده از Cross-Browser کمی مشکل است، اما به لطف jQuery و قدرت آن، این امر به سادگی امکان پذیر است و دیگر نیازی به منتظر ماندن برای بارگذاری منابع صفحه مانند تصاویر و ویدیوها نمی‌باشد. Syntax زیر نمونه ای از چنین حالتی است:
$(document).ready(function() {
   $("table tr:nth-child(even)").addClass("even");
});

ابتدا صفحه مورد نظر را به تابع ()$ ارسال کرده ایم، سپس هر زمان که آن صفحه آماده شد (Ready) ، تابع ارسال شده به آن اجرا خواهد شد. البته می‌توان کد نوشته شده بالا را به شکل مختصرتری هم نوشت:
$(function() {
    $("table tr:nth-child(even)").addClass("even");
});

با ارسال تابع به ()$، ما مرورگر را مجبور می‌کنیم که برای اجرای کد تا زمانی که DOM کامل لود شود (فقط DOM لود شود) منتظر بماند. حتی بهتر از آن ما می‌توانیم از این تکنیک چندین با در همان سند HTML استفاده کرده و مرورگر تمامی تابع‌های مشخص شده توسط ما را به ترتیب اجرا خواهد کرد. (یعنی من در دیک صفحه می‌توانم چنین بار تابع ()ready را فراخوانی کنم). در مقابل روش OnLoad پنجره فقط اجازه اجرای یکبار تابع را به ما می‌دهد.
این هم یکی دیگر از کارکردهای دیگر تابع ()$ می‌باشد. حال به یکی دیگر از امکاناتی که این تابع برای ما فراهم می‌کند دقت کنید.

ساختن اجزای DOM (ساختن عناصر صفحه)
یکی دیگر از کارهایی که تابع ()$ می تواند برای ما انجام دهد ایجاد کردن عناصر صفحه است. به این منظور ورودی تابع ()$ را یک رشته که حاوی دستور HTML مربوط به ساخت یک عنصر می‌باشد، قرار می‌دهیم. برای مثال دستور زیر یک تگ p ایجاد می‌کند:
$("<p>Hi there!</p>")

اما ایجاد یک عنصر DOM یا (سلسله مراتب عناصر DOM) برای ما به تنهایی سودمند نیست، و هدف ما چیز دیگری است. ایجاد اشیا صفحه توسط ()$ زمانی برای ما مفید خواهد بود که بخواهیم به هنگام ساخت، تابعی بروی آن اعمال کنیم یا به محض ساخت آن را به تابعی ارسال کنیم به کد زیر دقت کنید:
<html>
   <head>
        <title>Follow me!</title>
        <script type="text/javascript" src="../scripts/jquery-1.2.js"></script>
        <script type="text/javascript">
           // در زمان Reday بودن صفحه عنصر مورد نظر ایجاد می‌شود
           $(function(){
              $("<p>Hi there!</p>").insertAfter("#followMe");
           });
        </script>
    </head>
<body>
     <p id="followMe">Follow me!</p>
</body>
</html>

در کد بالا زمانی که صفحه مورد نظر Ready شد تابع مورد نظر ما اجرا شده و در عناصر صفحه بعد از عنصری که id آن followMe می‌باشد یک عنصر p را ایجاد می‌کند. که خروجی آن شبیه تصویر زیر خواهد بود.

مزیت دیگر jQuery این است که در صورتی که امکانی را ندارد شما به آسانی می‌توانید آن را توسعه داده و برای آن پلاگین طراحی کنید.

برای پایان دادن به این پست همانطور که دیدیم jQuery قادر به انجام کارهای زیر است:
  • انتخاب عناصر و ایجاد مجموعه ای از آنها که آماده اعمال متد‌های مختلف می‌باشند.
  • استفاده به عنوان یک فضای نام برای توابع سودمند.
  • ایجاد اشیا مختلف HTML بروی صفحه.
  • اجرای کد به محض آماده شدن اشیای صفحه.

موفق وموید باشید

مطالب دوره‌ها
کار با فرم‌ها در بوت استرپ 3
در مطلب «استفاده از Twitter Bootstrap در کارهای روزمره طراحی وب» به نکات مرتبط با کار با فرم‌ها در بوت استرپ 2 پرداخته شد. همچنین مطالبی مانند «ویرایش قالب پیش فرض Add View در ASP.NET MVC برای سازگار سازی آن با Twitter bootstrap» برای خودکار سازی تولید فرم‌های بوت استرپ 2 در برنامه‌های ASP.NET MVC و نکات «اعمال کلاس‌های ویژه اعتبارسنجی Twitter bootstrap به فرم‌های ASP.NET MVC» نیز بررسی شدند. در بوت استرپ 3، بسیاری از این نکات تغییر کرده‌اند و نیاز است با نحوه ارتقاء فرم‌های بوت استرپ 2 به 3 و کلا نحوه کار با فرم‌ها در بوت استرپ 3 بیشتر آشنا شد.


نحوه ارتقاء فرم‌های بوت استرپ 2 به 3

تمام این تغییرات در بوت استرپ 3، جهت پیاده سازی ایده mobile-first بودن آن است. برای مثال فرم‌های افقی بوت استرپ 3 با کوچک شدن اندازه صفحه، به صورت خودکار واکنش نشان داده و تبدیل به فرم‌های معمولی که اجزای آن به صورت یک stack عمودی قرار گرفته‌اند، می‌شوند.
اکنون اگر فرم‌هایی را دارید که در برنامه‌های پیشین خود از بوت استرپ 2 استفاده کرده‌اند، نیاز است تغییرات ذیل را به آن‌ها اعمال کنید تا با سیستم جدید بوت استرپ 3 سازگار شوند:

- کلاس control-group را به کلاس form-group تبدیل کنید.
- form-search حذف شده است. آن‌را با form-inline جایگزین کنید.
- دیگر نیازی به استفاده از input-block-level نیست؛ از آنجائیکه به صورت پیش فرض کلیه inputها دارای عرض 100 درصد هستند.
- help-inline حذف شده است. آن‌را با help-block جایگزین کنید.
- عرض ستون‌ها را در فرم‌های افقی، برچسب‌ها و کنترل‌ها مشخص کنید.
- کلاس controls حذف شده است.
- کلاس form-control را به inputها و selectها اضافه کنید.
- checkboxها و radioها باید در یک div محصور شوند.
- کلاس‌های radio.inline و checkbox.inline باید با inline جایگزین شوند.
- کلاس‌های input-small به input-sm و input-large به input-lg تبدیل شده‌اند.
- کلاس‌های input-prepend با input-group و input-append با input-group جایگزین شده‌اند.
- کلاس alert-error حذف شده‌است. بجای آن می‌شود از alert-warning استفاده کرد.
- کلاس alert-block را با alert جایگزین کنید.


ایجاد اولین فرم افقی با بوت استرپ 3

فرض کنید که قصد داریم یک چنین فرم افقی را توسط امکانات بوت استرپ 3 ایجاد کنیم:



همانطور که ملاحظه می‌کنید، با کوچک شدن اندازه صفحه، این فرم نیز تغییر شکل می‌دهد:



کدهای کامل این فرم را در ادامه ملاحظه می‌کنید:
    <div class="container">
        <h4 class="alert alert-info">
            فرم‌های بوت استرپ 3</h4>
        <div class="row">
            <article class="registrationform">
                <h2>
                    فرم ثبت نام</h2>               
                <form class="registration form-horizontal" action="#">
                <fieldset id="personalinfo">
                    <legend>اطلاعات شخصی</legend>
                    <section class="row">
                        <label class="col col-lg-4 control-label" for="myname">
                            نام</label>
                        <div class="controls">
                            <input class="col col-lg-8" type="text" name="myname" 
                                   id="myname" autofocus placeholder="نام و نام خانوادگی"
                                   required>
                        </div>
                        <!-- controls -->
                    </section><!-- row -->
                    <section class="row">
                        <label class="col col-lg-4 control-label" for="companyname">
                            نام شرکت</label>
                        <div class="controls">
                            <input class="col col-lg-8" type="text" name="companybname" id="companyname" />
                        </div>
                        <!-- controls -->
                    </section><!-- row -->
                    <section class="row">
                        <label class="col col-lg-4 control-label" for="myemail">
                            ایمیل</label>
                        <div class="controls">
                            <input class="col col-lg-8" type="email" name="myemail" id="myemail" 
                                   required autocomplete="off" />
                        </div>
                        <!-- controls -->
                    </section><!-- row -->
                </fieldset>
                <!-- personal info -->
                <fieldset id="otherinfo">
                    <legend>سایر اطلاعات</legend>
                    <section class="row">
                        <label class="col col-lg-4 control-label">
                            نوع درخواست</label>
                        <div class="controls col col-lg-8">
                            <label class="radio">
                                <input type="radio" name="requesttype" value="question" />
                                سؤال
                            </label>
                            <label class="radio">
                                <input type="radio" name="requesttype" value="comment" />
                                انتقاد
                            </label>
                        </div>
                        <!-- controls -->
                    </section><!-- row -->
                    <section class="row">
                        <label class="col col-lg-4 control-label">
                            خبرنامه</label>
                        <div class="controls col col-lg-8">
                            <label class="checkbox">
                                <input type="checkbox" id="subscribe" name="subscribe" checked value="yes" />
                               آیا مایل به دریافت ایمیل‌های خبرنامه ما هستید؟
                            </label>
                        </div>
                        <!-- controls -->
                    </section><!-- row -->
                    <section class="row">
                        <label class="col col-lg-4 control-label" for="reference">
                            چطور از وجود سایت ما آگاه شدید؟</label>
                        <div class="controls col col-lg-8">
                            <select name="reference" id="reference">
                                <option>لطفا انتخاب کنید...</option>
                                <option value="friend">از طریق یک دوست</option>
                                <option value="facebook">Facebook</option>
                                <option value="twitter">Twitter</option>
                            </select>
                        </div>
                        <!-- controls -->
                    </section><!-- row -->
                </fieldset>
                <button class="btn" type="submit">
                    ارسال</button>
                </form>
            </article>
        </div>
        <!-- end row -->
    </div>
    <!-- /container -->
توضیحات:

- باید درنظر داشت که اگر هیچگونه فرمتی را به فرم‌های بوت استرپ 3 اعمال نکنیم، به صورت پیش فرض فرمت دهی شده و تبدیل به فرم‌های عمودی شکیلی می‌شوند که شاید از دیدگاه خیلی‌ها مناسب بوده و نیاز به تغییرات خاصی نداشته باشند.
- برای تبدیل این فرم عمودی پیش فرض، به فرم‌های افقی دو ستونه، نیاز است یک سری کلاس بوت استرپ 3 را به المان‌های آن اضافه کنیم. برای این منظور ابتدا کلاس form-horizontal را به تگ فرم اضافه می‌کنیم.
- هر سطر فرم، در یک المان section با کلاس row قرار خواهد گرفت.
- اکنون هر سطر، از یک برچسب به همراه یک یا چند المان تشکیل خواهد شد. در هر سطر، کنترل‌ها در یک div با کلاس controls قرار می‌گیرند.
- برای اینکه برچسب‌های هر ردیف با کنترل‌ها و المان‌های آن ردیف، تراز شوند، تنها کافی است به آن‌ها کلاس control-label را اضافه کنیم.
در ادامه تمام این مراحل را باید به ازای هر سطر فرم تکرار کنیم.

- زمانیکه به radio buttons یا check boxes می‌رسیم، باید به چند نکته دقت داشت:
الف) حین کار با radio buttons، علاوه بر برچسب آن سطر که با label مشخص می‌شود، هر radio button نیز باید داخل یک label با کلاس radio محصور شود.
ب) تمام radio buttons یک سطر نیز باید در یک div ایی با کلاس controls محصور شوند.
این نکته در مورد check boxes نیز صادق است.

با رعایت همین چند نکته ساده می‌توان به یک طراحی دو ستونی خودکار واکنشگرا رسید.



اصلاح قالب ایجاد فرم‌های خودکار ASP.NET MVC بر اساس بوت استرپ 3

مطلب «ویرایش قالب پیش فرض Add View در ASP.NET MVC برای سازگار سازی آن با Twitter bootstrap» جهت بوت استرپ 2 تهیه شده بود. فایل نهایی ویرایش شده آن‌را با توجه به توضیحات مطلب جاری برای بوت استرپ 3 از پیوست انتهای بحث دریافت کنید و برای استفاده از آن فقط کافی است آن‌را در مسیر CodeTemplates\AddView\CSHTML\CreateBootstrap3Form.tt ریشه پروژه جاری خود کپی و به پروژه اضافه کنید تا در صفحه دیالوگ Add view ظاهر شود (خاصیت custom tool آن‌را هم خالی کنید).


در مورد اعتبارسنجی‌های فرم‌ها چطور؟

اصلاح مطالبی مانند «اعمال کلاس‌های ویژه اعتبارسنجی Twitter bootstrap به فرم‌های ASP.NET MVC» جهت کار با فرم‌های بوت استرپ 3 بسیار ساده است. از این جهت که در کدهای آن فقط باید نام کلاس‌های CSS قدیمی به جدید ویرایش شوند. مابقی کدها یکسان است. مثلا نام کلاس control-group شده است form-group (همان توضیحات ابتدای بحث جاری). کلاس‌های error شده‌اند has-error و success شده است has-success.



فایل‌های نهایی این قسمت را از اینجا نیز می‌توانید دریافت کنید:
bs3-sample05.zip  
مطالب دوره‌ها
استفاده از async و await در برنامه‌های کنسول و سرویس‌های ویندوز NT
فرض کنید می‌خواهید از await در متد Main یک برنامه‌ی کنسول به نحو ذیل استفاده کنید:
using System;
using System.Net;

namespace Async15
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var webClient = new WebClient { })
            {
                webClient.Headers.Add("User-Agent", "AsyncContext 1.0");
                var data = await webClient.DownloadStringTaskAsync("https://www.dntips.ir");
                Console.WriteLine(data);
            }
        }
    }
}
کامپایلر چنین اجازه‌ای را نمی‌دهد. زیرا از await جایی می‌توان استفاده کرد که متد فراخوان آن با async مزین شده باشد و همچنین دارای یک Context باشد تا نتیجه را بتواند دریافت کند. اگر در اینجا سعی کنید async را به امضای متد Main اضافه نمائید، کامپایلر مجددا خطای an entry point cannot be marked with the 'async' modifier را صادر می‌کند.
اضافه کردن واژه‌ی کلیدی async به روال‌های رخدادگردان void برنامه‌های دسکتاپ مجاز است؛ با توجه به اینکه متد async پیش از پایان کار به فراخوان بازگشت داده می‌شوند (ذات متدهای async به این نحو است). در برنامه‌های دسکتاپ، این بازگشت به UI event loop است؛ بنابراین برنامه بدون مشکل به کار خود ادامه خواهد داد. اما در اینجا، بازگشت متد Main، به معنای بازگشت به OS است و خاتمه‌ی برنامه. به همین جهت کامپایلر از async کردن آن ممانعت می‌کند.
برای حل این مشکل در برنامه‌های کنسول و همچنین برنامه‌های سرویس ویندوز NT که دارای یک async-compatible context نیستند، می‌توان از یک کتابخانه‌ی کمکی سورس باز به نام Nito AsyncEx استفاده کرد. برای نصب آن دستور ذیل را در کنسول پاورشل نیوگت وارد کنید:
 PM> Install-Package Nito.AsyncEx
پس از نصب برای استفاده از آن خواهیم داشت:
using System;
using System.Net;
using Nito.AsyncEx;

namespace Async15
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            AsyncContext.Run(async () =>
            {
                using (var webClient = new WebClient())
                {
                    webClient.Headers.Add("User-Agent", "AsyncContext 1.0");
                    var data = await webClient.DownloadStringTaskAsync("https://www.dntips.ir");
                    Console.WriteLine(data);
                }
            });
        }
    }
}
Context ارائه شده در اینجا برخلاف مثال‌های قسمت‌های قبل، نیازی به فراخوانی متد همزمان Wait و یا خاصیت Result که هر دو از نوع blocking هستند ندارد و یک فراخوانی async واقعی است. همچنین می‌شد یک متد async void را نیز در اینجا برای استفاده از DownloadStringTaskAsync تعریف کرد (تا برنامه کامپایل شود). اما پیشتر عنوان شد که هدف از این نوع متدهای خاص async void صرفا استفاده از آن‌ها در روال‌های رخدادگردان UI هستند. زیرا ماهیت آن‌ها fire and forget است و برای دریافت نتیجه‌ی نهایی به نحوی باید ترد اصلی را قفل کرد. برای مثال در یک برنامه‌ی کنسول متد Console.ReadLine را در انتهای کار فراخوانی کرد. اما با استفاده از AsyncContext.Run نیازی به این کارها نیست.


async lambda
در مثال فوق از یک async lambda، برای فراخوانی استفاده شده است که به همراه دات نت 4.5 ارائه شده‌اند:
Action, () => { }
Func<Task>, async () => { await Task.Yield(); }

Func<TResult>, () => { return 13; }
Func<Task<TResult>>, async () => { await Task.Yield(); return 13; }
آرگومان متد AsyncContext.Run از نوع Func of Task است. بنابراین برای مقدار دهی inline آن توسط lambda expressions مطابق مثال‌های فوق می‌توان از async lambda استفاده کرد.
روش دوم استفاده از AsyncContext.Run و مقدار دهی Func of Task، تعریف یک متد مستقل async Task دار، به نحو ذیل است:
class Program
{
  static async Task<int> AsyncMain()
  {
    ..
  }

  static int Main(string[] args)
  {
    return AsyncContext.Run(AsyncMain);
  }
}


رخ‌دادهای مرتبط با طول عمر برنامه را async تعریف نکنید

همانند متد Main که async تعریف کردن آن سبب بازگشت آنی روال کار به OS می‌شود و برنامه خاتمه می‌یابد، روال‌های رخدادگردانی که با طول عمر یک برنامه‌ی UI سر و کار دارند مانند Application_Launching، Application_Closing، Application_Activated و Application_Deactivated (خصوصا در برنامه‌های ویندوز 8) نیز نباید async void تعریف شوند (چون مطابق ذات متدهای async، بلافاصله به برنامه اعلام می‌کنند که کار تمام شد). در این موارد خاص نیز می‌توان از متد AsyncContext.Run برای انجام اعمال async استفاده کرد.
مطالب
چرا نباید از کوئری‌های select * استفاده کرد؟

عموما اولین پاسخی که به این سؤال داده می‌شود این است که این نوع کوئری‌ها اطلاعات زیادی را باز می‌گردانند و در نتیجه ترافیک شبکه بی‌جهت افزایش خواهد یافت. اما اگر طراحی دیتابیس صحیح بوده و اصول نرمال سازی در آن پیاده سازی شده باشد، این پاسخ آنچنان صادق نخواهد بود (زیرا جداول اینگونه دیتابیس‌ها از تعداد فیلدهای بسیاری تشکیل نخواهند شد). برای مثال به نتیجه اجرای کوئری‌های زیر بر روی دیتابیس AdventureWorks با 89 هزار رکورد، دقت بفرمائید:
SELECT * FROM Production.TransactionHistoryArchive
WHERE ReferenceOrderID < 100

SELECT ReferenceOrderLineID FROM Production.TransactionHistoryArchive
WHERE ReferenceOrderID < 100

اختلاف ترافیک شبکه در این مثال تنها 15K یا حدودا 10 درصد است (180K در مقابل 165K). هر چند ارزش بررسی و برطرف کردن را دارد اما تفاوت حاصل آنچنان قابل ملاحظه نیست.
مهم‌ترین دلیلی که اینجا باید به آن دقت داشت، تفاوت چشمگیر execution plan این دو کوئری (Ctrl-L) و بحث index coverage است. اس کیوال سرور برای اجرای بهینه کوئری‌ها از ایندکس‌های موجود استفاده خواهد کرد. اگر ایندکس تعریف شده از تمامی فیلدهای درخواستی شما تشکیل شده باشد، دیگر حتی به سراغ جدول هم نخواهد رفت (به این مفهوم، پوشش ایندکسی گفته می‌شود).



برای تولید تصویر فوق، کلیدهای Ctrl+L را در management studio فشار دهید.
این دیتابیس را از آدرس زیر می‌توانید دریافت کنید:
http://www.codeplex.com/MSFTDBProdSamples

کوئری اول از مزایای پوشش ایندکسی برخودار نخواهد بود (از روش جستجوی Clustered Index استفاده می‌کند) و در حالت دوم از Index Seek استفاده می‌گردد. حالت Index Seek یک‌صد بار بهینه‌تر از استفاده از Clustered Index عمل می‌کند زیرا در حالت کوئری اول باید تمامی رکوردهای جدول بررسی شوند (این عدد از مقایسه نتایج execution plan بدست آمده است).
تنها در صورتیکه بر روی تمامی فیلدهای جدول ایندکس تعریف کرده باشید (که اصلا توصیه نمی‌شود)، کوئری اول توسط ایندکس‌ها پوشش داده شده و سریع اجرا خواهد شد.
بنابراین اگر از کندی اجرای کوئری‌ها با تعداد رکورد بالا شکایت دارید بهتر است نگاهی به نحوه تعریف آنها داشته باشید و تنها فیلدهایی را در کوئری تعریف کنید که به آنها نیاز دارید. در این حالت از مزایای پوشش ایندکسی برخودار شده ، کوئری‌های سریعتری را خواهید داشت و همچنین در این حالت میزان مصرف CPU و حافظه نیز بر روی سرور کمتر خواهد بود.
همچنین در حالت کوئری‌هایی از نوع دوم ذکر شده، موتور بهینه ساز اس کیوال سرور پیشنهادات بهتری را برای ایجاد ایندکس‌های جدید و گوشزد نمودن کمبود آنها با ارائه included columns مناسب، ارائه می‌دهد.
بعلاوه مشخص ساختن تعداد دقیق فیلدهای مورد نیاز، نگهداری برنامه را ساده‌تر ساخته و فیلدهای اضافه شده آتی سبب تغییر رفتار کوئری‌ها برنامه نخواهند شد و استفاده نکردن از آن نشانه این است که هیچ برآوردی از ابعاد واقعی کار در دست نیست.

مآخذ:
Speed Up Your Site! 8 ASP.NET Performance Tips
The real reason SELECT * queries are bad: index coverage


مطالب
ASP.NET MVC #1

چرا ASP.NET MVC ؟

با وجود فریم ورک پخته‌ای به نام ASP.NET web forms، اولین سؤالی که حین سوئیچ به ASP.NET MVC مطرح می‌شود این است: «برای چی؟». بنابراین تا به این سؤال پاسخ داده نشود، هر نوع بحث فنی در این مورد بی فایده است.

مزایای ASP.NET MVC نسبت به ASP.NET web forms

1) سادگی نوشتن آزمون‌های واحد
مهم‌ترین دلیل استفاده از ASP.NET MVC صرفنظر از تمام دلایل دیگر، بحث طراحی ویژه آن جهت ساده سازی تهیه آزمون‌های واحد است. مشکل اصلی نوشتن آزمون‌های واحد برای برنامه‌های ASP.NET web forms، درگیر شدن مستقیم با تمام جزئیات طول عمر یک صفحه است. به علاوه فایل‌های code behind هر چند به ظاهر کدهای منطق یک صفحه را از کدهای HTML مانند آن جدا می‌کنند اما در عمل حاوی ارجاعات مستقیمی به تک تک عناصر بصری موجود در صفحه هستند (حس غلط جدا سازی کدها از اجزای یک فرم). اگر قرار باشد برای این وب فرم‌ها و صفحات، آزمون واحد بنویسیم باید علاوه بر شبیه سازی چرخه طول عمر صفحه و همچنین رخدادهای رسیده، کار وهله سازی تک تک عناصر بصری را نیز عهده دار شویم. اینجا است که ASP.NET web forms گزینه‌ی مطلوبی برای این منظور نخواهد بود و اگر نوشتن آزمون واحد برای آن غیرممکن نباشد، به همین دلایل آنچنان مرسوم هم نیست.
البته شاید بپرسید که این مساله چه اهمیتی دارد؟ امکان نوشتن ساده‌تر آزمون‌های واحد مساوی است با امکان ساده‌تر اعمال تغییرات به یک پروژه بزرگ. تغییرات در پروژه‌های بزرگی که آزمون واحد ندارند واقعا مشکل است. یک قسمت را تغییر می‌دهید، 10 قسمت دیگر به هم می‌ریزند. اینجا است که مدام باید به کارفرما گفت: «نه!»، «نمیشه!» یا به عبارتی «نمی‌تونم پروژه رو جمع کنم!» چون نمی‌تونم سریع برآورد کنم که این تغییرات کدام قسمت‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهند، کجا به هم ریخت. من باید خودم سریع بتونم مشخص کنم با این تغییر جدید چه قسمت‌هایی به هم ریخته تا اینکه دو روز بعد زنگ بزنند: «باز جایی رو تغییر دادی، یکجای دیگر کار نمی‌کنه!»

2) دستیابی به کنترل بیشتر بر روی اجزای فریم ورک
در طراحی ASP.NET MVC همه‌جا interface ها قابل مشاهد هستند. همین مساله به معنای افزونه پذیری اکثر قطعات تشکیل دهنده ASP.NET MVC است؛ برخلاف ASP.NET web forms. برای مثال تابحال چندین view engine، routing engine و غیره توسط برنامه نویس‌های مستقل برای ASP.NET MVC طراحی شده‌اند که هیچکدام با ASP.NET web forms میسر نیست. برای مثال از view engine پیش فرض آن خوشتان نمی‌آید؟ عوضش کنید! سیستم اعتبار سنجی توکار آن‌را دوست ندارید؟ آن‌را با یک نمونه بهتر تعویض کنید و الی آخر ...
به علاوه طراحی بر اساس interface ها یک مزیت دیگر را هم به همراه دارد و آن هم ساده سازی mocking (تقلید) آن‌ها است جهت ساده سازی نوشتن آزمون‌های واحد.

3) سرعت بیشتر اجرا
ASP.NET MVC یک سری از قابلیت‌های ذاتی ASP.NET web forms را مانند ViewState حذف کرده است. اگر وب را جستجو کنید، برنامه نویس‌های ASP.NET web forms مدام از این مساله شکایت دارند و راه‌ حل‌های مختلفی را جهت حذف یا فشرده سازی آن ارائه می‌دهند. ViewState در ابتدای امر جهت شبیه سازی محیط دسکتاپ در وب درنظر گرفته شده بود و مهاجرت ساده‌تر برنامه نویس‌های VB6 به وب، اما واقعیت این است که اگر یک برنامه نویس ASP.NET web forms به اندازه آن توجهی نداشته باشد، ممکن است حجم آن در یک صفحه پیچیده تا 500 کیلوبایت یا بیشتر هم برسد. همین مساله بر روی سرعت دریافت و اجرا تاثیر گذار خواهد بود.

4) کنترل‌های ASP.NET web forms آنچنان آش دهن‌سوزی هم نیستند!
خوب، ViewState حذف شده، بنابراین اکثر کنترل‌های ASP.NET web forms هم کاربرد آنچنانی در ASP.NET MVC نخواهند داشت؛ اما واقعیت این است که اکثر اوقات اگر شروع به سفارشی سازی یک کنترل توکار ASP.NET web forms کنید تا مطابق نیازهای کاری شما رفتار کند، پس از مدتی به یک کنترل کاملا از نو بازنویسی شده خواهید رسید! بنابراین در ابتدای امر تا 80 درصد کار اینطور به نظر می‌رسد که به عجب سرعت بالایی در توسعه دست یافته‌ایم، اما هنگامیکه قرار است این 20 درصد پایانی را پر کنیم، به این نتیجه خواهیم رسید که این کنترل‌ها با این وضع ابتدایی که دارند قابل استفاده نیستند و نیاز به دستکاری قابل ملاحظه‌ای دارند تا نیازهای واقعی کاری را برآورده کنند.

5) کنترل کامل بر روی HTML نهایی تولیدی
اگر علاقمند به کار با jQuery باشید، مدام نیاز خواهید تا با ID کنترل‌ها و عناصر صفحه کار کنید. پیشتر ASP.NET web forms این ID را یک طرفه و به صورت مقدار منحصربفردی تولید می‌کرد که جهت کار با فریم ورک‌های جاوا اسکریپتی عموما مشکل ساز بود. البته ASP.NET web forms در نگارش‌های جدید خود مشکل عدم امکان مقدار دهی ClientId سفارشی را برای کنترل‌های وب خود برطرف کرده است و این مورد را می‌توان دستی هم تنظیم کرد ولی در کل باز هم آنچنان کنترلی رو خروجی HTML نهایی کنترل‌های تولیدی نیست مگر اینکه مانند مورد چهارم یاد شده یک کنترل را از صفر بازنویسی کنید!
همچنین اگر باز هم بیشتر با jQuery و ASP.NET web forms کار کرده باشید می‌دانید که jQuery آنچنان سنخیتی با ViewState و Postback وب فرم‌ها ندارد و همین مساله عموما مشکل‌زا است. علاوه بر آن اخیرا مایکروسافت توسعه ASP.NET Ajax خود را تقریبا در حالت تعلیق و واگذار شده به شرکت‌های ثالث درآورده است و توصیه آن‌ها استفاده از jQuery Ajax است. اینجا است که مدل ASP.NET MVC سازگاری کاملی را با jQuery Ajax دارد هم از لحاظ نبود ViewState و هم از جنبه‌ی کنترل کامل بر روی markup نهایی تولیدی.
یا برای مثال خروجی پیش فرض یک GridView، جدول HTML ایی است که این روزها همه‌جا علیه آن صحبت می‌شود. البته یک سری آداپتور CSS friendly برای اکثر این کنترل‌ها موجود است و ... باز هم دستکاری بیش از حد کنترل‌های پیش فرض جهت رسیدن به خروجی دلخواه. تمام این‌ها را در ASP.NET MVC می‌شود با معادل‌های بسیار باکیفیت افزونه‌های jQuery جایگزین کرد و از همه مهم‌تر چون ViewState و مفاهیمی مانند PostBack حذف شده، استفاده از این افزونه‌ها مشکل ساز نخواهد بود.

6) استفاده از امکانات جدید زبان‌های دات نتی
طراحی اصلی ASP.NET web forms مربوط است به دوران دات نت یک؛ زمانیکه نه Generics وجود داشت، نه LINQ و نه آنچنان مباحث TDD یا استفاده از ORMs متداول بود. برای مثال شاید ایجاد یک strongly typed web form الان کمی دور از ذهن به نظر برسد، زمانیکه اصل آن بر مبنای بکارگیری گسترده datatable و dataset بوده است (با توجه به امکانات زبان‌های دات نتی در آن دوران). بنابراین اگر علاقمند هستید که این امکانات جدید را بکاربگیرید، ASP.NET MVC برای استفاده از آن‌ها طراحی شده است!

7) از ASP.NET web forms ساده‌تر است
طراحی ASP.NET MVC بر اساس ایده Convention over configuration است. به این معنا که اجزای آن بر اساس یک سری قرار داد در کنار هم مشغول به کار هستند. مشخص است View باید کجا باشد، نام کنترلرها چگونه باید تعیین شوند و قرار داد مرتبط به آن چیست، مدل باید کجا قرار گیرد، قرار داد پردازش آدرس‌های صفحات سایت به چه نحوی است و الی آخر. خلاصه در بدو امر با یک فریم ورک حساب شده که شما را در مورد نحوه استفاده صحیح از آن راهنمایی می‌کند، مواجه هستید.
به همین ترتیب هر پروژه MVC دیگری را هم که مشاهده کنید، سریع می‌توانید تشخیص دهد قراردادهای بکارگرفته شده در آن چیست. بنابراین اگر قرار است ASP.NET را امروز شروع کنید و هیچ سابقه‌ای هم از وب فرم‌ها ندارید، یک راست با ASP.NET MVC شروع کنید.

8) محدود به پیاده سازی مایکروسافت نیست
پیاده سازی‌های مستقلی هم از ASP.NET MVC توسط اشخاص و گروه‌های خارج از مایکروسافت وجود دارد: ^، ^، ^، ^ و ...


و در پایان یکی دیگر از دلایل سوئیچ به ASP.NET MVC ، «یاد گرفتن یک چیز جدید است» یا به عبارتی فرا گرفتن یک روش دیگر برای حل مسایل، هیچگاه ضرری را به همراه نخواهد داشت که هیچ، بلکه باعث بازتر شدن میدان دید نیز خواهد گردید.


یک دیدگاه دیگر
ASP.NET MVC برای شما مناسب نخواهد بود اگر ...
1) با پلی‌مرفیزم مشکل دارید.
ASP.NET MVC پر است از interfaces، abstract classes، virtual methods و امثال آن. بنابراین اگر تازه کار هستید، ابتدا باید مفاهیم شیءگرایی را تکمیل کنید.

2) اگر نمی‌توانید فریم ورک خودتون رو بر پایه ASP.NET MVC بنا کنید!
ASP.NET MVC برخلاف وب فرم‌ها به همراه آنچنان تعداد بالایی کنترل و افزونه از پیش مهیا شده نیست. در بدو امر شما فقط یک سری url helper، html helper و ajax helper ساده را خواهید دید؛ این نقطه ضعف ASP.NET MVC نیست. عمدا به این نحو طراحی شده است. همانطور که عنوان شد اکثر اجزای این فریم ورک قابل تعویض است. بنابراین دست شما را باز گذاشته است تا با پیاده سازی این اینترفیس‌ها، امکانات جدیدی را خلق کنید. البته پس از این چندین و چند سال که از ارائه آن می‌گذرد، به اندازه کافی افزونه برای ASP.NET MVC طراحی شده است که به هیچ عنوان احساس کمبود نکنید یا اینکه نیازی هم نداشته باشید تا آنچنان فریم ورک خاصی را بر پایه ASP.NET MVC تهیه کنید. برای مثال پروژه MvcContrib موجود است یا شرکت telerik یک مجموعه سورس باز کامل مخصوص ASP.NET MVC را ارائه داده است و الی آخر.

3) اگر نمی‌توانید از کتابخانه‌های سورس باز استفاده کنید.
همانطور که عنوان شد ASP.NET MVC به همراه کوهی از کنترل‌ها ارائه نشده است. اکثر افزونه‌های آن سورس باز هستند و کار با آن‌ها هم دنیای خاص خودش را دارد. چگونه باید کتابخانه‌های مناسب را پیدا کرد، کجا سؤال پرسید، کجا باگ گزارش داد، چگونه مشارکت کرد و غیره. خلاصه منتظر یک بسته شکیل حاضر و آماده نباید بود. خود ASP.NET MVC هم تحت مجوز MSPL به صورت سورس باز در دسترس است.


و یک نکته تکمیلی
مایکروسافت مدتی است شروع کرده به پرورش و زمزمه ایده «یک ASP.NET واحد». به عبارتی قصد دارند در یکی دو نگارش بعد، این دو (وب فرم و MVC) را یکی کنند. هم اکنون اگر مطالب وبلاگ‌ها را مطالعه کنید زیرساخت آن به نام ASP.NET Web API آماده شده است و در مرحله بتا است. نکته جالب اینجا است که این Web API امکان تعریف یکپارچه و مستقیم کنترلر‌های MVC را در وب فرم‌ها میسر می‌کند. ولی باز هم نام آن Controller است یعنی جزئی از ASP.NET MVC و کسی می‌تواند از آن استفاده کند که با MVC‌ مشکلی نداشته باشد. بنابراین یادگیری MVC هیچ ضرری نخواهد داشت و جای دوری نخواهد رفت!



مطالب
معرفی JSON Web Token


دو روش کلی و پرکاربرد اعتبارسنجی سمت سرور، برای برنامه‌های سمت کاربر وب وجود دارند:
الف) Cookie-Based Authentication که پرکاربردترین روش بوده و در این حالت به ازای هر درخواست، یک کوکی جهت اعتبارسنجی کاربر به سمت سرور ارسال می‌شود (و برعکس).


ب) Token-Based Authentication که بر مبنای ارسال یک توکن امضاء شده به سرور، به ازای هر درخواست است.


مزیت‌های استفاده‌ی از روش مبتنی بر توکن چیست؟

 • Cross-domain / CORS: کوکی‌ها و CORS آنچنان با هم سازگاری ندارند؛ چون صدور یک کوکی وابسته‌است به دومین مرتبط به آن و استفاده‌ی از آن در سایر دومین‌ها عموما پذیرفته شده نیست. اما روش مبتنی بر توکن، وابستگی به دومین صدور آن‌را ندارد و اصالت آن بر اساس روش‌های رمزنگاری تصدیق می‌شود.
 • بدون حالت بودن و مقیاس پذیری سمت سرور: در حین کار با توکن‌ها، نیازی به ذخیره‌ی اطلاعات، داخل سشن سمت سرور نیست و توکن موجودیتی است خود شمول (self-contained). به این معنا که حاوی تمام اطلاعات مرتبط با کاربر بوده و محل ذخیره‌ی آن در local storage و یا کوکی سمت کاربر می‌باشد.
 • توزیع برنامه با CDN: حین استفاده از روش مبتنی بر توکن، امکان توزیع تمام فایل‌های برنامه (جاوا اسکریپت، تصاویر و غیره) توسط CDN وجود دارد و در این حالت کدهای سمت سرور، تنها یک API ساده خواهد بود.
 • عدم در هم تنیدگی کدهای سمت سرور و کلاینت: در حالت استفاده‌ی از توکن، این توکن می‌تواند از هرجایی و هر برنامه‌ای صادر شود و در این حالت نیازی نیست تا وابستگی ویژه‌ای بین کدهای سمت کلاینت و سرور وجود داشته باشد.
 • سازگاری بهتر با سیستم‌های موبایل: در حین توسعه‌ی برنامه‌های بومی پلتفرم‌های مختلف موبایل، کوکی‌ها روش مطلوبی جهت کار با APIهای سمت سرور نیستند. تطابق یافتن با روش‌های مبتنی بر توکن در این حالت ساده‌تر است.
 • CSRF: از آنجائیکه دیگر از کوکی استفاده نمی‌شود، نیازی به نگرانی در مورد حملات CSRF نیست. چون دیگر برای مثال امکان سوء استفاده‌ی از کوکی فعلی اعتبارسنجی شده، جهت صدور درخواست‌هایی با سطح دسترسی شخص لاگین شده وجود ندارد؛ چون این روش کوکی را به سمت سرور ارسال نمی‌کند.
 • کارآیی بهتر: حین استفاده‌ی از توکن‌ها، به علت ماهیت خود شمول آن‌ها، رفت و برگشت کمتری به بانک اطلاعاتی صورت گرفته و سرعت بالاتری را شاهد خواهیم بود.
 • امکان نوشتن آزمون‌های یکپارچگی ساده‌تر: در حالت استفاده‌ی از توکن‌ها، آزمودن یکپارچگی برنامه، نیازی به رد شدن از صفحه‌ی لاگین را ندارد و پیاده سازی این نوع آزمون‌ها ساده‌تر از قبل است.
 • استاندارد بودن: امروزه همینقدر که استاندارد JSON Web Token را پیاده سازی کرده باشید، امکان کار با انواع و اقسام پلتفرم‌ها و کتابخانه‌ها را خواهید یافت.


اما JWT یا JSON Web Token چیست؟

JSON Web Token یا JWT یک استاندارد وب است (RFC 7519) که روشی فشرده و خود شمول (self-contained) را جهت انتقال امن اطلاعات، بین مقاصد مختلف را توسط یک شیء JSON، تعریف می‌کند. این اطلاعات، قابل تصدیق و اطمینان هستند؛ از این‌رو که به صورت دیجیتال امضاء می‌شوند. JWTها توسط یک کلید مخفی (با استفاده از الگوریتم HMAC) و یا یک جفت کلید خصوصی و عمومی (توسط الگوریتم RSA) قابل امضاء شدن هستند.
در این تعریف، واژه‌هایی مانند «فشرده» و «خود شمول» بکار رفته‌اند:
 - «فشرده بودن»: اندازه‌ی شیء JSON یک توکن در این حالت کوچک بوده و به سادگی از طریق یک URL و یا پارامترهای POST و یا داخل یک HTTP Header قابل ارسال است و به دلیل کوچک بودن این اندازه، انتقال آن نیز سریع است.
 - «خود شمول»: بار مفید (payload) این توکن، شامل تمام اطلاعات مورد نیاز جهت اعتبارسنجی یک کاربر است؛ تا دیگر نیازی به کوئری گرفتن هر باره‌ی از بانک اطلاعاتی نباشد (در این روش مرسوم است که فقط یکبار از بانک اطلاعاتی کوئری گرفته شده و اطلاعات مرتبط با کاربر را امضای دیجیتال کرده و به سمت کاربر ارسال می‌کنند).


چه زمانی بهتر است از JWT استفاده کرد؟

اعتبارسنجی: اعتبارسنجی یک سناریوی متداول استفاده‌ی از JWT است. زمانیکه کاربر به سیستم لاگین کرد، هر درخواست بعدی او شامل JWT خواهد بود که سبب می‌شود کاربر بتواند امکان دسترسی به مسیرها، صفحات و منابع مختلف سیستم را بر اساس توکن دریافتی، پیدا کند. برای مثال روش‌های «Single Sign On» خود را با JWT انطباق داده‌اند؛ از این جهت که سربار کمی را داشته و همچنین به سادگی توسط دومین‌های مختلفی قابل استفاده هستند.
انتقال اطلاعات: توکن‌های با فرمت JWT، روش مناسبی جهت انتقال اطلاعات امن بین مقاصد مختلف هستند؛ زیرا قابل امضاء بوده و می‌توان اطمینان حاصل کرد که فرستنده دقیقا همانی است که ادعا می‌کند و محتوای ارسالی دست نخورده‌است.


ساختار یک JWT به چه صورتی است؟

JWTها دارای سه قسمت جدا شده‌ی با نقطه هستند؛ مانند xxxxx.yyyyy.zzzzz و شامل header، payload و signature می‌باشند.
الف) Header
Header عموما دارای دو قسمت است که نوع توکن و الگوریتم مورد استفاده‌ی توسط آن را مشخص می‌کند:
 {
   "alg": "HS256",
   "typ": "JWT"
}
نوع توکن در اینجا JWT است و الگوریتم‌های مورد استفاده، عموما  HMAC SHA256 و یا RSA هستند.

ب) payload
payload یا «بار مفید» توکن، شامل claims است. منظور از claims، اطلاعاتی است در مورد موجودیت مدنظر (عموما کاربر) و یک سری متادیتای اضافی. سه نوع claim وجود دارند:
Reserved claims: یک سری اطلاعات مفید و از پیش تعیین شده‌ی غیراجباری هستند؛ مانند:
iss یا صادر کنند (issuer)، exp یا تاریخ انقضاء، sub یا عنوان (subject) و aud یا مخاطب (audience)
 Public claims: می‌تواند شامل اطلاعاتی باشد که توسط IANA JSON Web Token Registry پیشتر ثبت شده‌است و فضاهای نام آن‌ها تداخلی نداشته باشند.
Private claims: ادعای سفارشی هستند که جهت انتقال داده‌ها بین مقاصد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
یک نمونه‌ی payload را در اینجا ملاحظه می‌کنید:
 {
   "sub": "1234567890",
   "name": "John Doe",
   "admin": true
}
این اطلاعات (هم header و هم payload)، به صورت base64 انکد شده و به JWT اضافه می‌شوند.

ج) signature
یک نمونه فرمول محاسبه‌ی امضای دیجیتال پیام JWT به صورت ذیل است:
 HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  secret)
در اینجا بر اساس الگوریتم HMAC SHA256، هدر و بار مفید پیام به صورت base64 دریافت و به کمک یک کلید مخفی، محاسبه و به JWT اضافه می‌شود تا توسط آن بتوان اصالت پیام و فرستنده‌ی آن‌را تائید کرد. امضاء نیز در نهایت با فرمت base64 در اینجا انکد می‌شود:


یک نمونه مثال تولید این نوع توکن‌ها را در آدرس https://jwt.io می‌توانید بررسی کنید.
در این سایت اگر به قسمت دیباگر آن مراجعه کنید، برای نمونه قسمت payload آن قابل ویرایش است و تغییرات را بلافاصله در سمت چپ، به صورت انکد شده نمایش می‌دهد.


یک نکته‌ی مهم: توکن‌ها امضاء شده‌اند؛ نه رمزنگاری شده

همانطور که عنوان شد، توکن‌ها از سه قسمت هدر، بار مفید و امضاء تشکیل می‌شوند (header.payload.signature). اگر از الگوریتم HMACSHA256 و کلید مخفی shhhh برای امضای بار مفید ذیل استفاده کنیم:
 {
   "sub": "1234567890",
   "name": "Ado Kukic",
   "admin": true
}
یک چنین خروجی باید حاصل شود:
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkFkbyBLdWtpYyIsImFkbWluIjp0cnVlLCJpYXQiOjE0NjQyOTc4ODV9.Y47kJvnHzU9qeJIN48_bVna6O0EDFiMiQ9LpNVDFymM
در اینجا باید دقت داشت که هدر و بار مفید آن، صرفا با الگوریتم base64 انکد شده‌اند و این به معنای رمزنگاری نیست. به عبارتی می‌توان اطلاعات کامل هدر و بار مفید آن‌را به دست آورد. بنابراین هیچگاه اطلاعات حساسی را مانند کلمات عبور، در اینجا ذخیره نکنید.
البته امکان رمزنگاری توسط JSON Web Encryption نیز پیش بینی شده‌است (JWE).


از JWT در برنامه‌ها چگونه استفاده می‌شود؟

زمانیکه کاربر، لاگین موفقی را به سیستم انجام می‌دهد، یک توکن امن توسط سرور صادر شده و با فرمت JWT به سمت کلاینت ارسال می‌شود. این توکن باید به صورت محلی در سمت کاربر ذخیره شود. عموما از local storage برای ذخیره‌ی این توکن استفاده می‌شود؛ اما استفاده‌ی از کوکی‌ها نیز منعی ندارد. بنابراین دیگر در اینجا سشنی در سمت سرور به ازای هر کاربر ایجاد نمی‌شود و کوکی سمت سروری به سمت کلاینت ارسال نمی‌گردد.
سپس هر زمانیکه کاربری قصد داشت به یک صفحه یا محتوای محافظت شده دسترسی پیدا کند، باید توکن خود را به سمت سرور ارسال نماید. عموما اینکار توسط یک header سفارشی Authorization به همراه Bearer schema صورت می‌گیرد و یک چنین شکلی را دارد:
 Authorization: Bearer <token>
این روش اعتبارسنجی، بدون حالت (stateless) است؛ از این جهت که وضعیت کاربر، هیچگاه در سمت سرور ذخیره نمی‌گردد. API سمت سرور، ابتدا به دنبال هدر Authorization فوق، در درخواست دریافتی می‌گردد. اگر یافت شد و اصالت آن تائید شد، کاربر امکان دسترسی به منبع محافظت شده را پیدا می‌کند. نکته‌ی مهم اینجا است که چون این توکن‌ها «خود شمول» هستند و تمام اطلاعات لازم جهت اعطای دسترسی‌های کاربر به او، در آن وجود دارند، دیگر نیازی به رفت و برگشت به بانک اطلاعاتی، جهت تائید این اطلاعات تصدیق شده، نیست. به همین جهت کارآیی و سرعت بالاتری را نیز به همراه خواهند داشت.


نگاهی به محل ذخیره سازی JWT و نکات مرتبط با آن

محل متداول ذخیره‌ی JWT ها، در local storage مرورگرها است و در اغلب سناریوها نیز به خوبی کار می‌کند. فقط باید دقت داشت که local storage یک sandbox است و محدود به دومین جاری برنامه و از طریق برای مثال زیر دامنه‌های آن قابل دسترسی نیست. در این حالت می‌توان JWT را در کوکی‌های ایجاد شده‌ی در سمت کاربر نیز ذخیره کرد که چنین محدودیتی را ندارند. اما باید دقت داشت که حداکثر اندازه‌ی حجم کوکی‌ها 4 کیلوبایت است و با افزایش claims ذخیره شده‌ی در یک JWT و انکد شدن آن، این حجم ممکن است از 4 کیلوبایت بیشتر شود. بنابراین باید به این نکات دقت داشت.
امکان ذخیره سازی توکن‌ها در session storage مرورگرها نیز وجود دارد. session storage بسیار شبیه است به local storage اما به محض بسته شدن مرورگر، پاک می‌شود.
اگر از local storage استفاده می‌کنید، حملات Cross Site Request Forgery در اینجا دیگر مؤثر نخواهند بود. اما اگر به حالت استفاده‌ی از کوکی‌ها برای ذخیره‌ی توکن‌ها سوئیچ کنید، این مساله همانند قبل خواهد بود و مسیر است. در این حالت بهتر است طول عمر توکن‌ها را تاحد ممکن کوتاه تعریف کنید تا اگر اطلاعات آن‌ها فاش شد، به زودی بی‌مصرف شوند.


انقضاء و صدور مجدد توکن‌ها به چه صورتی است؟

توکن‌های بدون حالت، صرفا بر اساس بررسی امضای پیام رسیده کار می‌کنند. به این معنا که یک توکن می‌تواند تا ابد معتبر باقی بماند. برای رفع این مشکل باید exp یا تاریخ انقضای متناسبی را به توکن اضافه کرد. برای برنامه‌های حساس این عدد می‌تواند 15 دقیقه باشد و برای برنامه‌های کمتر حساس، چندین ماه.
اما اگر در این بین قرار به ابطال سریع توکنی بود چه باید کرد؟ (مثلا کاربری را در همین لحظه غیرفعال کرده‌اید)
یک راه حل آن، ثبت رکورد‌های تمام توکن‌های صادر شده در بانک اطلاعاتی است. برای این منظور می‌توان یک فیلد id مانند را به توکن اضافه کرد و آن‌را صادر نمود. این idها را نیز در بانک اطلاعاتی ذخیره می‌کنیم. به این ترتیب می‌توان بین توکن‌های صادر شده و کاربران و اطلاعات به روز آن‌ها ارتباط برقرار کرد. در این حالت برنامه علاوه بر بررسی امضای توکن، می‌تواند به لیست idهای صادر شده و ذخیره شده‌ی در دیتابیس نیز مراجعه کرده و اعتبارسنجی اضافه‌تری را جهت باطل کردن سریع توکن‌ها انجام دهد. هرچند این روش دیگر آنچنان stateless نیست، اما با دنیای واقعی سازگاری بیشتری دارد.


حداکثر امنیت JWTها را چگونه می‌توان تامین کرد؟

- تمام توکن‌های خود را با یک کلید قوی، امضاء کنید و این کلید تنها باید بر روی سرور ذخیره شده باشد. هر زمانیکه سرور توکنی را از کاربر دریافت می‌کند، این سرور است که باید کار بررسی اعتبار امضای پیام رسیده را بر اساس کلید قوی خود انجام دهد.
- اگر اطلاعات حساسی را در توکن‌ها قرار می‌دهید، باید از JWE یا JSON Web Encryption استفاده کنید؛ زیرا JWTها صرفا دارای امضای دیجیتال هستند و نه اینکه رمزنگاری شده باشند.
- بهتر است توکن‌ها را از طریق ارتباطات غیر HTTPS، ارسال نکرد.
- اگر از کوکی‌ها برای ذخیره سازی آن‌ها استفاده می‌کنید، از HTTPS-only cookies استفاده کنید تا از Cross-Site Scripting XSS attacks در امان باشید.
- مدت اعتبار توکن‌های صادر شده را منطقی انتخاب کنید.