مطالب
اصول پایگاه داده - تراکنش ها
در این مقاله آموزشی قصد داریم به یکی از مهمترین و اساسی‌ترین مفاهیم تعریف شده در پایگاه داده بنام تراکنش‌ها بپردازیم. بعنوان تعریف می‌توان اینگونه بیان نمود که تراکنش یک واحد کاری منطقی است که عملی را بر روی پایگاه داده انجام می‌دهد. عموما تراکنش‌ها دنباله ای از عملیات پایگاه داده هستند که رویه هم رفته انجام یک کار یا وظیفه را بر عهده دارند. نکته مهمی که در مورد تراکنش‌ها مطرح می‌شود اینست که آنها باید به گونه ای مدیریت شوند که پایگاه داده را از یک وضعیت سازگار و درست (consistent) به وضعیت سازگار دیگری ببرند. به بیان دیگر اگر تراکنش از چند عملیات تشکیل شده باشد، پس از پایان اجرای تمامی عملیات مربوط به تراکنش نباید در داده‌های پایگاه داده هیچ تناقضی با قوانین پایگاه داده (integrity rules) بوجود بیاید. مزیت استفاده از تراکنش نیز همین مسئله است که به توسعه دهنده نرم افزار این اطمینان را می‌دهد که صحت و درستی پایگاه داده در اثر اجرای دستورات او از بین نخواهد رفت. علاوه بر آن اگر در حین اجرای یکی از دستورات خللی ایجاد گردد، پایگاه داده دوباره به وضعیت سازگار قبلی خود باز گردانده خواهد شد. نسل‌های اولیه سیستم‌های مدیریت پایگاه داده فاقد پیاده سازی تراکنش بودند و بهمین دلیل توسعه دهندگان کار بسیار مشکلی در شبیه سازی این واحد‌های یکپارچه منطقی داشتند. خوشبختانه اکثر DBMS‌های امروزی این مفهوم مهم را پشتیبانی می‌کنند و نیازی به نگرانی در مورد پیاده سازی آن نیست. تنها کاری که لازم است انجام گیرد کسب مهارت در زمینه استفاده از آنهاست.
تعریف تراکنش‌ها و مشخص کردن عملیات موجود در آنها اغلب توسط خود توسعه دهنده برنامه صورت می‌گیرد. اوست که تعیین می‌کند تراکنشش باید چه عملیاتی را با چه ترتیبی انجام دهد. اما در کنار این قسم از تراکنش‌ها که توسط کاربران تعریف می‌شود، تراکنش‌های دیگری نیز وجود دارند که توسط خود سیستم مدیریت پایگاه داده تعریف می‌شوند. به این قبیل تراکنش‌ها که واحد‌های کاری بسیار کوچک و عموما تجزیه ناپذیری هستند تراکنش‌های خودکار یا auto transactions گفته می‌شود. بعنوان مثال اگر ما تراکنشی را تعریف کرده باشیم که شامل یک عمل خواندن و یک عمل درج باشد، در هنگام اجرا سیستم این تراکنش را به دو تراکنش کوچکتر می‌شکند که در یکی عمل خواندن و در دیگری عملی نوشتن و درج را انجام می‌دهد. البته توجه داشته باشید که اگر چه این دو عملیات جدا و مستقل از هم اجرا می‌شوند اما رابطه منطقی آنها با یکدیگر  حفظ می‌شود و در صورت خللی در یکی از آنها اثر دیگری نیز بازگردانده شده و پایگاه داده دوباره به حالت قبل از جرا برگردانده می‌شود. به این کار عمل undo شدن تراکنش گفته می‌شود. 
 
گفتیم که تعریف تراکنش توسط کاربر صورت می‌پذیرد و مدیریت آن بر عهده پایگاه داده قرار می‌گیرد. در این میان نکته حائز اهمیتی وجود دارد که در اینجا باید به آن اشاره شود. اندازه تراکنش نقشی بسیار موثر در کارایی پایگاه داده ایفا می‌کند. توجه داشته باشید که اندازه تراکنش‌ها نباید خیلی بزرگ باشد. چراکه منجر به بزرگ شدن بیرویه فایل مربوط به ثبت وقایع پایگاه داده (log file) می‌گردد. تمامی علیات تاثیر گذار بر روی پایگاه داده در این فایل ثبت می‌شوند تا در موقع لزوم بتوان با استفاده از عمل بازیابی و ترمیم پایگاه داده (recovery) را انجام داد. بزرگ بودن این فایل در هنگام ترمیم می‌تواند بر روی کارایی تاثیر گذار باشد. علاوه بر این موضوع اندازه تراکنش‌ها اثر سوء دیگری نیز می‌تواند در پی داشته باشد و آن محدود نمودن درجه همروندی است. یعنی اگر اندازه تراکنش بیش از حد معمول باشد ممکن است بر روی تعداد تراکنش هایی که می‌توانند بطور موازی و همزمان اجرا شوند تاثیر منفی بگذارد. چرا که معمولا در آغاز تراکنش بر روی منابعی که مورد استفاده تراکنش قرار می‌گیرد قفل گذاری می‌شود تا بگونه ای مسئله نواحی بحرانی حل شود. این قفل‌ها زمانی آزاد می‌شوند که تمامی عملیات داخل تراکنش بطور کامل اجرا شده باشند یا اینکه مشکلی در حین اجرا بوجود آید. در این صورت هرچه تراکنش بزرگ‌تر باشد اجرای آن بیشتر طول خواهد کشید و در نتیجه قفل‌های آن نیز دیر‌تر آزاد می‌شوند. بدین ترتیب سایر تراکنش هایی که می‌خواهند از منابع مشترک استفاده کنند باید تا پایان اجرای تراکنش بزرگ ما منتظر بمانند. این مسئله یعنی کاهش درجه اجرای موازی با همروندی که اگر در سیستم‌های بزرگ به آن دقت نشود به گلوگاهی تبدیل خواهد شد و کارایی را به نحو قابل توجهی کاهش می‌دهد.
 
 تعریف تراکنش‌ها :
بدنه اصلی هر تراکنش را چهار کلمه کلیدی تشکیل می‌دهند که البته ممکن است صریحا در تعریف توسط کاربر لحاظ نشوند اما این چهار کلمه کلیدی باید در تمامی تراکنش‌ها چه بصورت صریح و چه بصورت ضمنی آورده شوند. این کلمات عبارتند از BEGIN TRANSACTION، END TRANSACTION، ROLLBACK و COMMIT. کلمات کلیدی BEGIN TRANSACTION و END TRANSACTION  همانطور که از نامشان پیداست آغاز و پایان یک تراکنش را نشان می‌دهد. اینکه تراکنش از چه نقطه ای آغاز و در چه نقطه ای به پایان رسیده است برای مدیریت آن بسیار مهم و حیاتی است بخصوص در مواقعی که در حین انجام مشکلی پیش بیاید. از کلمه کلیدی ROLLBACK هنگامی استفاده می‌کنیم که بخواهیم تغییراتی که تا این لحظه بر روی پایگاه داده صورت گرفته است را مجددا بی اثر کنیم و پایگاه داده را به حالت پیش از شروع تراکنش بازگردانیم. توجه داشته باشید که در برخی از مواقع ممکن است این کلمه را خودمان در بدنه تراکنش مستقیما قرار دهیم. بعنوان مثال یک خطای منطقی را در بخشی از روال انجام تراکنش با یک عبارت شرطی تشخیص می‌دهیم و با استفاده از ROLLBACK به مدیریت پایگاه داده اعلام می‌کنیم که عملیات بازگردانی را انجام بده. گاهی ممکن است ما صریحا این کلمه را در تراکنش نیاورده باشیم اما درحین انجام تراکنش خطایی رخ دهد، در این صورت خود سیستم مدیریت پایگاه داده خطا را شناسایی کرده و عملیات مربوط به ROLLBACK را انجام می‌دهد تا صحت و سازگاری پایگاه داده حفظ گردد. کلمه کلیدی COMMIT نیز باید در انتهای تراکنش آورده شود تا به مدیریت پایگاه داده اعلام شود که عملیات کامل شده است و تغییرات باید در پایگاه داده بطور فیزیکی اعمال شوند. توجه داشته باشید که تا زمانی که مدیریت پایگاه داده به دستور COMMIT نرسیده باشد، تغییرات را جهت اعمال بر روی حافظه فیزیکی به واحد مدیریت حافظه نمی‌دهد و بنابراین این تغییرات تا پیش از COMMIT از چشم سایر کاربران مخفی خواهد ماند.
 
نکته ای که در اینجا وجود دارد این است که فرمان COMMIT به معنی این نیست که بلافاصله تغییرات بر روی دیسک و حافظه جانبی نوشته می‌شود. بلکه به این معنی است که تمامی عملیات تراکنش با موفقیت انجام شده است و سیستم مدیریت پایگاه می‌تواند آنها را برای نوشته شدن در حافظه جانبی به واحد مدیریت حافظه تحویل دهد. در اینجاست که یکی دیگر از پیچیدگی‌های طراحی سیستم مدیریت پایگاه داده روشن می‌شود و آن اینست که این سیستم باید بنحوی این داده‌ها را در فاصله بین COMMIT و نوشته شدن در حافظه برای سایر کاربران قابل مشاهده نماید. 
 
در ادامه نمونه ای از یک تراکنش را مشاهده می‌کنید :
BEGIN TRANSACTION;
INSERT INTO SP RELATION {S#  S#(‘S5’), P#  P#(‘P1’), 
                    QTY  QTY(1000)}};
IF any error occurred THEN GOTO UNDO; END IF;
UPDATE P WHERE P# = P#(‘P1’)
    TOTAL:=TOTAL + QTY(1000);
IF any error occurred THEN GOTO UNDO; END IF;
COMMIT;
GOTO FINISH;
UNDO:  ROLLBACK;
FINISH: RETURN;
همانطور که مشاهده می‌کنید تراکنش بالا دارای تمامی بخش‌های اصلی تراکنش که ذکر شد می‌باشد. البته این امکان وجود دارد که صراحتا این کلمات را در تعریف بدنه تراکنش نیاوریم. بعنوان مثال می‌توان از آوردن COMMIT صرف نظر کرد. در این صورت خود سیستم مدیریت پایگاه داده پس از اجرای آخرین دستور تراکنش در صورتی که هیچ خطایی رخ نداده باشد بطور خودکار عمل COMMIT را انجام می‌دهد. این امر در مورد ROLLBACK و END نیز صادق است. اما در مورد BEGIN TRANSACTION نکته ای وجود دارد و آن اینست که ما باید به پایگاه داده اعلام کنیم که بطور خودکار در پایان یک تراکنش برای شروع تراکنش بعدی BEGIN TRANSACTION را لحاظ کند. این کار را باید با دستور SET IMPLICIT TRANSACTION ON انجام دهیم.
گفتیم که وقوع خطا می‌تواند توسط برنامه نویس شناسایی شود و یا توسط سیستم. یک نمونه از تشخیص خطا توسط برنامه نویس را در مثال بالا مشاهده می‌کنید. عموما دراین قبیل خطا‌ها پس از انجام عمل ROLLBACK تراکنش UNDO شده و اجرای آن متوقف می‌شود که اصطلاحا می‌گوییم تراکنش ABORT می‌شود. اما در مورد خطاهایی که خود سیستم تشخیص می‌دهد وضع به این منوال نیست. در شرایط خطا، سیستم پس از UNDO کردن تراکنش عموما آن را ABORT نمی‌کند بلکه مجددا اجرا می‌کند که به این عمل REDO گفته می‌شود. در بخش‌های بعدی بطور کامل در مورد دو عمل REDO  و UNDO بحث خواهیم کرد.
 
ویژگی‌های تراکنش‌ها :
هر تراکنشی که در سیستم اجرا میشود باید دارای چهار ویژگی باشد. در حقیقت این ویژگی‌ها باید به نحوی تامین شوند تا مقصود و هدف کلی تراکنش‌ها که بردن پایگاه داده از یک وضعیت صحیح به وضعیت صحیح دیگری است برآورده شود. در ادامه هر کدام را یک به یک شرح می‌دهیم :
 
Atomicity:
اولین ویژگی ای که یک تراکنش باید داشته باشد اینست که اثری که بر روی پایگاه داده ما می‌گذارد اثری کامل و بدون نقص باشد. به این معنا که اگر قرار است مجموعه از عملیات تغییراتی را اعمال کنند باید تمامی آن تغییرات بر روی جداول اعمال شوند. در صورتی که حتی یکی از عملیات با مشکل مواجه شود باید تاثیرات عملیات قبلی بازگردانده شوند. به بیانی ساده‌تر در تراکنش یا تمامی عملیات باید بطور کامل انجام شوند و یا هیچ یک از آنها نباید اجرا شده و اثرگذار باشند. به این ویژگی Atomicity گفته می‌شود.
 
توجه داشته باشید که در حین اجرای یک تراکنش احتمالا پایگاه داده به وضعیت غیر سازگار و نادرست خواهد رفت. یکی از وظایف سیستم مدیریت پایگاه داده اینست که این وضعیت ناسازگار را از دید سایر تراکنش‌ها مخفی بسازد تا زمانی که تراکنش COMMIT شود.
 
در مورد Atomicity در برخی مقالات و مطالب آموزشی گفته می‌شود که این مفهوم یعنی تراکنش نباید قابل شکسته شدن باشد که این تعریف چندان صحیحی از Atomicity نمی‌باشد. چراکه یک تراکنش در حین اجرا ممکن است بار‌ها و بارها شکسته شود و یا از یک تراکنش بر روی تراکنش دیگری سوئیچ شود. بنابراین مراد از Atomicity همان واحد کاری کامل است نه واحد کاری غیر قابل شکسته شدن.
 
 
Consistency:
تراکنش باید تغییرات را به گونه ای اعمال کند که پایگاه داده را از وضعیت صحیح به وضعیت صحیح دیگری ببرد.از آنجا که صحت پایگاه داده را قوانین جامعیت پایگاه داده (integrity rules) تضمین می‌کنند بنابراین تراکنش باید تغییرات را بگونه ای اعمال کند که این قوانین نقض نشوند. به این خاصیت از تراکنش‌ها Consistency گفته می‌شود.
 
Isolation:
عموما برنامه‌های مبتنی بر پایگاه در دنیای واقعی برنامه هایی چند کاربره هستند که در برخی از آنها ممکن است میلیون‌ها تراکنش بطور همزمان با یکدیگر در حال اجرا باشند. در چنین حجم بالایی یکی از مسائلی که مطرح می‌شود اینست که تراکنش‌های موازی تاثیر سوئی بر روی یکدیگر نداشته باشند. بعنوان مثال یکی از مشکلاتی که در اجرای همروند و موازی تراکنش‌ها ممکن است رخ دهد مشکل lost update می‌باشد. بر همین اساس یکی دیگر از ویژگی هایی که یک تراکنش باید داشته باشد که اینست که اثر سوئی بر روی تراکنش‌های همروند دیگر نداشته باشد. به این ویژگی Isolation گفته می‌شود.
در مورد ایزولاسیون (isolation) تراکنش‌ها باید گفت که ایزولاسیون سطوح و درجه بندی هایی دارد که هر کدام از این سطوح مشخص می‌کنند که تراکنش‌ها تا چه حدی اجازه دارند بر روی هم تاثیر گذار باشند. در واقع این سطوح، میزان عایق بندی تراکنش‌ها را نسبت به یکدیگر مشخص می‌کنند. هرچه درجه ایزولاسیون بالاتر باشند به این معنی است که تراکنش‌ها تاثیر کمتری بر روی یکدیگر خواهند داشت. خوب در ظاهر ممکن است این قضیه بسیار خوب در نظر بیاید چرا که به ما اطمینان  می دهد که اثر ناخواسته ای بر روی یکدیگر نخواهند داشت. اما باید این نکته را نیز در نظر بگیریم که هر چه درجه ایزولاسیون بالاتر باشد درجه همروندی (concurrency) پایین می‌آید و این به معنای کاهش امکان پردازش موازی تراکنش‌ها می‌باشد. این مسئله در مورد پایگاه‌های داده بسیار بزرگ که میلیون‌ها تراکنش همزمان در خواست اجرا داده می‌شوند به یک مسئله بحرانی و یک گلوگاه می‌تواند تبدیل شود. بنابراین تعیین درجه ایزولاسیون بسیار مهم است و باید با درنظر گرفته شرایط پروژه انجام گیرد. 
اینکه پایگاه داده ما در چه سطحی از ایزولاسیون باید عمل نماید توسط کاربر تعیین می‌شود. البته بحث در مورد ارجای موازی تراکنش‌ها و ایزولاسیون آنها بسیار مفصل است و انشاالله در مطلبی دیگر به آن خواهیم پرداخت.
 
 
Durability:
تغییراتی که تراکنش‌ها بر روی پایگاه داده می‌گذارند باید بعد از COMMIT شدن آن پایدار و قابل مشاهده باشند. به این خاصیت durability گفته می‌شود.
 
وضعیت‌های یک تراکنش :
تراکنش‌ها در سیستم همانند یک موجودیت (entity) فعال است هستند. همانطور که می‌دانید ساده‌ترین موجودیت فعال در سیستم فرآیند‌ها (process) می‌باشند که cpu را بعنوان یک ابزار در اختیار گرفته و وظایفی را انجام می‌دهند. تراکنش نیز یک موجودیت فعال می‌باشد و همانند سایر موجودیت‌های فعال دارای وضعیت هایی (state) می‌باشند که در ادامه هریک شرح داده شده اند :
 
فعال (Active) : تراکنشی که در حالت اجرا است در وضعیت فعال می‌باشد.
کامیت جزئی (Partially Committed): پس از اجرای آخرین دستور تراکنش به وضعیت کامیت جزئی می‌رود.
شکست (Failed): در این وضعیت، در روند اجرا خطایی رخ داده و اجرای ادامه تراکنش امکان پذیر نمی‌باشد.
خاتمه (Aborted): پس از تشخیص خطا تراکنش می‌تواند به وضعیت Aborted که در انجا اجرا متوفق شده و تغییرات ROLLBACK می‌شوند.
Committed: در این وضعیت اجرای تراکنش با موفقیت انجام شده و تراکنش پایان می‌پذیرد.
 
در ادامه نمودار حالت تراکنش‌ها نشاد داده شده است :


نکته ای که در اینجا لازم به ذکر است اینست که در حالت پس از حالت شکست به دو شکل امکان ادامه کار وجود دارد. در صورتی که خطای منطقی در تراکنش دیده شود که عموما توسط کاربر تشخیص داده می‌شود تراکش پس از شکست به حالت خاتمه برده می‌شود و کار تمام است. اما در برخی از شرایط خطایی سیستم توسط خود سیستم رخ می‌دهد. که در چنین حالاتی پس از شکست تراکنش مجددا تراکنش ممکن است به حالت فعال برگردانده شود و اجرای ان دوباره از ابتدای تراکنش شروع شود. به این وضعیت اصطلاحا REDO شدن تراکنش گفته می‌شود که در بخش RECOVERY و ترمیم پایگاه داده باید به آن پرداخته شود.
 
اعمال زمان COMMIT:
در زمان COMMIT (بصورت صریح و یا ضمنی)  باید اعمالی انجام شود که در اینجا به آن می‌پردازیم. اولین کاری که صورت می‌گیرد اینست که سیگنالی به DBMS ارسال می‌شود مبنی بر اینکه تراکنش با موفقیت به پایان رسیده است. پس از اینکار سیستم مدیریت پایگاه داده شروع به آزاد کردن قفل هایی می‌کند که در طول اجرای تراکنش بر روی منابع مختلف پایگاه داده زده شده است تا از تاثیر سوء تراکنش‌ها بر روی یکدیگر جلوگیری به عمل آید. علاوه بر کار ذکر شده تغییراتی که توسط تراکنش داده شده است باید پایدار و قابل رویت توسط سایر تراکنش‌ها گردد.
همانطور که در بخش ابتدایی این مطلب آموزشی اشاره کردیم COMMIT به معنی نوشته شدن تغییرات بر روی دیسک سخت نیست. سیستم مدیریت پایگاه داده تنها درخواست نوشتن داده‌ها را به سیستم مدیریت حافظه می‌دهد و نوشتن ان بر عهده مدیریت حافظه می‌باشد. سیستم مدیریت پایگاه داده باید اطلاع داشته باشد که چه تغییراتی نوشته شده است و چه تغییراتی هنوز در حافظه نوشته نشده است. بنابراین یکی دیگر از پیچیدگی‌های طراحی سیستم‌های مدیریت پایگاه داده اینست که تغییراتی را برای سایرین قابل رویت کند که هنوز در حافظه سخت نوشته نشده است.
 
اعمال زمان ROLLBACK:
در زمان ROLLBACK ناموفق بودن تراکنش باید به DBMS اطلاع داده شود. پس از انکه سیستم مدیریت پایگاه داده مطلع شد تمامی تغییرات اعمال شده تا آن لحظه را UNDO می‌کند. البته توجه داشته باشید که در این زمان همانند زمان COMMIT قفل‌ها نیز آزاد می‌شوند تا سایر تراکنش‌ها بتوانند از منابع در اختیار این تراکنش استفاده کنند و درجه همروندی پایین نیاید.
 
پردازش پیام‌ها در زمان اجرای تراکنش‌ها :
به مثال زیر توجه کنید. 

 Read Sav_Amt
  Sav_Amt := Sav-Amt - 500
    if Sav-Amt <0 then do
       put (“insufficient fund”)
       rollback
       end
    else do
      Write Sav_Amt
      Read Chk_Amt
      Chk_Amt := Chk_Amt + 500
      Write Chk-Amt
      put (“transfer complete”)
End transaction
در تراکنش بالا مبلغ 500 دلار از حساب فردی برداشته شده و به حساب دیگر او منتقل می‌شود. همانطور که مشاهده می‌کنید در خلال اجرای یک تراکنش ممکن است پیام هایی را به کاربر نمایش دهیم. حال در نظر بگیرید که در حین اجرا ما پیامی را در خروجی نمایش می‌دهیم و پس از آن تراکنش با شکست مواجه شده و ROLLBACK می‌گردد. در این شرایط پیامی به کاربر مبنی بر انتقال موفق نمایش داده شده است در حالی که در عمل تراکنش با شکست رو به رو شده است. برای حل این مشکل در ضمن کار پیام‌های مختلفی که در خروجی باید نمایش داده شوند بافر می‌شوند تا پس از COMMIT یا ROLLBACK شدن به کاربر نمایش داده شوند. توجه داشته باشید که در زمان  بافر کردن پیام ها، انها در دو گره پیام‌های مربوط به COMMIT و پیام‌های زمان ROLLBACK تقسیم می‌شوند تا هرکدام در شرایط خود نمایش داد شوند. این عمل توسط زیر سیستمی از DBMS بنام سیستم مدیریت ارتباطات داده ای (Data Communication Manager) انجام می‌گیرد.
 
انواع تراکنش‌ها :
تراکنش‌ها انواع و اقسام مختلفی دارند که به سبب پیچیدگی بعضی از آنها به لحاظ پیاده سازی ممکن است آنها را در برخی از پایگاه داده‌ها نداشته باشیم.
 
Flat Transactions:
ساده‌ترین نوع تراکنش‌ها می‌باشند که در تمامی پایگاه‌های داده پشتیبانی می‌شوند و مثال هایی که تا کنون در این نقاله زده شد از این دست می‌باشند.
 
Distributed Transactions:
این قبیل تراکنش‌ها مربوط به پایگاه داده‌های توزیع شده می‌باشند که داده‌های آنها بر روی ماشین‌های مختلفی قرار دارند. بر روی هریک از این ماشین‌ها ممکن است DBMS‌های مختلفی نیز نصب شده باشد که هر یک سیستم مدیریتی مربطو به خود را دارند. از آنجایی که هر یک از این ماشین‌ها یک سیستم مدیریت پایگاه داده مستقل دارند بنابراین قوانین جامعیتی محلی ای را نیز باید لحاظ نمایند. البته باید توجه داشت که علاوع بر این قوانین محلی یک سری قوانین سراسری نیز وجود خواهد داشت که مربوط به کل پایگاه داده توزیع شده می‌باشد. بعنوان مثال سیستم در یکی سیستم دانشگاهی که در شهر‌های مختلفی توزیع شده است، ممکن است بخواهیم تعداد کل دانشجویان ثبت نام شده در سیستم از هزار نفر بیشتر نباشد. عموما درچنین سیستم هایی یک DBMS مدیریت کننده نیز وجود دارد که مسئول برقراری هماهنگی بین سایر DBMS‌ها و نیز اعمال اینگونه قوانین جامعیتی سراسری می‌باشد.  
تراکنش‌های توزیع شده یک یا چند تراکنش جزئی تشکیل شده اند که ممکن است هریک از آنها مربوط به یکی از DBMS‌های سیستم باشد. چنین تراکنش هایی معمولا ابتدا توسط سیستم مدیریتی مرکزی دریافت می‌شوند و سپس هرکدام از پرس و جو‌های داخلی آن به DBMS مربوطه ارسال می‌گردد. اجرای هرکدام از پرس و جو‌های جزئی (که خود می‌توانند تراکنشی مستقل نیر باشند) بطور مستقل و محلی بر روی ماشین مربوطه اجرا شده و در انتها نیز نتیجه اجرا به سیستم مدیریتی باز گردانده می‌شود. سیستم مدیریتی مرکزی منتظر می‌ماند که تمامی تراکنش‌ها اعلام COMMIT کنند تا از انجام موفقیت آمیز همه انها اطمینان حاصل نماید. پس از کسب اطمینان کل تراکنش توسط این سیستم مرکزی COMMIT شده و در نتیجه تغییرات بر روی پایگاه داده توزیه شده اعمال می‌شوند. به این سیاست COMMIT کردن، کامیت دو مرحله ای یا Two-phase Commit گفته می‌شود. توجه داشته باشید که در صورتی که هریک از DBMS‌ها اعلام شکست نمایند تمامی تراکنش توزیع شده ROLLBACK می‌گردد.  
tx_begin();
            execute T1  //at site D
            execute T2  //at site C
            Execute T3  //at site B
            …
tX_commit ();
همانطور که در مثال بالا مشاهده می‌کنید تراکنش اصلی از سه تراکنش T1، T2 و T3 تشکیل شده که مر بوط به سه سایت متفاوت می‌باشند. در زمانی تراکنش اصلی COMMIT خواهد شد که هر سه سایت اعلام موفقیت کنند.
 
تراکنش‌های تو در تو (Nested Transaction):
این نوع از تراکنش نسبت به دو نوع تراکنش قبلی پیچیدگی بیشتری به لحاظ پیاده سازی و مدیریت دارند. این گونه تراکنش‌ها عموما واحد‌های کاری بزرگی هستند که در داخل آنها درختی از تراکنش‌های تو در تو را داریم که مجموعه تمامی انها در نهایت یک کار واحد بلحاظ منطقی را انجام می‌دهند. هر یک از تراکنش‌های داخلی بعنوان یک گره در این ساختار درختی قرار دارند که می‌توانند پدر و یا فرزندانی داشته باشند.
 
در تراکنش‌های تو در تو شرایطی حاکم است.
هر گره در ساختار درختی تراکنش تنها قادر به دیدن برادر‌های خود می‌باشد. به بیان دیگر فرزندان برادران خود را نمی‌بیند و نسبت به انها هیچ اطلاعی ندارد. 
در تراکنش‌های تو در تو امکان اجرای موازی فرزندان یک گره وجود دارد.
امکان اجرای موازی تراکنش‌ها منجر می‌شود به این که تراکنش‌های داخلی قادر به دیدن خروجی حاصل از اجرا همدیگر نباشند.
هر تراکنشی به طور مستقل ویژگی atomicity را دارد اما پایداری (durability) و کامیت شدن آنها وابسته به پدرانشان می‌باشد.
در صورتی که پدری تصمیم بگیرد می‌تواند تمامی زیر تراکنش هایش را خاتمه (abort) دهد.
در تراکنش‌های موازی COMMIT شدن یک گره پدر به دو صورت امکان پذیر است. 
 
حالت AND: در این حالت یک تراکنش در صورتی کامیت خواهد شده که تمامی فرزندان آن با موفقیت اجرا و COMMIT شده باشند.
حالت OR: در این حالت اگر حتی یکی از تراکنش‌های فرزند نیز موفق به COMMIT شده باشد تراکنش پدر نیز COMMIT خواهد شد.
 
تراکنش‌های چند سطحی (Multi-level Transactions) :
این نوع نیز همانند تراکنش‌های تو در تو پیچیده است. از نظر ساختاری تراکنش‌های چند سطحی مشابه تراکنش‌های تو در تو می‌باشند ولی به لحاظ مفهومی با یکدیگر متفاوت هستند. اولین تفاوت موجود بین این دو نوع اینست که هر زیر تراکنشی قادر است خروجی زیر تراکنش‌های دیگر را ببیند. این مسئله باعث می‌شود که تنوانیم زیر تراکنش‌ها را بصورت همروند و موازی اجرا کنیم که این دومین تفاوت مفهومی بین این دو می‌باشد. هنگامی که زیر تراکنش کامل شد (COMMIT) تمامی قفل‌های مربوط به خود را آزاد می‌کند که این مورد نیز در مورد تراکنش‌های تو در تو صادق نمی‌باشد. یکی از مهمترین تفاوت‌های دیگر بین این دو نوع در اینست که در تراکنش‌های چند سطحی تمامی برگ‌ها در یک سطح از درخت قرار دارند و تنها تراکنش‌های برگ هستند که مستقیما به پایگاه داده مراجعه می‌کنند. در مورد کایت شدن نیز شروط مربوط به تراکنش‌های تو در تو در اینجا وجود ندارند و زیر تراکنش‌ها می‌توانند بدون هیچ شرطی کامیت شوند.
 
تراکنش‌های زنجیره ای (Chained Transaction):
همانطور که از نام این نوع از تراکنش‌ها پیداست، این تراکنش‌ها از زنجیره ای از زیر تراکنش‌های پی در پی تشکیل شده اند. تا زمانی که تمامی حلقه‌های این زنجیر با موفقیت اجرا نشوند سیستم به حالت سازگاری نخواهد نرفت. دراین نوع از تراکنش‌های COMMIT هر حلقه باعث پایداری شدن (durable) داده‌های در پایگاه داده خواهد شد. این مسئله ممکن است پایگاه داده را به وضعیت ناسازگاری ببرد. در هنگام کامیت شدن هر حلقه قفل‌های مربوط به آن نیز آزاد می‌شود.
 
حلقه‌های مختلف زنجیره تراکنشی می‌توانند با یکدیگر تبادل اطلاعات کنند. البته توجه داشته باشید که منابعی که هر کدام از آنها بر روی آن کار می‌کنند با دیگری متفاوت می‌باشد. بعنوان نمونه تراکنشی را نظر بگیرد که قصد دارد متوسط مبلغ مکالمه تلفن همراه مشترکان یک مخابرات را محاسبه کند. بدلیل تعداد بالای مشترکان ممکن است این تراکنش را در قالب یک تراکنش زنجیره ای پیاده سازی کنیم که هر حلقه از آن مسئول محاسبه این مبلغ برای ده هزار نفر از کاربران باشد. توجه داشته باشید که برای بدست آوردن مقدار متوسط نیاز داریم که هر زیر تراکنش‌ها قادر به تبادل اطلاعات باشند. از طرفی منابع مورد استفاده آنها (رکورد ها) با یکدیگر متفاوت خواهد بود و نمی‌توانند تغییرات یکدیگر را ببینند. سوالی که مطرح می‌شود اینست که مبادله اطلاعات بین حلقه‌های تراکنش به چه صورت باید انجام شود؟ در جواب این سوال باید گفت که مبادله اطلاعات بین تراکنش‌ها از طریق متغیر‌های رابطه ای که هما متغیر‌های پایگاه داده هستند انجام می‌گیرد.
 
 
SavePoint:
در برخی شرایط ممکن است بخواهیم در هنگام ROLLBACK مجددا به ابتدای تراکنش باز نگردیم تا مجبور باشیم دوباره کار را از ابتدا از سر بگیریم. بعنوان مثال تا قسمتی از تراکنش پیش رفتیم، به خطایی بر خورد می‌کنیم و می‌خواهیم از نقطه ای خاص از تراکنش کا را از سر بگیریم. در چنین کاربرد هایی از ابزاری بنام SavePoint استفاده می‌کنم.
 
برای روشن‌تر شدن مفهوم SavePoint فرض کنید قصد داریم بلیطی از تهران به سیدنی رزرو کنیم. برای این منظور ابتدا عمل رزرواسیون را از تهران به دوبی انجام می‌دهیم و سپس از دوبی به سنگاپور و در نهایت از سنگاپور به سیدنی. حال در این بین می‌توانیم در نقطه تهران – دوبی SavePoint قرار دهیم تا در صورت بروز هرگونه خطا مجددا رزرواسیون را از ابتدا آغاز نکنیم. اگر در هنگام رزرو بلیط دوبی – سنگاپور خطایی بروز دهد می‌توانیم به نقطه تهران – دوبی ROLLBACK کنیم و از آنجا مسیر دیگری را انتخاب کنیم. توجه داشته باشید که ROLLBACK به SavePoint وضعیت پایگاه داده به همان نقطه بازگردانده می‌شود. 
begin transaction();
            s1;
            sp1:= create savepoint(0);
            s2;
            sp2:= create savepoint(0);
            if (condition)
            rollback (spi);
            …
            …
            commit
Auto Transaction:
این قبیل تراکنش‌ها تراکنش‌های کوچکی هستند  که توسط سیستم تعریف می‌شوند. بعنوان مثال سیستم برای انجام دستورات زیر تراکنش تعریف می‌کند :
Alter table, Create, delete, insert, open, drop, fetch, grant, revoke, select, truncate table, update
یکی از علت‌های این امر اینست که در صورت بروز خطا در حین این تراکنش‌های خود کار امکان اجرای مجدد هر کدام فراهم گردد.
 
شروع تراکنش‌ها :
همانطور که گفته شد برای شروع تراکنش‌ها می‌توانیم صراحتا از BEGIN TRANSACTION استفاده کنیم. البته راهکار دیگری نیز وجود دارد که در آن می‌توانیم به DBMS اعلام کنیم که با پایان یک تراکنش پیش از شروع تراکنش بعدی BEGIN TRANSACTION را قرار بده. برای این منظور از دستور زیر استفاده می‌کنیم :
Set implicit_transaction on
برخی از ویژگی‌های تراکنش‌ها را می‌توان تغییر داد. بعنوان مثال می‌توان گفت که تراکنش جاری تنها اجازه خواندن از پایگاه داده را دارد. در این حالت از دستور زیر می‌توان استفاده نمود : 
SET TRANSACTION READ ONLY
همچنین میتوان اجازه تغییر را  به آن داد :
SET TRANSACTION READ WRITE
علاوه بر موارد بالا می‌توان سطح ایزولاسیون تراکنش را با دستود SET تغییر داد. این سطوح در زیر آورده شده اند که بحث در مورد آنها را به مقاله دیگر در مقوله همروندی موکول می‌کنیم. 
READ UNCOMMITTED, READ COMMITTED, REPEATABLE READ, SERIALIZABLE
موفق و پیروز باشید
مطالب
سیستم‌های توزیع شده در NET. - بخش دوم - چرا یک سخت افزار به تنهایی پاسخگوی نیازمندی‌های ما نیست؟
 قبل از شروع به بحث در مورد سیستم‌های توزیع شده، بهتر است ابتدا به سوالی اساسی که اساس بوجود آمدن سیستم‌های توزیع شده است، پاسخ دهیم:

چرا یک سخت افزار به تنهایی پاسخگوی همه نیاز‌های ما نیست؟

همه می‌دانیم که در یک هسته‌ی از پردازنده، چیزی بعنوان پردازش موازی وجود ندارد. هر هسته در هر لحظه می‌تواند یک پردازش را انجام دهد و این سرعت بالای در پردازش عملیات جاری و سوئیچ کردن بین دیگر عملیات است که حس موازی اجرا شدن آنها را به ما می‌دهد. یعنی در صورتیکه بخواهیم در یک سخت افزار با پردازنده‌ی تک هسته‌ای، برنامه نویسی موازی انجام بدهیم، در واقع هیچیک از عملیات ما بصورت موازی انجام نمی‌شوند. زمان پردازشی پردازنده، بر اساس تعداد عملیات و اولویت آنها، بین آنها تقسیم می‌شود. هر لحظه یکی از آنها اجرا می‌شود و با اتمام زمان اجرایش، نوبت به بعدی می‌رسد تا جاییکه تمام آنها به اتمام برسند. در این حالت پردازنده تک هسته‌ای، برای 2 کار زمان صرف می‌کند؛ اول اجرای عملیات جاری و دوم سوئیچ کردن به عملیات بعدی.

حال در صورتیکه تعداد عملیاتی که باید در سیستم بصورت همزمان انجام شوند بیشتر شود، زمانیکه پردازنده باید برای سوئیچ صرف کند نیز بیشتر شده و در نتیجه زمان اجرای عملیات بیشتر می‌شود و آنها دیر‌تر به اتمام میرسند. با بیشتر شدن تعداد این عملیات، کار به جایی می‌رسد که دیگر پردازنده هیچ زمانی را برای پردازش یک عملیات ندارد و باید تمام وقت خود را با سوئیچ کردن بین آنها صرف کند. بله؛ ما سیستمی را طراحی کرد‌ه‌ایم که شامل مجموعه‌ای از عملیات است که هیچ یک اجرا نمی‌شوند!

راه حل چیست؟

ساده است. با افزایش تعداد هسته‌های پردازنده، سیستم ما قادر است تعداد عملیات بیشتری را بصورت همزمان انجام دهد که این عملیات به تعداد هسته‌های پردازنده، واقعا بصورت همزمان انجام می‌شوند. یعنی هر هسته در هر لحظه یک پردازش را می‌تواند بصورت جداگانه از سایر هسته‌ها انجام دهد.


اینجا بود که نیازمندی‌های ما باعث شدند سخت افزارها پیچیده‌تر شوند. البته پیچیدگی بود که باعث تکامل آنها شد. تا اینجا برای انجام تعداد عملیات بیشتر می‌توانیم سخت افزار را ارتقاء دهیم. همچنین در اینجا بود که مفهوم Parallel Systems تکامل پیدا کرد؛ سیستمهایی که توانایی اجرای همزمان چند عملیات را داشتند که همه آنها از یک حافظه، بصورت مشترک استفاده می‌کردند.

مشکل سیستمهای Parallel مشخص است. کارآیی این نوع سیستم، کاملا به سخت افزار و نوع پیاده سازی آنها وابسته است. یعنی در صورت نیاز به کارآیی بیشتر، تنها راه ارتقاء سخت افزار و بهینه کردن کدهاست. اما این روال را تا کجا می‌توانیم انجام دهیم؟

برای روشن شدن مشکل بالا بیایید یک Web Application را بر روی یک سخت افزار اجرا کنیم. در یک Web Application یک Thread Pool شامل مجموعه‌ای از Threadها می‌باشد که هر Thread وظیفه اجرای یک درخواست را بر عهده دارد. یعنی با دریافت یک درخواست، یک Thread از این مجموعه کم می‌شود و وظیفه پاسخ دهی به آن در خواست را بر عهده می‌گیرد. تعداد Thread هایی که در یک Thread Pool می‌باشند نیز وابسته به تعداد هسته‌های پردازنده می‌باشد. برای این تعداد بصورت پیشفرض مقداری در نظر گرفته می‌شود که بیشترین کارآیی را در یک هسته داشته باشد؛ مثلا در ASP.NET بصورت پیشفرض به ازای هر هسته‌ی از CPU، تعداد 20 Thread به این مجموعه اضافه می‌شود. یعنی ما در یک پردازنده 2 هسته‌ای تنها می‌توانیم تعداد 40 درخواست را بصورت همزمان دریافت کنیم. در صورتیکه تعداد در خواستها در یک لحظه بیشتر از این تعداد باشد، تمام درخواست‌های اضافی در صف دریافت قرار می‌گیرند تا یکی از این Thread‌ها به درخواست خودش پاسخ دهد و به Thread Pool بازگردد و آماده اجرای درخواست بعدی باشد.

حال با فرض اینکه بصورت میانگین به هر درخواست در مدت 2 ثانیه پاسخ داده شود و در طول هر 2 ثانیه ما تعداد 200 درخواست جدید دریافت کنیم، یعنی در هر 2 ثانیه تعداد 160 درخواست در صف پردازش درخواست باقی می‌مانند. یعنی در مدت 10 ثانیه تعداد 800 درخواست پردازش نشده در این صف وجود دارند. در صورتیکه این روال ادامه پیدا کند، صف پردازش بزرگتر و بزرگتر می‌شود؛ تا جایی که دیگر حافظه‌ای برای دریافت درخواستهای جدید نباشد. اینجاست که سیستم ما از دسترس خارج می‌شود. پس تصمیم می‌گیریم سخت افزار خود را ارتقاء دهیم و کدهای خود را نیز بهینه کنیم. مثلا جاییکه عملیات I/O را انجام می‌دهیم، برای استفاده‌ی بهینه از Thread‌های موجود، کدهای خود را بصورت Async اجرا کنیم.

تا حدودی مشکل ما فعلا حل شده‌است. بعد از مدتی بدلیل اضافه شدن نیازمندی‌های جدید، تعدادکاربران فعال سیستم زیاد می‌شود و دوباره مشکل پوشش دادن تعداد بیشتر درخواست بوجود می‌آید. مجبوریم دوباره عملیات Scale-up یا Vertical scaling را انجام دهیم. بله؛ عملیاتی که ما در این سیستم‌ها برای مقیاس‌پذیری انجام می‌دهیم، اصطلاحا  Vertical scaling یا Scale-up نام دارد. یعنی با افزایش تعداد کاربران یا تعداد درخواست، کدها بهینه‌تر و سخت افزار ارتقاء پیدا می‌کند.

البته مثالی که ذکر شد به هیچ وجه با دنیای واقعی قابل مقایسه نیست. ممکن است شما سرویسی بسیار حیاتی را پیاده سازی کرده باشید که در شرایط خاص، هزاران یا میلیون‌ها کاربر بصورت همزمان بخواهند درخواستهای خود را برای شما ارسال کنند. در این حالت شما دو راه دارید؛ اول اینکه مرتبا سرویس بسیار حیاتی خود را از دسترس خارج کنید و منتظر بمانید تا حجم تعداد درخواست‌های کاربران کاهش یابد و یا مجبورید سخت افزار سرور خود را آنقدر ارتقاء دهید، تا این تعداد درخواست را بصورت همزمان پوشش دهد. واقعا هزینه تهیه کردن این سرور چقدر است؟

فرض کنید از سمت پایگاه داده نیز با مشکل روبرو شده‌ایم. حجم داده‌های ما روبه افزایش است. فضای حافظه‌ی آزاد تنها Server ی که داده‌های ما را ذخیره می‌کند، رو به اتمام است. چاره چیست؟ آن را ارتقا دهیم؟ بله برای مدتی سرور را از دسترس خارج کرده و فضای آزاد را افزایش می‌دهیم. در این بین تمام سرویس‌های ما که وابسته به این سرور هستند، از دسترس خارج می‌شوند. این کار برای داده‌هایی که ذاتا همیشه رو به افزایش هستند، چقدر باید تکرار شوند؟ چقدر باید هزینه کنیم تا این داده‌ها که تمام سرویس‌های ما به آنها وابسته هستند، با مشکل مواجه نشوند، یا کارآیی بازیابی آنها پایین نیاید؟

حال بیاید از زاویه دیگری به ماجرا نگاه کنیم ما یک سرویس بسیار حساس با تعداد کاربران زیادی را داریم. از دسترس خارج شدن این سرویس برای ما بسیار هزینه بر است. اما تنها سرور بسیار قوی ما که برای آن هزینه‌ی بسیار زیادی را پرداخت کرده‌ایم، با مشکلی مواجه شده که ممکن است زمان زیادی برای رفع مشکل آن صرف شود. بله باز سرویس از دسترس خارج شده و ما با مشکل بسیار جدی مواجه شده‌ایم که ممکن است آینده‌ی سرویس بسیار مهم را به خطر بیاندازد. چاره چیست؟ مثلا تعدادی سرور مشابه سرور اصلی را خریداری کنیم و در صورتیکه سرور اصلی با مشکل جدی مواجه شد از آنها استفاده کنیم. بله هزینه چند برابر شد. فرض کنید به هر دلیل، برق قسمتی که شما این سرورها را نگهداری می‌کنید، قطع شد! چه راهکاری را دارید؟ واقعیتی که باید بپذیریم این است که چون ما یک سرور را برای اجرای Application خودمان داریم، در هرصورت اگر این سرور با مشکلی مواجه شود، تمام سرویس‌های ما با خطری جدی مواجه می‌شوند و ما نیز در صورتیکه بخواهیم این چرخه‌ی معیوب را ادامه دهیم، تنها هر بار صورت مسئله را پاک می‌کنیم. بهتر است روش جدیدی را برای این مشکل بیابیم.

اینجاست که مفهوم سیستمهای توزیع شده به کمک سیستمهای Parallel می‌آید و مفهوم Scale-up یا Vertical scaling  با مفهموم Horizontal Scaling یا Scale-out ادغام می‌شود. در قسمت بعدی، با مفاهیم، خصوصیات و اصطلاحات موجود در این سیستم‌ها آشنا می‌شویم.
مطالب
ASP.NET MVC #11

بررسی نکات تکمیلی Model binder در ASP.NET MVC

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

using System;

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

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

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

using System;
using System.Collections.Generic;

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

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

سورس کامل کنترلر User به شرح زیر است:

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

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

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

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

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

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

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

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

توضیحات:

ایجاد خودکار فرم‌های ورود اطلاعات

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



سفارشی سازی Viewهای خودکار تولیدی

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

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

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

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

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



علت وجود دو متد، به ازای هر Edit یا Create

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



بررسی معتبر بودن اطلاعات دریافتی

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



شبیه سازی عملکرد ViewState در ASP.NET MVC

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



خطاهای نمایش داده شده به کاربر

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

@Html.ValidationSummary(true)

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

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

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

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


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

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

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

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

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


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

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

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

using System;
using System.Web.Mvc;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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



استفاده از model binding برای آپلود فایل به سرور

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

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

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

View متناظر هم می‌تواند به شکل زیر باشد:

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

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



سفارشی سازی model binder پیش فرض ASP.NET MVC

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

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

namespace MvcApplication7.Binders
{
public class PersianDateModelBinder : IModelBinder
{

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

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

سپس برای معرفی PersianDateModelBinder جدید تنها کافی است سطر زیر را

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

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

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

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

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


نظرات مطالب
طراحی گردش کاری با استفاده از State machines - قسمت اول
ممنون از توجه شما
بدلیل اینکه شروع بحث از این پست بود و جناب نصیری به ان پاسخ داده بودند در اینجا دوباره مطرح کردم.
در بخش دوم با استفاده از افزونه مورد نظر و code generator آن کلاس سازنده ماشین حالت ایجاد می‌شود. یعنی در حال Design با رسم گرافیکی آن کلاس مزبور:
public class BlogPostStateMachine
  {
    // .... مثال قسمت دوم
  }
ساخته می‌شود و به گردش درآوردن شیء در آن هم بصورت واضح در بخش دوم توضیح داده شده است. اما نحوه ایجاد این کلاس بصورت dynamic و با استفاده از واکشی داده‌های مربوط به State ها، Transition‌ها و ... از بانک اطلاعاتی سئوال اصلی من است. همانگونه در پست قبلی اشاره کردم با استفاده از کلاس اشاره شده و ارسال لیست State‌ها و Transition‌ها به آن می‌توان تنها با :
StateMachineRequest smr = new StateMachineRequest(smc, startId);
            smr.Configure();
ماشین حالت را ایجاد و کانفیگ نمود و به آن دسترسی داشت. البته بررسی شروط هنگام تغییر وضعیت یا هنگام ورود و خروج از یک وضعیت یکی از ابهامات آن است.
مطالب
آشنایی با جنریک‌ها #2
قبل از ادامه آموزش مفاهیم جنریک، در نظر داشتن این نکته ضروری است که مطالبی که در این سری مقالات ارائه می‌شود در سطح مقدماتی است و قصد من آشنا نمودن برنامه نویسانی است که با این مفاهیم ناآشنا هستند ولی با مطالعه این مقاله می‌توانند کدهای تمیزتر و بهتری تولید کنند و همینطور این مفاهیم ساده، پایه‌ای باشد برای فراگیری سایر نکات تکمیلی و پیچیده‌تر جنریک‌ها.

در قسمت قبلی، نحوه تعریف کلاس جنریک شرح داده شد و در سری دوم اشاره‌ای به مفاهیم و نحوه پیاده سازی اینترفیس جنریک می‌پردازیم.
مفهوم اینترفیس جنریک همانند مفهوم اینترفیس در دات نت است. با این تفاوت که برای آن‌ها یک نوع عمومی تعریف می‌شود و نوع آن‌ها در زمان اجرا تعیین خواهد شد و کلاس بر اساس نوع اینترفیس، اینترفیس را پیاده سازی می‌کند. برای درک بهتر به نحوه تعریف اینترفیس جنریک زیر دقت کنید:
public interface IBinaryOperations<T>
{
   T Add(T arg1, T arg2);
   T Subtract(T arg1, T arg2);
   T Multiply(T arg1, T arg2);
   T Divide(T arg1, T arg2);
}
در کد بالا اینترفیسی از نوع جنریک تعریف شده است که دارای چهار متد با چهار خروجی و پارامترهای چنریک می‌باشد که نوع خروجی‌ها و نوع پارامترهای ورودی در زمان استفاده از اینترفیس تعیین می‌شوند که البته در بالا بطور خاص بیان شده است. اینترفیسی داریم که دو ورودی از هر نوعی دریافت می‌کند و چهار عملی اصلی را بر روی آن‌ها انجام داده و خروجی آن‌ها را از همان نوع پارامتر ورودی تولید می‌کند. (بجای اینترفیس‌های مختلف عملیات چهار عمل اصلی برای هر نوع داده (data type)، یک اینترفیس کلی برای تمام data typeها)
در کلاس زیر نحوه پیاده سازی اینترفیس از نوع int را مشاهده می‌کنید که چهار عملی اصلی را برروی داده هایی از نوع int انجام می‌شود و چهار خروجی از نوع int تولید می‌شود.
public class BasicMath : IBinaryOperations<int>
{
   public int Add(int arg1, int arg2)
   { return arg1 + arg2; }
 
   public int Subtract(int arg1, int arg2)
   { return arg1 - arg2; }
 
   public int Multiply(int arg1, int arg2)
   { return arg1 * arg2; }
 
   public int Divide(int arg1, int arg2)
   { return arg1 / arg2; }
}
بعد از پیاده سازی اینترفیس حال نوبت به استفاده از کلاس می‌رسد که زیر نیز نحوه استفاده از کلاس نمایش داده شده است:
static void Main(string[] args)
{
   Console.WriteLine("***** Generic Interfaces *****\n");
   BasicMath m = new BasicMath();
   Console.WriteLine("1 + 1 = {0}", m.Add(1, 1));
   Console.ReadLine();
}
و در صورتیکه بخواهید کلاسی چهار عمل اصلی را بر روی نوع داده double انجام دهد کافیست کلاسی اینترفیس نوع double را پیاده سازی کرده باشد. مانند کد زیر:
public class BasicMath : IBinaryOperations<double>
{
   public double Add(double arg1, double arg2)
   { return arg1 + arg2; }
   ...
}
برداشتی آزاد از این مقاله.
مطالب
React 16x - قسمت 32 - React Hooks - بخش 3 - نکات ویژه‌ی برقراری ارتباط با سرور
در قسمت‌های 22 تا 25 این سری، روش برقراری ارتباط با سرور را در برنامه‌های React، توسط کتابخانه‌ی معروف Axios، بررسی کردیم. در این قسمت می‌خواهیم همان نکات را زمانیکه قرار است از کامپوننت‌های تابعی، به همراه useState hook و useEffect hook استفاده کنیم، مرور نمائیم.


برپایی پیش‌نیازها

در اینجا نیز از همان برنامه‌ای که در قسمت 30، برای بررسی مثال‌های React hooks ایجاد کردیم، استفاده خواهیم کرد. فقط در آن، کتابخانه‌ی Axios را نیز نصب می‌کنید. به همین جهت در ریشه‌ی پروژه‌ی React این قسمت، دستور زیر را در خط فرمان صادر کنید:
> npm install --save axios
برنامه‌ی backend مورد استفاده هم همان برنامه‌ای است که از قسمت 22 شروع به توسعه‌ی آن کردیم و کدهای کامل آن‌را از پیوست‌های انتهای بحث، می‌توانید دریافت کنید. این برنامه که در مسیر شروع شده‌ی با https://localhost:5001/api قرار می‌گیرد، جهت پشتیبانی از افعال مختلف HTTP مانند Get/Post/Delete/Update طراحی شده‌است. برای راه اندازی آن، به پوشه‌ی این برنامه، مراجعه کرده و فایل dotnet_run.bat آن‌را اجرا کنید، تا endpointهای REST Api آن قابل دسترسی شوند. برای مثال باید بتوان به مسیر https://localhost:5001/api/posts آن در مرورگر دسترسی یافت.
در ادامه می‌خواهیم در برنامه‌ی React خود، لیست مطالب برنامه‌ی backend را از سرور دریافت کرده و نمایش دهیم. همچنین یک search box را به همراه دکمه‌های search و clear نیز به آن اضافه کنیم.


دریافت اطلاعات اولیه از سرور، درون useEffect Hook

پس از نصب پیش‌نیازها و راه اندازی برنامه‌ی backend، در ابتدا فایل src\config.json را جهت درج مشخصات آدرس REST Api آن، ایجاد می‌کنیم:
{
   "apiUrl": "https://localhost:5001/api"
}
سپس فایل جدید src\components\part03\Search.jsx را جهت توسعه‌ی کامپوننت جستجوی این قسمت ایجاد می‌کنیم و ساختار ابتدایی آن‌را با import وابستگی‌های React و مسیر فوق، به صورت یک function که در همان محل قابل export است، ایجاد می‌کنیم، تا فعلا یک React.Fragment را بازگشت دهد:
import React from "react";
import {apiUrl} from "../../config.json";

export default function App() {
  return <></>;
}
بر این اساس، کامپوننت App فایل index.js را به صورت زیر از کامپوننت App فوق، تامین خواهیم کرد:
import App from "./components/part03/Search";
اکنون می‌خواهیم اولین درخواست خود را به سمت backend server ارسال کنیم. برای این منظور در کامپوننت‌های تابعی، از useEffect Hook استفاده می‌شود؛ چون کار با یک API خارجی نیز یک side effect محسوب می‌گردد. بنابراین متد useEffect را import کرده و سپس آن‌را بالای return، فراخوانی می‌کنیم. درون آن نیاز است اطلاعات را از سرور دریافت کنیم و برای اینکار از کتابخانه‌ی axios که آن‌را در قسمت 23 معرفی کردیم، استفاده خواهیم کرد. به همین جهت import آن‌را نیز در این ماژول خواهیم داشت:
import axios from "axios";
import React, { useEffect, useState } from "react";

import { apiUrl } from "../../config.json";

export default function App() {
  useEffect(() => {
    axios
      .get(apiUrl + "/posts/search?query=")
      .then(response => console.log(response.data));
  });
  return <></>;
}
در اینجا با استفاده از متد get کتابخانه‌ی axios، درخواستی را به آدرس https://localhost:5001/api/posts/search، با یک کوئری استرینگ خالی، ارسال کرده‌ایم تا تمام داده‌ها را بازگشت دهد. روش قدیمی استفاده‌ی از axios را که با استفاده از Promiseها و متد then آن است، در اینجا ملاحظه می‌کنید که خروجی خاصیت data شیء response دریافتی را لاگ کرده‌است:


اکنون می‌خواهیم این اطلاعات دریافتی را در برنامه‌ی خود نیز نمایش دهیم. به همین جهت نیاز است تا response.data را درون state کامپوننت جاری قرار داده و در حین رندر کامپوننت، با تشکیل حلقه‌ای بر روی آن، اطلاعات نهایی را نمایش دهیم. بنابراین نیاز به useState Hook خواهیم داشت که ابتدا آن‌را import کرده و سپس آن‌را تعریف و در قسمت then، فراخوانی می‌کنیم:
import axios from "axios";
import React, { useEffect, useState } from "react";

import { apiUrl } from "../../config.json";

export default function App() {
  const [results, setResults] = useState([]);

  useEffect(() => {
    axios.get(apiUrl + "/posts/search?query=").then(response => {
      console.log(response.data);
      setResults(response.data);
    });
  });
چون اطلاعات بازگشتی به صورت یک آرایه‌است، مقدار اولیه‌ی متد useState را با یک آرایه‌ی خالی مقدار دهی کرده‌ایم. سپس برای مقدار دهی متغیر results موجود در state، به متد setResults تعریف شده‌ی توسط useState، مقدار response.data را ارسال می‌کنیم. در این حالت اگر برنامه را ذخیره کرده و اجرا کنید .... برنامه و همچنین مرورگر، هنگ می‌کنند!


همانطور که مشاهده می‌کنید، یک حلقه‌ی بی پایان در اینجا رخ داده‌است! برای پایان آن، مجبور خواهیم شد ابتدا کنسول اجرایی برنامه‌ی React را به صورت دستی خاتمه داده و سپس مرورگر را نیز refresh کنیم تا این حلقه، خاتمه پیدا کند.
علت این مشکل را در قسمت 30 بررسی کردیم؛ effect method تابع useEffect (همان متد در برگیرنده‌ی قطعه کدهای axios.get در اینجا)، پس از هربار رندر کامپوننت، یکبار دیگر نیز اجرا می‌شود. یعنی این متد، هر دو حالت componentDidMount و componentDidUpdate کامپوننت‌های کلاسی را با هم پوشش می‌دهد و چون در اینجا setState را با فراخوانی متد setResults داریم، یعنی درخواست رندر مجدد کامپوننت انجام شده‌است و پس از آن، مجددا effect method فراخوانی می‌شود و ... این حلقه هیچ‌گاه خاتمه نخواهد یافت. به همین جهت مرورگر و برنامه، هر دو با هم هنگ می‌کنند!

در این برنامه فعلا می‌خواهیم که فقط در حالت componentDidMount، کار درخواست اطلاعات از backend صورت گیرد. به همین جهت پارامتر دوم متد useEffect را با یک آرایه‌ی خالی مقدار دهی می‌کنیم:
  useEffect(() => {
   // ...
  }, []);
تا اینجا موفق شدیم متد setResults را تنها در اولین بار نمایش کامپوننت، فراخوانی کنیم که در نتیجه‌ی آن، متغیر results موجود در state، مقدار دهی شده و همچنین کار رندر مجدد کامپوننت در صف قرار می‌گیرد. بنابراین مرحله‌ی بعد، تکمیل قسمت return کامپوننت تابعی است تا آرایه‌ی results را نمایش دهد:
//...

export default function App() {
  // ...
  return (
    <>
      <table className="table">
        <thead>
          <tr>
            <th>Title</th>
          </tr>
        </thead>
        <tbody>
          {results.map(post => (
            <tr key={post.id}>
              <td>{post.title}</td>
            </tr>
          ))}
        </tbody>
      </table>
    </>
  );
}
در اینجا ابتدا یک فرگمنت را توسط </><> تعریف کرده‌ایم و سپس در داخل آن می‌توان المان‌های فرزند را قرار داد. سپس برای ایجاد trهای جدول، یک حلقه را توسط results.map، بر روی عناصر دریافتی از آرایه‌ی مطالب، تشکیل داده‌ایم. چون این حلقه بر روی trهای پویا تشکیل می‌شود، هر tr، نیاز به یک key دارد، تا در DOM مجازی React قابل شناسایی و ردیابی شود که در آخر یک چنین شکلی را ایجاد می‌کند:



استفاده ازAsync/Await  برای دریافت اطلاعات، درون یک  useEffect Hook

اکنون می‌خواهیم درون effect method یک useEffect Hook، روش قدیمی استفاده‌ی از callbackها و متد then را برای دریافت اطلاعات، با روش جدیدتر async/await که در قسمت 23 آن‌را بیشتر بررسی کردیم، جایگزین کنیم.
  useEffect(async () => {
    const { data } = await axios.get(apiUrl + "/posts/search?query=");
    console.log(data);
    setResults(data);
  }, []);
خروجی متد axios.get، یک شیء Promise است که نتیجه‌ی عملیات async را بازگشت می‌دهد. در جاوا اسکریپت مدرن، می‌توان از واژه‌ی کلیدی await برای دسترسی به شیء response دریافتی از آن، استفاده کرد. سپس هر جائیکه از واژه‌ی کلیدی await استفاده می‌شود، متد جاری را باید با واژه‌ی کلیدی async نیز مزین کرد. با انجام اینکار و اجرای برنامه، اخطار زیر در کنسول توسعه دهندگان مرورگر ظاهر می‌شود؛ هرچند نتیجه نهایی هم هنوز نمایش داده می‌شود:
Warning: An effect function must not return anything besides a function, which is used for clean-up.
It looks like you wrote useEffect(async () => ...) or returned a Promise.
این اخطار به این معنا است که effect function تعریف شده را نمی‌توان به صورت async تعریف کرد و از چنین قابلیتی پشتیبانی نمی‌شود. یک effect function حداکثر می‌تواند یک متد دیگر را بازگشت دهد (و یا هیچ چیزی را بازگشت ندهد) که نمونه‌ی آن‌را در قسمت 30، با متدهایی که کار پاکسازی منابع را انجام می‌دادند، بررسی کردیم. اگر متدی را مزین به واژه‌ی کلیدی async کردیم، یعنی این متد در اصل یک Promise را بازگشت می‌دهد؛ اما یک effect function، حداکثر یک تابع دیگر را می‌تواند بازگشت دهد تا componentWillUnmount را پیاده سازی کند.

برای رفع این مشکل، روش توصیه شده، ایجاد یک تابع مجزای async و سپس فراخوانی آن درون effect function است:
  useEffect(() => {
    getResults();
  }, []);

  const getResults = async () => {
    const { data } = await axios.get(apiUrl + "/posts/search?query=");
    console.log(data);
    setResults(data);
  };
مشکل یا محدودیتی برای ایجاد متدهای async، در خارج از یک effect function وجود ندارد. به همین جهت اعمالی را که نیاز به Async/Await دارند، در این متدهای مجزا انجام داده و سپس می‌توان آن‌ها را درون effect function، به نحوی که ملاحظه می‌کنید، فراخوانی کرد. با این تغییر، هنوز هم اطلاعات نهایی، بدون مشکل دریافت می‌شوند، اما دیگر اخطاری در کنسول توسعه دهندگان مرورگر درج نخواهد شد.


پیاده سازی componentDidUpdate با یک useEffect Hook، جهت انجام جستجوهای پویا

تا اینجا با اضافه کردن پارامتر دومی به متد useEffect، رویداد componentDidUpdate آن‌را از کار انداختیم، تا برنامه با هربار فراخوانی setState و اجرای مجدد effect function، در یک حلقه‌ی بی‌نهایت وارد نشود. اکنون این سؤال مطرح می‌شود که اگر یک textbox را برای جستجوی در عناوین نمایش داده شده، در بالای جدول آن قرار دهیم، نیاز است با هربار تغییر ورودی آن، کار فراخوانی مجدد effect function صورت گیرد، تا بتوان نتایج جدیدتری را از سرور دریافت و به کاربر نشان داد؛ این مشکل را چگونه باید حل کرد؟
برای دریافت عبارت وارد شده‌ی توسط کاربر و جستجو بر اساس آن، ابتدا متغیر state و متد تنظیم آن‌را با استفاده از useState Hook و یک مقدار اولیه‌ی دلخواه تنظیم می‌کنیم:
export default function App() {
  // ...
  const [query, setQuery] = useState("Title");
سپس المان textbox زیر را هم به بالای المان جدول، اضافه می‌کنیم:
<input
  type="text"
  name="query"
  className="form-control my-3"
  placeholder="Search..."
  onChange={event => setQuery(event.target.value)}
  value={query}
/>
این کنترل توسط رویداد onChange، عبارت تایپ شده را به متد setQuery ارسال کرده و در نتیجه‌ی آن، کار تنظیم متغیر query در state کامپوننت جاری، صورت می‌گیرد. همچنین با تنظیم value={query}، سبب خواهیم شد تا این کنترل، به یک المان کنترل شده‌ی توسط state تبدیل شود و در ابتدای نمایش فرم، مقدار ابتدایی useState را نمایش دهد.
اکنون که متغیر query دارای مقدار شده‌است، می‌توان از آن در متد axios.get، به نحو زیر و با ارسال یک کوئری استرینگ به سمت سرور، استفاده کرد:
const { data } = await axios.get(
   `${apiUrl}/posts/search?query=${encodeURIComponent(query)}`
);
استفاده از تابع encodeURIComponent، سبب می‌شود تا اگر کاربر برای مثال "Text 1" را وارد کرد، فاصله‌ی بین دو عبارت، به درستی encode شده و یک کوئری مانند https://localhost:5001/api/posts/search?query=Title%201 به سمت سرور ارسال گردد.

تا اینجا اگر برنامه را ذخیره کرده و اجرا کنید، با تایپ در textbox جستجو، تغییری در نتایج حاصل نمی‌شود؛ چون effect function تعریف شده که سبب اجرای مجدد axios.get می‌شود، طوری تنظیم شده‌است که فقط یکبار، آن‌هم پس از رندر اولیه‌ی کامپوننت، اجرا شود. برای رفع این مشکل، با مقدار دهی آرایه‌ای که به عنوان پارامتر دوم متد useEffect تعریف شده، می‌توان اجرای مجدد effect function آن‌را وابسته‌ی به تغییرات متغیر query در state کامپوننت کرد:
  useEffect(() => {
    getResults();
  }, [query]);
اکنون اگر برنامه را ذخیره کرده و اجرا کنید، با هربار ورود اطلاعات درون textbox جستجو، یک کوئری جدید به سمت سرور ارسال شده و نتیجه‌ی جستجوی انجام شده، به صورت یک جدول رندر می‌شود:



دریافت اطلاعات جستجو، تنها با ارسال اطلاعات یک فرم به سمت سرور


تا اینجا کاربر با هر حرفی که درون textbox جستجو وارد می‌کند، یک کوئری، به سمت سرور ارسال خواهد شد. برای کاهش آن می‌توان یک دکمه‌ی جستجو را در کنار این textbox قرار داد تا تنها پس از کلیک بر روی آن، این جستجو صورت گیرد.
برای پیاده سازی این قابلیت، ابتدا وابستگی به query را از متد useEffect حذف می‌کنیم، تا دیگر با تغییر اطلاعات textbox، متد callback آن اجرا نشود (پارامتر دوم آن‌را مجددا به یک آرایه‌ی خالی تنظیم می‌کنیم). سپس یک دکمه را که از نوع button است و رویداد onClick آن به getResults اشاره می‌کند، در بالای جدول نتایج مطالب، قرار می‌دهیم:
<button
  className="btn btn-primary"
  type="button"
  onClick={getResults}
>
  Search
</button>
تا اینجا اگر کاربر اطلاعاتی را وارد کرده و سپس بر روی دکمه‌ی Search فوق کلیک کند، نتایج جستجوی خودش را در جدول ذیل آن مشاهده می‌کند. اکنون می‌خواهیم این امکان را به کاربران بدهیم که با فشردن دکمه‌ی enter درون textbox جستجو، همین قابلیت جستجو را در اختیار داشته باشند؛ تا دیگر الزامی به کلیک بر روی دکمه‌ی Search، نباشد. برای اینکار تنها کافی است، کل مجموعه‌ی textbox و دکمه را درون یک المان form قرار دهیم و نوع button را نیز به submit تغییر دهیم. سپس onClick دکمه را حذف کرده و بجای آن رویداد onSubmit فرم را پیاده سازی می‌کنیم:
<form onSubmit={handleSearch}>
  <div className="input-group my-3">
    <label htmlFor="query" className="form-control-label sr-only"></label>
    <input
type="text"
id="query"
name="query"
className="form-control"
placeholder="Search ..."
onChange={event => setQuery(event.target.value)}
value={query}
    />
    <div className="input-group-append">
<button className="btn btn-primary" type="submit">
  Search
</button>
    </div>
  </div>
</form>
در اینجا یک المان فرم، به همراه یک textbox و button از نوع submit تعریف شده‌اند. رویداد onSubmit نیز به متد منتسب به متغیر handleSearch، متصل شده‌است تا با فشردن دکمه‌ی enter توسط کاربر در این textbox، کار جستجوی مجدد، صورت گیرد:
  const handleSearch = event => {
    event.preventDefault();
    getResults();
  };
تا اینجا اگر برنامه را ذخیره کرده و "Text 1" را در textbox جستجو، وارد کرده و enter کنیم، همانند تصویر فوق، رکورد متناظری از سرور دریافت و نمایش داده می‌شود.


افزودن قابلیت پاک کردن textbox جستجو و معرفی useRef Hook

در ادامه می‌خواهیم یک دکمه‌ی جدید را در کنار دکمه‌ی Search، اضافه کنیم تا با کلیک کاربر بر روی آن، نه فقط محتوای وارد شده‌ی در textbox پاک شود، بلکه focus نیز به آن منتقل گردد. برای پاک کردن textbox، فقط کافی است متد setQuery را با یک رشته‌ی خالی ارسالی به آن فراخوانی کنیم. اما برای انتقال focus به textbox، نیاز به داشتن ارجاع مستقیمی به آن المان وجود دارد که با مفهوم آن در قسمت 18 آشنا شدیم: «برای دسترسی به یک المان DOM در React، باید یک reference را به آن نسبت داد. برای این منظور یک خاصیت جدید را در سطح کلاس کامپوننت ایجاد کرده و آن‌را با React.RefObject مقدار دهی اولیه کرده و سپس ویژگی ref المان مدنظر را به این RefObject تنظیم می‌کنیم». برای انجام یک چنین کاری در اینجا، Hook ویژه‌ای به نام useRef معرفی شده‌است. بنابراین برای پیاده سازی این نیازمند‌ی‌ها، ابتدا دکمه‌ی Clear را در کنار دکمه‌ی Search قرار می‌دهیم:
<button
  type="button"
  onClick={handleClearSearch}
  className="btn btn-info"
>
  Clear
</button>
سپس رویداد onClick آن‌را به متد منتسب به متغیر handleClearSearch، مرتبط می‌کنیم:
import React, { useEffect, useRef, useState } from "react";
// ...

export default function App() {
  // ...
  const searchInputRef = useRef();


  const handleClearSearch = () => {
    setQuery("");
    searchInputRef.current.focus();
  };
در اینجا ابتدا useRef را import کرده‌ایم، تا توسط آن بتوان یک متغیر از نوع React.MutableRefObject را ایجاد کرد. سپس در متد منتسب به handleClearSearch، ابتدا با فراخوانی setQuery، مقدار query را در state کامپوننت، پاک کرده و سپس به کمک این شیء Ref، دسترسی مستقیمی به شیء textbox یافته و متد focus آن‌را فراخوانی می‌کنیم (شیء current آن، معادل DOM Element متناظر است).
البته این searchInputRef برای اینکه دقیقا به textbox تعریف شده اشاره کند، باید آن‌را به ویژگی ref المان، انتساب داد:
<input
  type="text"
  id="query"
  name="query"
  className="form-control"
  placeholder="Search ..."
  onChange={event => setQuery(event.target.value)}
  value={query}
  ref={searchInputRef}
/>
تا اینجا اگر برنامه را ذخیره کرده و اجرا کنیم، با کلیک بر روی دکمه‌ی Clear، متن textbox جستجو حذف شده و سپس کرسر مجددا به همان textbox برای ورود اطلاعات، منتقل می‌شود.


نمایش «لطفا منتظر بمانید» در حین دریافت اطلاعات از سرور


البته در اینجا با هر بار کلیک بر روی دکمه‌ی جستجو، نتیجه‌ی نهایی به سرعت نمایش داده می‌شود؛ اما اگر سرعت اتصال کاربر کمتر باشد، با یک وقفه این امر رخ می‌دهد. به همین جهت بهتر است یک پیام «لطفا منتظر بمانید» را در این حین به او نمایش دهیم. به همین جهت در ابتدا state مرتبطی را به کامپوننت اضافه می‌کنیم:
const [loading, setLoading] = useState(false);
تا با فراخوانی متد setLoading آن بتوان سبب رندر مجدد UI شد و پیامی را نمایش داد و یا مخفی کرد:
  const getResults = async () => {
    setLoading(true);
    const { data } = await axios.get(
      `${apiUrl}/posts/search?query=${encodeURIComponent(query)}`
    );
    console.log(data);
    setResults(data);
    setLoading(false);
  };
متد setLoading در ابتدای متد منتسب به متغیر getResults، مقدار متغیر loading را در state به true تنظیم می‌کند و در پایان عملیات، به false. اکنون بر این اساس می‌توان UI متناظری را نمایش داد:
      {loading ? (
        <div className="alert alert-info">Loading results...</div>
      ) : (
        <table className="table">
          <thead>
            <tr>
              <th>Title</th>
            </tr>
          </thead>
          <tbody>
            {results.map(post => (
              <tr key={post.id}>
                <td>{post.title}</td>
              </tr>
            ))}
          </tbody>
        </table>
      )}
در اینجا با استفاده از یک ternary operator، اگر loading به true تنظیم شده باشد، یک div به همراه عبارت Loading results، نمایش داده می‌شود؛ در غیراینصورت، جدول اطلاعات مطالب، نمایش داده خواهد شد.

برای آزمایش آن می‌توان سرعت اتصال را در برگه‌ی شبکه‌ی ابزارهای توسعه دهندگان مرورگر، تغییر داد:



مدیریت خطاها در حین اعمال async

آخرین امکانی را که به این مطلب اضافه خواهیم کرد، مدیریت خطاهای اعمال async است که با try/catch صورت می‌گیرد:
// ...

export default function App() {
  // ...
  const [error, setError] = useState(null);

  // ...

  const getResults = async () => {
    setLoading(true);

    try {
      const { data } = await axios.get(
        `${apiUrl}/posts/search?query=${encodeURIComponent(query)}`
      );
      console.log(data);
      setResults(data);
    } catch (err) {
      setError(err);
    }

    setLoading(false);
  };
در حین فراخوانی await axios.get، اگر خطایی رخ دهد، این کتابخانه استثنایی را صادر خواهد کرد که می‌توان به جزئیات آن در بدنه‌ی catch نوشته شده دسترسی یافت و برای مثال آن‌را به کاربر نمایش داد. برای این منظور ابتدا state مخصوص آن‌را ایجاد می‌کنیم و سپس توسط فراخوانی متد setError آن، کار رندر مجدد کامپوننت را در صف انجام قرار خواهیم داد.در نهایت برای نمایش آن می‌توان یک div را به پایین جدول اضافه نمود:
{error && <div className="alert alert-warning">{error.message}</div>}
برای آزمایش آن، برنامه‌ی backend را که در حال اجرا است، خاتمه دهید و سپس در برنامه سعی کنید به آن متصل شوید:




کدهای کامل این قسمت را از اینجا می‌توانید دریافت کنید: sample-30-part-03-frontend.zip و sample-30-part-03-backend.zip
مطالب
مقدمه ای بر CQRS و Event Sourcing
به صورت عام، functionality اکثر پروژه‌های نرم افزاری تجاری خلاصه میشود به مخفف معروفی به نام CRUD، که object‌ها را میسازیم، آن‌ها را میخوانیم و تغییر میدهیم.
اپلیکیشن‌های طراحی شده بدین صورت، قابلیت خوانایی بالایی خواهند داشت و دیاگرام طراحی آنها چیزی شبیه به تصویر زیر میباشد

در واقع ما یک سیستمی داریم که شامل مدلی است از دیتا‌های ما و از این مدل برای کوئری گرفتن از دیتابیس استفاده میشود، که البته برای بیشتر پروژه‌های نرم افزاری، معماری درست و ترجیح داده شده‌ای هم میباشد.

زمانیکه نیاز‌های پروژه روز به روز افزورده و پیچیده‌تر میشود، مدل CRUD بصورت پیوسته از ارزشش کاسته میشود و از آن سادگی اولیه‌ی در درک و خوانایی آن دور خواهد شد.

ذات CQRS بر آن است که شما مدل‌های مختلفی را برای خواندن و نوشتن دیتا داشته باشید. الگوی آن چیزی شبیه به تصویر زیر است

چیزی که در این روش مشهود است این میباشد که برنامه نویسان باید قسمت‌های Command و Query را به صورت جداگانه طراحی نمایند.
CQRS این قابلیت را به شما میدهد که interface و Datastore و حتی بطور کامل Technology مجزایی در قسمت‌های CQ داشته باشید.

Event Sourcing
قسمت دوم و متمایز، معماری Event Sourcing یا ES میباشد که بصورت کوتاه، ES یک روش متفاوت برای Data storage میباشد.
اکثرا ما از Datastore‌هایی که مدلی از دیتا را انعکاس می‌دهند استفاده میکنیم. به مثال ساده‌ی زیر توجه کنید

ES از برنامه نویسان میخواهد که مدل سنتی CRUD را فراموش کرده و بجای آن تغییراتی را که روی دیتا صورت گرفته، نیز درج نمایند. اینکار به وسیله‌ی یک دیتابیس Append-only انجام میشود که به نام Event Store شناخته میشود.

در این معماری ما همه‌ی تغییرات روی دیتا را به صورت Serialize Event ذخیره میکنیم که میتواند دوباره در هر زمانی اجرا شده و current state هر objectی را در اختیار بگذارد.

این روش به ما کمک بزرگی میکند تا وضعیت یک object را در گذشته به راحتی پیدا کنیم و از آن میتوان به غیر از فوایدی که دارد، به عنوان یک Logger نیز استفاده نمود. به دلیل اینکه جزء به جزء تغییرات بر روی state سیستم، در آن ثبت شده است. از آنجاییکه دیتا بصورت serialize ذخیره میشود، بارگزاری آن نیز با سرعت بالایی انجام خواهد شد.

پس بصورت خلاصه در معماری Command Query Responsibility Segregation ابتدا باید به این موضوع توجه داشت که قسمت‌های Read و Write نرم افزار به صورت مجزایی طراحی میشوند و Event Sourcing شامل تغییراتی که روی data انجام شده است، میباشد و به‌صورت Serialize شده ذخیره میشود. ما تنها به یک دیتابیس و یک جدول برای نمایش event store نیازمندیم (بستگی به نیازتان میتوان تعداد آن را نیز بیشتر نمود و همچنین حتما لزومی ندارد که از دیتابیس‌های رابطه‌ای استفاده شود؛ بصورت مثال پیاده سازی این قسمت را میتوان با استفاده از Redis که دیتابیسی غیر رابطه‌ای و باسرعت میباشد استفاده نمود).
برای شروع کار (نه پیاده سازی کامل) باید با قسمت‌های مختلف طراحی در این معماری آشنا شویم:
Domain Object
نکته: SimpleCqrs فریم ورکی برای پیاده سازی معماری CQRS , ES میباشد که برای ساده‌تر شدن کار، از آن استفاده شده است (شما حتی میتوانید پیاده سازی خود را داشته باشید)
مدل Movie از کلاسی به نام AggregateRoot ارث بری کرده‌است که توسط SimpleCQRS پیاده سازی شده‌است و یک guid key در آن تعبیه شده است (Aggregate root از مباحث Domain Driven برگرفته شده است و آشنایی با آن کمک شایانی به درک عمیق‌تر روی این مباحث مینماید).
public class Movie : AggregateRoot  
{
    public string Title { get; set; }
    public DateTime ReleaseDate { get; set; }
    public int RunningTimeMinutes { get; set; }

    public Movie() { }

    public Movie(Guid movieId, string title, DateTime releaseDate, int runningTimeMinutes)
    {
        //پیاده سازی خواهد شد
    }
}
توجه: SimpleCQRS فقط پیاده سازی guid برای کلید مربوط به هر مدل را پیاده سازی نموده است؛ بنابراین کلید مدل نمیتواند integer باشد.

Commands
command دستوراتی است که توسط end user فراخوانی میشود که باعث تغییرات خواهد شد. وقتی اپلیکیشن یک command را دریافت مینماید، command handler به پردازش آن برای فهمیدن خواسته کاربر میپردازد و پس از آن event مربوطه را برای اجرای آن وظیفه‌ی خاص صدا میزند.
همه‌ی command‌ها تغییراتی بر روی state جاری خواهند داشت. در نتیجه دیتا‌های ذخیره شده درون دیتابیس تغییرات خواهند کرد. هر commandی که تغییری بر روی State سیستم نداشته باشد، یک دستور غلط محسوب شده و باید در سمت query‌ها آن را پیاده سازی نمود.
در نتیجه Commnad‌ها دستوراتی هستند که از طرف کاربر برای تغییرات بر روی دیتا‌های ذخیره شده، ارسال میشوند.
فرض کنید Domain Objectی برای Movie تعریف کرده‌ایم و میخواهیم دستور اضافه کردن فیلم را پیاده سازی نماییم
public class CreateMovieCommand : ICommand  
{
    public string Title { get; set; }
    public DateTime ReleaseDate { get; set; }
    public int RunningTimeMinutes { get; set; }
    public CreateMovieCommand(string title, DateTime releaseDate, int runningTime)
    {
        Title = title;
        ReleaseDate = releaseDate;
        RunningTimeMinutes = runningTime;
    }
}
توجه: ICommand از طریق SimpleCQRS اضافه شده‌است.

Command Handler
بعد از اینکه Command مورد نیاز نوشته شد، حال احتیاج به پیاده سازی CommandHandler مربوطه که دستور متناظر را پردازش میکند، داریم.
public class CreateMovieCommandHandler : CommandHandler<CreateMovieCommand>  
{
    protected IDomainRepository _repository;

    public CreateMovieCommandHandler(IDomainRepository repository)
    {
        _repository = repository;
    }

    public override void Handle(CreateMovieCommand command)  
    {
        var movie = new Domain.Movie(Guid.NewGuid(), command.Title, 
    command.ReleaseDate, command.RunningTimeMinutes);

        _repository.Save(movie);
    }
}
Command Handler باید از کلاس جنریک <CommandHandler<T ارث بری نماید و T باید از نوع Command در نظر گرفته شود و همچنین IDomainRepository اینترفیسی است که توسط SimpleCQRS تعریف شده‌است و ما احتیاجی به پیاده سازی آن نداریم (در قسمت‌های بعدی پیکربندی آن را انجام میدهیم).
برای رسیدگی کردن به دستور مربوطه احتیاج به override کردن متد Handle میباشد.
کار اساسی توسط متد Save انجام میشود که همه‌ی event‌های pending شده توسط Domain Object را گرفته و آنها را به Event Store میفرستد.

Events
event‌ها تغییراتی هستند بر روی State جاری سیستم که توسط کاربر به وسیله‌ی Commandها فراخوانی میشوند.
رویداد‌ها serialize میشوند و درون Event Store ذخیره میشوند؛ بنابراین میتوان فراخوانی آنها را در هر لحظه انجام داد.
هر تعداد Event میتواند توسط یک دستور raise شود.
ساخت یک Event:
قبلا دستوری را برای ساخت یک movie نوشتیم و حال احتیاج به event مربوطه را داریم:
public class MovieCreatedEvent : DomainEvent  
{
    public Guid MovieId
    {
        get { return AggregateRootId; }
        set { AggregateRootId = value;}
    }

    public string Title { get; set; }
    public DateTime ReleaseDate { get; set; }
    public int RunningTimeMinutes { get; set; }

    public MovieCreatedEvent(Guid movieId, string title, DateTime releaseDate, int runningTime)
    {
        MovieId = movieId;
        Title = title;
        ReleaseDate = releaseDate;
        RunningTimeMinutes = runningTime;
    }
}
فراموش نکنید که این کلاس آبجکتی خواهد بود که Serialize شده و در دیتابیس ذخیره خواهد شد. باید همه‌ی پراپرتی‌های لازم که با استفاده از این Event ممکن است تغییر کنند را شامل شود (بدیهی است که این پراپرتی‌ها از Domain Object گرفته میشود).
public class Movie : AggregateRoot  
{
    public string Title { get; set; }
    public DateTime ReleaseDate { get; set; }
    public int RunningTimeMinutes { get; set; }

    public Movie(Guid movieId, string title, DateTime releaseDate, int runningTimeMinutes)
    {
        Apply(new MovieCreatedEvent(Guid.NewGuid(), title, releaseDate, runningTimeMinutes));
    }
}
به Aggregate فوق که در اوایل بحث صحبت شده‌است دقت کنید. حال متد Apply باعث میشود که event مربوطه درون بخش لوکال aggregate root ذخیره شود. بنابراین بعدا میتواند به صورت فیزیکی درون Event Store ذخیره شود.

Event Handler
هر Event Handler  میتواند تعداد زیادی از IHandleDomainEvents ‌ها را پیاده سازی نماید. حال متد Handle این اینترفیس را پیاده سازی نمودیم. 
public class MovieEventHandler : IHandleDomainEvents<MovieCreatedEvent>  
{
    public void Handle(MovieCreatedEvent createdEvent)
    {
        using (MoviesContext entities = new MoviesContext())
        {
            entities.Movies.Add(new Movie()
            {
                Id = createdEvent.AggregateRootId,
                Title = createdEvent.Title,
                ReleaseDate = createdEvent.ReleaseDate,
                RunningTimeMinutes = createdEvent.RunningTimeMinutes
            });

            entities.SaveChanges();
        }
    }
}
مثلا در این قسمت با استفاده از ORM، شیء مورد نظر به صورت فیزیکی درون دیتابیس ذخیره میشود.
در قسمت آخر نیازمندیم که تغییرات زیر را به Movie اضافه نماییم.
درون Doamin Objectی که قبلا تعریف کرده بودیم متدی را به صورت زیر پیاده سازی مینماییم
protected void OnMovieCreated(MovieCreatedEvent domainEvent)
        {
            Id = domainEvent.AggregateRootId;
            Title = domainEvent.Title;
            ReleaseDate = domainEvent.ReleaseDate;
            RunningTimeMinutes = domainEvent.RunningTimeMinutes;
        }
باعث میشود پس از فراخوانی شدن Event، تغییرات صورت گرفته‌ی بر state سیستم، بر روی Domain Object اعمال شود و آن را بروزرسانی نماید. این متد دقیقا بصورت اتوماتیک وقتی که event مربوطه raise میشود، فراخوانی میشود.
پس از ترکیب CQRS و ES معماری اولیه‌ی سیستم چیزی شبیه به دیاگرام زیر خواهد بود (بسته به سناریوهای خاص میتواند سفارشی سازی شود)

خلاصه:
کاربر دستوری را از طریق برنامه به سیستم ارسال مینماید.
command مربوطه دریافت میشود و به روی Command Bus قرار داده میشود.
Command Handler وظیفه‌ی تفسیر کردن Command مربوطه را به عهده میگیرد و به وسیله‌ی Domain object آن event مورد نظر فراخوانی خواهد شد و باعث میشود domain object بروزرسانی گردد.
Event همان objectی است که باید به صورت serialize شده درون append only database ذخیره شود.
Event handler رویداد مربوطه را گرفته و بصورت فیزیکی مقادیر مورد نظر را در دیتابیس ذخیره مینماید.

Query
از آنجاییکه قسمت Read، در سیستم به صورت CQRS طراحی میشود، به راحتی میتوان query‌ها را optimize کرده و به صورت مثال به جای استفاده از ORM‌های معمول بطور مستقیم Stored Procedure فراخوانی کرده، تا جای ممکن کیفیت query‌ها بهترین حالت ممکن باشند. در حالیکه در مدل CRUD بهینه کردن بخش read بسیار پیچیده و بعضا غیر ممکن میباشد.

مزایای استفاده از این مدل
Distributed Systems Capabilities
یکی از مهمترین مزیت‌های این مدل تسهیم گسترش پذیری سیستم بر روی ماشین‌های فیزیکی مختلف از طریق messaging pattern میباشد.
High Availability
از آنجایی که سیستم توزیع پذیر طراحی شده‌است، هر قسمت از آن میتواند بدون توجه به fail شدن قسمت‌های دیگر به کار خود ادامه دهد.
Reduce Complexity
در domain‌های پیچیده طراحی و پیاده سازی objectهایی که مسئول دو قسمت read و write هستند، میتواند کار را بیش از حد پیچیده کرده و در این صورت چون business logic و read logic در هم ترکیب میشوند، مدیریت کردن موارد multiple user, shared data, performance, transactions, consistency سخت و سخت‌تر میشود.
Facilitates Building Task-based UI
وقتی شما به پیاده سازی الگوی CQRS میپردازید، اصولا هر عملی که توسط End user از طریق ui ارسال میشود، معادل command مربوط به آن وجود دارد. به همین جهت میتوان عملیات لازم برای اجرای یک پروسه را بصورت واضحی درک کرد.
 Maintenance And Flexibility
هر چند پیاده سازی این مدل سخت خواهد بود، اما در ابعاد وسیع‌تر به دلیل اینکه هر قسمت به صورت مجزایی طراحی شده و اینکه دستورات و رویداد‌ها به صورت تفکیک شده پیاده سازی شده‌اند، همچنین وجود ES، قابلیت زیادی به debug سیستم می‌دهد.
نکته: ES مدل مورد قبولی برای اکثر معماری‌های نوین سیستم‌های نرم افزاری امروزی میباشد و فقط مختص به CQRS نمیباشد. بطور مثال در معماری Microservices به وفور از Event Sourcing استفاده میشود.

مشکلات استفاده از این مدل
  • ذاتا پیاده سازی این مدل سخت و دشوار است و از آنجاییکه سادگی در پیاده سازی سیستم‌های نرم افزاری، یک اصل مهم محسوب میشود، بنابراین استفاده از این مدل محدود میشود به سیستم‌های نرم افزاری که مزیت‌های گفته شده در قسمت فوق برایشان حیاتی محسوب شود.
  • برای پیاده سازی سیستمی با این مدل احتیاج به تیم توسعه‌ای است که با مفاهیم آن کاملا آشنا باشد.
  • هر چند امروزه فضای فیزیکی برای ذخیره سازی دیتا ارزان محسوب میشود، اما به هر حال استفاده از این مدل به همراه ES، حجم زیادی از Disk space را خواهد گرفت.
  • همانطور که دیدید برای پیاده سازی یک Insert ساده، حجم زیادی کد نوشته شده‌است. بنابراین تولید اینگونه نرم افزار‌ها به زمان بیشتری نیاز دارد.
بنابراین باید در انتخاب معماری سیستم بسیار دقت شود؛ هر چند که این مدل برای سیستم‌های بزرگ و پیچیده خیلی کارآمد محسوب میشود و باعث یک Domain object غنی ، History Tracking، شفافیت در مشکلات Concurrency و همچنین Scalability و غیره خواهد شد، اما پیدا کردن برنامه نویسانی با داشتن درک عمیق روی این مباحث کمی سخت به نظر میرسد.
در قسمت بعدی بصورت کامل به پیاده سازی این الگو در یک اپلیکشن دات نتی خواهیم پرداخت.
مطالب دوره‌ها
مفاهیم کلیدی مورد استفاده در مدل سازی داده کاوی (بخش دوم)

مفاهیم کلیدی


Case
مهمترین مفهومی است که در تحلیل یک مسئله داده کاوی می‌بایست شناسائی شود و تشخیص اشتباه در شناسائی آن منجر به عدم موفقیت پروژه داده کاوی خواهد شد. Case به معنای یک موجودیت پایه از اطلاعات می‌باشد که عملیات داده کاوی بر روی آن انجام می‌شود و هدف از معرفی آن، معرفی ساختار مسئله به موتور داده کاوی است.  هر Case شامل مجموعه ای از ویژگی‌ها (Attributes) می‌باشد؛ مانند سن، جنسیت. ویژگی‌ها می‌توانند دارای یک مجموعه از مقادیر ممکن باشند که به آنها وضعیت یا مقدار (State/Value) می‌گویند؛ مانند جنسیت که دارای دو وضعیت زن یا مرد می‌باشد.

Case می‌تواند ساده باشد؛ برای نمونه زمانیکه قصد دارید «از اطلاعات آماری مشتریان به منظور تحلیل ریسک وام گرفتن» استفاده کنید، بدین ترتیب هر Case شامل اطلاعات یک مشتری و یا ردیفی از داده مشتریان است.

Case می‌تواند کمی پیچیده‌تر باشد؛ برای مثال زمانیکه می‌خواهید «رفتار خرید مشتری را بر اساس تاریخچه خرید مشتری» تحلیل کنید، که در این صورت هر Case شامل یک رکورد از اطلاعات مشتری به همراه لیستی از محصولاتی که خریداری کرده است، می‌باشد. (توجه کنید تعریف رفتار به طور ضمنی، بیانگر عملکرد در طول زمان می‌باشد)

Case مثال فوق نمونه ای از Nested Case است، که به اطلاعات Details در ساختار Master/Details اشاره دارد. چنانچه Case ای از نوع Nested باشد، الگوریتم‌ها به Case ای به عنوان ورودی فرمت مجموعه ردیف سلسله مراتبی (Hierarchical Row-set) نیاز دارند.

Case Key مشخصه ای است که یکتا بودن هر Case را مشخص می‌کند و اغلب Primary Key یک جدول رابطه ای است، همچنین ممکن است یک کلید ترکیبی باشد. ذکر این نکته ضروری است که بدانیم Case Key فقط یک شناسه است و شامل هیچ الگویی نمی‌باشد و بدین ترتیب غالباً بوسیله الگوریتم‌های داده کاوی نادیده گرفته می‌شود.

Nested Key مهمترین مشخصه ویژگی از بخش Nested هر Case است و در واقع کلید معنایی تحلیل می‌باشد که شامل اطلاعات مفیدی درباره‌ی الگوهاست. به بیان دیگر ویژگی است که عناصر مختلف موجود در Nested Case را به ازای هر Case تفکیک می‌کند. همچنین در نظر داشته باشید که Nested Key یک شناسه نیست و دارای مفهومی متفاوت با Foreign Key است، بدین ترتیب سایر مشخصه‌های دیگر در بخش Nested؛ جهت توصیف Nested Key بکار می‌روند. برای نمونه چنانچه مدلی برای یادگیری الگوهایی درباره رفتار خرید مشتری داشته باشیم، Nested Key برابر با محصول و میزان خرید است.

به همین ترتیب Case Table جدولی است شامل اطلاعات Case و بطور مشابه Nested Table جدولی است که شامل اطلاعات مرتبط با قسمت Nested از Case می‌باشد. از اپراتور Shape به منظور پیوند میان Case Table و Nested Table استفاده می‌شود.

در خصوص Attribute ها (ویژگی ها) از آنجا که هر ویژگی؛ توصیف کننده مسئله داده کاوی از یک منظر خاص می‌باشد، می‌توان اینگونه بیان نمود که هر چه تعداد ویژگی‌ها در یک پروژه بیشتر باشد، توان تحلیل در آن پروژه افزایش می‌یابد. انواع ویژگی‌ها به دو دسته Discrete (گسسته) و Continuous (پیوسته) تقسیم می‌شوند. برای نمونه ویژگی جنسیت، تحصیلات و ... گسسته و همچنین ویژگی سن، درآمد و ... پیوسته هستند. به مقادیر موجود در یک ویژگی پیوسته Value و بطور مشابه به وضعیت‌های موجود در یک ویژگی گسسته State گفته می‌شود. ویژگی‌ها در یک الگوریتم از حیث کاربرد (Attribute Usage) به دو دسته Input و Output تقسیم می‌شوند.

یک الگوریتم از ویژگی‌های ورودی (Input) استفاده می‌کند تا الگویی برای پیش بینی ویژگی‌های خروجی (Output) پیدا کند. همچنین لازم است در نظر داشته باشید که برخی الگوریتم‌ها نظیر Naïve Bayes صرفاً با داده‌های گسسته و بطور مشابه الگوریتم هایی نظیر Logistic Regression تنها با مقادیر پیوسته کار می‌کنند.

 
مطالب
آشنایی با Promises در جاوا اسکریپت
در حین انجام اعمال غیرهمزمان جاوا اسکریپتی مانند فراخوانی‌های jQuery AJAX، برای مدیریت دریافت نتایج، عموما از یک سری callback استفاده می‌شود. برای مثال:
 $.get('http://site-url', function(data) {
//این تابع پس از پایان کار عملیات ای‌جکسی در آینده فراخوانی خواهد شد
});
تا اینجا مشکلی به نظر نمی‌رسد. اما مورد ذیل چطور؟
$.get('http://site-url/0', function(data0) {
    // callback #1
    $.get('http://site-url/1', function(data1) {
        // callback #2
        $.post('http://site-url/2', function(data2) {
            // callback #3
        });
    });
});
در اینجا نیاز است پس از پایان کار عملیات Ajax ایی اول، عملیات دوم و پس از آن عملیات سومی انجام شود. همانطور که مشاهده می‌کنید، این نوع کدها به سرعت از کنترل خارج می‌شوند؛ خوانایی پایینی داشته و مدیریت استثناءهای رخ داده در آن‌ها نیز در این بین مشکل است. از این جهت که خطاهای هر کدام به سطحی بالاتر منتقل نمی‌شود و باید همانجا محلی و داخل هر callback مدیریت گردد.
روش‌های زیادی برای حل این مساله ارائه شده‌است و در حال حاضر کار کردن با promiseها متداول‌ترین روش حل مدیریت فراخوانی کدهای همزمان جاوا اسکریپتی است. برای نمونه اگر از AngularJS استفاده کنید، سرویس‌های آن برای دریافت اطلاعات از سرور، از یک چنین مفهومی استفاده می‌کنند.


Promise در جاوا اسکریپت چیست؟

شیء Promise، نمایانگر قراردادی است که در آینده می‌تواند مورد قبول واقع شود، یا رد گردد. بررسی این قرارداد، تنها یکبار می‌تواند رخ دهد (پذیرش یا رد آن). هنگامیکه این بررسی صورت گرفت (رد یا پذیرش آن و نه هردو)، یک callback برای اطلاع رسانی فراخوانی می‌گردد. سپس این callback می‌تواند یک Promise دیگر را سبب شود. به این ترتیب می‌توان Promiseها را زنجیر وار به یکدیگر متصل کرد. برای نمونه jQuery به صورت توکار از promises پشتیبانی می‌کند:
// returns a promise
$.get('http://site-url/0')    
.then(function(data) {
    // callback 1
    // returns a promise
    return $.get('http://site-url/1');   
})
.then(function(data) {
    // callback 2
    // returns a promise
    return $.post('http://site-url/2');
})
.then(function(data) {
    // callback 3
});
متد get در jQuery یک شیء promise را بازگشت می‌دهد. در ادامه می‌توان این نتیجه را توسط متد then، زنجیروار ادامه داد. متدی که به عنوان پارامتر به then ارسال می‌شود، یک callback بوده و پس از پایان کار promise قبلی رخ می‌دهد. آرگومانی که به این callback ارسال می‌شود، نتیجه‌ی promise قبلی است. در حین اعمال jQuery Ajax، این callback تنها زمانی فراخونی می‌شود که عملیات قبلی موفقیت آمیز بوده باشد و data ارائه شده، اطلاعاتی است که توسط response دریافتی از سرور، دریافت گردیده‌است.
در این حالت، هر callback حداقل سه کار را می‌تواند انجام دهد:
الف) یک promise دیگر را بازگشت دهد. نمونه آن‌را با return $.get در کدهای فوق ملاحظه می‌کنید.
ب) خاتمه عادی. همینجا کار promise با مقدار بازگشت داده شده، پایان می‌یابد.
ج) صدور یک استثناء. سبب برگشت خوردن و عدم پذیرش promise می‌شود.


استفاده از Promises در سایر کتابخانه‌ها

jQuery پیاده سازی توکاری از promises دارد؛ اما سایر کتابخانه‌ها، مانند AngularJS ایی که مثال زده شده چطور عمل می‌کنند؟
استانداردی به نام  +Promises/A جهت یک دست سازی پیاده سازی‌های promise در جاوا اسکریپت پیشنهاد شده‌است. jQuery نیمی از آن‌را پیاده سازی کرده‌است؛ اما کتابخانه‌ی دیگری به نام Q Library، پیاده سازی نسبتا مفصل‌تری را از این استاندارد ارائه می‌دهد. فریم ورک AngularJS نیز در پشت صحنه از همین کتابخانه برای پیاده سازی promises استفاده می‌کند.


آشنایی با کتابخانه Q

استفاده مقدماتی از Q همانند مثالی است که از jQuery ملاحظه کردید.
 Q.fcall(callback1)
.then(callback2);
اشیاء promise بازگشت داده شده توسط jQuery نیز توسط کتابخانه Q مورد پذیرش واقع می‌شوند:
Q.fcall(function() {
    return $.get('http://my-url');
})
.then(callback3);
علاوه بر این‌ها مفهومی به نام deferred objects نیز در کتابخانه‌ی Q پیاده سازی شده‌است:
function waitForClick() {
    var deferred = Q.defer();

$('#okButton').click(function() {
        deferred.resolve();
    });

$('#cancelButton').click(function() {
        deferred.reject();
    });

return deferred.promise;
}

Q.fcall(waitForClick)
.then(function() {
    //  ok button was clicked
}, function() {
    //  cancel button was clicked
});
توسط deferred objects می‌توان بررسی یک promise را به تاخیر انداخت. در مثال فوق، اولین callback فراخوانی شده به نام waitForClick، از اشیاء به تاخیر افتاده استفاده می‌کند. ابتدا توسط فراخوانی متد Q.defer، یک deferred object ایجاد می‌شود. در این بین اگر کاربر بر روی دکمه‌ی OK کلیک کرد، با فراخوانی deferred.resolve، این promise مورد پذیرش واقع خواهد شد و یا اگر کاربر بر روی دکمه‌ی cancel کلیک کند، با فراخوانی متد deferred.reject، این promise رد می‌گردد. نهایتا شیء promise توسط deferred.promise بازگشت داده خواهد شد.
در ادامه کار، اینبار متد then، دو callback را قبول می‌کند. Callback اول پس از پذیرش قرار داد و Callback دوم پس از رد قرار داد، فراخوانی خواهد گردید.
در رنجیره تعریف شده، اگر معادلی برای reject درنظر گرفته نشده باشد، مانند مثال ذیل:
 Q.fcall(myFunction1)
.then(success1)
.then(success2, failure1);
Q به دنبال نزدیک‌ترین متد callback گزارش خطای کار خواهد گشت. در این حالت متد failure1 در صورت شکست اولین promise فراخوانی خواهد شد.
همچنین اگر نتیجه‌ی success1 با شکست مواجه شود نیز failure1 فراخوانی می‌گردد. اما باید درنظر داشت که شکست success2، توسط failure1 مدیریت نمی‌شود.


Promises در AngularJS

در AngularJS امکانات کتابخانه Q توسط پارامتری به نام q$ در اختیار سرویس‌های برنامه قرار می‌گیرد (تزریق می‌شود):
var app = angular.module("myApp", []);
app.factory('dataSvc', function($http, $q){
  var basePath="api/books";
  getAllBooks = function(){
   var deferred = $q.defer();
 $http.get(basePath).success(function(data){
    deferred.resolve(data);
   }).error(function(err){
    deferred.reject("service failed!");
   });
   return deferred.promise;
  };
 
  return{
   getAllBooks:getAllBooks
  };
});
 
app.controller('HomeController', function($scope, $window, dataSvc){
 function initialize(){
   dataSvc.getAllBooks().then(function(data){
    $scope.books = data;
   }, function(msg){
    $window.alert(msg);
   });
 }
 
 initialize();
});
در اینجا اگر دقت کنید، مباحث و عملکرد آن دقیقا مانند قبل است. ابتدا یک deferred object با فراخوانی متد q.defer ایجاد شده است. سپس با استفاده از امکانات توکار http آن (بجای استفاده از jQuery Ajax)، کار فراخوانی یک restful service صورت گرفته است (مثلا فراخوانی یک ASP.NET Web API). در صورت موفقیت کار، متد deferred.resolve و در صورت عدم موفقیت، متد deferred.reject فراخوانی شده‌است. نهایتا این سرویس، یک deferred.promise را بازگشت می‌دهد.
اکنون در کنترلری که قرار است از این سرویس استفاده کند، متد then کتابخانه Q را ملاحظه می‌کنید که دو Callback متناظر resolve و reject مدیریت promise بازگشت داده شده را به همراه دارد. اگر عملیات Ajaxایی موفقیت آمیز باشد، شیء books را مقدار دهی می‌کند و اگر خیر، پیامی را به کاربر نمایش خواهد داد.


پشتیبانی مرورگرهای جدید از استاندارد Promise

در حال حاضر کروم 32 و نگارش‌های شبانه فایرفاکس، Promise را که جزئی از استاندارد JavaScript شده‌است، به صورت توکار و بدون نیاز به کتابخانه‌های جانبی، پشتیبانی می‌کنند.
if (window.Promise) { // Check if the browser supports Promises
 var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
  //asynchronous code goes here
 });
}
در اینجا با فراخوانی window.Promise مشخص می‌شود که آیا مرورگر جاری از Promises پشتیبانی می‌کند یا خیر. سپس یک شیء promise ایجاد شده و این شیء توسط پارامترهای resolve و reject که هر دو تابع می‌باشند، کار مدیریت کدهای غیرهمزمان را انجام می‌دهد:
if (window.Promise) {
 console.log('Promise found');
 
 var promise = new Promise(function(resolve, reject) {
      // async
  if (result) {
   resolve(data);
  } else {
   reject('error');
  }  
 });
 
 promise.then(function(data) {
  console.log('Promise fulfilled.');
 }, function(error) {
  console.log('Promise rejected.');
 });
} else {
 console.log('Promise not available');
}
در مثال فوق ابتدا یک شیء Promise ایجاد شده است. این شیء استاندارد بوده و با کروم 32 قابل آزمایش است. سپس در callback ابتدایی آن می‌توان یک عملیات AJAX ایی را انجام داد. اگر نتیجه‌ی آن موفقیت آمیز بود، تنها کافی است پارامتر اول این callback را فراخوانی کنیم و اگر خیر، پارامتر دوم آن‌را. برای استفاده از این شیء Promise ایجاد شده، می‌توان از متد then استفاده کرد. این متد نیز در اینجا دو callback پذیرش و رد promise را می‌تواند دریافت کند. برای زنجیر کردن آن کافی است متد then، یک Promise دیگر را بازگشت دهد و از نتیجه‌ی آن در then بعدی استفاده گردد.