Ứng dụng Web thời gian thực (Real-Time Web Applications) là các ứng dụng mà các thông tin hoặc dữ liệu được truyền tải ngay lập tức giữa máy khách (client) và máy chủ (server) mà không có sự chậm trễ đáng kể. Điều này làm cho các ứng dụng Web thời gian thực trở nên phổ biến trong các ứng dụng liên quan đến đồng bộ hóa thông tin và trao đổi dữ liệu, chẳng hạn như các ứng dụng trò chơi trực tuyến, phòng họp trực tuyến, các ứng dụng chat, các hệ thống theo dõi thông tin và các ứng dụng di động.
1. Tìm hiểu về Real-Time Communication application
Real-Time Communication (RTC) là một loại ứng dụng liên lạc cho phép người dùng giao tiếp trực tiếp và đồng bộ trong thời gian thực thông qua Internet hoặc mạng nội bộ.
RTC cho phép người dùng gửi và nhận thông tin, âm thanh, hình ảnh và video trong thời gian thực, giống như khi họ đang ngồi đối diện nhau và nói chuyện trực tiếp. Các ứng dụng RTC có thể được sử dụng cho nhiều mục đích, bao gồm:
- Họp trực tuyến: cho phép nhiều người kết nối từ xa và trò chuyện với nhau trong thời gian thực.
- Tư vấn trực tuyến: cho phép các chuyên gia tư vấn khách hàng từ xa thông qua âm thanh, hình ảnh và video.
- Trò chơi trực tuyến: cho phép người chơi kết nối và chơi trò chơi với nhau trong thời gian thực.
- Hệ thống hỗ trợ từ xa: cho phép nhân viên hỗ trợ khách hàng từ xa thông qua âm thanh, hình ảnh và video.
Các công nghệ và giao thức thông dụng được sử dụng cho RTC bao gồm WebRTC, SIP, H.323 và RTMP. Các ứng dụng RTC thường sử dụng các phương tiện như webcam, microphone và loa để gửi và nhận thông tin trong thời gian thực.
Ứng dụng RTC có thể được phát triển trên nhiều nền tảng và ngôn ngữ lập trình, bao gồm ứng dụng web, ứng dụng di động và ứng dụng máy tính để bàn.
2. Tìm hiểu về SignalR, lịch sử, tính năng của SignalR trong asp.net core
SignalR là một thư viện mã nguồn mở của Microsoft, được sử dụng để xây dựng ứng dụng Web thời gian thực (real-time) và trò chuyện (chat) trên nền tảng .NET. Thư viện này cho phép truyền tải dữ liệu giữa các máy khách và máy chủ một cách thời gian thực (real-time), hỗ trợ cả các kết nối WebSocket và HTTP Long Polling.
SignalR được phát triển lần đầu tiên bởi David Fowler và Damian Edwards vào năm 2011. Sau đó, nó đã trở thành một phần của ASP.NET và được đưa vào sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng Web thời gian thực.
SignalR có các tính năng sau:
- Real-time communication: SignalR cho phép giao tiếp thời gian thực giữa máy khách và máy chủ, giúp đảm bảo các thông tin được truyền tải nhanh chóng và chính xác.
- Cross-platform support: SignalR hỗ trợ các nền tảng phát triển khác nhau, bao gồm .NET Framework, .NET Core và các ứng dụng Web phi .NET như Node.js.
- Scalability: SignalR hỗ trợ phân phối tải (load balancing) giữa nhiều máy chủ, giúp các ứng dụng có thể xử lý nhiều kết nối đồng thời mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.
- Simple API: SignalR cung cấp các API đơn giản và dễ sử dụng cho việc tạo kết nối giữa máy khách và máy chủ, truyền tải dữ liệu và quản lý các kết nối.
- Automatic reconnection: SignalR hỗ trợ kết nối tự động lại (automatic reconnection) trong trường hợp kết nối bị mất hoặc gián đoạn, giúp đảm bảo các thông tin được truyền tải đến người dùng.
Trong ASP.NET Core, SignalR được tích hợp sẵn và hỗ trợ các tính năng mới như Dependency Injection và giao tiếp WebSocket đầy đủ. Điều này giúp cho việc phát triển các ứng dụng Web thời gian thực trên nền tảng ASP.NET Core trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.
3. Kiến trúc của Signal high-level
Kiến trúc của SignalR bao gồm các thành phần chính như sau:
- Client: Là phía máy khách, đại diện cho các ứng dụng Web hoặc ứng dụng di động. SignalR hỗ trợ các ngôn ngữ lập trình khác nhau để phát triển các ứng dụng máy khách.
- Server: Là phía máy chủ, đại diện cho các ứng dụng Web hoặc ứng dụng đám mây. SignalR cung cấp các API để phát triển các ứng dụng máy chủ bằng các ngôn ngữ lập trình khác nhau.
- Connection: Đây là thành phần quản lý kết nối giữa máy khách và máy chủ. SignalR hỗ trợ các phương thức kết nối như WebSocket, Server-Sent Events, Long Polling, và Forever Frame.
- Hub: Đây là thành phần trung tâm của SignalR, đóng vai trò như một bộ định tuyến (router) để phân phối các tin nhắn giữa các máy khách và máy chủ. Hub chứa các phương thức (method) để xử lý các yêu cầu từ các máy khách và phát tán các tin nhắn đến các máy khách.
- Message: Đây là đơn vị cơ bản của dữ liệu được truyền tải giữa các máy khách và máy chủ thông qua SignalR. Tin nhắn có thể là văn bản (text), dữ liệu nhị phân (binary), hay các đối tượng phức tạp được đóng gói trong JSON.
SignalR sử dụng kiến trúc client-server để truyền tải dữ liệu giữa các máy khách và máy chủ một cách thời gian thực (real-time). Khi một máy khách muốn kết nối tới máy chủ, nó sẽ sử dụng các API của SignalR để thiết lập kết nối và đăng ký cho các phương thức của Hub. Khi máy khách gửi một tin nhắn đến máy chủ, Hub sẽ phân phối tin nhắn này tới các máy khách khác đang kết nối tới cùng một Hub.
Với kiến trúc client-server và các thành phần của SignalR, các ứng dụng Web thời gian thực có thể được phát triển và triển khai một cách dễ dàng và hiệu quả.
4. Remote Procedure Calls là gì?
Remote Procedure Call (RPC) là một kỹ thuật cho phép ứng dụng gọi các thủ tục hoặc hàm ở một địa điểm khác, thường là trên một máy tính hoặc server khác, giống như việc gọi các hàm cục bộ trên máy tính hiện tại. RPC được sử dụng trong mô hình phân tán để cho phép các ứng dụng chạy trên các nền tảng khác nhau có thể giao tiếp với nhau và chia sẻ dữ liệu.
Khi một ứng dụng gọi một hàm thông qua RPC, nó sẽ tạo ra một yêu cầu (request) gửi đến máy chủ hoặc server khác. Máy chủ sẽ nhận yêu cầu này, thực thi hàm được yêu cầu và trả về kết quả cho ứng dụng. Các yêu cầu RPC thường được gửi qua mạng bằng cách sử dụng các giao thức như TCP hoặc UDP.
RPC cung cấp một cách đơn giản và hiệu quả để xây dựng các ứng dụng phân tán, cho phép các ứng dụng có thể tương tác với nhau và giao tiếp qua mạng. Ngoài ra, RPC cũng được sử dụng để triển khai các API từ xa (remote APIs), cho phép các ứng dụng khác gọi các hàm và phương thức được cung cấp bởi API. RPC là một trong những công nghệ quan trọng trong các hệ thống phân tán và cũng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng web, ứng dụng di động và IoT.
5. SignalR Connections hoạt động như thế nào?
Trong SignalR, Connections là khái niệm để đại diện cho một kết nối giữa client và server. Mỗi khi một client kết nối tới server bằng SignalR, một connection mới sẽ được tạo ra.
Mỗi connection trong SignalR được đại diện bởi một đối tượng Connection và có một Connection ID duy nhất để phân biệt với các connections khác. Khi một client kết nối tới server, nó sẽ nhận được một Connection ID từ server, sau đó sử dụng Connection ID này để truyền thông tin giữa client và server.
SignalR hỗ trợ nhiều loại connections, bao gồm các loại connections như Long Polling, Server-Sent Events, WebSockets và những loại connections khác. SignalR sử dụng các kỹ thuật khác nhau để hỗ trợ các loại connections này và đảm bảo tính tương thích giữa các trình duyệt và server khác nhau.
Một Connection trong SignalR có thể đại diện cho một người dùng cụ thể hoặc một nhóm người dùng. Khi một client kết nối tới server, nó có thể cho biết danh tính của người dùng hoặc nhóm người dùng mà nó muốn tham gia. Server có thể sử dụng thông tin này để định hướng các tin nhắn đến đúng người dùng hoặc nhóm người dùng.
Connections là một khái niệm quan trọng trong SignalR, cho phép các client và server tương tác với nhau và truyền tải các thông tin giữa các thực thể khác nhau trong hệ thống.
6. Transports trong SignalR
Trong SignalR, Transport (hay còn gọi là Transport Protocol) là khái niệm để mô tả các giao thức truyền tải dữ liệu giữa client và server. Các Transport được sử dụng để xác định cách dữ liệu được truyền tải qua đường truyền giữa client và server, đảm bảo tính tin cậy và độ ổn định của kết nối.
SignalR hỗ trợ nhiều loại Transport, bao gồm:
- Long Polling: là một kỹ thuật tạm thời, trong đó client sẽ gửi yêu cầu HTTP đến server, và server sẽ giữ kết nối mở và trả lời yêu cầu cho đến khi có thông tin mới để gửi về client. Sau đó, client sẽ gửi yêu cầu mới để tiếp tục theo dõi sự kiện.
- Server-Sent Events (SSE): là một giao thức truyền tải sự kiện một chiều từ server tới client. Client sẽ gửi yêu cầu HTTP để khởi tạo kết nối với server, sau đó server sẽ gửi thông tin mới tới client khi có thông tin mới.
- WebSockets: là một giao thức toàn cầu cho truyền tải dữ liệu trong thời gian thực giữa client và server. Nó cung cấp một kết nối hai chiều giữa client và server và cho phép truyền tải dữ liệu trong thời gian thực.
Khi một client kết nối tới server bằng SignalR, SignalR sẽ tự động lựa chọn Transport phù hợp nhất để sử dụng. Nếu client không hỗ trợ các Transport hiện có, SignalR sẽ tự động chuyển sang Transport khác để đảm bảo tính tương thích.
Transports là một khái niệm quan trọng trong SignalR, cho phép tương tác giữa client và server trở nên hiệu quả và tin cậy hơn.
7. Hub trong SignalR
Trong SignalR, một Hub là một lớp được xây dựng trên cơ sở của lớp "Hub" của SignalR. Nó cho phép các client kết nối và truyền thông dữ liệu với server thông qua các phương thức được định nghĩa trong Hub.
Hub đóng vai trò là trung tâm của ứng dụng thời gian thực và quản lý các kết nối giữa client và server. Nó có thể xử lý các sự kiện của client, như việc kết nối và ngắt kết nối, và phát sóng các thông tin cho các client khác nhau.
Các phương thức trong Hub được định nghĩa với các từ khóa đặc biệt như "async" và "Task". Khi một phương thức được gọi từ client, Hub sẽ xử lý yêu cầu và phản hồi với client hoặc gửi thông tin đến các client khác nếu cần.
Để sử dụng Hub trong SignalR, bạn cần định nghĩa một lớp Hub, đăng ký nó với ứng dụng của bạn và sử dụng các phương thức định nghĩa trong Hub để xử lý các yêu cầu từ client. Sau đó, bạn có thể sử dụng các client-side libraries của SignalR để kết nối và truyền thông dữ liệu với server thông qua Hub.
8. Tạo ứng dụng ASP.NET Core với SignalR
Để tạo một ứng dụng ASP.NET Core với SignalR, bạn có thể làm theo các bước sau:
- Tạo một dự án ASP.NET Core: Bạn có thể tạo một dự án ASP.NET Core mới trong Visual Studio bằng cách chọn "New Project" -> "ASP.NET Core Web Application". Sau đó, chọn loại ứng dụng và cấu hình cài đặt cho dự án.
- Thêm SignalR vào dự án: Bạn cần thêm gói SignalR vào dự án của mình bằng cách sử dụng trình quản lý gói NuGet. Chọn "Manage NuGet Packages" trong menu "Tools", tìm kiếm "Microsoft.AspNetCore.SignalR" và cài đặt.
- Tạo một SignalR Hub: Bạn cần tạo một SignalR Hub để xử lý các kết nối và truyền thông tin giữa các client. Để tạo một SignalR Hub, tạo một class mới và kế thừa từ lớp "Hub" của SignalR.
Ví dụ:
using Microsoft.AspNetCore.SignalR;
using System.Threading.Tasks;
namespace MyApplication.Hubs
{
public class MyHub : Hub
{
public async Task SendMessage(string user, string message)
{
await Clients.All.SendAsync("ReceiveMessage", user, message);
}
}
} Trong ví dụ trên, "MyHub" là tên của SignalR Hub và "SendMessage" là một phương thức của hub. Phương thức này sẽ được gọi khi một client gửi một tin nhắn mới. Sau đó, phương thức sẽ gửi tin nhắn đó đến tất cả các client đang kết nối thông qua phương thức "ReceiveMessage".
- Cấu hình ứng dụng để sử dụng SignalR: Bạn cần cấu hình ứng dụng của mình để sử dụng SignalR bằng cách thêm một endpoint cho SignalR Hub. Bạn cũng cần phải cấu hình middleware SignalR.
Ví dụ:
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddSignalR();
}
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
app.UseRouting();
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
endpoints.MapHub<MyHub>("/myhub");
});
app.UseSignalR(routes =>
{
routes.MapHub<MyHub>("/myhub");
});
} Trong ví dụ trên, "MyHub" là tên của SignalR Hub và "/myhub" là tên của endpoint. Bạn cần cấu hình middleware SignalR trong phương thức "Configure" để xử lý các kết nối và thông tin giữa các client.
Tạo ứng dụng client để kết nối đến SignalR Hub: Cuối cùng, bạn cần tạo một ứng dụng client để kết nối đến SignalR Hub của bạn. Bạn có thể sử dụng JavaScript hoặc các ngôn ngữ lập trình khác để tạo ứng dụng client để kết nối đến SignalR Hub. SignalR hỗ trợ nhiều thư viện client khác nhau, bao gồm:
- @microsoft/signalr: Thư viện SignalR chính thức được cung cấp bởi Microsoft cho các ứng dụng JavaScript và TypeScript.
- SignalR for ASP.NET Core JavaScript client: Thư viện client được cung cấp bởi Microsoft cho các ứng dụng JavaScript.
- SignalR .NET client: Thư viện client được cung cấp bởi Microsoft cho các ứng dụng .NET.
- SignalR Java client: Thư viện client được cung cấp bởi Microsoft cho các ứng dụng Java.
Ví dụ, để kết nối đến SignalR Hub và gửi một tin nhắn mới, bạn có thể sử dụng thư viện @microsoft/signalr trong ứng dụng JavaScript của mình như sau:
import * as signalR from "@microsoft/signalr";
const connection = new signalR.HubConnectionBuilder()
.withUrl("/myhub")
.build();
connection.start().then(() => {
console.log("Connection started.");
}).catch(err => {
console.error(err.toString());
});
document.getElementById("sendButton").addEventListener("click", event => {
const user = document.getElementById("userInput").value;
const message = document.getElementById("messageInput").value;
connection.invoke("SendMessage", user, message).catch(err => {
console.error(err.toString());
});
event.preventDefault();
}); Trong ví dụ trên, chúng ta sử dụng thư viện @microsoft/signalr để tạo một kết nối mới đến SignalR Hub bằng cách sử dụng endpoint "/myhub". Sau đó, chúng ta lắng nghe sự kiện "click" của nút "sendButton" và gọi phương thức "SendMessage" của Hub để gửi tin nhắn mới.