[即時通知-1] 初探SignalR

2016-04-21

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即時通知
2016-07-19

使用SignalR、AngularJS、WebApi、Redis實作跨站點的即時通知功能

目前的資訊世界越來越講求的就是使用者經驗，要做到一個好的使用者經驗網站，幾乎可以宣告 " F5，你已經死了... "，不管任何需求，即便是最基本的畫面資料更新，也不可能要求使用者按下F5來取得最新的資料。而現在要做到即時通知功能，在微軟這個強大的盟友幫助下，似乎也不需要費甚麼力氣，使用SignalR便能輕易實現。我學一個新的東西時，很喜歡用自問自答的方式來幫助自己了解架構，為了讓印象更深刻，就把它寫出來分享。

何謂SignalR?

為了要方便開發者簡單的實作出即時通知的功能，在以往的架構下都是client端發出request跟server端要求資料，所以使用者資料更新的頻率取決於client端對server端發出request的頻率，但在server端資料沒有異動時，這樣的request無疑是浪費成本；假設能反過來，當server端有資料異動時，就告知client端，那一切將會變得十分美好...

其中最常使用的範例，應該就是聊天室了，但只要有即時資料更新的需求，SignalR都會是一個很好的解決方案。

每個client端在連接到server時會產生一個獨一無二的connectionID，並且連線會一直維持住，不會像傳統client端request過來server端response就結束。而server端也可以根據需求來決定要對所有連結的client發送廣播還是針對特定的client來推送訊息。

SignalR基本的運作由下列幾個要素組成

hub
hub proxy
connectionID
hub lifetime
hub poxy lifetime
server function
client function
如何選擇發送對象

何謂hub

hub是server端的C#程式，使用nuGet下載singalR的package之後，便可在新增檔案處看到hub class，我們可以定義自己的hub類別。hub主要的功能就是建立與client端溝通的平台，並且由它來負責client端連線的管理、群組的管理以及訊息的推送等等。

何謂hub proxy

顧名思義，hub proxy就是一個代理者，它是屬於client端的程式，由javaScript來撰寫，它的主要目的就是跟後端的hub來做溝通，而且很酷的是兩邊溝通的複雜邏輯都已經被微軟的SignalR package封裝起來了，因此我們只須了解如何把兩者建立關係，即可使用SignalR帶給我們的即時通知功能。

hub 和 hub proxy如何建立關聯

server端的hub class "ChatHub" 和前端的hub proxy "$.connection.chatHub" 是透過類別的名稱來做對應，唯一要注意的點就是hub proxy名稱小寫開頭既可。

何謂connectionID

每個使用者開啟一個視窗連結到我們的網站，就會產生一個connectionID，而server端的hub就是透過connectionID來管理推送訊息，一般只要是有做登入功能的網站，使用者在登入之後，網站會以使用者的帳號來識別這個使用者，但connectionID和使用者帳號是不一樣的兩個東西，舉例子來講，假設使用者使用"AKEN1215"帳號登入會產生一組connectionID "GUID1"；然後使用者用另開一個視窗再次登入系統，仍然是以"AKEN1215"帳號登入，那會產生另外一組connectionID"GUID2"，此時對網站來說，這兩個頁面都是使用者"AKEN1215" ，但對signalR來說這兩個頁面是分別獨立的，因此假設只對"GUID1"推送訊息，則使用者只會在其中一個頁面收到訊息通知。因此，hub在server端做管理時可透過hub的生命週期所提供的事件，建立原本的會員帳號和connectionID之間的關係，才能確保功能一切正常。

何謂hub lifetime

server端的hub父類別所提供的生命週期事件

onConnected:使用者連線建立成功時觸發，適合處理會員帳號和connectionID的關聯
onDisconnected:使用者斷線時觸發
onReconnected:使用者重新連線時觸發

何謂hub proxy lifetime

client端所提供可供利用的生命週期事件

starting: 連線建立時觸發
received:當有資料送達時觸發
connectionSlow:連線變慢時觸發
reconnecting:但連線中斷要重新建立連線時觸發
reconnected:重新建立連線完畢時觸發
stateChanged:狀態改變時觸發
disconnected:段線時觸發

範例可參考下方

var connection = $.hubConnection();
connection.connectionSlow(function () {
    console.log('We are currently experiencing difficulties with the connection.')
});

何謂Server function

定義在hub類別裡的方法，client端可以輕鬆透過hub proxy來呼叫server端所提供的方法，另外要注意的就是client端要呼叫hub所提供的方法，並不需要實體化hub類別，因為這一切，都會由SignalR本身處理hub的生命週期裡幫你做好。

呈上，因為hub物件的實體化是由SignalR所提供的機制在操作的，而SignalR不會一直保留hub物件，只有在client端有對hub操作的需求時，像是建立連線、呼叫server端方法時，才會由SignalR協助建立新的hub實體來處理client端需求，這代表著不可以利用hub class來做狀態的管理，簡單來講，就是要做狀態管理，必須透過生命週期所提供的事件，將資料寫入像是資料庫等等方式來管理狀態。

何謂Client function

client端透過hub proxy的參考所定義的client端方法

var proxy = $.connection.contosoChatHub;
proxy .client.addmessage= function () {
    console.log('TEST');
};

第一行取得hub proxy的參考後，第二行透過proxy參考裡的client屬性定義自訂的方法"addmessage"，"addmessage"可以是任意名稱，主要是用作在server端hub呼叫前端方法時使用，最後，function的定義就是一般的javaScript寫法。

如何選擇發送對象?

上面大概描述了整個SignalR的架構，剩下最後一個要了解的議題便是要如何選擇想發送的對象，SignalR提供了多種方式來讓開發者使用，以下只列出常用的，基本上要發送訊息，下面的幾種選擇已經夠用了。

Clients.All.addMsg => 發送全體
Clients.Caller.addMsg =>哪個client端呼叫hub的，就發送給他
Clients.Other.addMsg =>哪個client端呼叫hub的，除了他之外全都發
Clients.Client(connectionID).addMsg=> 指定connectionID發送
Clients.AllExcept(connectionID).addMsg =>除了指定的connectionID那人之外，全部發送
Clients.Group( groupname).addMsg => 發送特定群組
剩下的可參考這

小結

SignalR可以大幅增加使用者體驗，client端和server端溝通複雜的部份，SignalR都幫我們包裝好了，因此不須費太大力氣就可以讓網站進化。但以上所述都僅只適用於同一站點，比如說A站點的使用者發送訊息給B站點的使用者，就必須再額外做一些機制來滿足，所以當基本架構了解後，下一步便是如何做到跨站點的即時通知，待續...