مطالب
توضیح مثالی از SIMD برای نشان دادن عملکرد آن - SIMD Performance
پیشنیازها

SIMD یا ترجمه آن به فارسی به معنی «تک دستورالعمل و چند داده»، قابلیت آن‌را دارد تا بر روی مقادیر عددی به صورت موازی و با استفاده از پردازنده کار کند. اگر بتوانیم ساختار پروژه‌های خود را به طوری ایجاد کنیم تا بتوانیم از SIMD در پردازش‌های خود استفاده کنیم، سرعت انجام فعالیت‌ها، بسیار زیاد افزایش پیدا خواهند کرد؛ به خصوص این امر در حجم‌های پردازشی زیاد محسوس خواهد بود. البته مدیریت استفاده از منابع و پردازنده نباید فراموش شوند.
اطلاعات لازم از SIMD و نحوه عملکرد آن را می‌توانید در مقاله پیشنیاز بیابید. در این مقاله قصد داریم تا یک مثال ساده از کارآیی SIMD را مطرح کنیم. مثال زیر از مثال SimdSpike الگو برداری شده است و تغییراتی نیز جهت تکمیل شدن آن انجام شده است.
در این مثال می‌خواهیم نمونه کدهایی را با روش‌های معمول اجرا کنیم و زمان اجرای آن را با زمان اجرای همان مثال‌ها با روش SIMD، مقایسه کنیم. 
با استفاده از ویژوال استودیو 2015 آپدیت 3 یک پروژه کنسول با چارچوب دات نت 4.6.1 ایجاد کرده‌ایم. البته می‌توانید ازدیگر نسخه‌ها هم استفاده کنید به شرط آنکه دات نت 4.6x را نصب کرده باشید.

در صورتی که ویژوال استودیوی شما دارای این ورژن و آپدیت نبود، می‌توانید چارچوب دات نت 4.6.1 را جداگانه در سیستم خود نصب نمایید. توجه داشته باشید که برای استفاده از چارچوب دات نت در ویژوال استودیو باید نسخه‌های DevPack یا DeveloperPack را نصب نمایید (دریافت  دات نت 4.6.1 نسخه مخصوص استفاده در ویژال استودیو). 

در پروژه ایجاد شده فایلی به نام Program.cs و در آن کلاس Program وجود دارد. در این کلاس تابع شروع کننده برنامه یعنی Main وجود دارد و برنامه از این تابع شروع خواهد شد.

نمایی از فایل‌های پروژه

در تابع شروع کننده برنامه ابتدا وضعیت پشتیبانی از SIMD را چک می‌کنیم. این کار را همانطور که قبلا در مقاله پیشنیاز توضیح داده شده است با استفاده از خاصیت Vector.IsHardwareAccelerated بررسی می‌کنیم. اگر مقدار آن برابر با False باشد به معنای عدم پشتیبانی می‌باشد و با بررسی این موضوع در اول برنامه، در صورت عدم پشتیبانی از SIMD به اجرای ادامه‌ی برنامه خاتمه می‌دهیم.

پس از بررسی وضعیت پشتیبانی از SIMD ، تابعی را که در فایل Utilities.cs نوشته شده است، فراخوانی می‌کنیم. این تابع به بررسی وضعیت تعداد رجیسترهای SIMD و وضعیت انواع نوع‌های داده‌ای در SIMD می‌پردازد. اگر هر نوع داده‌ای از SIMD پشتیبانی کند (که بستگی به نوع پردازنده شما دارد) اندازه هر نوع داده‌ای را در SIMD چاپ می‌کند و در صورت عدم پشتیبانی هر نوع داده‌ای از SIMD مقدار «عدم پشتیبانی SIMD از آن نوع داده‌ای» چاپ خواهد شد. 

  تا به اینجای برنامه کد‌های تابع شروع کننده به صورت زیر خواهد بود. 
using System.Numerics;
using static System.Console;

namespace TestSIMD
{
    class Program
    {
        private const int ArraySize = 7680 * 4320;
        static void Main(string[] args)
        {
            // بررسی وضعیت پشتیبانی از SIMD
            if (!Vector.IsHardwareAccelerated)
            {
                WriteLine("Hardware acceleration not supported.");
                WriteLine();
                return; // عدم پشتیبانی و خاتمه برنامه
            }
            WriteLine("Hardware acceleration is supported"); // اعلام پشتیبانی از SIMD
            WriteLine();

            // بررسی وضعیت نوع‌های داده ای در مشخصات سخت افزاری SIMD
            Utilities.PrintHardwareSpecificSimdEffectiveness();

            //به منظور عدم خروج از برنامه و دیدن نتایج آزمایش
            WriteLine("Press any key to exit");
            ReadKey();
        }
    }
}
اجرای برنامه هم به صورت زیر به نمایش در خواهد آمد. 

در فایل Utilities.cs، توابع دیگری هم وجود دارند که کارآیی هر یک به صورت توضیح در بالای هر تابع نوشته شده است. این توابع برای تولید یک نوع داده‌ای تصادفی و ایجاد آرایه‌ای از نوع داده‌ای به صورت تصادفی به کار برده می‌شوند. می توانید در سورس برنامه این توضیحات را مشاهده کنید.
تا به اینجا تنها به بررسی پشتیبانی سخت افزاری از SIMD پرداختیم و همچنین توانستیم نوع‌های داده‌ای را که SIMD در سخت افزار ما پشتیبانی می‌کند، شناسایی کنیم و اندازه رجیستر‌های آنها را بیابیم.
حال به بررسی عملکرد توابع SIMD می‌پردازیم و با نوشتن چند تابع، زمان اجرای محاسباتی آنها را با نوشتن همان توابع در حالت معمولی و ساده مقایسه می‌کنیم.
 برای انجام مقایسه، زمان اجرای یک عملیات را در حالت معمول، با زمان اجرای همان عملیات در حالت SIMD بررسی می‌کنیم. هر عملیات را 3 مرتبه پشت سر هم اجرا می‌کنیم و زمان آنها را ثبت می‌کنیم تا تفاوت زمان اجرا را با تکرار عملیات نیز مشاهده کنیم. توابعی که آزمایشات را انجام می‌دهند و زمان اجرا را ثبت و نمایش می‌دهند، در فایل PerformanceTests.cs و در کلاس PerformanceTests قرار دارند و از توابع سه کلاس دیگر که عملیات در آن نوشته شده‌اند، استفاده می‌کنند.
  • فایل IntSimdProcessor.cs
    • در این فایل کلاسی به نام IntSimdProcessor قرار دارد که شامل 6 تابع می‌باشد و این تابع‌ها با نوع داده‌ای صحیح یا همان Integer کار می‌کنند. نام کلاس هم به همین خاطر نام گذاری شده است. 
    • این 6 تابع در کل 3 عملیات را شامل عملیات‌های زیر انجام می‌دهند. یکبار در حالت معمولی و یکبار با استفاده از توابع SIMD این کار را انجام می‌دهند:
      • پیدا کردن بزرگترین و کوچکترین عدد در آرایه
      • جمع عناصر دو آرایه با هم با استفاده از یک آرایه کمکی که نتیجه در آرایه کمکی ریخته می‌شود
      • جمع عناصر دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی که مجموع در آرایه اول ریخته می‌شود
    • در بالای هر تابع در این فایل توضیحات لازم درباره‌ی فعالیت آن تابع ذکر شده است.
 
  • فایل FloatSimdProcessor.cs
    • در این فایل کلاسی با نام FloatSimdProcessor قرار دارد که همانطور که از نام کلاس پیداست، توابعی برای کار بر روی اعداد از نوع داده‌ای float در آن نوشته شده‌اند.
    • در این کلاس هم 6 تابع برای انجام 3 عملیات زیر نوشته شده است که به ازای هر عملیات دو تابع یکی در حالت معمولی و یکی در حالت SIMD نوشته شده است.
      • جمع دو آرایه با استفاده از یک آرایه کمکی - مجموع در آرایه کمکی ریخته می‌شود
      • جمع دو آرایه اول ورودی - مجموع در آرایه سوم ریخته می‌شود
      • جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی - مجموع در آرایه اول ریخته می‌شود
    • در آزمایشات نوشته شده در کلاس PerformanceTests  تنها از عملیات آخری استفاده شده است و از دو عملیات اول استفاده نشده است که در صورت تمایل می‌توانید از دیگر عملیات‌ها نیز استفاده کنید.
    • در بالای هر تابع در این فایل توضیحات لازم درباره‌ی فعالیت آن تابع نیز ذکر شده است.
 
  • فایل UShortSimdProcessor.cs
    • در این فایل کلاسی با نام UShortSimdProcessor قرار دارد و همانطور که از نام کلاس پیداست، توابعی برای کار بر روی اعداد از نوع داده‌ای ushort یا همان اعداد صحیح کوچک بدون علامت نوشته شده‌اند.
    • در این کلاس 12 تابع برای انجام 6 عملیات زیر نوشته شده‌است که به ازای هر عملیات، دو تابع یکی در حالت معمولی و یکی در حالت SIMD نوشته شده است.
      • جمع دو آرایه اول ورودی که مجموع در آرایه سوم ریخته می‌شود
      • جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی که مجموع در آرایه اول ریخته می‌شود
      • بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در یک آرایه اعداد صحیح کوچک بدون علامت
      • جمع عناصر آرایه ورودی و ذخیره مجموع آنها در یک متغیر کمکی
      • جمع عناصر آرایه ورودی و ذخیره مجموع آنها در یک متغیر کمکی بدون بررسی سرریز (Overflow)
      • محاسبه میانگین و بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در یک آرایه اعداد صحیح کوچک بدون علامت
    • در بالای هر تابع در این فایل توضیحات لازم درباره‌ی فعالیت آن تابع ذکر شده است.
 
حال در کلاس PerformanceTests برای انجام آزمایشات و مقایسه زمان اجرا، 10 تابع وجود دارند که 10 عملیات مختلف را بر روی 3 نوع داده‌ای، اجرا می‌کنند. 3 عملیات از کلاس IntSimdProcessor و یک عملیات از کلاس FloatSimdProcessor و 6 عملیات از کلاس UShortSimdProcessor را مورد آزمایش قرار داده‌ایم که در مجموع شامل 10 آزمایش در 10 تابع مختلف شده است.
public static void TestIntArrayAdditionFunctions(int testSetSize) {
    WriteLine();
    Write("Testing int array addition, generating test data...");
    var intsOne = GetRandomIntArray(testSetSize); //تولید آرایه عددی به صورت تصادفی
    var intsTwo = GetRandomIntArray(testSetSize);
    WriteLine($" done, testing...");// پایان تولید آرایه‌ها و شروع پردازش
    var naiveTimesMs = new List<long>(); // تعریف لیستی برای ریختن زمان پاسخ دهی در حالت ساده و معمولی
    var hwTimesMs = new List<long>(); // تعریف لیستی برای ریختن زمان پاسخ دهی در حالت SIMD و سخت افزاری 
    for (var i = 0; i < 3; i++) { // ایجاد حلقه برای تکرار محاسبات برای اندازه گیری زمان در حالت تکراری
        stopwatch.Restart();//شروع ثبت زمان
        var result = IntSimdProcessor.NaiveSumFunc(intsOne, intsTwo);//اجرای تابع جمع دو آرایه
        var naiveTimeMs = stopwatch.ElapsedMilliseconds;//ثبت زمان
        naiveTimesMs.Add(naiveTimeMs);//افزودن زمان ثبت شده به لیست زمان‌های ساده و معمول
        WriteLine($"Naive analysis took:                {naiveTimeMs}ms (last value = {result.Last()}).");

        stopwatch.Restart();//شروع ثبت زمان
        result = IntSimdProcessor.HWAcceleratedSumFunc(intsOne, intsTwo);//اجرای تابع جمع دو آرایه در حالت سخت افزاری
        var hwTimeMs = stopwatch.ElapsedMilliseconds;//ثبت زمان
        hwTimesMs.Add(hwTimeMs);//افزودن زمان به لیست زمان‌های سخت افزاری
        WriteLine($"Hareware accelerated analysis took: {hwTimeMs}ms (last value = {result.Last()}).");
    }//پایان حلقه و چاپ نتایج
    WriteLine("Int array addition:");
    WriteLine($"Naive method average time:          {naiveTimesMs.Average():.##}");
    WriteLine($"HW accelerated method average time: {hwTimesMs.Average():.##}");
    WriteLine($"Hardware speedup:                   {naiveTimesMs.Average() / hwTimesMs.Average():P}%");
}
در بالا تکه کدی مربوط به تابع آزمایش اول از کلاس PerformanceTests قرار دارد و وظیفه دارد عملیات جمع دو آرایه را با استفاده از یک آرایه کمکی اعداد صحیح، هم در حالت معمولی و هم در حالت SIMD انجام دهد و زمان اجرای آنها را ثبت و نمایش دهد تا بتوانیم این زمان اجرا‌ها را با هم مقایسه کنیم.
ساختار و روند اجرای کلیه آزمایش‌ها و توابع در کلاس PerformanceTests با یکدیگر یکسان است و از یک stopwatch یا همان کرنومتر برای محاسبه زمان اجرا استفاده شده است.
هر کدام از این توابع یک عملیات را مورد بررسی قرار می‌دهند و هر عملیات را 3 مرتبه اجرا می‌کنند تا زمان تکرار اجرا نیز مورد مقایسه قرار گیرد.

نام تابع ذکر شده نشان دهنده آزمایش بر روی آرایه اعداد صحیح یا همان Integer می‌باشد که شامل یک پارامتر ورودی از نوع عدد صحیح می‌باشد. این پارامتر ورودی نشان دهنده اندازه هر آرایه‌ای می‌باشد که قرار است تولید شود.  

TestIntArrayAdditionFunctions(int testSetSize)

در قدم اول این تابع، باید آرایه‌ها را تولید کنیم که کد آن به صورت زیر است.

Write("Testing int array addition, generating test data...");
var intsOne = GetRandomIntArray(testSetSize);
var intsTwo = GetRandomIntArray(testSetSize);
WriteLine($" done, testing...");

ابتدا در خروجی چاپ می‌کنیم که در حال ایجاد داده‌های مربوط به آزمایش هستیم و سپس با استفاده از تابع GetRandomIntArray آرایه‌ای را ایجاد می‌کنیم و در متغیر‌های مربوطه می‌ریزیم. این تابع دارای یک پارامتر ورودی از نوع عدد صحیح است که آرایه‌ای را به طول پارامتر ورودی تولید می‌کند. این تابع در فایل Utilities.cs قرار دارد.

در پایان تولید آرایه‌ها، اتمام تولید و ایجاد آرایه‌ها را با چاپ در خروجی اعلام میکنیم.

سپس با معرفی دو لیست زیر می‌توانیم زمان‌های اجرا را در آنها بریزیم و در پایان، تابع میانگین این زمان‌ها را محاسبه و چاپ کنیم. لیست اول برای نگهداری زمان‌های اجرای عملیات در حالت معمولی و لیست دوم برای نگهداری زمانهای اجرای عملیات در حالت SIMD می‌باشد.

var naiveTimesMs = new List<long>();
var hwTimesMs = new List<long>();

سپس با ایجاد حلقه ای از 0 تا 3 که در کل 3 مرتبه اجرا می‌شود عملیات را تکرار و زمان آن را ثبت می‌کنیم. 

for (var i = 0; i < 3; i++)

درون حلقه یک عملیات را در دوحالت معمولی یا ساده و SIMD اجرا می‌کنیم. قبل از اجرای عملیات اول ابتدا stopwatch را ریست می‌کنیم. با این کار زمان صفر شده و شروع به اندازه گیری می‌کند. سپس عملیات مربوط به جمع دو آرایه را در حالت معمولی که در فایل IntSimdProcessor.cs قرار دارد، فراخوانی می‌کنیم. پس از اجرای این عملیات مقدار stopwatch را به میلی ثانیه در یک متغیر ذخیره میکنیم و این مقدار را به لیست زمان‌های اجرای معمولی اضافه می‌کنیم. در نهایت نتیجه زمان اجرا را در خروجی چاپ می‌کنیم. 

stopwatch.Restart();
var result = IntSimdProcessor.NaiveSumFunc(intsOne, intsTwo);
var naiveTimeMs = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
naiveTimesMs.Add(naiveTimeMs);
WriteLine($"Naive analysis took:                {naiveTimeMs}ms (last value = {result.Last()}).");

پس از اجرای عملیات در حالت ساده یا معمولی، حال نوبت همان عملیات در حالت SIMD می‌باشد. دوباره stopwatch را ریست می‌کنیم و عملیات در SIMD را اجرا کرده و بعد از آن مقدار stopwatch را درون متغیری میریزیم و آن را به لیست زمان‌های اجرای عملیات در SIMD اضافه می‌کنیم و در نهایت نتیجه زمان اجرا را در خروجی چاپ می‌کنیم. 

stopwatch.Restart();
result = IntSimdProcessor.HWAcceleratedSumFunc(intsOne, intsTwo);
var hwTimeMs = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
hwTimesMs.Add(hwTimeMs);
WriteLine($"Hareware accelerated analysis took: {hwTimeMs}ms (last value = {result.Last()}).");

پس از اجرای حلقه، حال نوبت به نمایش نتیجه میانگین زمان‌ها در خروجی است. ابتدا میانگین زمان‌های اجرا در حالت ساده یا معمولی را که به میلی ثانیه است را در خروجی چاپ می‌کنیم. بعد از آن میانگین زمان‌های اجرا در حالت SIMD را در خروجی چاپ می‌کنیم و در آخر سرعت زمان اجرا در حالت SIMD را نسبت به حالت معمولی به درصد چاپ می‌کنیم. 

WriteLine($"Naive method average time:          {naiveTimesMs.Average():.##}");
WriteLine($"HW accelerated method average time: {hwTimesMs.Average():.##}");
WriteLine($"Hardware speedup:                   {naiveTimesMs.Average() / hwTimesMs.Average():P}%");

در این مقاله تنها به توضیحی در مورد این آزمایش اکتفا می‌کنیم. لازم به ذکر است که دیگر آزمایش‌ها نیز دقیقا ساختاری مشابه این آزمایش را دارند و تنها عملیات اجرا در آنها متفاوت است. در کلاس PerformanceTests توضیحات لازم مربوط به هر آزمایش و تابع داده شده است و می‌توانید با مراجعه به کد برنامه آنها را مورد بررسی قرار دهید.

برای اجرای تمامی آزمایش‌ها، کلیه توابع نوشته شده در کلاس PerformanceTests را در کلاس Program و در تابع Main که تابع شروع کننده برنامه می‌باشد، پس از بررسی وضعیت نوع‌های داده‌ای قرار می‌دهیم.

تصویر مربوط به اجرای کامل برنامه را می‌توانید مشاهده می‌کنید. 

این جدول بر اساس یک بار اجرای برنامه در سیستم من ترسیم شده است و اجرای برنامه در سیستم‌های مختلف خروجی‌های متفاوتی را دارد. لازم به ذکر است که اندازه آرایه‌ها بسیار بزرگ است و این نتایج با آرایه‌هایی به طول بیش از هزاران هزار عنصر می‌باشد.

زمان‌ها در جدول به میلی ثانیه می‌باشد.

ردیف

عملیات

دور اول

دور دوم

دور سوم

میانگین حالت ساده

میانگین حالت SIMD

درحالت ساده

درحالت SIMD

درحالت ساده

درحالت SIMD

درحالت ساده

درحالت SIMD

1

جمع دو آرایه با استفاده از یک آرایه کمکی در اعداد صحیح

157

131

128

131

128

138

137.67

133.33

2

جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی در اعداد float

122

133

99

99

99

93

106.67

108.33

3

جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی در اعداد صحیح

83

73

86

88

78

81

82.33

80.67

4

جمع دو آرایه اول ورودی - مجموع در آرایه سوم ریخته می‌شود - در اعداد صحیح کوچک بدون علامت

58

63

50

48

58

46

55.33

52.33

5

جمع دو آرایه بدون استفاده از آرایه کمکی در اعداد صحیح کوچک بدون علامت

55

40

53

36

53

46

53.67

40.67

6

بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در یک آرایه اعداد صحیح

91

36

91

39

90.67

38

90.66

38

7

بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در یک آرایه اعداد صحیح کوچک بدون علامت

90

20

89

19

88

18

89

19

8

جمع عناصر آرایه ورودی و ذخیره مجموع آنها در یک متغیر کمکی

33

309

32

263

31

291

32

287.67

9

جمع عناصر آرایه ورودی و ذخیره مجموع آنها در یک متغیر کمکی بدون بررسی سرریز

30

13

29

13

30

12

29.67

12.67

10

محاسبه میانگین و بدست آوردن کمترین و بیشترین مقدار در آرایه اعداد صحیح کوچک بدون علامت

89

50

90

51

90

49

89.57

50



سورس کامل برنامه را که شامل تغییراتی در توابع برای بهبود و اضافه شدن کامنت برای فهم بیشتر کدها می‌باشد، در زیر می‌توانید دریافت کنید: 
   TestSIMD.zip  

مطالب
ساخت یک Web API که از عملیات CRUD پشتیبانی می کند
در این مقاله با استفاده از ASP.NET Web API یک سرویس HTTP خواهیم ساخت که از عملیات CRUD پشتیبانی می‌کند. CRUD مخفف Create, Read, Update, Delete است که عملیات پایه دیتابیسی هستند. بسیاری از سرویس‌های HTTP این عملیات را بصورت REST API هم مدل سازی می‌کنند. در مثال جاری سرویس ساده ای خواهیم ساخت که مدیریت لیستی از محصولات (Products) را ممکن می‌سازد. هر محصول شامل فیلدهای شناسه (ID)، نام، قیمت و طبقه بندی خواهد بود.

سرویس ما متدهای زیر را در دسترس قرار می‌دهد.

 Relative URl
 HTTP method
 Action
 api/products/  GET  گرفتن لیست تمام محصولات
 api/products/id/  GET  گرفتن یک محصول بر اساس شناسه
 api/products?category=category/  GET  گرفتن یک محصول بر اساس طبقه بندی
 api/products/  POST  ایجاد یک محصول جدید
 api/products/id/  PUT  بروز رسانی یک محصول
 api/products/id/  DELETE  حذف یک محصول

همانطور که مشاهده می‌کنید برخی از آدرس ها، شامل شناسه محصول هم می‌شوند. بعنوان مثال برای گرفتن محصولی با شناسه 28، کلاینت یک درخواست GET را به آدرس زیر ارسال می‌کند:

http://hostname/api/products/28

منابع

سرویس ما آدرس هایی برای دستیابی به دو نوع منبع (resource) را تعریف می‌کند:

URI
 Resource
 api/products/  لیست تمام محصولات
 api/products/id/  یک محصول مشخص

متد ها

چهار متد اصلی HTTP یعنی همان GET, PUT, POST, DELETE می‌توانند بصورت زیر به عملیات CRUD نگاشت شوند:

  • متد GET یک منبع (resource) را از آدرس تعریف شده دریافت می‌کند. متدهای GET هیچگونه تاثیری روی سرور نباید داشته باشند. مثلا حذف رکوردها با متد اکیدا اشتباه است.
  • متد PUT یک منبع را در آدرس تعریف شده بروز رسانی می‌کند. این متد برای ساختن منابع جدید هم می‌تواند استفاده شود، البته در صورتی که سرور به کلاینت‌ها اجازه مشخص کردن آدرس‌های جدید را بدهد. در مثال جاری پشتیبانی از ایجاد منابع توسط متد PUT را بررسی نخواهیم کرد.
  • متد POST منبع جدیدی می‌سازد. سرور آدرس آبجکت جدید را تعیین می‌کند و آن را بعنوان بخشی از پیام Response بر می‌گرداند.
  • متد DELETE منبعی را در آدرس تعریف شده حذف می‌کند.

نکته: متد PUT موجودیت محصول (product entity) را کاملا جایگزین میکند. به بیان دیگر، از کلاینت انتظار می‌رود که آبجکت کامل محصول را برای بروز رسانی ارسال کند. اگر می‌خواهید از بروز رسانی‌های جزئی/پاره ای (partial) پشتیبانی کنید متد PATCH توصیه می‌شود. مثال جاری متد PATCH را پیاده سازی نمی‌کند.

یک پروژه Web API جدید بسازید

ویژوال استودیو را باز کنید و پروژه جدیدی از نوع ASP.NET MVC Web Application بسازید. نام پروژه را به "ProductStore" تغییر دهید و OK کنید.

در دیالوگ New ASP.NET Project قالب Web API را انتخاب کرده و تایید کنید.

افزودن یک مدل

یک مدل، آبجکتی است که داده اپلیکیشن شما را نمایندگی می‌کند. در ASP.NET Web API می‌توانید از آبجکت‌های Strongly-typed بعنوان مدل هایتان استفاده کنید که بصورت خودکار برای کلاینت به فرمت‌های JSON, XML مرتب (Serialize) می‌شوند. در مثال جاری، داده‌های ما محصولات هستند. پس کلاس جدیدی بنام Product می‌سازیم.

در پوشه Models کلاس جدیدی با نام Product بسازید.

حال خواص زیر را به این کلاس اضافه کنید.

namespace ProductStore.Models
{
    public class Product
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public string Category { get; set; }
        public decimal Price { get; set; }
    }
}

افزودن یک مخزن

ما نیاز به ذخیره کردن کلکسیونی از محصولات داریم، و بهتر است این کلکسیون از پیاده سازی سرویس تفکیک شود. در این صورت بدون نیاز به بازنویسی کلاس سرویس می‌توانیم منبع داده‌ها را تغییر دهیم. این نوع طراحی با نام الگوی مخزن یا Repository Pattern شناخته می‌شود. برای شروع نیاز به یک قرارداد جنریک برای مخزن‌ها داریم.

روی پوشه Models کلیک راست کنید و گزینه Add, New Item را انتخاب نمایید.

نوع آیتم جدید را Interface انتخاب کنید و نام آن را به IProductRepository تغییر دهید.

حال کد زیر را به این اینترفیس اضافه کنید.

namespace ProductStore.Models
{
    public interface IProductRepository
    {
        IEnumerable<Product> GetAll();
        Product Get(int id);
        Product Add(Product item);
        void Remove(int id);
        bool Update(Product item);
    }
}
حال کلاس دیگری با نام ProductRepository در پوشه Models ایجاد کنید. این کلاس قرارداد IProductRepository را پیاده سازی خواهد کرد. کد زیر را به این کلاس اضافه کنید.

namespace ProductStore.Models
{
    public class ProductRepository : IProductRepository
    {
        private List<Product> products = new List<Product>();
        private int _nextId = 1;

        public ProductRepository()
        {
            Add(new Product { Name = "Tomato soup", Category = "Groceries", Price = 1.39M });
            Add(new Product { Name = "Yo-yo", Category = "Toys", Price = 3.75M });
            Add(new Product { Name = "Hammer", Category = "Hardware", Price = 16.99M });
        }

        public IEnumerable<Product> GetAll()
        {
            return products;
        }

        public Product Get(int id)
        {
            return products.Find(p => p.Id == id);
        }

        public Product Add(Product item)
        {
            if (item == null)
            {
                throw new ArgumentNullException("item");
            }
            item.Id = _nextId++;
            products.Add(item);
            return item;
        }

        public void Remove(int id)
        {
            products.RemoveAll(p => p.Id == id);
        }

        public bool Update(Product item)
        {
            if (item == null)
            {
                throw new ArgumentNullException("item");
            }
            int index = products.FindIndex(p => p.Id == item.Id);
            if (index == -1)
            {
                return false;
            }
            products.RemoveAt(index);
            products.Add(item);
            return true;
        }
    }
}

مخزن ما لیست محصولات را در حافظه محلی نگهداری می‌کند. برای مثال جاری این طراحی کافی است، اما در یک اپلیکیشن واقعی داده‌های شما در یک دیتابیس یا منبع داده ابری ذخیره خواهند شد. همچنین استفاده از الگوی مخزن، تغییر منبع داده‌ها در آینده را راحت‌تر می‌کند.


افزودن یک کنترلر Web API

اگر قبلا با ASP.NET MVC کار کرده باشید، با مفهوم کنترلر‌ها آشنایی دارید. در ASP.NET Web API کنترلر‌ها کلاس هایی هستند که درخواست‌های HTTP دریافتی از کلاینت را به اکشن متدها نگاشت می‌کنند. ویژوال استودیو هنگام ساختن پروژه شما دو کنترلر به آن اضافه کرده است. برای مشاهد آنها پوشه Controllers را باز کنید.

  • HomeController یک کنترلر مرسوم در ASP.NET MVC است. این کنترلر مسئول بکار گرفتن صفحات وب است و مستقیما ربطی به Web API ما ندارد.
  • ValuesController یک کنترلر نمونه WebAPI است.

کنترلر ValuesController را حذف کنید، نیازی به این آیتم نخواهیم داشت. حال برای اضافه کردن کنترلری جدید مراحل زیر را دنبال کنید.

در پنجره Solution Explorer روی پوشه Controllers کلیک راست کرده و گزینه Add, Controller را انتخاب کنید.

در دیالوگ Add Controller نام کنترلر را به ProductsController تغییر داده و در قسمت Scaffolding Options گزینه Empty API Controller را انتخاب کنید.

حال فایل کنترلر جدید را باز کنید و عبارت زیر را به بالای آن اضافه نمایید.

using ProductStore.Models;
یک فیلد هم برای نگهداری وهله ای از IProductRepository اضافه کنید.
public class ProductsController : ApiController
{
    static readonly IProductRepository repository = new ProductRepository();
}

فراخوانی ()new ProductRepository طراحی جالبی نیست، چرا که کنترلر را به پیاده سازی بخصوصی از این اینترفیس گره می‌زند. بهتر است از تزریق وابستگی (Dependency Injection) استفاده کنید. برای اطلاعات بیشتر درباره تکنیک DI در Web API به این لینک مراجعه کنید.


گرفتن منابع

ProductStore API اکشن‌های متعددی در قالب متدهای HTTP GET در دسترس قرار می‌دهد. هر اکشن به متدی در کلاس ProductsController مرتبط است.

 Relative URl
 HTTP Method
 Action
 api/products/  GET  دریافت لیست تمام محصولات
 api/products/id/  GET  دریافت محصولی مشخص بر اساس شناسه
 api/products?category=category/  GET  دریافت محصولات بر اساس طبقه بندی

برای دریافت لیست تمام محصولات متد زیر را به کلاس ProductsController اضافه کنید.

public class ProductsController : ApiController
{
    public IEnumerable<Product> GetAllProducts()
    {
        return repository.GetAll();
    }
    // ....
}
نام این متد با "Get" شروع می‌شود، پس بر اساس قراردادهای توکار پیش فرض به درخواست‌های HTTP GET نگاشت خواهد شد. همچنین از آنجا که این متد پارامتری ندارد، به URl ای نگاشت می‌شود که هیچ قسمتی با نام مثلا id نداشته باشد.

برای دریافت محصولی مشخص بر اساس شناسه آن متد زیر را اضافه کنید.
public Product GetProduct(int id)
{
    Product item = repository.Get(id);
    if (item == null)
    {
        throw new HttpResponseException(HttpStatusCode.NotFound); 
    }
    return item;
}

نام این متد هم با "Get" شروع می‌شود اما پارامتری با نام id دارد. این پارامتر به قسمت id مسیر درخواست شده (request URl) نگاشت می‌شود. تبدیل پارامتر به نوع داده مناسب (در اینجا int) هم بصورت خودکار توسط فریم ورک ASP.NET Web API انجام می‌شود.

متد GetProduct در صورت نامعتبر بودن پارامتر id استثنایی از نوع HttpResponseException تولید می‌کند. این استثنا بصورت خودکار توسط فریم ورک Web API به خطای 404 (Not Found) ترجمه می‌شود.

در آخر متدی برای دریافت محصولات بر اساس طبقه بندی اضافه کنید.
public IEnumerable<Product> GetProductsByCategory(string category)
{
    return repository.GetAll().Where(
        p => string.Equals(p.Category, category, StringComparison.OrdinalIgnoreCase));
}

اگر آدرس درخواستی پارامتر‌های query string داشته باشد، Web API سعی می‌کند پارامتر‌ها را با پارامتر‌های متد کنترلر تطبیق دهد. بنابراین درخواستی به آدرس "api/products?category=category" به این متد نگاشت می‌شود.

ایجاد منبع جدید

قدم بعدی افزودن متدی به ProductsController برای ایجاد یک محصول جدید است. لیست زیر پیاده سازی ساده ای از این متد را نشان می‌دهد.

// Not the final implementation!
public Product PostProduct(Product item)
{
    item = repository.Add(item);
    return item;
}
به دو چیز درباره این متد توجه کنید:

  • نام این متد با "Post" شروع می‌شود. برای ساختن محصولی جدید کلاینت یک درخواست HTTP POST ارسال می‌کند.
  • این متد پارامتری از نوع Product می‌پذیرد. در Web API پارامترهای پیچیده (complex types) بصورت خودکار با deserialize کردن بدنه درخواست بدست می‌آیند. بنابراین در اینجا از کلاینت انتظار داریم که آبجکتی از نوع Product را با فرمت XML یا JSON ارسال کند.

پیاده سازی فعلی این متد کار می‌کند، اما هنوز کامل نیست. در حالت ایده آل ما می‌خواهیم پیام HTTP Response موارد زیر را هم در بر گیرد:

  • Response code: بصورت پیش فرض فریم ورک Web API کد وضعیت را به 200 (OK) تنظیم می‌کند. اما طبق پروتکل HTTP/1.1 هنگامی که یک درخواست POST منجر به ساخته شدن منبعی جدید می‌شود، سرور باید با کد وضعیت 201 (Created) پاسخ دهد.
  • Location: هنگامی که سرور منبع جدیدی می‌سازد، باید آدرس منبع جدید را در قسمت Location header پاسخ درج کند.

ASP.NET Web API دستکاری پیام HTTP response را آسان می‌کند. لیست زیر پیاده سازی بهتری از این متد را نشان می‌دهد.

public HttpResponseMessage PostProduct(Product item)
{
    item = repository.Add(item);
    var response = Request.CreateResponse<Product>(HttpStatusCode.Created, item);

    string uri = Url.Link("DefaultApi", new { id = item.Id });
    response.Headers.Location = new Uri(uri);
    return response;
}
توجه کنید که حالا نوع بازگشتی این متد HttpResponseMessage است. با بازگشت دادن این نوع داده بجای Product، می‌توانیم جزئیات پیام HTTP response را کنترل کنیم. مانند تغییر کد وضعیت و مقدار دهی Location header.

متد CreateResponse آبجکتی از نوع HttpResponseMessage می‌سازد و بصورت خودکار آبجکت Product را مرتب (serialize) کرده و در بدنه پاسخ می‌نویسد. نکته دیگر آنکه مثال جاری، مدل را اعتبارسنجی نمی‌کند. برای اطلاعات بیشتر درباره اعتبارسنجی مدل‌ها در Web API به این لینک مراجعه کنید.


بروز رسانی یک منبع

بروز رسانی یک محصول با PUT ساده است.

public void PutProduct(int id, Product product)
{
    product.Id = id;
    if (!repository.Update(product))
    {
        throw new HttpResponseException(HttpStatusCode.NotFound);
    }
}
نام این متد با "Put" شروع می‌شود، پس Web API آن را به درخواست‌های HTTP PUT نگاشت خواهد کرد. این متد دو پارامتر می‌پذیرد، یکی شناسه محصول مورد نظر و دیگری آبجکت محصول آپدیت شده. مقدار پارامتر id از مسیر (route) دریافت می‌شود و پارامتر محصول با deserialize کردن بدنه درخواست.


حذف یک منبع

برای حذف یک محصول متد زیر را به کلاس ProductsController اضافه کنید.

public void DeleteProduct(int id)
{
    Product item = repository.Get(id);
    if (item == null)
    {
        throw new HttpResponseException(HttpStatusCode.NotFound);
    }

    repository.Remove(id);
}
اگر یک درخواست DELETE با موفقیت انجام شود، می‌تواند کد وضعیت 200 (OK) را بهمراه بدنه موجودیتی که وضعیت فعلی را نمایش می‌دهد برگرداند. اگر عملیات حذف هنوز در حال اجرا است (Pending) می‌توانید کد 202 (Accepted) یا 204 (No Content) را برگردانید.

در مثال جاری متد DeleteProduct نوع void را بر می‌گرداند، که فریم ورک Web API آن را بصورت خودکار به کد وضعیت 204 (No Content) ترجمه می‌کند.
مطالب
فشرده سازی فایل های CSS و JavaScript بصورت خودکار توسط MS Ajax Minifier
با توجه به افزایش کاربرد jQuery و دیگر کتابخانه‌های جاوا اسکریپت در برنامه‌های تحت وب، یکی از چالش‌های همیشگی برنامه نویسان، فشرده سازی فایل‌های دربرگیرنده کدهای جاوا اسکریپت و شیوه نامه‌ها  می باشد. برای این منظور راه‌های مختلفی مانند استفاده از ابزارهای آنلاین مانند این +  و این +  وجود دارند. اما یک روش خودکار هم وجود دارد که در زمان Build پروژه‌های دات نت می‌توان از آن بهره گرفت.

Microsoft Ajax Minifier
یک ابزار رایگان جهت فشرده سازی فایل‌های جاوا اسکریپت و شیوه نامه‌ها است. شما می‌توانید این ابزار را از صفحه خانگی آن در سایت asp.net دریافت کنید. جهت استفاده از این ابزار می‌توان از طریق خط فرمان عمل کرد. اما روش ساده‌تر که هدف اصلی این مطلب است به شرح زیر است:
1. در VisualStudio.NET از طریق منو به مسیر Tools, Options, Projects and Solutions بروید و گزینه Always show solution را تیک بزنید.

2. از Solution Explorer بر روی عنوان پروژه کلیک راست کرده و گزینه Unload Project را انتخاب نمایید.

3. مجدداً روی عنوان پروژه کلیک راست کرده و گزینه Edit را انتخاب کنید و دستورات زیر را قبل از بسته شدن تگ Project اضافه کنید:
<Import Project="$(MSBuildExtensionsPath)\Microsoft\MicrosoftAjax\ajaxmin.tasks" />
<Target Name="AfterBuild">
<ItemGroup>
  <JS Include="**\*.js" Exclude="**\*.min.js;Scripts\*.js" />
</ItemGroup>
<ItemGroup>
  <CSS Include="**\*.css" Exclude="**\*.min.css" />
</ItemGroup>
<AjaxMin 
    JsSourceFiles="@(JS)"  JsSourceExtensionPattern="\.js$" JsTargetExtension=".min.js"
    CssSourceFiles="@(CSS)" CssSourceExtensionPattern="\.css$" CssTargetExtension=".min.css"  />
</Target>
4. دوباره بر روی عنوان پروژه کلیک راست کرده و گزینه Reload Project را انتخاب کنید.
توجه کنید که با این کار ما یک MSBuild task با عنوان ajaxmini به پروژه اضافه کردیم. این وظیفه که در زمان Build پروژه اجرا خواهد شد فایل‌های جاوا اسکریپت را فشرده و با پسوند .min.js و همچنین فایل‌های CSS را پس از فشرده سازی با پسوند .min.css در همان مسیر فایل مادر بطور خودکار ذخیره می‌کند.

نکته:
اگر به دستورات تنظیمات فوق نگاه دقیقتری بیندازیم، متوجه عبارات Include و Exclude می شویم. توسط این دو صفت شما می‌توانید الگوهایی را جهت فشرده سازی و یا عدم فشرده سازی تعریف کنید. بدین معنا که توسط الگوی‌های ذکر شده در تنظیمات فوق از فشرده سازی فایل‌های با پسوند .min.css و .min.js خودداری می‌شود.
در این شرایط در حین توسعه برنامه، شما می‌توانید از فایل‌های با کد خوانا استفاده نمایید و زمان انتشار و Build پروژه بصورت خودکار آنها را با فایل‌های فشرده جایگزین کنید.
این ابزار تمامی فضاهای خالی، ';‌' و '{ }'‌های اضافی و توضیحات را از کدهای شما حذف می‌کند. متغیر‌ها و توابع شما را به اسامی کوجک‌تر تغییر نام می‌دهد. و ...  
همچنین شما از کتابخانه این پروژه می‌توانید در زمان اجرا و سورس برنامه خود استفاده کنید. جهت اطلاعات بیشتر می‌توانید به سایت مربوطه  مراجعه نمایید.
 
اشتراک‌ها
Docker ها در ویندوز سرور 2016
 Today the Docker team announced the availability of a technical preview of the Docker Engine for Windows Server 2016. This is huge for us and all software teams that work primarily on the Windows platform
یک لینک هم در مورد Dockerها در ویندوز سرور 2016 از سایت weblogs.asp.net
Visual Studio 2015 Tools for Docker - August Preview 

برای اطلاعات بیشتر در مورد Docker‌ها هم می‌توانید به ترجمه این مصاحبه مراجعه کنید  ^^^
Docker ها در ویندوز سرور 2016
مطالب
ASP.NET FriendlyUrls و دریافت خطای 404

چند روز پیش تصمیم گرفتم از ASP.NET FriendlyUrls برای سفارشی کردن Url‌های سایت استفاده کنم

وقتی در لوکال تست میکردم همه چیز درست بود و بدون مشکل کار میکرد اما به محض اینکه سایت رو روی سرور Publish کردم و قصد پیمایش بین صفحات رو داشتم، با کلیک بر روی منوها با خطا 404 not found مواجه میشدم!

پس از کمی بررسی متوجه شدم که باید اسمبلی System.Web.Optimization.dll رو به وب سایت اد کنم و چند خط کد به web.config سایت اضافه کنم.

1- برای اضافه کردن System.Web.Optimization.dll به سایت روی References کلیک راست کنید و گزینه Manage Nuget Packages رو انتخاب کنید و سپس با جستجوی عبارت optimize از آیتم‌های پیدا شده Microsoft ASP.NET Web Optimization Framework رو نصب کنید.

2- خطوط زیر رو به web.config سایت اضافه کنید


<system.webServer>
<modules runAllManagedModulesForAllRequests="true">
<remove name="BundleModule" />
<add name="BundleModule" type="System.Web.Optimization.BundleModule" />
</modules>
</system.webServer>


با این تغییرات ایراد  ASP.NET FriendlyUrls برطرف شد
اشتراک‌ها
کتابخانه های برتر پایتون در سال ۲۰۱۶

سایت KDnuggets به عنوان یکی از قدیمی‌ترین سایتهای حوزه داده کاوی دنیا به شیوه هر ساله خود، پروژه‌های اپن سورس پایتون را که بیشترین مشارکت کننده و بیشترین میزان ارتقا و بهبود را در سایت github داشته اند، لیست می‌کند. 

کتابخانه های برتر پایتون در سال ۲۰۱۶