کنفرانس Build که از سال قبل جای کنفرانس PDC مایکروسافت را گرفته است، امسال یک هفته پس از انتشار نهایی ویندوز 8 به مدت سه روز از سی ام اکتبر تا دوم نوامبر برگزار خواهد شد.
سلام
ممنونم بابت مطلب خوب کاربردیتون
می تونم بگم یکی از سئوال‌های ذهن من پاسخ داده شد و این امکان راه حل مشکل چند هفته ای من بود
تشکر
سلام ... ممنون از پروژه‌ی بسیار مفیدتون ...
آیا حتما باید تاریخ روز وارد شود؟! نمیشه خودش اتوماتیک تاریخ روز رو بگیره؟! و نیازی به وارد کردنشو و روز هفته نباشه ؟
ممنون ...
This week during Build 2021, Microsoft issued .NET 6 Preview 4 and revealed that the final .NET 6 version will ship on November 9.
نصب بسیاری از نرم افزارها، کاری مشکل است
فرض کنید می‌خواهید یک فایل ویدیویی با قالب m4v را بر روی تلویزیون خود نمایش دهید؛ اما تلویزیون شما تنها از فایل‌های mp4، پشتیبانی می‌کند. برای رفع این مشکل نیاز به یک نرم افزار تبدیل کننده‌ی فرمت‌های ویدیویی را داریم و یکی از قوی‌ترین‌های آنها، FFmpeg است. اگر به سایت آن مراجعه کنید، لینک دانلود آن به یک فایل tar.bz2 ختم می‌شود که حاوی سورس آن است! هرچند در قسمتی از آن، فایل‌های نهایی کامپایل شده‌ی مخصوص سیستم عامل‌های مختلف را نیز می‌توانید پیدا کنید، اما باز هم با انبوهی از لینک‌ها مواجه خواهید شد که دقیقا مشخص نیست کدام را باید دریافت کرد و آیا نگارش دریافت شده، با سیستم عامل فعلی سازگار است یا خیر.
همانطور که مشاهده می‌کنید، هنوز هم شروع به کار با نرم افزارهای مختلف برای بسیاری از کاربران، کاری مشکل و طاقت‌فرسا است. در اینجا شاید این سؤال مطرح شود که این موضوع چه ربطی به Docker (Docker) و کانتینرها (Containers) دارد؟ تمام هیاهویی که پیرامون Docker ایجاد شده‌است، در اصل جهت ساده سازی نصب، راه اندازی و تعامل با نرم افزارهای مختلف است.
چالش‌های پیش روی یافتن نرم افزارهای مناسب
این روزها بیشتر نرم افزارهای مورد نیاز خود را از اینترنت تهیه می‌کنیم. اولین مرحله‌ی آن و اولین چالشی که در اینجا وجود دارد، یافتن نرم افزاری با مشخصات مدنظر است. برای نمونه حتی اگر با FFmpeg آشنا نیز باشید، به سادگی مشخص نیست که برای سیستم عامل و معماری خاص پردازنده‌ی آن، دقیقا کدام نگارش آن‌را از چه آدرسی می‌توان دریافت کرد. پس از یافتن نرم افزار و نگارش مدنظر، مرحله‌ی بعد، استخراج محتویات آن از یک فایل zip و یا اجرای برنامه‌ی نصاب آن است و مرحله‌ی آخر، اجرای این برنامه می‌باشد.
بنابراین اولین چالش، یافتن محلی برای دریافت نرم افزار است:
- این روزها برای بعضی از سکوهای کاری، App Storeهایی وجود دارند که می‌توان از آنجا شروع کرد؛ اما چنین قابلیتی برای تمام سکوهای کاری پیش بینی نشده‌است.
- در لینوکس قابلیت دیگری به نام Package manager وجود دارد که کار یافتن و نصب نرم افزارها را ساده می‌کند؛ اما گاهی از اوقات اطلاعات آن، آنچنان به روز نیست. همچنین اگر بسته‌ای برای توزیع خاصی از لینوکس وجود داشته باشد، الزاما به این معنا نیست که این بسته، قابلیت استفاده‌ی در سایر توزیع‌های لینوکس را نیز به همراه دارد. در ویندوز نیز وضعیت مشخص است! فاقد یک Package manager توکار و استاندارد است. هرچند یک App Store برای آن از طرف مایکروسافت ارائه شده‌است، اما آنچنان محبوبیتی پیدا نکرده‌است.
- و روش متداول دیگری که وجود دارد، مراجعه‌ی مستقیم به سایت اصلی سازنده‌ی نرم افزار است.
- علاوه بر این‌ها داشتن یک سری متادیتا و آمار نیز در مورد نرم افزارها بسیار مفید هستند تا بتوانند در مورد تصمیم به استفاده، یا عدم استفاده‌ی از نرم افزار، راهنمای کاربران باشند؛ مانند میزان محبوبیت، تعداد بار دریافت، تعداد مشکلاتی که کاربران با آن داشته‌اند و آخرین باری که نرم افزار به روز شده‌است. اما با توجه به پراکندگی روش‌های دریافت نرم افزار که ذکر شدند، عموما یک چنین آمارهایی را مشاهده نمی‌کنیم.
- چالش دیگر، مشکل سخت اطمینان کردن به روش‌های مختلف توزیع نرم افزارها است. آیا سایتی که این نرم افزار را ارائه می‌دهد، واقعا مرتبط با نویسنده‌ی اصلی آن است؟ همچنین آیا خود نرم افزار مشکلات امنیتی را به همراه ندارد؟ چه کاری را انجام می‌دهد؟
- مشکل بعدی، در دسترس بودن سایت توزیع کننده‌ی نرم افزار است. آیا زمانیکه به برنامه‌ای نیاز داریم، پهنای باند سایت توزیع کننده‌ی آن تمام نشده‌است و می‌توان به آن دسترسی داشت؟
- چالش دیگر، چگونگی پرداخت مبلغی برای دسترسی به نرم افزار است. به نظر تا به اینجا تنها App Storeها موفق شده‌اند روشی یک دست را برای خرید برنامه‌ها و همچنین ارائه‌ی مجوزی برای استفاده‌ی از آنها، ارائه دهند.
چالش‌های پیش روی نصب نرم افزارها
زمانیکه به مرحله‌ی نصب نرم افزار می‌رسیم، هر نرم افزار، روش نصب و تنظیمات آغازین خاص خودش را دارد.
- اولین چالش پس از دریافت نرم افزار، بررسی سازگاری آن با سیستم عامل و پردازنده‌ی فعلی است. شاید این مسایل برای توسعه دهندگان نرم افزارها پیش‌پا افتاده به نظر برسند، اما برای عموم کاربران، چالشی جدی به شما می‌روند.
- پس از مشخص شدن سازگاری یک نرم افزار با سیستم فعلی، قالب ارائه‌ی آن نرم افزار نیز می‌توان مشکل‌زا باشد. بعضی از برنامه‌ها صرفا از طریق سورس کد منتشر می‌شوند. بعضی از آنها توسط یک فایل exe متکی به خود ارائه می‌شوند و بعضی دیگر به همراه یک فایل exe و تعدادی dll به همراه آنها. گاهی از اوقات این برنامه‌ها نیاز به نصب جداگانه‌ی NET Runtime. و یا Java Runtime را برای اجرا دارند و یا وابستگی آنها صرفا به نگارش خاصی از این کتابخانه‌ها و فریم ورک‌های ثالث است. هرچند اگر برنامه‌ای به همراه بسته‌ی نصاب آن باشد، به احتمال زیاد این وابستگی‌ها را نیز نصب می‌کند؛ اما تمام برنامه‌ها اینگونه ارائه نمی‌شوند. به علاوه خیلی‌ها علاقه‌ای به کار با برنامه‌های نصاب ندارند و از ایجاد تغییرات بسیاری که آنها در سیستم ایجاد می‌کنند، خشنود نیستند.
- پس از نصب نرم افزار، مشکل بعدی، نحوه‌ی به روز رسانی آنها است. چگونه باید اینکار انجام شود؟ (تمام مراحل و چالش‌هایی را که تاکنون بررسی کردیم، یکبار دیگر از ابتدا مرور کنید!)
بنابراین همانطور که مشاهده می‌کنید، نصب، راه اندازی و به روز رسانی نرم افزارها این روزها بسیار پیچیده شده‌اند و بسیاری از کاربران به سادگی از عهده‌ی آنها بر نمی‌آیند.
چالش‌های پیش روی کار با نرم افزارها
مرحله‌ی بعد، نیاز به مستندات کافی برای کار با برنامه است. این مستندات را از کجا می‌توان تهیه کرد؟ آخرین باری که به روز شده، چه زمانی بوده‌است؟ بسیاری از اوقات بین مستندات تهیه شده و آخرین نگارش نرم افزار، ناسازگاری وجود دارد و به سختی قابل استفاده‌است. آیا نیاز است برنامه را به PATH اضافه کرد؟ آیا نیاز است به صورت سرویس نصب شود؟ اگر بله، چگونه باید این مراحل را انجام داد؟ مجوز کار کردن با آنها چگونه است؟
مشکل مهم دیگری که حین کار با نرم افزارها، در حالت متداول آنها وجود دارد، دسترسی کامل آنها به تمام اجزای سیستم و شبکه است و درون یک sandbox (قرنطینه) امنیتی اجرا نمی‌شوند.
مشکل بعدی، به روز رسانی اجزای ثالث سیستم و یا حتی خود سیستم عامل، مانند به روز رسانی OpenSSL نصب شده و پس از آن، از کار افتادن برنامه‌ای خاص است که وابستگی به نگارشی خاص از این کتابخانه را دارد.
کانتینرها در مورد برنامه‌ها هستند و نه مجازی سازی
خوب، تا اینجا دریافتیم که مدیریت توزیع، نصب و استفاده‌ی از برنامه‌ها، کار ساده‌ای نیست. اما این‌ها چه ارتباطی با Docker دارند؟ در بسیاری از اوقات، زمانیکه صحبت از Docker می‌شود، تصور بسیاری از آن، ارائه‌ی جایگزینی برای ماشین‌های مجازی است. اما ... اینگونه نیست. کانتینرها در مورد نرم افزارها هستند. برای مثال در آینده در مورد ایمیج‌های (Images) کانتینرها بیشتر بحث خواهیم کرد. این ایمیج‌ها در اصل یک بسته‌ی حاوی برنامه‌ها هستند. بنابراین بیشتر شبیه به فایل zip ای است که از یک وب سایت دریافت می‌کنیم (در قسمت یافتن نرم افزار).
یک کانتینر (Container) چیست؟
برای درک بهتر مواردی که تاکنون بحث شدند و همچنین بررسی مفهوم Containers، ابتدا MonogoDB را به صورت معمول نصب می‌کنیم. سپس نحوه‌ی نصب آن‌را درون یک Container بررسی خواهیم کرد. البته هدف اصلی در اینجا، بررسی مفهومی این مراحل و مقایسه‌ی آنها با هم هستند و در قسمت‌های بعدی کار نصب و استفاده‌ی از Docker را قدم به قدم بررسی خواهیم کرد.
مراحل نصب محلی MongoDB به صورت متداول:
- ابتدا برای مثال به سایت گوگل مراجعه کرده و mongodb را جستجو می‌کنیم تا بتوانیم به سایت اصلی و محل دریافت بسته‌ی آن، هدایت شویم.
- پس از ورود به سایت mongodb، در بالای صفحه اصلی آن، لینک به صفحه‌ی دریافت بسته‌ی mongodb را می‌توان مشاهده کرد.
- با انتخاب آن، به صفحه‌ی دریافت بسته‌ی mongodb بر اساس سیستم عامل‌های مختلفی هدایت می‌شویم. برای مثال در ویندوز، بسته‌ی msi آن‌را دریافت می‌کنیم.
- به نظر می‌رسد که بسته‌ی نصاب msi آن تمام کارهای لازم برای راه اندازی اولیه‌ی mongodb را انجام می‌دهد. به همین جهت آن‌را اجرا کرده و پس از چندبار انتخاب گزینه‌ی next، نصب آن به پایان می‌رسد.
- پس از پایان نصب، ابتدا به کنسول service.msc ویندوز مراجعه می‌کنیم تا مطمئن شویم که سرویس آن، توسط نصاب msi نصب شده‌است یا خیر؟ و ... خیر! این نصاب، سرویس آن‌را نصب نکرده‌است.
- به همین جهت به مستندات نصب آن در سایت mongodb مراجعه می‌کنیم (لینک Installation instructions در همان صفحه‌ی دریافت بسته‌ی msi وجود دارد). پس از پایان مراحل نصب، عنوان کرده‌است که باید دستور md \data\db را اجرا کنید تا مسیر پیش فرض اطلاعات آن به صورت دستی ایجاد شود. اما ... این مسیر دقیقا به کجا اشاره می‌کند؟ چون شبیه به مسیرهای ویندوزی نیست.
- در ادامه برای آزمایش، به پوشه‌ی program files ویندوز رفته، monogodb نصب شده را یافته و سپس فایل mongod.exe را از طریق خط فرمان اجرا می‌کنیم (برنامه‌ی سرور). اگر این کار را انجام دهیم، این پروسه با نمایش خطای یافت نشدن مسیر c:\data\db، بلافاصله خاتمه پیدا می‌کند. به همین جهت در همین مسیری که در خط فرمان قرار داریم (جائیکه فایل mongod.exe قرار دارد)، دستور md \data\db را اجرا می‌کنیم. اجرای این دستور در این حالت، همان پوشه‌ی c:\data\db را ایجاد می‌کند. نکته‌ای که شاید خیلی‌ها با آن آشنایی نداشته باشند.
- اکنون اگر مجددا فایل mongod.exe را اجرا کنیم، اجرای آن موفقیت آمیز خواهد بود و پیام منتظر دریافت اتصالات بودن از طریق پورت 27017 را نمایش می‌دهد.
- مرحله‌ی بعد، اجرای فایل mongo.exe است تا به این دیتابیس سرور در حال اجرا متصل شویم (برنامه‌ی کلاینت). در اینجا برای مثال می‌توان دستور show dbs را اجرا کرد تا لیست بانک‌های اطلاعاتی آن‌را نمایش دهد.
مراحل نصب MongoDB به صورت Container توسط Docker:
- ابتدا برای مثال به سایت گوگل مراجعه کرده و اینبار mongodb docker را جستجو می‌کنیم تا بتوانیم به محل دریافت image آن هدایت شویم. با ورود به آن، در بالای صفحه عنوان شده‌است که official repository است که سبب اطمینان از بسته‌ی ارائه شده‌ی توسط آن می‌شود. بنابراین در اینجا بجای مراجعه به سایت متکی به خود mongodb، به docker hub برای دریافت آن مراجعه کرده‌ایم. در اینجا با جستجوی یک برنامه، متادیتا و اطلاعات آماری بسیاری را نیز می‌توان در مورد برنامه‌های مختلف، مشاهده کرد که در سایت متکی به خود نرم افزارهای مختلف، در دسترس نیستند. همچنین در اینجا اگر بر روی برگه‌ی Tags یک مخزن کلیک کنید، مشاهده می‌کنید که تمام فایل‌های موجود در آن توسط docker hub از لحاظ مشکلات امنیتی پیشتر اسکن شده‌اند و گزارش آنها قابل مشاهده‌است. علاوه بر این‌ها docker hub به همراه یک docker store برای برنامه‌های غیر رایگان نیز هست و این مورد فرآیند کار با نرم افزارهای تجاری را یک دست می‌کند.
- مرحله‌ی بعد، دریافت یک کپی از mongodb از docker hub است. اینبار بجای دریافت مستقیم یک فایل zip یا msi، از دستور docker pull mongo استفاده می‌شود که یک image را در نهایت دریافت می‌کند. این image، حاوی برنامه‌ی مدنظر و تمام وابستگی‌های آن است.
- پس از دریافت image، مرحله‌ی بعد، اجرای mongodb به همراه آن است. در حالت متداول، ابتدا نرم افزار داخل فایل zip یا msi استخراج شده و سپس بر روی سیستم اجرا می‌شوند، اما در اینجا مفهوم معادل نصب نرم افزار دریافت شده‌ی از بسته‌ی zip همراه آن، یک container است. یک container دقیقا مانند یک نرم افزار از پیش نصب شده، عمل می‌کند و معادل اجرای فایل exe مانگو دی بی در اینجا، اجرای container آن است. بنابراین docker، از image دریافت شده، یک container را ایجاد می‌کند که دقیقا معادل یک نرم افزار از پیش نصب شده، رفتار خواهد کرد.
- پس از دریافت image، جهت اجرای آن به عنوان یک container، برای استفاده از نرم افزاری که دریافت کرده‌ایم، تنها یک دستور است که باید با آن آشنا باشیم: docker run mongo. این دستور را در همان صفحه‌ی docker hub مربوطه نیز می‌توانید مشاهده کنید. پس از اجرای این دستور، دقیقا همان خروجی و پیام منتظر دریافت اتصالات بودن از طریق پورت 27017 را مشاهده خواهیم کرد. برای اجرای کلاینت آن نیز دستور docker exec -it 27 mongo را می‌توان اجرا کرد. docker exec کار اجرای چندباره‌ی یک نرم افزار نصب شده را انجام می‌دهد.
این فرآیند در مورد تمام containerها یکی است و به این ترتیب به ازای هر نرم افزار مختلف، شاهد روش نصب متفاوتی نخواهیم بود.
- اجرای دستور docker stop نیز سبب خاتمه‌ی تمام این‌ها می‌شود.
در این تصویر مقایسه‌ای را بین مراحل متداول یافتن، دریافت، نصب و اجرای برنامه‌ها را در دو حالت متداول و همچنین استفاده‌ی از docker، مشاهده می‌کنید.
همچنین نکته‌ی جالبی که در مورد docker وجود دارد این است که اگر به task manager ویندوز مراجعه کنیم:
تمام پروسه‌هایی که با job id مساوی 172 در اینجا اجرا شده‌اند، متعلق به docker بوده و آنها دقیقا مانند یک پروسه‌ی معمولی سیستم عامل جاری، در کنار سایر پروسه‌های موجود، اجرا می‌شوند. بنابراین برنامه‌ای که از طریق docker اجرا می‌شود، هیچ تفاوتی با اجرای متداول آن بر روی سیستم عامل، از طریق روش مراجعه‌ی مستقیم به فایل exe مرتبط و اجرای مستقیم آن ندارد. همانطور که پیشتر نیز عنوان شد، containerها در مورد نرم افزارها هستند و نه مجازی سازی و یک container در حال اجرا، حاوی تعدادی برنامه‌ی در حال اجرای بر روی سیستم عامل جاری، در کنار سایر برنامه‌های آن می‌باشد.
البته containers به همراه ایزوله سازی‌های بسیاری اجرا می‌شوند. برای مثال به روز رسانی یک کتابخانه‌ی ثالث بر روی سیستم عامل، سبب از کار افتادن برنامه‌ی اجرای شده‌ی توسط یک container نمی‌شود.
در قسمت بعد، نحوه‌ی نصب Docker را بر روی ویندوز، بررسی می‌کنیم.
فرض کنید می‌خواهید یک فایل ویدیویی با قالب m4v را بر روی تلویزیون خود نمایش دهید؛ اما تلویزیون شما تنها از فایل‌های mp4، پشتیبانی می‌کند. برای رفع این مشکل نیاز به یک نرم افزار تبدیل کننده‌ی فرمت‌های ویدیویی را داریم و یکی از قوی‌ترین‌های آنها، FFmpeg است. اگر به سایت آن مراجعه کنید، لینک دانلود آن به یک فایل tar.bz2 ختم می‌شود که حاوی سورس آن است! هرچند در قسمتی از آن، فایل‌های نهایی کامپایل شده‌ی مخصوص سیستم عامل‌های مختلف را نیز می‌توانید پیدا کنید، اما باز هم با انبوهی از لینک‌ها مواجه خواهید شد که دقیقا مشخص نیست کدام را باید دریافت کرد و آیا نگارش دریافت شده، با سیستم عامل فعلی سازگار است یا خیر.
همانطور که مشاهده می‌کنید، هنوز هم شروع به کار با نرم افزارهای مختلف برای بسیاری از کاربران، کاری مشکل و طاقت‌فرسا است. در اینجا شاید این سؤال مطرح شود که این موضوع چه ربطی به Docker (Docker) و کانتینرها (Containers) دارد؟ تمام هیاهویی که پیرامون Docker ایجاد شده‌است، در اصل جهت ساده سازی نصب، راه اندازی و تعامل با نرم افزارهای مختلف است.
چالش‌های پیش روی یافتن نرم افزارهای مناسب
این روزها بیشتر نرم افزارهای مورد نیاز خود را از اینترنت تهیه می‌کنیم. اولین مرحله‌ی آن و اولین چالشی که در اینجا وجود دارد، یافتن نرم افزاری با مشخصات مدنظر است. برای نمونه حتی اگر با FFmpeg آشنا نیز باشید، به سادگی مشخص نیست که برای سیستم عامل و معماری خاص پردازنده‌ی آن، دقیقا کدام نگارش آن‌را از چه آدرسی می‌توان دریافت کرد. پس از یافتن نرم افزار و نگارش مدنظر، مرحله‌ی بعد، استخراج محتویات آن از یک فایل zip و یا اجرای برنامه‌ی نصاب آن است و مرحله‌ی آخر، اجرای این برنامه می‌باشد.
بنابراین اولین چالش، یافتن محلی برای دریافت نرم افزار است:
- این روزها برای بعضی از سکوهای کاری، App Storeهایی وجود دارند که می‌توان از آنجا شروع کرد؛ اما چنین قابلیتی برای تمام سکوهای کاری پیش بینی نشده‌است.
- در لینوکس قابلیت دیگری به نام Package manager وجود دارد که کار یافتن و نصب نرم افزارها را ساده می‌کند؛ اما گاهی از اوقات اطلاعات آن، آنچنان به روز نیست. همچنین اگر بسته‌ای برای توزیع خاصی از لینوکس وجود داشته باشد، الزاما به این معنا نیست که این بسته، قابلیت استفاده‌ی در سایر توزیع‌های لینوکس را نیز به همراه دارد. در ویندوز نیز وضعیت مشخص است! فاقد یک Package manager توکار و استاندارد است. هرچند یک App Store برای آن از طرف مایکروسافت ارائه شده‌است، اما آنچنان محبوبیتی پیدا نکرده‌است.
- و روش متداول دیگری که وجود دارد، مراجعه‌ی مستقیم به سایت اصلی سازنده‌ی نرم افزار است.
- علاوه بر این‌ها داشتن یک سری متادیتا و آمار نیز در مورد نرم افزارها بسیار مفید هستند تا بتوانند در مورد تصمیم به استفاده، یا عدم استفاده‌ی از نرم افزار، راهنمای کاربران باشند؛ مانند میزان محبوبیت، تعداد بار دریافت، تعداد مشکلاتی که کاربران با آن داشته‌اند و آخرین باری که نرم افزار به روز شده‌است. اما با توجه به پراکندگی روش‌های دریافت نرم افزار که ذکر شدند، عموما یک چنین آمارهایی را مشاهده نمی‌کنیم.
- چالش دیگر، مشکل سخت اطمینان کردن به روش‌های مختلف توزیع نرم افزارها است. آیا سایتی که این نرم افزار را ارائه می‌دهد، واقعا مرتبط با نویسنده‌ی اصلی آن است؟ همچنین آیا خود نرم افزار مشکلات امنیتی را به همراه ندارد؟ چه کاری را انجام می‌دهد؟
- مشکل بعدی، در دسترس بودن سایت توزیع کننده‌ی نرم افزار است. آیا زمانیکه به برنامه‌ای نیاز داریم، پهنای باند سایت توزیع کننده‌ی آن تمام نشده‌است و می‌توان به آن دسترسی داشت؟
- چالش دیگر، چگونگی پرداخت مبلغی برای دسترسی به نرم افزار است. به نظر تا به اینجا تنها App Storeها موفق شده‌اند روشی یک دست را برای خرید برنامه‌ها و همچنین ارائه‌ی مجوزی برای استفاده‌ی از آنها، ارائه دهند.
چالش‌های پیش روی نصب نرم افزارها
زمانیکه به مرحله‌ی نصب نرم افزار می‌رسیم، هر نرم افزار، روش نصب و تنظیمات آغازین خاص خودش را دارد.
- اولین چالش پس از دریافت نرم افزار، بررسی سازگاری آن با سیستم عامل و پردازنده‌ی فعلی است. شاید این مسایل برای توسعه دهندگان نرم افزارها پیش‌پا افتاده به نظر برسند، اما برای عموم کاربران، چالشی جدی به شما می‌روند.
- پس از مشخص شدن سازگاری یک نرم افزار با سیستم فعلی، قالب ارائه‌ی آن نرم افزار نیز می‌توان مشکل‌زا باشد. بعضی از برنامه‌ها صرفا از طریق سورس کد منتشر می‌شوند. بعضی از آنها توسط یک فایل exe متکی به خود ارائه می‌شوند و بعضی دیگر به همراه یک فایل exe و تعدادی dll به همراه آنها. گاهی از اوقات این برنامه‌ها نیاز به نصب جداگانه‌ی NET Runtime. و یا Java Runtime را برای اجرا دارند و یا وابستگی آنها صرفا به نگارش خاصی از این کتابخانه‌ها و فریم ورک‌های ثالث است. هرچند اگر برنامه‌ای به همراه بسته‌ی نصاب آن باشد، به احتمال زیاد این وابستگی‌ها را نیز نصب می‌کند؛ اما تمام برنامه‌ها اینگونه ارائه نمی‌شوند. به علاوه خیلی‌ها علاقه‌ای به کار با برنامه‌های نصاب ندارند و از ایجاد تغییرات بسیاری که آنها در سیستم ایجاد می‌کنند، خشنود نیستند.
- پس از نصب نرم افزار، مشکل بعدی، نحوه‌ی به روز رسانی آنها است. چگونه باید اینکار انجام شود؟ (تمام مراحل و چالش‌هایی را که تاکنون بررسی کردیم، یکبار دیگر از ابتدا مرور کنید!)
بنابراین همانطور که مشاهده می‌کنید، نصب، راه اندازی و به روز رسانی نرم افزارها این روزها بسیار پیچیده شده‌اند و بسیاری از کاربران به سادگی از عهده‌ی آنها بر نمی‌آیند.
چالش‌های پیش روی کار با نرم افزارها
مرحله‌ی بعد، نیاز به مستندات کافی برای کار با برنامه است. این مستندات را از کجا می‌توان تهیه کرد؟ آخرین باری که به روز شده، چه زمانی بوده‌است؟ بسیاری از اوقات بین مستندات تهیه شده و آخرین نگارش نرم افزار، ناسازگاری وجود دارد و به سختی قابل استفاده‌است. آیا نیاز است برنامه را به PATH اضافه کرد؟ آیا نیاز است به صورت سرویس نصب شود؟ اگر بله، چگونه باید این مراحل را انجام داد؟ مجوز کار کردن با آنها چگونه است؟
مشکل مهم دیگری که حین کار با نرم افزارها، در حالت متداول آنها وجود دارد، دسترسی کامل آنها به تمام اجزای سیستم و شبکه است و درون یک sandbox (قرنطینه) امنیتی اجرا نمی‌شوند.
مشکل بعدی، به روز رسانی اجزای ثالث سیستم و یا حتی خود سیستم عامل، مانند به روز رسانی OpenSSL نصب شده و پس از آن، از کار افتادن برنامه‌ای خاص است که وابستگی به نگارشی خاص از این کتابخانه را دارد.
کانتینرها در مورد برنامه‌ها هستند و نه مجازی سازی
خوب، تا اینجا دریافتیم که مدیریت توزیع، نصب و استفاده‌ی از برنامه‌ها، کار ساده‌ای نیست. اما این‌ها چه ارتباطی با Docker دارند؟ در بسیاری از اوقات، زمانیکه صحبت از Docker می‌شود، تصور بسیاری از آن، ارائه‌ی جایگزینی برای ماشین‌های مجازی است. اما ... اینگونه نیست. کانتینرها در مورد نرم افزارها هستند. برای مثال در آینده در مورد ایمیج‌های (Images) کانتینرها بیشتر بحث خواهیم کرد. این ایمیج‌ها در اصل یک بسته‌ی حاوی برنامه‌ها هستند. بنابراین بیشتر شبیه به فایل zip ای است که از یک وب سایت دریافت می‌کنیم (در قسمت یافتن نرم افزار).
یک کانتینر (Container) چیست؟
برای درک بهتر مواردی که تاکنون بحث شدند و همچنین بررسی مفهوم Containers، ابتدا MonogoDB را به صورت معمول نصب می‌کنیم. سپس نحوه‌ی نصب آن‌را درون یک Container بررسی خواهیم کرد. البته هدف اصلی در اینجا، بررسی مفهومی این مراحل و مقایسه‌ی آنها با هم هستند و در قسمت‌های بعدی کار نصب و استفاده‌ی از Docker را قدم به قدم بررسی خواهیم کرد.
مراحل نصب محلی MongoDB به صورت متداول:
- ابتدا برای مثال به سایت گوگل مراجعه کرده و mongodb را جستجو می‌کنیم تا بتوانیم به سایت اصلی و محل دریافت بسته‌ی آن، هدایت شویم.
- پس از ورود به سایت mongodb، در بالای صفحه اصلی آن، لینک به صفحه‌ی دریافت بسته‌ی mongodb را می‌توان مشاهده کرد.
- با انتخاب آن، به صفحه‌ی دریافت بسته‌ی mongodb بر اساس سیستم عامل‌های مختلفی هدایت می‌شویم. برای مثال در ویندوز، بسته‌ی msi آن‌را دریافت می‌کنیم.
- به نظر می‌رسد که بسته‌ی نصاب msi آن تمام کارهای لازم برای راه اندازی اولیه‌ی mongodb را انجام می‌دهد. به همین جهت آن‌را اجرا کرده و پس از چندبار انتخاب گزینه‌ی next، نصب آن به پایان می‌رسد.
- پس از پایان نصب، ابتدا به کنسول service.msc ویندوز مراجعه می‌کنیم تا مطمئن شویم که سرویس آن، توسط نصاب msi نصب شده‌است یا خیر؟ و ... خیر! این نصاب، سرویس آن‌را نصب نکرده‌است.
- به همین جهت به مستندات نصب آن در سایت mongodb مراجعه می‌کنیم (لینک Installation instructions در همان صفحه‌ی دریافت بسته‌ی msi وجود دارد). پس از پایان مراحل نصب، عنوان کرده‌است که باید دستور md \data\db را اجرا کنید تا مسیر پیش فرض اطلاعات آن به صورت دستی ایجاد شود. اما ... این مسیر دقیقا به کجا اشاره می‌کند؟ چون شبیه به مسیرهای ویندوزی نیست.
- در ادامه برای آزمایش، به پوشه‌ی program files ویندوز رفته، monogodb نصب شده را یافته و سپس فایل mongod.exe را از طریق خط فرمان اجرا می‌کنیم (برنامه‌ی سرور). اگر این کار را انجام دهیم، این پروسه با نمایش خطای یافت نشدن مسیر c:\data\db، بلافاصله خاتمه پیدا می‌کند. به همین جهت در همین مسیری که در خط فرمان قرار داریم (جائیکه فایل mongod.exe قرار دارد)، دستور md \data\db را اجرا می‌کنیم. اجرای این دستور در این حالت، همان پوشه‌ی c:\data\db را ایجاد می‌کند. نکته‌ای که شاید خیلی‌ها با آن آشنایی نداشته باشند.
- اکنون اگر مجددا فایل mongod.exe را اجرا کنیم، اجرای آن موفقیت آمیز خواهد بود و پیام منتظر دریافت اتصالات بودن از طریق پورت 27017 را نمایش می‌دهد.
- مرحله‌ی بعد، اجرای فایل mongo.exe است تا به این دیتابیس سرور در حال اجرا متصل شویم (برنامه‌ی کلاینت). در اینجا برای مثال می‌توان دستور show dbs را اجرا کرد تا لیست بانک‌های اطلاعاتی آن‌را نمایش دهد.
مراحل نصب MongoDB به صورت Container توسط Docker:
- ابتدا برای مثال به سایت گوگل مراجعه کرده و اینبار mongodb docker را جستجو می‌کنیم تا بتوانیم به محل دریافت image آن هدایت شویم. با ورود به آن، در بالای صفحه عنوان شده‌است که official repository است که سبب اطمینان از بسته‌ی ارائه شده‌ی توسط آن می‌شود. بنابراین در اینجا بجای مراجعه به سایت متکی به خود mongodb، به docker hub برای دریافت آن مراجعه کرده‌ایم. در اینجا با جستجوی یک برنامه، متادیتا و اطلاعات آماری بسیاری را نیز می‌توان در مورد برنامه‌های مختلف، مشاهده کرد که در سایت متکی به خود نرم افزارهای مختلف، در دسترس نیستند. همچنین در اینجا اگر بر روی برگه‌ی Tags یک مخزن کلیک کنید، مشاهده می‌کنید که تمام فایل‌های موجود در آن توسط docker hub از لحاظ مشکلات امنیتی پیشتر اسکن شده‌اند و گزارش آنها قابل مشاهده‌است. علاوه بر این‌ها docker hub به همراه یک docker store برای برنامه‌های غیر رایگان نیز هست و این مورد فرآیند کار با نرم افزارهای تجاری را یک دست می‌کند.
- مرحله‌ی بعد، دریافت یک کپی از mongodb از docker hub است. اینبار بجای دریافت مستقیم یک فایل zip یا msi، از دستور docker pull mongo استفاده می‌شود که یک image را در نهایت دریافت می‌کند. این image، حاوی برنامه‌ی مدنظر و تمام وابستگی‌های آن است.
- پس از دریافت image، مرحله‌ی بعد، اجرای mongodb به همراه آن است. در حالت متداول، ابتدا نرم افزار داخل فایل zip یا msi استخراج شده و سپس بر روی سیستم اجرا می‌شوند، اما در اینجا مفهوم معادل نصب نرم افزار دریافت شده‌ی از بسته‌ی zip همراه آن، یک container است. یک container دقیقا مانند یک نرم افزار از پیش نصب شده، عمل می‌کند و معادل اجرای فایل exe مانگو دی بی در اینجا، اجرای container آن است. بنابراین docker، از image دریافت شده، یک container را ایجاد می‌کند که دقیقا معادل یک نرم افزار از پیش نصب شده، رفتار خواهد کرد.
- پس از دریافت image، جهت اجرای آن به عنوان یک container، برای استفاده از نرم افزاری که دریافت کرده‌ایم، تنها یک دستور است که باید با آن آشنا باشیم: docker run mongo. این دستور را در همان صفحه‌ی docker hub مربوطه نیز می‌توانید مشاهده کنید. پس از اجرای این دستور، دقیقا همان خروجی و پیام منتظر دریافت اتصالات بودن از طریق پورت 27017 را مشاهده خواهیم کرد. برای اجرای کلاینت آن نیز دستور docker exec -it 27 mongo را می‌توان اجرا کرد. docker exec کار اجرای چندباره‌ی یک نرم افزار نصب شده را انجام می‌دهد.
این فرآیند در مورد تمام containerها یکی است و به این ترتیب به ازای هر نرم افزار مختلف، شاهد روش نصب متفاوتی نخواهیم بود.
- اجرای دستور docker stop نیز سبب خاتمه‌ی تمام این‌ها می‌شود.
در این تصویر مقایسه‌ای را بین مراحل متداول یافتن، دریافت، نصب و اجرای برنامه‌ها را در دو حالت متداول و همچنین استفاده‌ی از docker، مشاهده می‌کنید.
همچنین نکته‌ی جالبی که در مورد docker وجود دارد این است که اگر به task manager ویندوز مراجعه کنیم:
تمام پروسه‌هایی که با job id مساوی 172 در اینجا اجرا شده‌اند، متعلق به docker بوده و آنها دقیقا مانند یک پروسه‌ی معمولی سیستم عامل جاری، در کنار سایر پروسه‌های موجود، اجرا می‌شوند. بنابراین برنامه‌ای که از طریق docker اجرا می‌شود، هیچ تفاوتی با اجرای متداول آن بر روی سیستم عامل، از طریق روش مراجعه‌ی مستقیم به فایل exe مرتبط و اجرای مستقیم آن ندارد. همانطور که پیشتر نیز عنوان شد، containerها در مورد نرم افزارها هستند و نه مجازی سازی و یک container در حال اجرا، حاوی تعدادی برنامه‌ی در حال اجرای بر روی سیستم عامل جاری، در کنار سایر برنامه‌های آن می‌باشد.
البته containers به همراه ایزوله سازی‌های بسیاری اجرا می‌شوند. برای مثال به روز رسانی یک کتابخانه‌ی ثالث بر روی سیستم عامل، سبب از کار افتادن برنامه‌ی اجرای شده‌ی توسط یک container نمی‌شود.
در قسمت بعد، نحوه‌ی نصب Docker را بر روی ویندوز، بررسی می‌کنیم.
اکثر سایت‌هایی که مشاهده می‌کنید (و عموما بر مبنای PHP هستند) مثل فوروم‌ها، وبلاگ‌ها و غیره، سورس باز هستند و یا مجوز GPL دارند یا احتمالا هم خانواده‌اند و مشکلی نخواهند داشت. در غیراینصورت اگر کار نهایی تجاری و سورس بسته باشد و شخصی هم گزارش بدهد و هاست هم در کشوری باشد که مسایل کپی رایت را رعایت می‌کند، سایت را معلق می‌کنند، به علاوه سایر مسایل قانونی مرتبط.
نقل قول‌های زیادی، در مورد کیفیت کد وجود دارند. دستور العمل‌های فراوانی نیز در این راستا وجود دارند. یکی از ابزارهایی که برای نوشتن کدهایی با کیفیت مطلوب وجود دارد، مجموعه الگوهای بد کد نویسی است که به Code smell یا بوی بد کد مشهور هستند.
بوی بد کد، نشانه‌هایی در کد هستند که حکایت از مشکلات عمیق‌تری دارند. بوی بد کد مساوی با باگ نیست. ولی خطر افزایش باگ‌ها و یا مشکلاتی را در آینده، به دنبال خواهند داشت. بوی بد کد معمولا حاصل رعایت نکردن یک سری اصول اولیه برنامه نویسی و یا طراحی شیء گرا هستند.
برای بهبود کیفیت نرم افزار در دراز مدت نیاز است موارد بوی بد کد به دقت بررسی و رفع شوند. رفع شدن آنها ریسک انباشته شدن بوی بد کد را در پروژه کم خواهد کرد. یکی از فواید جلوگیری از انباشته شدن چنین الگوهای بدی در پروژه، بهبود فرآیند نگهداشت آن می‌باشد که موضوعی بسیار مهم برای چابکی یک تیم نرم افزاری است.
هنگام مشاهده‌ی بوی بد، در بخشی از کدها، معمولا اولین اقدام، رفع آن است (Refactoring). در فرآیند رفع آن ممکن است الگوهای بد دیگری در کد یافت شوند که با آنها نیز به همین صورت برخورد خواهد شد.
انوع بوهای بد کد به دسته‌های زیر طبقه بندی می‌شوند.
کدهای متورم (Bloaters)
این دسته در واقع تکه کدهایی (متد، کلاس و ...) هستند که به دلیل بزرگی بیش از اندازه عملا امکان کار با آنها وجود ندارد. این بخش‌های بزرگ کد معمولا با توسعه تدریجی محصول ایجاد و روی هم انباشته می‌شوند. بوهای بد این دسته بندی به صورت زیر هستند:
1 - متدهای بلند (Long method): در این الگوی بد، متدها تعداد خطهای زیادی از کد را شامل می‌شوند. به طور معمول متدهایی با تعداد خطوط بیشتر از 10 خط، متدهای بلند محسوب می‌شوند. نکته قابل توجه این است که هیچ کس متدی را با تعداد خطوط زیاد طراحی نمی‌کند! معمولا به مرور زمان تعداد خطهای یک متد افزایش می‌یابند.
2 - کلاس‌های بزرگ (Large class): کلاسی که تعداد فیلدها، متدها و خطوط کد زیادی دارد.
3 - وسواس استفاده از متغیرهای داده‌ای اولیه (Primitive obsession): این بوی بد معمولا به سه شکل بروز می‌کند.
- استفاده از متغیرهای اولیه بجای ساختارهای کوچک برای کارهای اولیه مانند Currency, DateTime, PhoneNumber
- استفاده از constantها برای کد کردن اطلاعات مانند USER_ADMIN_ROLE = 1
- استفاده از constantهای رشته‌ای به عنوان نام فیلدها در آرایه‌های داده
4 - تعداد پارامترهای زیاد متد (Long parameter list): تعداد پارامترهای بیشتر از سه یا چهار عدد در یک متد.
5 - توده داده (Data clumps): در بعضی موارد ممکن است از متغیرها به صورت دسته‌ای در مکان‌های مختلف کد استفاده شود. مانند استفاده از دسته‌ای از متغیرها برای نگه داشتن اطلاعات مربوط به اتصال پایگاه داده. این دسته‌ها باید به کلاس‌های حمل کننده داده خود تغییر کنند.
بد استفاده کنندگان از شیء گرایی (Object orientation abusers)
تکه کدهای این بخش در واقع بد استفاده کنندگاه یا ناقص استفاده کنندگان از اصول شیء گرایی هستند. در این دسته بندی موارد زیر وجود دارند:
1 - گذاره‌های switch: وجود یک گذاره switch پیچیده یا دنباله‌ای از گذاره‌های if
2 - درخواست رد شده (Refused request): در این حالت یک کلاس مجموعه محدودی از اعضای کلاس پدر خود را پیاده سازی می‌کند و باقی اعضای کلاس پدر یا بدون استفاده می‌مانند یا با استفاده از پرتاب کردن استثناء (Exception throwing) از کار انداخته می‌شوند.
3 - فیلد موقتی (Temporary field): در این حالت متغیرها مقدار خود را در شرایط خاصی می‌گیرند و در بقیه شرایط خالی هستند.
4 - کلاس هایی دقیقا مشابه در کارایی ولی متفاوت در مشخصات (Alternative Classes with Different Interfaces): دو کلاس دقیقا یک کار را انجام می‌دهند ولی نام اعضای آنها (متد و ...) متفاوت است.
جلوگیری کنندگان از تغییر(Change preventers)
این نشانه‌ها حاکی از این دارند زمانیکه تغییری در یک بخش کد نیاز باشد، در راستای آن حتما باید دیگر بخش‌های کد نیز به مقدار زیادی تغییر کنند. در این حالات اعمال تغییرات و نگهداری کد به شدت سخت خواهد شد.
مواردی که در این دسته بندی قرار دارند به صورت زیر می‌باشند:
1 - تغییر واگرا (Divergent change): این حالت زمانی اتفاق می‌افتد که برای اعمال یک تغییر به کلاس نیاز است متدهای زیادی را تغییر دهید. به طور مثال به ازای هر نوع محصولی که به محصولات شما اضافه می‌شود باید متدهای ذخیره، بازیابی، جستجو را تغییر دهید.
2 - Shotgun Surgery: این حالت شباهت زیادی به تغییر واگرا دارد. تنها تفاوت آن این است که در این حالت شما به ازای هر تغییر نیاز است کلاس‌های زیادی را تغییر دهید. تغییر واگرا در بدنه یک کلاس اتفاق می‌افتد.
3 - سلسله مراتب موازی ارث بری (Parallel inheritance hierarchy): این مورد یکی کمتر درک شده‌ترین موارد است. در این حالت زمانی که یک زیر کلاس برای یک کلاس ایجاد می‌کنید به ازای آن ناخودآگاه مجبور می‌شوید یک زیر کلاس برای کلاس دیگری ایجاد کنید.
کدهای غیر ضروری (Dispensables)
این دسته از کدها معمولا کدهایی هستند بی دلیل و بی استفاده. کدهایی که نبودنشان بهتر از بودنشان است! حذف کردن این کدها به خوانایی و قابلیت نگهداری کد خواهد افزود. بوهای بدی که در این دسته بندی قرار دارند به صورت زیر می‌باشند:
1 - کامنت: یک متد، با مقادیر فراوانی از کامنت‌های توضیحی پر شده است.
2 - کد تکراری: در این بوی بد، دو قطعه کد دقیقا مانند یکدیگر هستند.
3 - کلاس داده (ِData class): کلاس‌هایی که تنها فیلدهای اطلاعاتی در آنها وجود دارند و متدهای خامی که جهت دریافت یا ذخیره اطلاعات در آنها استفاده می‌شوند. این کلاس‌های معمولا هیچ روال منطقی ای در خود ندارند. یکی از قدرت‌های شیء گرایی افزودن رفتار به کلاس‌ها در کنار اقلام اطلاعاتی موجود در آن است.
4 - کلاس تنبل (Lazy class): اگر کلاس کار چندانی که درخور نگهداری و توسعه باشد، انجام نمی‌دهد بهتر است از بین برود.
5 - کد مرده (Dead code): متغیر، پارامتر، متد یا کلاسی که دیگر هیچ استفاده‌ای از آن متصور نیست و هیچ استفاده‌ای در حال حاضر از آن وجود ندارد.
6 - کلی نگری بیش از اندازه (Speculative Generality): این الگو نیز کدهایی را شامل می‌شود که بلااستفاده هستند. ولی دلیل بلااستفاده بودن آن کلی نگری و دور اندیشی بدون دلیل است. معمولا کدهای تولیدی برای شرایط فعلی و پیش‌بینی آینده تولید می‌شوند. اگر این پیش‌بینی آینده به درستی و بر مبنای واقعیات انجام نشود، معمولا نتیجه کار، طراحی و پیاده سازی ای بی فایده و بلااستفاده خواهد بود.
کدهایی بیش از اندازه وابسته به هم (Couplers)
کدهایی که در این دسته قرار می‌گیرند معمولا یا خود درگیر یک وابستگی شدید هستند یا به ایجاد وابستگی بین کلاس‌ها کمک می‌کنند. بوی‌های بدی که در این دسته بندی قرار می‌گیرند به صورت زیر هستند:
1- متد حسود (Feature envy): متدی که از اعضای یک شیء دیگر بیشتر از اعضای کلاس خود استفاده می‌کند! این اتفاق معمولا زمانی می‌افتد که فیلدهایی به یک "کلاس داده" منتقل می‌شوند. وقتی این اتفاق می‌افتد یکی از راه حل‌ها، انتقال روالهای استفاده کننده از فیلدها به "کلاس داده" مربوطه است.
2 - کلاس‌های بیش از اندازه صمیمی (Inappropriate Intimacy): کلاس‌ها از اعضای internal یکدیگر بیش از اندازه استفاده می‌کنند. کلاس‌های خوب کلاس‌هایی هستند که کمترین اطلاعی را از وضعیت داخلی یکدیگر دارند.
3 - کتابخانه‌های ناقص (Incomplete Library Class): زمانیکه کتابخانه‌ای آماده می‌شود، بالاخره روزی می‌رسد که این کتابخانه نیازهای پروژه را رفع نمی‌کند و نیاز به توسعه خواهد داشت. ولی از آنجایی که کتابخانه‌ها به صورت فقط خواندنی در اختیار پروژه‌ها قرار می‌گیرند، در صورتیکه توسعه دهنده اصلی آن از توسعه کتابخانه سر باز بزند، مشکلاتی بوجود خواهد آمد.
4 - زنجیره فراخوانی‌ها (Message chain): زمانیکه یک متد در بدنه خود پیامی به شیء دیگری می‌فرستد که آن شیء نیز به خودی خود پیامی به شیء دیگری می‌فرستد (و الی آخر) یک زنجیره فراخوانی بوجود آمده است. در این روش بیرونی‌ترین استفاده کننده از متد در واقع وابسته به یک زنجیره‌ای از فراخوانی‌ها است که تغییر در هر قدمی از آن باعث خرابی خواهد شد.
5 - دلال (Middle man): اگر کلاسی تنها کاری که انجام می‌دهد انتقال فراخوانی به کلاس دیگری است، دیگر نیازی به این کلاس وجود نخواهد داشت.
اطلاع از الگوهای بد کد نویسی به همان اندازه اطلاع از الگوهای خوب کد نویسی در کیفیت محصول تولیدی اثر مثبت خواهند داشت. یادگیری طبقه بندی شده این الگوها کار را برای استفاده روزمره از آنها آسان‌تر خواهد کرد.
مرسوم است برای کش کردن خروجی یک اکشن متد در ASP.NET MVC از ویژگی OutputCache استفاده شود. نکته‌ی مهمی که در مورد نحوه پیاده سازی آن وجود دارد، استفاده از OutputCacheModule استاندارد ASP.NET است. در این حالت پس از فراخوانی ابتدایی اکشن متد و کش شدن محتوای حاصل از آن، در دفعه‌ی بعد فراخوانی این آدرس خاص، اصلا چرخه کاری یک کنترلر روی نداده و تمام مسایل توسط OutputCacheModule به صورت مستقل و پیش از رسیدن آن به کنترلر، مدیریت می‌شوند.
خوب، تا اینجا ممکن است مشکلی به نظر نرسد و هدف از کش کردن اطلاعات یک اکشن متد نیز همین مورد است. اما اگر این اکشن متد کش شده، به اشتباه در یک کنترلر مزین شده با ویژگی Authorize قرار گیرد، چه خواهد شد؟ مثلا این کنترلر امن، برای ارائه فایل‌ها یا حتی نمایش قسمتی از صفحه یا کل صفحه، از کش استفاده کرده است. در بار اول دریافت فایل، بدیهی است که تمام مسایل اعتبارسنجی باید مطابق طول عمر یک کنترلر روی دهند. اما در بار دوم فراخوانی آدرس دریافت صفحه یا فایل، اصلا کار به فراخوانی کنترلر نمی‌رسد. به عبارتی کلیه کاربران سایت (اعم از لاگین شده، نشده، دارای دسترسی مشاهده صفحه یا آدرس امن و یا بدون دسترسی)، به این محتوای خاص بدون مشکلی دسترسی خواهند داشت (فقط کافی است که از آدرس نهایی به نحوی مطلع شوند).
سؤال: چگونه می‌توان کلیه اکشن متدهای یک پروژه ASP.NET MVC را که دارای ویژگی OutputCache در یک کنترلر امن هستند، یافت؟
کدهای کامل این بررسی را در اینجا ملاحظه می‌کنید.
ابتدا مسیر اسمبلی کامپایل شده پروژه ASP.NET MVC که حاوی کنترلرهای برنامه است، باید مشخص گردد.
سپس در این اسمبلی کلیه نوع‌های تعریف شده، یافت گردیده و آن‌هایی که پیاده سازی کننده IController هستند (یعنی کلاس‌های کنترلر واقعی برنامه) و همچنین دارای ویژگی AuthorizeAttribute نیز می‌باشند، جدا خواهند شد.
در ادامه، در هر کنترلر امن یافت شده، متدهایی را بررسی خواهیم کرد که دارای خروجی از نوع ActionResult باشند (فقط اکشن متدها مدنظر هستند). اگر این اکشن متد یافت شده دارای ویژگی OutputCacheAttribute بود و همچنین Location آن به None تنظیم نشده بود ... یعنی مشکل امنیتی وجود دارد که باید برطرف شود.
البته برای تکمیل این مطلب باید دو حالت زیر هم پیاده سازی و بررسی شوند:
- کلیه Viewهای برنامه بررسی شوند. اگر در View خاصی که متعلق است به یک کنترلر یا حتی اکشن متد امن، ارجاعی به اکشن متدی کش شده در کنترلری دیگر وجود داشت، این مورد هم یک باگ امنیتی است.
- کلیه کنترلرهای عمومی که دارای اکشن متدی امن هستند نیز باید جهت یافتن OutputCache بررسی شوند.
خوب، تا اینجا ممکن است مشکلی به نظر نرسد و هدف از کش کردن اطلاعات یک اکشن متد نیز همین مورد است. اما اگر این اکشن متد کش شده، به اشتباه در یک کنترلر مزین شده با ویژگی Authorize قرار گیرد، چه خواهد شد؟ مثلا این کنترلر امن، برای ارائه فایل‌ها یا حتی نمایش قسمتی از صفحه یا کل صفحه، از کش استفاده کرده است. در بار اول دریافت فایل، بدیهی است که تمام مسایل اعتبارسنجی باید مطابق طول عمر یک کنترلر روی دهند. اما در بار دوم فراخوانی آدرس دریافت صفحه یا فایل، اصلا کار به فراخوانی کنترلر نمی‌رسد. به عبارتی کلیه کاربران سایت (اعم از لاگین شده، نشده، دارای دسترسی مشاهده صفحه یا آدرس امن و یا بدون دسترسی)، به این محتوای خاص بدون مشکلی دسترسی خواهند داشت (فقط کافی است که از آدرس نهایی به نحوی مطلع شوند).
سؤال: چگونه می‌توان کلیه اکشن متدهای یک پروژه ASP.NET MVC را که دارای ویژگی OutputCache در یک کنترلر امن هستند، یافت؟
using System;
using System.Linq;
using System.Reflection;
// Add a ref. to \Program Files\Microsoft ASP.NET\ASP.NET MVC 4\Assemblies\System.Web.Mvc.dll
using System.Web.Mvc;
// Add a ref. to System.Web
using System.Web.UI;
namespace FindOutputCaches
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var path = @"D:\site\bin\Web.dll";
var asmTarget = Assembly.LoadFrom(path);
checkSecuredControllers(asmTarget);
Console.WriteLine("Press a key...");
Console.Read();
}
private static void checkSecuredControllers(Assembly asmTarget)
{
// یافتن کلیه کنترلرهایی که فیلتر اوتورایز دارند
var securedControllers = asmTarget.GetTypes()
.Where(type => typeof(IController).IsAssignableFrom(type) &&
Attribute.IsDefined(type, typeof(AuthorizeAttribute)) &&
!type.Name.StartsWith("T4MVC"))
.ToList();
foreach (var controller in securedControllers)
{
// یافتن کلیه اکشن متدهای کنترلر جاری
var actionMethods = controller.GetMethods(BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance | BindingFlags.DeclaredOnly)
.Where(method => typeof(ActionResult).IsAssignableFrom(method.ReturnType))
.ToList();
foreach (var method in actionMethods)
{
// یافتن متدهایی که دارای آوت پوت کش هستند
var attributes = method.GetCustomAttributes(typeof(OutputCacheAttribute), true);
if (attributes == null || !attributes.Any())
continue;
var outputCache = (OutputCacheAttribute)attributes[0]; // AllowMultiple = false
if (outputCache.Location == OutputCacheLocation.None)
continue; //سبب عدم کش شدن شده است؛ مثلا برای کارهای ای‌جکسی
Console.WriteLine("Detected incorrect usage of OutputCache in:\n {0}-->{1}",
controller.FullName, method.Name);
}
}
}
}
} ابتدا مسیر اسمبلی کامپایل شده پروژه ASP.NET MVC که حاوی کنترلرهای برنامه است، باید مشخص گردد.
سپس در این اسمبلی کلیه نوع‌های تعریف شده، یافت گردیده و آن‌هایی که پیاده سازی کننده IController هستند (یعنی کلاس‌های کنترلر واقعی برنامه) و همچنین دارای ویژگی AuthorizeAttribute نیز می‌باشند، جدا خواهند شد.
در ادامه، در هر کنترلر امن یافت شده، متدهایی را بررسی خواهیم کرد که دارای خروجی از نوع ActionResult باشند (فقط اکشن متدها مدنظر هستند). اگر این اکشن متد یافت شده دارای ویژگی OutputCacheAttribute بود و همچنین Location آن به None تنظیم نشده بود ... یعنی مشکل امنیتی وجود دارد که باید برطرف شود.
البته برای تکمیل این مطلب باید دو حالت زیر هم پیاده سازی و بررسی شوند:
- کلیه Viewهای برنامه بررسی شوند. اگر در View خاصی که متعلق است به یک کنترلر یا حتی اکشن متد امن، ارجاعی به اکشن متدی کش شده در کنترلری دیگر وجود داشت، این مورد هم یک باگ امنیتی است.
- کلیه کنترلرهای عمومی که دارای اکشن متدی امن هستند نیز باید جهت یافتن OutputCache بررسی شوند.
یک سرویس کوچک ویندوز ان اتی نوشته‌ام که کارش این است که در پایان هر هفته، تمام دیتابیس‌های اس کیوال سرور موجود را یافته و اسکریپت تمام اشیاء آنها را به صورت خودکار تولید می‌کند (از جداول گرفته تا تریگرها، رویه‌های ذخیره شده و غیره)، سپس کل مجموعه را فشرده کرده و سپس ایمیل می‌زند. اینکار برای نگهداری تغییرات انجام شده در طول یک هفته لازم است.
برنامه با استفاده از امکانات SMO تهیه شده است و اگر علاقمند بودید که اینکار را انجام دهید، می‌توانید به مقاله‌های زیر رجوع کنید:
Making a database clone using SMO
Using the SqlServer.Management.Smo
SQL Server: SMO Scripting Basics
با آمدن اس کیوال سرور 2008، اشیاء SMO هم به روز شده‌اند و اگر با این اشیاء برنامه نویسی کرده باشید، برنامه بر روی سروری با اس کیوال سرور 2005 اجرا نخواهد شد و پیغام خطای زیر را دریافت خواهید کرد:
Could not load file or assembly 'Microsoft.SqlServer.Management.Sdk.Sfc, Version=10.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=89845dcd8080cc91' or one of its dependencies. The system cannot find the file specified.
خوشبختانه مایکروسافت این کتابخانه‌ها را به صورت مجزا هم برای دریافت قرار داده است و می‌توان آنها را نصب نمود تا برنامه بدون اشکال اجرا شود. به صفحه زیر و قسمت Microsoft SQL Server 2008 Management Objects مراجعه نمائید:
اینجا کلیک نمائید
البته همانطور که در صفحه ذکر شده نیز عنوان گردیده است، به MSXML 6.0 هم نیاز می‌باشد که لینک دریافت آن در ابتدای صفحه فوق موجود است.
حین کار با ORMهای پیشرفته، ویژگی‌های جالب توجهی در اختیار برنامه نویس‌ها قرار می‌گیرد که در زمان استفاده از کلاس‌های متداول SQLHelper از آنها خبری نیست؛ مانند:
الف) Deferred execution
ب) Lazy loading
ج) Eager loading
نحوه بررسی SQL نهایی تولیدی توسط EF
برای توضیح موارد فوق، نیاز به مشاهده خروجی SQL نهایی حاصل از ORM است و همچنین شمارش تعداد بار رفت و برگشت به بانک اطلاعاتی. بهترین ابزاری را که برای این منظور می‌توان پیشنهاد داد، برنامه EF Profiler است. برای دریافت آن می‌توانید به این آدرس مراجعه کنید: (^) و (^)
پس از وارد کردن نام و آدرس ایمیل، یک مجوز یک ماهه آزمایشی، به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.
زمانیکه این فایل را در ابتدای اجرای برنامه به آن معرفی می‌کنید، محل ذخیره سازی نهایی آن جهت بازبینی بعدی، مسیر MyUserName\Local Settings\Application Data\EntityFramework Profiler خواهد بود.
استفاده از این برنامه هم بسیار ساده است:
الف) در برنامه خود، ارجاعی را به اسمبلی HibernatingRhinos.Profiler.Appender.dll که در پوشه برنامه EFProf موجود است، اضافه کنید.
ب) در نقطه آغاز برنامه، متد زیر را فراخوانی نمائید:
HibernatingRhinos.Profiler.Appender.EntityFramework.EntityFrameworkProfiler.Initialize();
نقطه آغاز برنامه می‌تواند متد Application_Start برنامه‌های وب، در متد Program.Main برنامه‌های ویندوزی کنسول و WinForms و در سازنده کلاس App برنامه‌های WPF باشد.
ج) برنامه EFProf را اجرا کنید.
مزایای استفاده از این برنامه
1) وابسته به بانک اطلاعاتی مورد استفاده نیست. (برخلاف برای مثال برنامه معروف SQL Server Profiler که فقط به همراه SQL Server ارائه می‌شود)
2) خروجی SQL نمایش داده شده را فرمت کرده و به همراه Syntax highlighting نیز هست.
3) کار این برنامه صرفا به لاگ کردن SQL تولیدی خلاصه نمی‌شود. یک سری از Best practices را نیز به شما گوشزد می‌کند. بنابراین اگر نیاز دارید سیستم خود را بر اساس دیدگاه یک متخصص بررسی کنید (یک Code review ارزشمند)، این ابزار می‌تواند بسیار مفید باشد.
4) می‌تواند کوئری‌های سنگین و سبک را به خوبی تشخیص داده و گزارشات آماری جالبی را به شما ارائه دهد.
5) می‌تواند دقیقا مشخص کند، کوئری را که مشاهده می‌کنید از طریق کدام متد در کدام کلاس صادر شده است و دقیقا از چه سطری.
6) امکان گروه بندی خودکار کوئری‌های صادر شده را بر اساس DbContext مورد استفاده به همراه دارد.
و ...
استفاده از این برنامه حین کار با EF «الزامی» است! (البته نسخه‌های NH و سایر ORMهای دیگر آن نیز موجود است و این مباحث در مورد تمام ORMهای پیشرفته صادق است)
مدام باید بررسی کرد که صفحه جاری چه تعداد کوئری را به بانک اطلاعاتی ارسال کرده و به چه نحوی. همچنین آیا می‌توان با اعمال اصلاحاتی، این وضع را بهبود بخشید. بنابراین عدم استفاده از این برنامه حین کار با ORMs، همانند راه رفتن در خواب است! ممکن است تصور کنید برنامه دارد به خوبی کار می‌کند اما ... در پشت صحنه فقط صفحه جاری برنامه، 100 کوئری را به بانک اطلاعاتی ارسال کرده، در حالیکه شما تنها نیاز به یک کوئری داشته‌اید.
کلاس‌های مدل مثال جاری
کلاس‌های مدل مثال جاری از یک دپارتمان که دارای تعدادی کارمند می‌باشد، تشکیل شده است. ضمنا هر کارمند تنها در یک دپارتمان می‌تواند مشغول به کار باشد و رابطه many-to-many نیست :
using System.Collections.Generic;
namespace EF_Sample06.Models
{
public class Department
{
public int DepartmentId { get; set; }
public string Name { get; set; }
//Creates Employee navigation property for Lazy Loading (1:many)
public virtual ICollection<Employee> Employees { get; set; }
}
}
namespace EF_Sample06.Models
{
public class Employee
{
public int EmployeeId { get; set; }
public string FirstName { get; set; }
public string LastName { get; set; }
//Creates Department navigation property for Lazy Loading
public virtual Department Department { get; set; }
}
}
نگاشت دستی این کلاس‌ها هم ضرورتی ندارد، زیرا قراردادهای توکار EF Code first را رعایت کرده و EF در اینجا به سادگی می‌تواند primary key و روابط one-to-many را بر اساس navigation properties تعریف شده، تشخیص دهد.
در اینجا کلاس Context برنامه به شرح زیر است:
using System.Data.Entity;
using EF_Sample06.Models;
namespace EF_Sample06.DataLayer
{
public class Sample06Context : DbContext
{
public DbSet<Department> Departments { set; get; }
public DbSet<Employee> Employees { set; get; }
}
}
و تنظیمات ابتدایی نحوه به روز رسانی و آغاز بانک اطلاعاتی نیز مطابق کدهای زیر می‌باشد:
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Entity.Migrations;
using EF_Sample06.Models;
namespace EF_Sample06.DataLayer
{
public class Configuration : DbMigrationsConfiguration<Sample06Context>
{
public Configuration()
{
AutomaticMigrationsEnabled = true;
AutomaticMigrationDataLossAllowed = true;
}
protected override void Seed(Sample06Context context)
{
var employee1 = new Employee { FirstName = "f name1", LastName = "l name1" };
var employee2 = new Employee { FirstName = "f name2", LastName = "l name2" };
var employee3 = new Employee { FirstName = "f name3", LastName = "l name3" };
var employee4 = new Employee { FirstName = "f name4", LastName = "l name4" };
var dept1 = new Department { Name = "dept 1", Employees = new List<Employee> { employee1, employee2 } };
var dept2 = new Department { Name = "dept 2", Employees = new List<Employee> { employee3 } };
var dept3 = new Department { Name = "dept 3", Employees = new List<Employee> { employee4 } };
context.Departments.Add(dept1);
context.Departments.Add(dept2);
context.Departments.Add(dept3);
base.Seed(context);
}
}
}
نکته: تهیه خروجی XML از نگاشت‌های خودکار تهیه شده
اگر علاقمند باشید که پشت صحنه نگاشت‌های خودکار EF Code first را در یک فایل XML جهت بررسی بیشتر ذخیره کنید، می‌توان از متد کمکی زیر استفاده کرد:
void ExportMappings(DbContext context, string edmxFile)
{
var settings = new XmlWriterSettings { Indent = true };
using (XmlWriter writer = XmlWriter.Create(edmxFile, settings))
{
System.Data.Entity.Infrastructure.EdmxWriter.WriteEdmx(context, writer);
}
}
بهتر است پسوند فایل XML تولیدی را edmx قید کنید تا بتوان آن‌را با دوبار کلیک بر روی فایل، در ویژوال استودیو نیز مشاهده کرد:
using (var db = new Sample06Context())
{
ExportMappings(db, "mappings.edmx");
}
الف) بررسی Deferred execution یا بارگذاری به تاخیر افتاده
برای توضیح مفهوم Deferred loading/execution بهترین مثالی را که می‌توان ارائه داد، صفحات جستجوی ترکیبی در برنامه‌ها است. برای مثال یک صفحه جستجو را طراحی کرده‌اید که حاوی دو تکست باکس دریافت FirstName و LastName کاربر است. کنار هر کدام از این تکست باکس‌ها نیز یک چک‌باکس قرار دارد. به عبارتی کاربر می‌تواند جستجویی ترکیبی را در اینجا انجام دهد. نحوه پیاده سازی صحیح این نوع مثال‌ها در EF Code first به چه نحوی است؟
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Data.Entity;
using System.Linq;
using EF_Sample06.DataLayer;
using EF_Sample06.Models;
namespace EF_Sample06
{
class Program
{
static IList<Employee> FindEmployees(string fName, string lName, bool byName, bool byLName)
{
using (var db = new Sample06Context())
{
IQueryable<Employee> query = db.Employees.AsQueryable();
if (byLName)
{
query = query.Where(x => x.LastName == lName);
}
if (byName)
{
query = query.Where(x => x.FirstName == fName);
}
return query.ToList();
}
}
static void Main(string[] args)
{
// note: remove this line if you received : create database is not supported by this provider.
HibernatingRhinos.Profiler.Appender.EntityFramework.EntityFrameworkProfiler.Initialize();
Database.SetInitializer(new MigrateDatabaseToLatestVersion<Sample06Context, Configuration>());
var list = FindEmployees("f name1", "l name1", true, true);
foreach (var item in list)
{
Console.WriteLine(item.FirstName);
}
}
}
}
نحوه صحیح این نوع پیاده سازی ترکیبی را در متد FindEmployees مشاهده می‌کنید. نکته مهم آن، استفاده از نوع IQueryable و متد AsQueryable است و امکان ترکیب کوئری‌ها با هم.
به نظر شما با فراخوانی متد FindEmployees به نحو زیر که هر دو شرط آن توسط کاربر انتخاب شده است، چه تعداد کوئری به بانک اطلاعاتی ارسال می‌شود؟
var list = FindEmployees("f name1", "l name1", true, true);
شاید پاسخ دهید که سه بار : یکبار در متد db.Employees.AsQueryable و دوبار هم در حین ورود به بدنه شرط‌های یاد شده و اینجا است که کسانی که قبلا با رویه‌های ذخیره شده کار کرده باشند، شروع به فریاد و فغان می‌کنند که ما قبلا این مسایل رو با یک SP در یک رفت و برگشت مدیریت می‌کردیم!
پاسخ صحیح: «فقط یکبار»! آن‌هم تنها در زمان فراخوانی متد ToList و نه قبل از آن.
برای اثبات این مدعا نیاز است به خروجی SQL لاگ شده توسط EF Profiler مراجعه کرد:
SELECT [Extent1].[EmployeeId] AS [EmployeeId],
[Extent1].[FirstName] AS [FirstName],
[Extent1].[LastName] AS [LastName],
[Extent1].[Department_DepartmentId] AS [Department_DepartmentId]
FROM [dbo].[Employees] AS [Extent1]
WHERE ([Extent1].[LastName] = 'l name1' /* @p__linq__0 */)
AND ([Extent1].[FirstName] = 'f name1' /* @p__linq__1 */)
IQueryable قلب LINQ است و تنها بیانگر یک عبارت (expression) از رکوردهایی می‌باشد که مد نظر شما است و نه بیشتر. برای مثال زمانیکه یک IQueryable را همانند مثال فوق فیلتر می‌کنید، هنوز چیزی از بانک اطلاعاتی یا منبع داده‌ای دریافت نشده است. هنوز هیچ اتفاقی رخ نداده است و هنوز رفت و برگشتی به منبع داده‌ای صورت نگرفته است. به آن باید به شکل یک expression builder نگاه کرد و نه لیستی از اشیاء فیلتر شده‌ی ما. به این مفهوم، deferred execution (اجرای به تاخیر افتاده) نیز گفته می‌شود.
کوئری LINQ شما تنها زمانی بر روی بانک اطلاعاتی اجرا می‌شود که کاری بر روی آن صورت گیرد مانند فراخوانی متد ToList، فراخوانی متد First یا FirstOrDefault و امثال آن. تا پیش از این فقط به شکل یک عبارت در برنامه وجود دارد و نه بیشتر.
اطلاعات بیشتر: «تفاوت بین IQueryable و IEnumerable در حین کار با ORMs»
ب) بررسی Lazy Loading یا واکشی در صورت نیاز
در مطلب جاری اگر به کلاس‌های مدل برنامه دقت کنید، تعدادی از خواص به صورت virtual تعریف شده‌اند. چرا؟
تعریف یک خاصیت به صورت virtual، پایه و اساس lazy loading است و به کمک آن، تا به اطلاعات شیءایی نیاز نباشد، وهله سازی نخواهد شد. به این ترتیب می‌توان به کارآیی بیشتری در حین کار با ORMs رسید. برای مثال در کلاس‌های فوق، اگر تنها نیاز به دریافت نام یک دپارتمان هست، نباید حین وهله سازی از شیء دپارتمان، شیء لیست کارمندان مرتبط با آن نیز وهله سازی شده و از بانک اطلاعاتی دریافت شوند. به این وهله سازی با تاخیر، lazy loading گفته می‌شود.
Lazy loading پیاده سازی ساده‌ای نداشته و مبتنی است بر بکارگیری AOP frameworks یا کتابخانه‌هایی که امکان تشکیل اشیاء Proxy پویا را در پشت صحنه فراهم می‌کنند. علت virtual تعریف کردن خواص رابط نیز به همین مساله بر می‌گردد، تا این نوع کتابخانه‌ها بتوانند در نحوه تعریف اینگونه خواص virtual در زمان اجرا، در پشت صحنه دخل و تصرف کنند. البته حین استفاده از EF یا انواع و اقسام ORMs دیگر با این نوع پیچیدگی‌ها روبرو نخواهیم شد و تشکیل اشیاء Proxy در پشت صحنه انجام می‌شوند.
یک مثال: قصد داریم اولین دپارتمان ثبت شده در حین آغاز برنامه را یافته و سپس لیست کارمندان آن‌را نمایش دهیم:
using (var db = new Sample06Context())
{
var dept1 = db.Departments.Find(1);
if (dept1 != null)
{
Console.WriteLine(dept1.Name);
foreach (var item in dept1.Employees)
{
Console.WriteLine(item.FirstName);
}
}
}
رفتار یک ORM جهت تعیین اینکه آیا نیاز است برای دریافت اطلاعات بین جداول Join صورت گیرد یا خیر، واکشی حریصانه و غیرحریصانه را مشخص می‌سازد.
در حالت واکشی حریصانه به ORM خواهیم گفت که لطفا جهت دریافت اطلاعات فیلدهای جداول مختلف، از همان ابتدای کار در پشت صحنه، Join های لازم را تدارک ببین. در حالت واکشی غیرحریصانه به ORM خواهیم گفت به هیچ عنوان حق نداری Join ایی را تشکیل دهی. هر زمانی که نیاز به اطلاعات فیلدی از جدولی دیگر بود باید به صورت مستقیم به آن مراجعه کرده و آن مقدار را دریافت کنی.
به صورت خلاصه برنامه نویس در حین کار با ORM های پیشرفته نیازی نیست Join بنویسد. تنها باید ORM را طوری تنظیم کند که آیا اینکار را حتما خودش در پشت صحنه انجام دهد (واکشی حریصانه)، یا اینکه خیر، به هیچ عنوان SQL های تولیدی در پشت صحنه نباید حاوی Join باشند (lazy loading).
در مثال فوق به صورت خودکار دو کوئری به بانک اطلاعاتی ارسال می‌گردد:
SELECT [Limit1].[DepartmentId] AS [DepartmentId],
[Limit1].[Name] AS [Name]
FROM (SELECT TOP (2) [Extent1].[DepartmentId] AS [DepartmentId],
[Extent1].[Name] AS [Name]
FROM [dbo].[Departments] AS [Extent1]
WHERE [Extent1].[DepartmentId] = 1 /* @p0 */) AS [Limit1]
SELECT [Extent1].[EmployeeId] AS [EmployeeId],
[Extent1].[FirstName] AS [FirstName],
[Extent1].[LastName] AS [LastName],
[Extent1].[Department_DepartmentId] AS [Department_DepartmentId]
FROM [dbo].[Employees] AS [Extent1]
WHERE ([Extent1].[Department_DepartmentId] IS NOT NULL)
AND ([Extent1].[Department_DepartmentId] = 1 /* @EntityKeyValue1 */)
یکبار زمانیکه قرار است اطلاعات دپارتمان یک (db.Departments.Find) دریافت شود. تا این لحظه خبری از جدول Employees نیست. چون lazy loading فعال است و فقط اطلاعاتی را که نیاز داشته‌ایم فراهم کرده است.
زمانیکه برنامه به حلقه می‌رسد، نیاز است اطلاعات dept1.Employees را دریافت کند. در اینجا است که کوئری دوم، به بانک اطلاعاتی صادر خواهد شد (بارگذاری در صورت نیاز).
ج) بررسی Eager Loading یا واکشی حریصانه
حالت lazy loading بسیار جذاب به نظر می‌رسد؛ برای مثال می‌توان خواص حجیم یک جدول را به جدول مرتبط دیگری منتقل کرد. مثلا فیلدهای متنی طولانی یا اطلاعات باینری فایل‌های ذخیره شده، تصاویر و امثال آن. به این ترتیب تا زمانیکه نیازی به اینگونه اطلاعات نباشد، lazy loading از بارگذاری آنها جلوگیری کرده و سبب افزایش کارآیی برنامه می‌شود.
اما ... همین lazy loading در صورت استفاده نا آگاهانه می‌تواند سرور بانک اطلاعاتی را در یک برنامه چندکاربره از پا درآورد! نیازی هم نیست تا شخصی به سایت شما حمله کند. مهاجم اصلی همان برنامه نویس کم اطلاع است!
اینبار مثال زیر را درنظر بگیرید که بجای دریافت اطلاعات یک شخص، مثلا قصد داریم، اطلاعات کلیه دپارتمان‌ها را توسط یک Grid نمایش دهیم (فرقی نمی‌کند برنامه وب یا ویندوز باشد؛ اصول یکی است):
using (var db = new Sample06Context())
{
foreach (var dept in db.Departments)
{
Console.WriteLine(dept.Name);
foreach (var item in dept.Employees)
{
Console.WriteLine(item.FirstName);
}
}
}
There is already an open DataReader associated with this Command which must be closed first
برای رفع این مشکل نیاز است گزینه MultipleActiveResultSets=True را به کانکشن استرینگ اضافه کرد:
<connectionStrings>
<clear/>
<add
name="Sample06Context"
connectionString="Data Source=(local);Initial Catalog=testdb2012;Integrated Security = true;MultipleActiveResultSets=True;"
providerName="System.Data.SqlClient"
/>
</connectionStrings>
سؤال: به نظر شما در دو حلقه تو در توی فوق چندبار رفت و برگشت به بانک اطلاعاتی صورت می‌گیرد؟ با توجه به اینکه در متد Seed ذکر شده در ابتدای مطلب، تعداد رکوردها مشخص است.
پاسخ: 7 بار!
و اینجا است که عنوان شد استفاده از EF Profiler در حین توسعه برنامه‌های مبتنی بر ORM «الزامی» است! اگر از این نکته اطلاعی نداشتید، بهتر است یکبار تمام صفحات گزارشگیری برنامه‌های خود را که حاوی یک Grid هستند، توسط EF Profiler بررسی کنید. اگر در این برنامه پیغام خطای n+1 select را دریافت کردید، یعنی در حال استفاده ناصحیح از امکانات lazy loading می‌باشید.
آیا می‌توان این وضعیت را بهبود بخشید؟ زمانیکه کار ما گزارشگیری از اطلاعات با تعداد رکوردهای بالا است، استفاده ناصحیح از ویژگی Lazy loading می‌تواند به شدت کارآیی بانک اطلاعاتی را پایین بیاورد. برای حل این مساله در زمان‌های قدیم (!) بین جداول join می‌نوشتند؛ الان چطور؟
در EF متدی به نام Include جهت Eager loading اطلاعات موجودیت‌های مرتبط به هم درنظر گرفته شده است که در پشت صحنه همینکار را انجام می‌دهد:
using (var db = new Sample06Context())
{
foreach (var dept in db.Departments.Include(x => x.Employees))
{
Console.WriteLine(dept.Name);
foreach (var item in dept.Employees)
{
Console.WriteLine(item.FirstName);
}
}
}
همانطور که ملاحظه می‌کنید اینبار به کمک متد Include، نسبت به واکشی حریصانه Employees اقدام کرده‌ایم. اکنون اگر برنامه را اجرا کنیم، فقط یک رفت و برگشت به بانک اطلاعاتی انجام خواهد شد و کار Join نویسی به صورت خودکار توسط EF مدیریت می‌گردد:
SELECT [Project1].[DepartmentId] AS [DepartmentId],
[Project1].[Name] AS [Name],
[Project1].[C1] AS [C1],
[Project1].[EmployeeId] AS [EmployeeId],
[Project1].[FirstName] AS [FirstName],
[Project1].[LastName] AS [LastName],
[Project1].[Department_DepartmentId] AS [Department_DepartmentId]
FROM (SELECT [Extent1].[DepartmentId] AS [DepartmentId],
[Extent1].[Name] AS [Name],
[Extent2].[EmployeeId] AS [EmployeeId],
[Extent2].[FirstName] AS [FirstName],
[Extent2].[LastName] AS [LastName],
[Extent2].[Department_DepartmentId] AS [Department_DepartmentId],
CASE
WHEN ([Extent2].[EmployeeId] IS NULL) THEN CAST(NULL AS int)
ELSE 1
END AS [C1]
FROM [dbo].[Departments] AS [Extent1]
LEFT OUTER JOIN [dbo].[Employees] AS [Extent2]
ON [Extent1].[DepartmentId] = [Extent2].[Department_DepartmentId]) AS [Project1]
ORDER BY [Project1].[DepartmentId] ASC,
[Project1].[C1] ASC
متد Include در نگارش‌های اخیر EF پیشرفت کرده است و همانند مثال فوق، امکان کار با lambda expressions را جهت تعریف خواص مورد نظر به صورت strongly typed ارائه می‌دهد. در نگارش‌های قبلی این متد، تنها امکان استفاده از رشته‌ها برای معرفی خواص وجود داشت.
همچنین توسط متد Include امکان eager loading چندین سطح با هم نیز وجود دارد؛ مثلا x.Employees.Kids و همانند آن.
چند نکته در مورد نحوه خاموش کردن Lazy loading
امکان خاموش کردن Lazy loading در تمام کلاس‌های برنامه با تنظیم خاصیت Configuration.LazyLoadingEnabled کلاس Context برنامه به نحو زیر میسر است:
public class Sample06Context : DbContext
{
public Sample06Context()
{
this.Configuration.LazyLoadingEnabled = false;
}
یا اگر تنها در مورد یک کلاس نیاز است این خاموش سازی صورت گیرد، کلمه کلیدی virtual را حذف کنید. برای مثال با نوشتن public ICollection<Employee> Employees بجای public virtual ICollection<Employee> Employees در اولین بار وهله سازی کلاس دپارتمان، لیست کارمندان آن به نال تنظیم می‌شود. البته در این حالت null object pattern را نیز فراموش نکنید (وهله سازی پیش فرض Employees در سازنده کلاس):
public class Department
{
public int DepartmentId { get; set; }
public string Name { get; set; }
public ICollection<Employee> Employees { get; set; }
public Department()
{
Employees = new HashSet<Employee>();
}
}
به این ترتیب به خطای null reference object بر نخواهیم خورد. همچنین وهله سازی، با مقدار دهی لیست دریافتی از بانک اطلاعاتی متفاوت است. در اینجا نیز باید از متد Include استفاده کرد.
بنابراین در صورت خاموش کردن lazy loading، حتما نیاز است از متد Include استفاده شود. اگرlazy loading فعال است، جهت تبدیل آن به eager loading از متد Include استفاده کنید (اما اجباری نیست).
