public static void Main() { var li = Enumerable.Range(1, 10).ToList(); var sb = new StringBuilder(); //for (int i=0,j=1;;) //در اینجا میشه نوعهای متفاوتی تعریف کرد for ( (int i, bool first) = (0, true); i < li.Count; i++, first = false) { if (!first) sb.Append(", "); sb.Append(li[i]); } Console.WriteLine(sb.ToString()); }
از آنجا که یک کد مدیریت نشده، مبحث کارهای JIT را ندارد، ولی CLR مجبور است وقتی را برای آن بگذارد، به نظر میرسد ما با یک نقص کوچک در کارآیی روبرو هستیم. گفتیم که جیت کدها را در حافظهی پویا ذخیره میکند. به همین خاطر با terminate شدن یا خاتمه دادن به برنامه، این کدها از بین میروند یا اینکه اگر دو نمونه از برنامه را اجرا کنیم، هر کدام جداگانه کد را تولید میکنند و هر کدام برای خودشان حافظهای بر خواهند داشت و اگر مقایسهای با کدهای مدیریت نشده داشته باشید، در مورد مصرف حافظه یک مشکل ایجاد میکند. همچنین JIT در حین تبدیل به کدهای بومی یک بهینه سازی روی کد هم انجام میدهد که این بهینه سازی وقتی را به خود اختصاص میدهد ولی همین بهینه سازی کد موجب کارآیی بهتر برنامه میگردد.
در زبان سی شارپ دو سوئیچ وجود دارند که بر بهینه سازی کد تاثیر گذار هستند؛ سوئیچهای debug و optimize. در جدول زیر تاثیر هر یک از سوئیچها را بر کیفیت کد IL و JIT در تبدیل به کد بومی را نشان میدهد.
موقعیکه از دستور -optimize استفاده میشود، کد IL تولید شده شامل تعداد زیادی از دستورات بدون دستورالعمل No Operation یا به اختصار NOP و پرشهای شاخهای به خط کد بعدی میباشد. این دستور العملها ما را قادر میسازند تا ویژگی edit & Continue را برای دیباگ کردن و یک سری دستورالعملها را برای کدنویسی راحتتر برای دیباگ کردن و ایجاد break pointها داشته باشیم.
موقعی که کد IL بهینه شده تولید شود، این خصوصیات اضافه حذف خواهند شد و دنبال کردن خط به خط کد، کار سختی میشود. ولی در عوض فایل نهایی exe یا dll، کوچکتر خواهد شد. بهینه سازی IL توسط JIT حذف خواهد شد و برای کسانی که دوست دارند کدهای IL را تحلیل و آنالیز کنند، خواندنش سادهتر و آسانتر خواهد بود.
نکتهی بعدی اینکه موقعیکه شما از سوئیچ (/debug(+/full/pdbonly استفاده میکنید، یک فایل PDB یا Program Database ایجاد میشود. این فایل به دیباگرها کمک میکند تا متغیرهای محلی را شناسایی و به کدهای IL متصل شوند. کلمهی full بدین معنی است که JIT میتواند دستورات بومی را ردیابی کند تا مبداء آن کد را پیدا کند. سبب میشود که ویژوال استودیو به یک دیباگر متصل شده تا در حین اجرای پروسه، آن را دیباگ کند. در صورتی که این سوئیچ را استفاده نکنید، به طور پیش فرض پروسه اجرا و مصرف حافظه کمتر میشود. اگر شما پروسهای را اجرا کنید که دیباگر به آن متصل شود، به طور اجباری JIT مجبور به انجام عملیات ردیابی خواهد شد؛ مگر اینکه گزینهی suppress jit optimization on module load را غیرفعال کرده باشید.
موقعیکه در ویژوال استودیو دو حالت دیباگ و ریلیز را انتخاب میکنید، در واقع تنظیمات زیر را اجرا میکنید:
//debug /optimize /debug:full //======================= //Release /optimize+ /debug:pdbonly
اگر خیلی شک دارید که واقعا یک برنامهی CLR کارآیی یک برنامه را پایین میآورد، بهتر هست به بررسی کارآیی چند برنامه غیر آزمایشی noTrial که حتی خود مایکروسافت آن برنامهها را ایجاد کرده است بپردازید و آنها را با یک برنامهی unmanaged مقایسه کنید. قطعا باعث تعجب شما خواهد شد. این نکته دلایل زیادی دارد که در زیر تعدادی از آنها را بررسی میکنیم.
اینکه CLR در محیط اجرا قصد کمپایل دارد، باعث آشنایی کامپایلر با محیط اجرا میگردد. از این رو تصمیماتی را که میگیرد، میتواند به کارآیی یک برنامه کمک کند. در صورتیکه یک برنامهی unmanaged که قبلا کمپایل شده و با محیطهای متفاوتی که روی آنها اجرا میشود، هیچ آشنایی ندارد و نمیتواند از آن محیطها حداکثر بهرهوری لازم را به عمل آورد.
برای آشنایی با این ویژگیها توجه شما را به نکات ذیل جلب میکنم:
یک. JIT میتواند با نوع پردازنده آشنا شود که آیا این پردازنده از نسل پنتیوم 4 است یا نسل Core i. به همین علت میتواند از این مزیت استفاده کرده و دستورات اختصاصی آنها را به کار گیرد، تا برنامه با performance بالاتری اجرا گردد. در صورتی که unmanaged باید حتما دستورات را در پایینترین سطح ممکن و عمومی اجرا کند؛ در صورتیکه شاید یک دستور اختصاصی در یک سی پی یو خاص، در یک عملیات موجب 4 برابر، اجرای سریعتر شود.
دو. JIT میتواند بررسی هایی را که برابر false هستند، تشخیص دهد. برای فهم بهتر، کد زیر را در نظر بگیرید:
if (numberOfCPUs > 1) { ... }
سه. مورد بعدی که هنوز پیاده سازی نشده، ولی احتمال اجرای آن در آینده است، این است که یک کد میتواند جهت تصحیح بعضی موارد چون مسائل مربوط به دیباگ کردن و مرتب سازیهای مجدد، عمل کامپایل را مجددا برای یک کد اعمال نماید.
دلایل بالا تنها قسمت کوچکی است که به ما اثبات میکند که چرا CLR میتواند کارآیی بهتری را نسبت به زبانهای unmanaged امروزی داشته باشد. همچنین قولهایی از سازندگان برای بهبود کیفیت هر چه بیشتر این سیستمها به گوش میرسد.
کارآیی بالاتر
اگر برنامهای توسط شما بررسی شد و دیدید که نتایج مورد نیاز در مورد performance را نشان نمیدهد، میتوانید از ابزار کمکی که مایکروسافت در بستههای فریمورک دات نت قرار داده است استفاده کنید. نام این ابزار Ngen.exe است و وظیفهی آن این است که وقتی برنامه بر روی یک سیستم برای اولین مرتبه اجرا میگردد، کد همهی اسمبلیها را تبدیل کرده و آنها روی دیسک ذخیره میکند. بدین ترتیب در دفعات بعدی اجرا، JIT بررسی میکند که آیا کد کامپایل شدهی اسمبلی از قبل موجود است یا خیر. در صورت وجود، عملیات کامپایل به کد بومی لغو شده و از کد ذخیره شده استفاده خواهد کرد.
نکتهای که باید در حین استفاده از این ابزار به آن دقت کنید این است که کد در محیطهای واقعی اجرا چندان بهینه نیست. بعدا در مورد این ابزار به تفصیل صحبت میکنیم.
system.runtime.profileoptimization
کلاس بالا سبب میشود که CLR در یک فایل ثبت کند که چه متدهایی در حین اجرای برنامه کمپایل شوند تا در آینده در حین آغاز اجرای برنامه کامپایلر JIT بتواند همزمان این متدها را در ترد دیگری کامپایل کند. اگر برنامهی شما روی یک پردازندهی چند هستهای اجرا میشود، در نتیجه اجرای سریعتری خواهید داشت. به این دلیل که چندین متد به طور همزمان در حال کمپایل شدن هستند و همزمان با آماده سازی برنامه برای اجرا اتفاق میافتد؛ به جای اینکه عمل کمپایل همزمان با تعامل کاربر با برنامه باشد.
ابزارهای پیش نیاز:
در اولین قدم، برنامهی متن باز Visual Studio Code را از اینجا دانلود و نصب کنید. برنامهی Visual Studio Code که در ادامهی فعالیتهای جدید متن باز مایکروسافت به بازار عرضه شده است، سریع، سبک و کاملا قابل توسعه و سفارشی سازی است و از اکثر زبانهای معروف پشتیبانی میکند.
در قدم بعدی، شما باید NET Core. را از اینجا (64 بیتی) دانلود و نصب کنید.
.NET Core چیست؟
NET Core. در واقع پیاده سازی بخشی از NET. اصلی است که به صورت متن باز در حال توسعه میباشد و بر روی لینوکس و مکینتاش هم قابل اجراست. موتور اجرای دات نت کامل CLR نام دارد و NET Core. نیز دارای موتور اجرایی CoreCLR است و شامل فریمورک CoreFX میباشد.
در حال حاضر شما میتوانید با استفاده از NET Core. برنامههای کنسولی و تحت وب با ASP.NET 5 بنویسید و احتمالا در آینده میتوان امیدوار بود که از ساختارهای پیچیدهتری مثل WPF نیز پشتیبانی کند.
پس از آنکه NET Core. را دانلود و نصب کردید، جهت شروع پروژه، یک پوشه را در یکی از درایوها ساخته (در این مثال E:\Projects\EF7-SQLite-NETCore) و Command prompt را در آنجا باز کنید. سپس دستورات زیر را به ترتیب اجرا کنید:
dotnet restore
dotnet run
- NuGet.Config (این فایل، تنظیمات مربوط به نیوگت را جهت کشف و دریافت وابستگیهای پروژه، شامل میشود)
- Program.cs (این فایل سی شارپ حاوی کد برنامه است)
- project.json (این فایل حاوی اطلاعات پلتفرم هدف و لیست وابستگیهای پروژه است)
دستور dotnet restore بر اساس لیست وابستگیها و پلتفرم هدف، وابستگیهای لازم را از مخزن نیوگت دریافت میکند. (در صورتی که در هنگام اجرای این دستور با خطای NullReferenceException مواجه شدید از دستور dnu restore استفاده کنید. این خطا در گیت هاب در حال بررسی است)
دستور dotnet run هم سورس برنامه را کامپایل و اجرا میکند. در صورتی که پیام Hello World را مشاهده کردید، یعنی برنامهی شما تحت NET Core. با موفقیت اجرا شده است.
توسعهی پروژه با Visual Studio Code
در ادامه، قصد داریم پروژهی HelloWorld را تحت Visual Studio Code باز کرده و تغییرات بعدی را در آنجا اعمال کنیم. پس از باز کردن Visual Studio Code از منوی File گزینهی Open Folder را انتخاب کنید و پوشهی حاوی پروژه (EF7-SQLite-NETCore) را انتخاب کنید. اکنون پروژهی شما تحت VS Code باز شده و قابل ویرایش است.
سپس از لیست فایلهای پروژه، فایل project.json را باز کرده و در بخش "dependencies" یک ردیف را برای EntityFramework.SQLite به صورت زیر اضافه کنید. به محض افزودن این خط در project.json و ذخیرهی آن، در صورتیکه قبلا این وابستگی دریافت نشده باشد، Visual Studio Code با نمایش یک هشدار در بالای برنامه به شما امکان دریافت اتوماتیک این وابستگی را میدهد. در نتیجه کافیست دکمهی Restore را زده و منتظر شوید تا وابستگی EntityFramework.SQLite از مخزن ناگت دانلود و برای پروژهی شما تنظیم شود.
"EntityFramework.SQLite": "7.0.0-rc1-final"
پس از کامل شدن این مرحله، در پروژههای بعدی تمام ارجاعات به وابستگیهای دریافت شده، از طریق مخزن موجود در سیستم خود شما، برطرف خواهد شد و نیاز به دانلود مجدد وابستگیها نیست.
اکنون همهی موارد، جهت توسعهی پروژه آماده است. ماوس خود را بر روی ریشهی پروژه در VS Code قرار داده و New Folder را انتخاب کنید و نام Models را برای آن تایپ کنید. این پوشه قرار است مدل کلاسهای پروژه را شامل شود. در اینجا ما یک مدل به نام Book داریم و نام کانتکست اصلی پروژه را هم LibraryContext گذاشتهایم.
بر روی پوشهی Models راست کلیک کرده و گزینهی New File را انتخاب کنید. سپس فایلهای Book.cs و LibraryContext.cs را ایجاد کرده و کدهای زیر را برای مدل و کانتکست، در درون این دو فایل قرار دهید.
Book.cs
namespace Models { public class Book { public int ID { get; set; } public string Title { get; set; } public string Author{get;set;} public int PublishYear { get; set; } } }
using Microsoft.Data.Entity; using Microsoft.Data.Sqlite; namespace Models { public class LibraryContext : DbContext { protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder) { var connectionStringBuilder = new SqliteConnectionStringBuilder { DataSource = "test.db" }; var connectionString = connectionStringBuilder.ToString(); var connection = new SqliteConnection(connectionString); optionsBuilder.UseSqlite(connection); } public DbSet<Book> Books { get; set; } } }
در قدم آخر هم کافیست که فایل Program.cs را تغییر دهید و مقادیری را در دیتابیس ذخیره و بازخوانی کنید.
using System; using Models; namespace ConsoleApplication { public class Program { public static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("EF7 + Sqlite with the taste of .NET Core"); try { using (var context = new LibraryContext()) { context.Database.EnsureCreated(); var book1 = new Book() { Title = "Adaptive Code via C#: Agile coding with design patterns and SOLID principles ", Author = "Gary McLean Hall", PublishYear = 2014 }; var book2 = new Book() { Title = "CLR via C# (4th Edition)", Author = "Jefrey Ritcher", PublishYear = 2012 }; context.Books.Add(book1); context.Books.Add(book2); context.SaveChanges(); ReadData(context); } Console.WriteLine("Press any key to exit ..."); Console.ReadKey(); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine($"An exception occured: {ex.Message}\n{ex.StackTrace}"); } } private static void ReadData(LibraryContext context) { Console.WriteLine("Books in database:"); foreach (var b in context.Books) { Console.WriteLine($"Book {b.ID}"); Console.WriteLine($"\tName: {b.Title}"); Console.WriteLine($"\tAuthor: {b.Author}"); Console.WriteLine($"\tPublish Year: {b.PublishYear}"); Console.WriteLine(); } } } }
جهت اجرای برنامه کافیست Command prompt را در آدرس پروژه باز کرده و دستور dotnet run را اجرا کنید. پروژهی شما کامپایل و اجرا میشود و خروجی مشابه زیر را مشاهده خواهید کرد. اگر برنامه را مجددا اجرا کنید، به جای دو کتاب اطلاعات چهار کتاب نمایش داده خواهد شد؛ چرا که در هر مرحله اطلاعات دو کتاب در دیتابیس درج میشود.
اگر به پوشهی bin که در پوشهی پروژه ایجاد شده است، نگاهی بیندازید، خبری از فایل باینری نیست. چرا که در لحظه، تولید و اجرا شده است. جهت build کردن پروژه و تولید فایل باینری کافیست دستور dotnet build را اجرا کنید، تا فایل باینری در پوشهی bin ایجاد شود.
جهت انتشار برنامه میتوانید دستور dotnet publish را اجرا کنید. این دستور نه تنها برنامه، که تمام وابستگیهای مورد نیاز آن را برای اجرای در یک پلتفرم خاص تولید میکند. برای مثال بعد از اجرای این دستور یک پوشهی win7-x64 حاوی 211 فایل در مجموع تولید شده است که تمامی وابستگیهای این پروژه را شامل میشود.
در واقع این پوشه تمام وابستگیهای مورد نیاز پروژه را همراه خود دارد و در نتیجه جهت اجرای این برنامه برخلاف برنامههای معمولی دات نت، دیگر نیازی به نصب هیچ وابستگی مجزایی نیست و حتی پروژههای نوشته شده تحت NET Core. را میتوانید در سیستمهای عاملهای دیگری مثل لینوکس و مکینتاش و یا Windows IoT بر روی سخت افزار Raspberry Pi 2 هم اجرا کنید.
جهت مطالعهی بیشتر:
شی گرایی در #F
*با توجه به این موضوع که فرض است دوستان با مفاهیم شی گرایی آشنایی دارند از توضیح و تشریح این مفاهیم خودداری میکنم.
Classes
کلاس چارچوبی از اشیا است برای نگهداری خواص(Properties) و رفتار ها(Methods) و رخدادها(Events). کلاس پایه ایترین مفهوم در برنامه نویسی شی گراست. ساختار کلی تعربف کلاس در #F به صورت زیر است:
type [access-modifier] type-name [type-params] [access-modifier] ( parameter-list ) [ as identifier ] = [ class ] [ inherit base-type-name(base-constructor-args) ] [ let-bindings ] [ do-bindings ] member-list ... [ end ] type [access-modifier] type-name1 ... and [access-modifier] type-name2 ... ...
انواع access-modifier در #F
- public : دسترسی برای تمام فراخوانها امکان پذیر است
- internal : دسترسی برای تمام فراخوان هایی که در همین assembly هستند امکان پذیر است
- private : دسترسی فقط برای فراخوانهای موجود در همین ماژول امکان پذیر است
نکته : protected access modifier در #F پشتیبانی نمیشود.
مثالی از تعریف کلاس:
type Account(number : int, name : string) = class let mutable amount = 0m end
let myAccount = new Account(123456, "Masoud")
برای تعریف خاصیت در #F باید از کلمه کلیدی member استفاده کنید. در مثال بعدی برای کلاس بالا تابع و خاصیت تعریف خواهیم کرد.
type Account(number : int, name: string) = class let mutable amount = 0m member x.Number = number member x.Name= name member x.Amount = amount member x.Deposit(value) = amount <- amount + value member x.Withdraw(value) = amount <- amount - value end
open System type Account(number : int, name: string) = class let mutable amount = 0m member x.Number = number member x.Name= name member x.Amount = amount member x.Deposit(value) = amount <- amount + value member x.Withdraw(value) = amount <- amount - value end
let masoud= new Account(12345, "Masoud") let saeed = new Account(67890, "Saeed") let transfer amount (source : Account) (target : Account) = source.Withdraw amount target.Deposit amount let printAccount (x : Account) = printfn "x.Number: %i, x.Name: %s, x.Amount: %M" x.Number x.Name x.Amount let main() = let printAccounts() = [masoud; saeed] |> Seq.iter printAccount printfn "\nInializing account" homer.Deposit 50M marge.Deposit 100M printAccounts() printfn "\nTransferring $30 from Masoud to Saeed" transfer 30M masoud saeed
printAccounts() printfn "\nTransferring $75 from Saeed to Masoud" transfer 75M saeed masoud printAccounts() main()
در #F زمانی که قصد داشته باشیم در بعد از وهله سازی از کلاس و فراخوانی سازنده، عملیات خاصی انجام شود(مثل انجام برخی عملیات متداول در سازندههای کلاسهای دات نت) باید از کلمه کلیدی do به همراه یک بلاک از کد استفاده کنیم.
open System open System.Net type Stock(symbol : string) = class let mutable _symbol = String.Empty do //کد مورد نظر در این جا نوشته میشود end
open System type MyType(a:int, b:int) as this = inherit Object() let x = 2*a let y = 2*b do printfn "Initializing object %d %d %d %d %d %d" a b x y (this.Prop1) (this.Prop2) static do printfn "Initializing MyType." member this.Prop1 = 4*x member this.Prop2 = 4*y override this.ToString() = System.String.Format("{0} {1}", this.Prop1, this.Prop2) let obj1 = new MyType(1, 2)
خروجی مثال بالا:
Initializing MyType. Initializing object 1 2 2 4 8 16
برای تعریف خواص به صورت استاتیک مانند #C از کلمه کلیدی static استفاده کنید.مثالی در این زمینه:
type SomeClass(prop : int) = class member x.Prop = prop static member SomeStaticMethod = "This is a static method" end
let instance = new SomeClass(5);; instance.SomeStaticMethod;; output: stdin(81,1): error FS0191: property 'SomeStaticMethod' is static.
SomeClass.SomeStaticMethod;; (* invoking static method *)
همانند #C و سایر زبانهای دات نت امکان تعریف متدهای get و set برای خاصیتهای یک کلاس وجود دارد.
ساختار کلی:
member alias.PropertyName with get() = some-value and set(value) = some-assignment
type MyClass() = class let mutable num = 0 member x.Num with get() = num and set(value) = num <- value end;;
public int Num { get{return num;} set{num=value;} }
type MyClass() = class let mutable num = 0 member x.Num with get() = num and set(value) = if value > 10 || value < 0 then raise (new Exception("Values must be between 0 and 10")) else num <- value end
Interface ها
اینترفیس به تمامی خواص و توابع عمومی اشئایی که آن را پیاده سازی کرده اند اشاره میکند. (توضیحات بیشتر (^ ) و (^ ))ساختار کلی برای تعریف آن به صورت زیر است:
type type-name = interface inherits-decl member-defns end
type IPrintable = abstract member Print : unit -> unit
نکته: در هنگام تعریف توابع و خاصیت در interfaceها باید از کلمه abstract استفاده کنیم. هر کلاسی که از یک یا چند تا اینترفیس ارث ببرد باید تمام خواص و توابع اینتریسها را پیاده سازی کند. در مثال بعدی کلاس SomeClass1 اینترفیس بالا را پیاده سازی میکند. دقت کنید که کلمه this توسط من به عنوان اشاره گر به اشیای کلاس تعیین شده و شما میتونید از هر کلمه یا حرف دیگری استفاده کنید.
type SomeClass1(x: int, y: float) = interface IPrintable with member this.Print() = printfn "%d %f" x y
روش نادرست:
let instance = new SomeClass1(10,20) instance.Print//فراخوانی این متد باعث ایجاد خطای کامپایلری میشود.
let instance = new SomeClass1(10,20) let instanceCast = instance :> IPrintable// استفاده از (<:) برای عملیات تبدیل کلاس به اینترفیس instanceCast.Print
در مثال بعدی کلاسی خواهیم داشت که از سه اینترفیس ارث میبرد. در نتیجه باید تمام متدهای هر سه اینترفیس را پیاده سازی کند.
type Interface1 = abstract member Method1 : int -> int type Interface2 = abstract member Method2 : int -> int type Interface3 = inherit Interface1 inherit Interface2 abstract member Method3 : int -> int type MyClass() = interface Interface3 with member this.Method1(n) = 2 * n member this.Method2(n) = n + 100 member this.Method3(n) = n / 10
let instance = new MyClass() let instanceToCast = instance :> Interface3 instanceToCast.Method3 10
#F از کلاسهای abstract هم پشتیبانی میکند. اگر با کلاسهای abstract در #C آشنایی ندارید میتونید مطالب مورد نظر رو در (^ ) و (^ ) مطالعه کنید. به صورت خلاصه کلاسهای abstract به عنوان کلاسهای پایه در برنامه نویسی شی گرا استفاده میشوند. این کلاسها دارای خواص و متدهای پیاده سازی شده و نشده هستند. خواص و متد هایی که در کلاس پایه abstract پیاده سازی نشده اند باید توسط کلاس هایی که از این کلاس پایه ارث میبرند حتما پیاده سازی شوند.
ساختار کلی تعریف کلاسهای abstract:
[<AbstractClass>] type [ accessibility-modifier ] abstract-class-name = [ inherit base-class-or-interface-name ] [ abstract-member-declarations-and-member-definitions ] abstract member member-name : type-signature
[<AbstractClass>] type Shape(x0 : float, y0 : float) = let mutable x, y = x0, y0 let mutable rotAngle = 0.0 abstract Area : float with get abstract Perimeter : float with get abstract Name : string with get
#1 کلاس اول
type Square(x, y,SideLength) = inherit Shape(x, y)
override this.Area = this.SideLength * this.SideLength override this.Perimeter = this.SideLength * 4. override this.Name = "Square"
type Circle(x, y, radius) = inherit Shape(x, y)
let PI = 3.141592654 member this.Radius = radius override this.Area = PI * this.Radius * this.Radius override this.Perimeter = 2. * PI * this.Radius
structureها در #F دقیقا معال struct در #C هستند. توضیحات بیشتر درباره struct در #C (^ ) و (^ )). اما به طور خلاصه باید ذکر کنم که strucureها تقریبا دارای مفهوم کلاس هستند با اندکی تفاوت که شامل موارد زیر است:
- structureها از نوع مقداری هستند و این بدین معنی است مستقیما درون پشته ذخیره میشوند.
- ارجاع به structureها از نوع ارجاع با مقدار است بر خلاف کلاسها که از نوع ارجاع به منبع هستند.(^ )
- structureها دارای خواص ارث بری نیستند.
- عموما از structure برای ذخیره مجموعه ای از دادهها با حجم و اندازه کم استفاده میشود.
ساختار کلی تعریف structure
[ attributes ] type [accessibility-modifier] type-name = struct type-definition-elements end //یا به صورت زیر [ attributes ] [<StructAttribute>] type [accessibility-modifier] type-name = type-definition-elements
type Point3D = struct val x: float val y: float val z: float end
type Point2D = struct val X: float val Y: float new(x: float, y: float) = { X = x; Y = y } end
در پایان یک مثال مشترک رو در #C و #F پیاده سازی میکنیم:
بروز رسانی موجودیتهای منفصل توسط WCF
سناریویی را در نظر بگیرید که در آن عملیات CRUD توسط WCF پیاده سازی شده اند و دسترسی دادهها با مدل Code-First انجام میشود. فرض کنید مدل اپلیکیشن مانند تصویر زیر است.
همانطور که میبینید مدل ما متشکل از پستها و نظرات کاربران است. برای ساده نگاه داشتن مثال جاری، اکثر فیلدها حذف شده اند. مثلا متن پست ها، نویسنده، تاریخ و زمان انتشار و غیره. میخواهیم تمام کد دسترسی دادهها را در یک سرویس WCF پیاده سازی کنیم تا کلاینتها بتوانند عملیات CRUD را توسط آن انجام دهند. برای ساختن این سرویس مراحل زیر را دنبال کنید.
- در ویژوال استودیو پروژه جدیدی از نوع Class Library بسازید و نام آن را به Recipe2 تغییر دهید.
- با استفاده از NuGet Package Manager کتابخانه Entity Framework 6 را به پروژه اضافه کنید.
- سه کلاس با نامهای Post, Comment و Recipe2Context به پروژه اضافه کنید. کلاسهای Post و Comment موجودیتهای مدل ما هستند که به جداول متناظرشان نگاشت میشوند. کلاس Recipe2Context آبجکت DbContext ما خواهد بود که بعنوان درگاه عملیاتی EF عمل میکند. دقت کنید که خاصیتهای لازم WCF یعنی DataContract و DataMember در کلاسهای موجودیتها بدرستی استفاده میشوند. لیست زیر کد این کلاسها را نشان میدهد.
[DataContract(IsReference = true)] public class Post { public Post() { comments = new HashSet<Comments>(); } [DataMember] public int PostId { get; set; } [DataMember] public string Title { get; set; } [DataMember] public virtual ICollection<Comment> Comments { get; set; } } [DataContract(IsReference=true)] public class Comment { [DataMember] public int CommentId { get; set; } [DataMember] public int PostId { get; set; } [DataMember] public string CommentText { get; set; } [DataMember] public virtual Post Post { get; set; } } public class EFRecipesEntities : DbContext { public EFRecipesEntities() : base("name=EFRecipesEntities") {} public DbSet<Post> posts; public DbSet<Comment> comments; }
- یک فایل App.config به پروژه اضافه کنید و رشته اتصال زیر را به آن اضافه نمایید.
<connectionStrings> <add name="Recipe2ConnectionString" connectionString="Data Source=.; Initial Catalog=EFRecipes; Integrated Security=True; MultipleActiveResultSets=True" providerName="System.Data.SqlClient" /> </connectionStrings>
- حال یک پروژه WCF به Solution جاری اضافه کنید. برای ساده نگاه داشتن مثال جاری، نام پیش فرض Service1 را بپذیرید. فایل IService1.cs را باز کنید و کد زیر را با محتوای آن جایگزین نمایید.
[ServiceContract] public interface IService1 { [OperationContract] void Cleanup(); [OperationContract] Post GetPostByTitle(string title); [OperationContract] Post SubmitPost(Post post); [OperationContract] Comment SubmitComment(Comment comment); [OperationContract] void DeleteComment(Comment comment); }
- فایل Service1.svc.cs را باز کنید و کد زیر را با محتوای آن جایگزین نمایید. بیاد داشته باشید که پروژه Recipe2 را ارجاع کنید و فضای نام آن را وارد نمایید. همچنین کتابخانه EF 6 را باید به پروژه اضافه کنید.
public class Service1 : IService { public void Cleanup() { using (var context = new EFRecipesEntities()) { context.Database.ExecuteSqlCommand("delete from [comments]"); context. Database.ExecuteSqlCommand ("delete from [posts]"); } } public Post GetPostByTitle(string title) { using (var context = new EFRecipesEntities()) { context.Configuration.ProxyCreationEnabled = false; var post = context.Posts.Include(p => p.Comments).Single(p => p.Title == title); return post; } } public Post SubmitPost(Post post) { context.Entry(post).State = // if Id equal to 0, must be insert; otherwise, it's an update post.PostId == 0 ? EntityState.Added : EntityState.Modified; context.SaveChanges(); return post; } public Comment SubmitComment(Comment comment) { using (var context = new EFRecipesEntities()) { context.Comments.Attach(comment); if (comment.CommentId == 0) { // this is an insert context.Entry(comment).State = EntityState.Added); } else { // set single property to modified, which sets state of entity to modified, but // only updates the single property – not the entire entity context.entry(comment).Property(x => x.CommentText).IsModified = true; } context.SaveChanges(); return comment; } } public void DeleteComment(Comment comment) { using (var context = new EFRecipesEntities()) { context.Entry(comment).State = EntityState.Deleted; context.SaveChanges(); } } }
- در آخر پروژه جدیدی از نوع Windows Console Application به Solution جاری اضافه کنید. از این اپلیکیشن بعنوان کلاینتی برای تست سرویس WCF استفاده خواهیم کرد. فایل program.cs را باز کنید و کد زیر را با محتوای آن جایگزین نمایید. روی نام پروژه کلیک راست کرده و گزینه Add Service Reference را انتخاب کنید، سپس ارجاعی به سرویس Service1 اضافه کنید. رفرنسی هم به کتابخانه کلاسها که در ابتدای مراحل ساختید باید اضافه کنید.
class Program { static void Main(string[] args) { using (var client = new ServiceReference2.Service1Client()) { // cleanup previous data client.Cleanup(); // insert a post var post = new Post { Title = "POCO Proxies" }; post = client.SubmitPost(post); // update the post post.Title = "Change Tracking Proxies"; client.SubmitPost(post); // add a comment var comment1 = new Comment { CommentText = "Virtual Properties are cool!", PostId = post.PostId }; var comment2 = new Comment { CommentText = "I use ICollection<T> all the time", PostId = post.PostId }; comment1 = client.SubmitComment(comment1); comment2 = client.SubmitComment(comment2); // update a comment comment1.CommentText = "How do I use ICollection<T>?"; client.SubmitComment(comment1); // delete comment 1 client.DeleteComment(comment1); // get posts with comments var p = client.GetPostByTitle("Change Tracking Proxies"); Console.WriteLine("Comments for post: {0}", p.Title); foreach (var comment in p.Comments) { Console.WriteLine("\tComment: {0}", comment.CommentText); } } } }
Comment: I use ICollection<T> all the time
شرح مثال جاری
ابتدا با اپلیکیشن کنسول شروع میکنیم، که کلاینت سرویس ما است. نخست در یک بلاک {} using وهله ای از کلاینت سرویس مان ایجاد میکنیم. درست همانطور که وهله ای از یک EF Context میسازیم. استفاده از بلوکهای using توصیه میشود چرا که متد Dispose بصورت خودکار فراخوانی خواهد شد، چه بصورت عادی چه هنگام بروز خطا. پس از آنکه وهله ای از کلاینت سرویس را در اختیار داشتیم، متد Cleanup را صدا میزنیم. با فراخوانی این متد تمام دادههای تست پیشین را حذف میکنیم. در چند خط بعدی، متد SubmitPost را روی سرویس فراخوانی میکنیم. در پیاده سازی فعلی شناسه پست را بررسی میکنیم. اگر مقدار شناسه صفر باشد، خاصیت State موجودیت را به Added تغییر میدهید تا رکورد جدیدی ثبت کنیم. در غیر اینصورت فرض بر این است که چنین موجودیتی وجود دارد و قصد ویرایش آن را داریم، بنابراین خاصیت State را به Modified تغییر میدهیم. از آنجا که مقدار متغیرهای int بصورت پیش فرض صفر است، با این روش میتوانیم وضعیت پستها را مشخص کنیم. یعنی تعیین کنیم رکورد جدیدی باید ثبت شود یا رکوردی موجود بروز رسانی گردد. رویکردی بهتر آن است که پارامتری اضافی به متد پاس دهیم، یا متدی مجزا برای ثبت رکوردهای جدید تعریف کنیم. مثلا رکوردی با نام InsertPost. در هر حال، بهترین روش بستگی به ساختار اپلیکیشن شما دارد.
اگر پست جدیدی ثبت شود، خاصیت PostId با مقدار مناسب جدید بروز رسانی میشود و وهله پست را باز میگردانیم. ایجاد و بروز رسانی نظرات کاربران مشابه ایجاد و بروز رسانی پستها است، اما با یک تفاوت اساسی: بعنوان یک قانون، هنگام بروز رسانی نظرات کاربران تنها فیلد متن نظر باید بروز رسانی شود. بنابراین با فیلدهای دیگری مانند تاریخ انتشار و غیره اصلا کاری نخواهیم داشت. بدین منظور تنها خاصیت CommentText را بعنوان Modified علامت گذاری میکنیم. این امر منجر میشود که Entity Framework عبارتی برای بروز رسانی تولید کند که تنها این فیلد را در بر میگیرد. توجه داشته باشید که این روش تنها در صورتی کار میکند که بخواهید یک فیلد واحد را بروز رسانی کنید. اگر میخواستیم فیلدهای بیشتری را در موجودیت Comment بروز رسانی کنیم، باید مکانیزمی برای ردیابی تغییرات در سمت کلاینت در نظر میگرفتیم. در مواقعی که خاصیتهای متعددی میتوانند تغییر کنند، معمولا بهتر است کل موجودیت بروز رسانی شود تا اینکه مکانیزمی پیچیده برای ردیابی تغییرات در سمت کلاینت پیاده گردد. بروز رسانی کل موجودیت بهینهتر خواهد بود.
برای حذف یک دیدگاه، متد Entry را روی آبجکت DbContext فراخوانی میکنیم و موجودیت مورد نظر را بعنوان آرگومان پاس میدهیم. این امر سبب میشود که موجودیت مورد نظر بعنوان Deleted علامت گذاری شود، که هنگام فراخوانی متد SaveChanges اسکریپت لازم برای حذف رکورد را تولید خواهد کرد.
در آخر متد GetPostByTitle یک پست را بر اساس عنوان پیدا کرده و تمام نظرات کاربران مربوط به آن را هم بارگذاری میکند. از آنجا که ما کلاسهای POCO را پیاده سازی کرده ایم، Entity Framework آبجکتی را بر میگرداند که Dynamic Proxy نامیده میشود. این آبجکت پست و نظرات مربوط به آن را در بر خواهد گرفت. متاسفانه WCF نمیتواند آبجکتهای پروکسی را مرتب سازی (serialize) کند. اما با غیرفعال کردن قابلیت ایجاد پروکسیها (ProxyCreationEnabled=false) ما به Entity Framework میگوییم که خود آبجکتهای اصلی را بازگرداند. اگر سعی کنید آبجکت پروکسی را سریال کنید با پیغام خطای زیر مواجه خواهید شد:
The underlying connection was closed: The connection was closed unexpectedly
می توانیم غیرفعال کردن تولید پروکسی را به متد سازنده کلاس سرویس منتقل کنیم تا روی تمام متدهای سرویس اعمال شود.
در این قسمت دیدیم چگونه میتوانیم از آبجکتهای POCO برای مدیریت عملیات CRUD توسط WCF استفاده کنیم. از آنجا که هیچ اطلاعاتی درباره وضعیت موجودیتها روی کلاینت ذخیره نمیشود، متدهایی مجزا برای عملیات CRUD ساختیم. در قسمتهای بعدی خواهیم دید چگونه میتوان تعداد متدهایی که سرویس مان باید پیاده سازی کند را کاهش داد و چگونه ارتباطات بین کلاینت و سرور را سادهتر کنیم.
دریافت اوبونتو
برای دریافت اوبونتو به آدرس ذیل مراجعه نمائید.
نسخه سرور آن GUI ندارد (هرچند بعدا در طی یک بسته 450 مگابایتی قابل نصب است). نسخه دسکتاپ آن به همراه GUI نیز هست. البته برای نصب دات نت بر روی آن این مساله تفاوتی نمیکند. برای نصب آزمایشی و مجازی آن هم میتوانید برای مثال از VMWare workstation استفاده کنید؛ بدون اینکه نیاز داشته باشید این توزیع خاص لینوکس را واقعا بر روی کامپیوتر خود نصب کنید.
در تمام قسمتهای ذیل فرض بر این است که ترمینال خط فرمان لینوکس را گشودهاید و همچنین سیستم به اینترنت وصل است.
دریافت Git و Curl
ابتدا دستور زیر را در خط فرمان لینوکس اجرا کنید تا سیستم بستههای لینوکس به روز شده و همچنین یک سری پیشنیاز مانند git ، curl و امثال آن نصب شوند (کتابخانه curl جهت استفاده در محیطهای برنامه نویسی کاربرد دارد و همچنین برنامه پیشرفتهای است برای کار با وب و دریافت فایلها):
sudo apt-get update && sudo apt-get -y install git-core curl python-software-properties sudo apt-get install build-essential automake checkinstall intltool git
نصب آخرین نگارش Mono و وابستگیهای آن
در ادامه نوبت به نصب آخرین نگارش مونو است. از روش متداول ذیل برای نصب مونو استفاده نکنید :
sudo apt-get install mono-complete
sudo apt-get purge mono-runtime
و یا اگر آدرس فوق برقرار نبود از اینجا: install_mono-3.0-sh
برای نمونه جهت نصب mono نگارش 3 از اسکریپت install_mono-3.0.sh به نحو ذیل استفاده خواهیم کرد (این دستورات را به ترتیب در ترمینال لینوکس اجرا کنید):
mkdir mono-3.0 cd mono-3.0 wget --no-check-certificate https://github.com/nathanb/iws-snippets/raw/master/mono-install-scripts/ubuntu/install_mono-3.0.sh chmod 755 install_mono-3.0.sh ./install_mono-3.0.sh
بعد از اجرای فرمان فوق به خطای ذیل خواهید رسید:
config.status: error: cannot find input file: `po/mcs/Makefile.in.in'
برای رفع آن ابتدا به مسیر ذیل وارد شوید (پوشه build/mono-3.0.10/po)، فایل mcs را حذف (این مورد در اصل یک پوشه است و نه یک فایل) و سپس بسته اصلی mono را از github دریافت کنید. آنرا unzip کرده و کل پوشه mcs داخل آنرا به درون پوشه po جاری کپی کنید. سپس فایل zip دریافت شده را حذف کنید:
cd mono-3.0/build/mono-3.0.10/po rm mcs wget https://github.com/mono/mono/archive/master.zip unzip master.zip mv mcs/ mono-3.0/build/mono-3.0.10/po rm -rf mono-master master.zip
پس از باز سازی پوشه مفقود mcs، باید مرحله «building mono packages» موجود در فایل install_mono-3.0.sh اجرا شود. برای این منظور، فایل final-build-mono-3.0.sh را از آدرس ذیل دریافت و در کنار فایل install_mono-3.0.sh موجود کپی کنید.
سپس در خواص این فایل، مجوز execute را نیز فعال نمائید. اکنون آنرا اجرا کنید:
./final-build-mono-3.0.sh
اکنون مدتی صبر کنید تا کار کامپایل نهایی تمام بستههای دریافت شده پس از اجرای اسکریپت final-build-mono-3.0.sh انجام شود.
آزمایش Mono نصب شده
برای اینکه مطمئن شویم، Mono درست نصب شده است، دستور زیر را در خط فرمان صادر کنید:
/opt/mono-3.0/bin/mono -V
برای اینکه این مسیر را به Path لینوکس اضافه کنیم تا قادر شویم فرمان mono را در هر مسیری اجرا کنیم، ابتدا دستور ذیل را اجرا کرده
sudo nano /etc/environment
:/opt/mono-3.0/bin
بعد ctrl+x را زده، به پیام ذخیره سازی تغییرات پاسخ مثبت دهید. سپس نیاز است یکبار logoff و login کنید تا این تغییرات اعمال شوند.
یک نکته تکمیلی:
اگر به صفحه نگارشهای رسمی Mono 3.x مراجعه کنید، نگارشهای جدیدتری را نیز میتوانید ملاحظه کنید. فایلهای قابل نصب آنها نیر در آدرسهای ذیل قرار دارند:
برای استفاده از اسکریپت install_mono-3.0.sh با این نگارشهای جدیدتر فقط کافی است تعاریف ذیل را بر اساس شماره نگارش بستههای جدید اصلاح کنید:
PACKAGES=("mono-3.0.10" "libgdiplus-2.10.9" "gtk-sharp-2.12.11" "xsp-2.10.2" "mod_mono-2.10") URLS=("http://download.mono-project.com/sources/mono/mono-3.0.10.tar.bz2" "http://download.mono-project.com/sources/libgdiplus/libgdiplus-2.10.9.tar.bz2" "http://download.mono-project.com/sources/gtk-sharp212/gtk-sharp-2.12.11.tar.bz2" "http://download.mono-project.com/sources/xsp/xsp-2.10.2.tar.bz2" "http://download.mono-project.com/sources/mod_mono/mod_mono-2.10.tar.bz2")
private static string GetScript() { string path = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + @"Scripts\script.sql"; var file = new FileInfo(path); string script = file.OpenText().ReadToEnd(); return script; } private static void ExecuteScript() { string script = GetScript(); //split the script on "GO" commands var splitter = new[] {"\r\nGO\r\n"}; string[] commandTexts = script.Split(splitter, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); foreach (string commandText in commandTexts) { using (var ctx = new DbContext()) { if (!string.IsNullOrEmpty(commandText)) { ctx.Database.ExecuteSqlCommand(commandText); } } } }
با استفاده از کلاس زیر میتوان کار اعتبارسنجی را با استفاده از Reflection به راحتی انجام داد. در اینجا برای اعتبارسنجی DateTime از کلاس DateTimeAssert استفاده کردهایم.
public class PropertiesValidator<TK, T> where T : new() where TK : new() { static TK _instance; public static TK Instance { get { if (_instance == null) { _instance = new TK(); } return _instance; } } public void Validate(T expectedObject, T realObject, params string[] propertiesNotToCompare) { var properties = realObject.GetType().GetProperties(); foreach (var currentRealProperty in properties) { if (!propertiesNotToCompare.Contains(currentRealProperty.Name)) { var currentExpectedProperty = expectedObject.GetType().GetProperty(currentRealProperty.Name); var exceptionMessage = $"The property {currentRealProperty.Name} of class {currentRealProperty.DeclaringType?.Name} was not as expected."; if (currentRealProperty.PropertyType != typeof(DateTime) && currentRealProperty.PropertyType != typeof(DateTime?)) { Assert.AreEqual( currentExpectedProperty.GetValue( expectedObject, null ), currentRealProperty.GetValue( realObject, null ), exceptionMessage ); } else { DateTimeAssert.Validate( currentExpectedProperty.GetValue( expectedObject, null ) as DateTime?, currentRealProperty.GetValue( realObject, null ) as DateTime?, TimeSpan.FromMinutes( 5 ) ); } } } } }
طرز استفاده
فرض کنید مدلی داریم با این مشخصات:public class ObjectToAssert { public string FirstName { get; set; } public string LastName { get; set; } public DateTime LastVisit { get; set; } }
var expectedObject = new ObjectToAssert { FirstName = "Vahid", LastName = "Mohammad Taheri", LastVisit = new DateTime( 2016, 11, 14, 0, 10, 50 ) }; var actualObject = new ObjectToAssert { FirstName = "Vahid", LastName = "Mohammad Taheri", LastVisit = new DateTime( 2016, 11, 14, 0, 13, 50 ) };
public class ObjectToAssertValidator : PropertiesValidator<ObjectToAssertValidator, ObjectToAssert> { public void Validate(ObjectToAssert expected, ObjectToAssert actual) { this.Validate(expected, actual, "FirstName"); } }
نکته: در صورتی که میخواهید خصوصیتی را استثناء کنید از اعتبارسنجی، میتوانید آنرا به عنوان پارامتر سوم به بعد به تابع Validate ارسال کنید. طبق کد بالا FirstName به صورت استثناء تعریف شده است.
اکنون دو نمونه ساخته شده از ObjectToAssert بالا را با فراخوانی دستور زیر اعتبارسنجی میکنیم:
ObjectToAssertValidator.Instance.Validate(expectedObject, actualObject);
- سپس به خط فرمان مراجعه کرده و دستور dotnet restore را در ریشهی پروژه صادر کنید. اگر این دستور بدون مشکل به پایان رسید، یعنی نگارش فعلی ویژوال استودیوی شما با نگارش SDK نصب شده سازگاری ندارد و «باید» به روز شود (حداقل نگارش «15.3» آنرا باید نصب کنید).
راه حل بهتر: از VSCode استفاده کنید تا نگران به روز رسانیهای ویژوال استودیو نباشید. نیازی به دریافت حجمهای بالای آنرا نداشته باشید و همچنین بلافاصله پس از نصب SDK جدید، قادر به استفادهی از نگارشهای جدید NET Core. باشید.