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[ASP.net教程][Asp.net 开发系列之SignalR篇]专题一:Asp.net SignalR快速入门


一、前言

  之前半年时间感觉自己有点浮躁,导致停顿了半年多的时间没有更新博客,今天重新开始记录博文,希望自己可以找回初心,继续沉淀。由于最近做的项目中用到SignalR技术,所以打算总结下Asp.net SignalR的相关内容,希望对刚接触或者接触不多的朋友有所帮助。今天的专题就是让大家可以快速的上手Asp.net SignalR。废话不多说了,下面正式进入今天专题的内容。

二、Asp.net SignalR 是个什么东东

   Asp.net SignalR是微软为实现实时通信的一个类库。一般情况下,SignalR会使用JavaScript的长轮询(long polling)的方式来实现客户端和服务器通信,随着Html5中WebSockets出现,SignalR也支持WebSockets通信。另外SignalR开发的程序不仅仅限制于宿主在IIS中,也可以宿主在任何应用程序,包括控制台,客户端程序和Windows服务等,另外还支持Mono,这意味着它可以实现跨平台部署在Linux环境下。

  SignalR内部有两类对象:

  1. Http持久连接(Persisten Connection)对象:用来解决长时间连接的功能。还可以由客户端主动向服务器要求数据,而服务器端不需要实现太多细节,只需要处理PersistentConnection 内所提供的五个事件:OnConnected, OnReconnected, OnReceived, OnError 和 OnDisconnect 即可。
  2. Hub(集线器)对象:用来解决实时(realtime)信息交换的功能,服务端可以利用URL来注册一个或多个Hub,只要连接到这个Hub,就能与所有的客户端共享发送到服务器上的信息,同时服务端可以调用客户端的脚本。

  SignalR将整个信息的交换封装起来,客户端和服务器都是使用JSON来沟通的,在服务端声明的所有Hub信息,都会生成JavaScript输出到客户端,.NET则依赖Proxy来生成代理对象,而Proxy的内部则是将JSON转换成对象。

  客户端和服务端的具体交互情况如下图所示:

Invoking methods with SignalR

  从上面的介绍可以看出,SignalR既然是为实时而生的,这样就决定了其使用场所。具体适用情景有如下几点:

  1. 聊天室,如在线客服系统,IM系统等
  2. 股票价格实时更新
  3. 消息的推送服务
  4. 游戏中人物位置的实时推送

   目前,我所在公司在开发的就是在线客服系统。

三、使用Asp.net SignalR在Web端实现广播消息

   通过第二部分的介绍,相信大家对Asp.net SignalR有了一个初步的了解,接下来通过两个例子来让大家加深对SignalR运行机制的理解。第一个例子就是在Web端如何使用SignalR来实现广播消息。

  1. 使用Visual Studio 2013,创建一个MVC工程
  2. 通过Nuget安装SignalR包。右键引用-》选择管理Nuget程序包-》在出现的窗口中输入SignalR来找到SignalR包进行安装。
  3. 安装SignalR成功后,SignalR库的脚本将被添加进Scripts文件夹下。具体如下图所示:

  4. 向项目中添加一个SignalR集线器(v2)并命名为ServerHub。

  5. 将下面代码填充到刚刚创建的ServerHub类中。

using Microsoft.AspNet.SignalR;using Microsoft.AspNet.SignalR.Hubs;using System;namespace SignalRQuickStart{public class ServerHub : Hub  {    private static readonly char[] Constant =    {      '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',      'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',      'w', 'x', 'y', 'z',      'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V',      'W', 'X', 'Y', 'Z'    };    /// <summary>    /// 供客户端调用的服务器端代码    /// </summary>    /// <param name="message"></param>    public void Send(string message)    {      var name = GenerateRandomName(4);      // 调用所有客户端的sendMessage方法      Clients.All.sendMessage(name, message);    }    /// <summary>    /// 产生随机用户名函数    /// </summary>    /// <param name="length">用户名长度</param>    /// <returns></returns>    public static string GenerateRandomName(int length)    {      var newRandom = new System.Text.StringBuilder(62);      var rd = new Random();      for (var i = 0; i < length; i++)      {        newRandom.Append(Constant[rd.Next(62)]);      }      return newRandom.ToString();    }  }}

  6. 创建一个Startup类,如果开始创建MVC项目的时候没有更改身份验证的话,这个类会默认添加的,如果已有就不需要重复添加了。按照如下代码更新Startup类。

  7. 在Home控制器中创建一个Home Action方法

public class HomeController : Controller  {    public ActionResult Index()    {      return View();    }    public ActionResult About()    {      ViewBag.Message = "Your application description page.";      return View();    }    public ActionResult Contact()    {      ViewBag.Message = "Your contact page.";      return View();    }    public ActionResult Chat()    {      return View();    }  }

  8. 在Views文件中Home文件夹中创建一个Chat视图,视图代码如下所示:

@{  ViewBag.Title = "聊天窗口";}<h2>Chat</h2><div class="container">  <input type="text" id="message" />  <input type="button" id="sendmessage" value="Send" />  <input type="hidden" id="displayname" />  <ul id="discussion"></ul></div>@section scripts{  <!--引用SignalR库. -->  <script src="~/Scripts/jquery.signalR-2.2.0.min.js"></script>   <!--引用自动生成的SignalR 集线器(Hub)脚本.在运行的时候在浏览器的Source下可看到 -->  <script src="~/signalr/hubs"></script>    <script>    $(function () {      // 引用自动生成的集线器代理      var chat = $.connection.serverHub;      // 定义服务器端调用的客户端sendMessage来显示新消息            chat.client.sendMessage = function (name, message) {        // 向页面添加消息        $('#discussion').append('<li><strong>' + htmlEncode(name)          + '</strong>: ' + htmlEncode(message) + '</li>');      };            // 设置焦点到输入框      $('#message').focus();      // 开始连接服务器      $.connection.hub.start().done(function () {        $('#sendmessage').click(function () {          // 调用服务器端集线器的Send方法          chat.server.send($('#message').val());          // 清空输入框信息并获取焦点          $('#message').val('').focus();        });      });    });        // 为显示的消息进行Html编码    function htmlEncode(value) {      var encodedValue = $('<div />').text(value).html();      return encodedValue;    }  </script>  }

  9. 修改App_Start文件夹内的RoutConfig类,将Action方法默认设置为Chat.

public class RouteConfig  {    public static void RegisterRoutes(RouteCollection routes)    {      routes.IgnoreRoute("{resource}.axd/{*pathInfo}");      routes.MapRoute(        name: "Default",        url: "{controller}/{action}/{id}",        defaults: new { controller = "Home", action = "Chat", id = UrlParameter.Optional }      );    }  }

  到此,我们的例子就实现完成了,接下来我们先来看看运行效果,之后再来解释到底SignalR是如何来完成广播消息的。运行的运行结果如下。

  从运行结果,你可以发现,在任何一个窗口输入信息并发送,所有客户端将收到该消息。这样的效果在实际应用中很多,如QQ,一登录QQ的时候都会推送腾讯广告消息。

  看完了运行结果,接下来我们来分析下代码,进而来剖析下SignalR到底是如何工作的。

  按照B/S模式来看,运行程序的时候,Web页面就与SignalR的服务建立了连接,具体的建立连接的代码就是:$.connection.hub.start()。这句代码的作用就是与SignalR服务建立连接,后面的done函数表明建立连接成功后为发送按钮注册了一个click事件,当客户端输入内容点击发送按钮后,该Click事件将会触发,触发执行的操作为: chat.server.send($('#message').val())。这句代码表示调用服务端的send函数,而服务端的Send韩式又是调用所有客户端的sendMessage函数,而客户端中sendMessage函数就是将信息添加到对应的消息列表中。这样就实现了广播消息的功能了。 

  看到这里,有人是否会有疑问,前面的实现都只用到了集线器对象,而没有用到持久连接对象。其实并不是如此,$.connection这句代码就是使用持久连接对象,当然你也可以在重新OnConnected方法来查看监控客户端的连接情况,更新的代码如下所示:

 

 public class ServerHub : Hub  {    private static readonly char[] Constant =    {      '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',      'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',      'w', 'x', 'y', 'z',      'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V',      'W', 'X', 'Y', 'Z'    };    /// <summary>    /// 供客户端调用的服务器端代码    /// </summary>    /// <param name="message"></param>    public void Send(string message)    {      var name = GenerateRandomName(4);      // 调用所有客户端的sendMessage方法      Clients.All.sendMessage(name, message);    }    /// <summary>    /// 客户端连接的时候调用    /// </summary>    /// <returns></returns>     public override Task OnConnected()    {      Trace.WriteLine("客户端连接成功");      return base.OnConnected();    }    /// <summary>    /// 产生随机用户名函数    /// </summary>    /// <param name="length">用户名长度</param>    /// <returns></returns>    public static string GenerateRandomName(int length)    {      var newRandom = new System.Text.StringBuilder(62);      var rd = new Random();      for (var i = 0; i < length; i++)      {        newRandom.Append(Constant[rd.Next(62)]);      }      return newRandom.ToString();    }  }

 

  这样在运行页面的时候,将在输出窗口看到“客户端连接成功”字样。运行效果如下图所示:

  在第二部分介绍的时候说道,在服务端声明的所有Hub信息,都会生成JavaScript输出到客户端,为了验证这一点,可以在Chrome中F12来查看源码就明白了,具体如下图所示:

 

  看到上图,你也就明白了为什么Chat.cshtml页面需要引入"signalr/hubs"脚本库了吧。

<!--引用SignalR库. -->  <script src="~/Scripts/jquery.signalR-2.2.0.min.js"></script>   <!--引用自动生成的SignalR 集线器(Hub)脚本.在运行的时候在浏览器的Source下可看到 -->  <script src="~/signalr/hubs"></script>  

 

四、在桌面程序中如何使用Asp.net SignalR

   上面部分介绍了SignalR在Asp.net MVC 中的实现,这部分将通过一个例子来看看SignalR在WPF或WinForm是如何使用的。其实这部分实现和Asp.net MVC中非常相似,主要不同在于,Asp.net MVC中的SignalR服务器寄宿在IIS中,而在WPF中应用,我们把SignalR寄宿在WPF客户端中。

下面让我们看看SignalR服务端的实现。

 

/// <summary>    /// 启动SignalR服务,将SignalR服务寄宿在WPF程序中    /// </summary>    private void StartServer()    {      try      {        SignalR = WebApp.Start(ServerUri); // 启动SignalR服务      }      catch (TargetInvocationException)      {        WriteToConsole("一个服务已经运行在:" + ServerUri);        // Dispatcher回调来设置UI控件状态        this.Dispatcher.Invoke(() => ButtonStart.IsEnabled = true);        return;      }      this.Dispatcher.Invoke(() => ButtonStop.IsEnabled = true);      WriteToConsole("服务已经成功启动,地址为:" + ServerUri);    }public class ChatHub : Hub  {    public void Send(string name, string message)    {      Clients.All.addMessage(name, message);    }    public override Task OnConnected()    {      //      Application.Current.Dispatcher.Invoke(() =>        ((MainWindow)Application.Current.MainWindow).WriteToConsole("客户端连接,连接ID是: " + Context.ConnectionId));      return base.OnConnected();    }    public override Task OnDisconnected(bool stopCalled)    {       Application.Current.Dispatcher.Invoke(() =>        ((MainWindow)Application.Current.MainWindow).WriteToConsole("客户端断开连接,连接ID是: " + Context.ConnectionId));      return base.OnDisconnected(true);    }  } public class Startup  {    public void Configuration(IAppBuilder app)    {      // 有关如何配置应用程序的详细信息,请访问 http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=316888      // 允许CORS跨域      //app.UseCors(CorsOptions.AllowAll);      app.MapSignalR();    }  }

 

  通过上面的代码,我们SignalR服务端的实现就完成了,其实现逻辑与Asp.net MVC的代码类似。

  接下来,让我们看看,WPF客户端是如何连接和与服务器进行通信的。具体客户端的实现如下:

 public IHubProxy HubProxy { get; set; }    const string ServerUri = "http://localhost:8888/signalr";    public HubConnection Connection { get; set; }    public MainWindow()    {      InitializeComponent();      // 窗口启动时开始连接服务      ConnectAsync();    }    /// <summary>    /// 发送消息    /// </summary>    /// <param name="sender"></param>    /// <param name="e"></param>    private void ButtonSend_Click(object sender, RoutedEventArgs e)    {      // 通过代理来调用服务端的Send方法      // 服务端Send方法再调用客户端的AddMessage方法将消息输出到消息框中      HubProxy.Invoke("Send", GenerateRandomName(4), TextBoxMessage.Text.Trim());      TextBoxMessage.Text = String.Empty;      TextBoxMessage.Focus();    }    private async void ConnectAsync()    {      Connection = new HubConnection(ServerUri);      Connection.Closed += Connection_Closed;      // 创建一个集线器代理对象      HubProxy = Connection.CreateHubProxy("ChatHub");      // 供服务端调用,将消息输出到消息列表框中      HubProxy.On<string, string>("AddMessage", (name, message) =>         this.Dispatcher.Invoke(() =>          RichTextBoxConsole.AppendText(String.Format("{0}: {1}\r", name, message))        ));      try      {        await Connection.Start();      }      catch (HttpRequestException)      {        // 连接失败        return;      }      // 显示聊天控件      ChatPanel.Visibility = Visibility.Visible;      ButtonSend.IsEnabled = true;      TextBoxMessage.Focus();      RichTextBoxConsole.AppendText("连上服务:" + ServerUri + "\r");    }

  上面的代码也就是WPF客户端实现的核心代码,主要逻辑为,客户端启动的时候就调用Connection.Start方法与服务器进行连接。然后通过HubProxy代理类来调用集线器中Send方法,而集线器中的Send方法又通过调用客户端的addMessage方法将消息输出到客户端的消息框中进行显示,从而完成消息的推送过程。接下来,让我们看看其运行效果:

 

  从上面的运行效果看出,其效果和Asp.net MVC上的效果是一样的。

五、总结

   到这里,本专题的所有内容就结束了,这篇SignalR快速入门也是本人在学习SignalR过程中的一些心得体会,希望可以帮助一些刚接触SignalR的朋友快速入门。本篇主要实现了SignalR的广播消息的功能,可以实现手机端消息推送的功能,接下来一篇将介绍如何使用SignalR实现一对一的聊天。

  本文所有源码:SignalR快速入门