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2006 - NRW Conf: Asynchronous asp.net

Asynchronous asp.net

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Copyright © 2006 newtelligence® AG | All rights reserved
Asynchronous ASP.NET
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• Die Synchrone Welt?
• Warum Asynchronität?
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  • 1. Copyright © 2006 newtelligence® AG | All rights reserved Asynchronous ASP.NET Daniel Fisher(lennybacon) Software Engineer newtelligence® AG
  • 2. Agenda • Die Synchrone Welt? • Warum Asynchronität? • Asynchrone Programmierung mit .NET • Asynchrone Web-Entwicklung • Asynchrone System-Architektur
  • 3. Die Synchrone Welt? • In der Programmierung „der erste Schritt“ • Stellen sie sich vor sie geben Ihre Steuererklärung ab…  …und warten vor dem Zimmer bis sie ihren Bescheid in der Hand halten? • Synchronität in der „realen Welt“ …  …eine Utopie
  • 4. Warum Asynchronität? • Weil nicht schlimmer ist als Warten • In der Zeit, in der sie auf den Steuerbescheid warten…  … führen sie ihr Leben schliesslich auch weiter! • Waruma also sollten ihre Applikationen warten?  Auf eine Kalkulation, die Datenbank, den Host, einen WebService …
  • 5. Asynchrone Programmierung mit .NET • Prerequisites  Threads  Timer  Delegates • IAsyncResult design pattern • AsyncCallbacks • Event-based Asynchronous Pattern
  • 6. Threads • Synchroner Ablauf • Asynchroner Ablauf* *Parallele Abfolgen NUR auf Multiprozessor-Maschinen
  • 7. Threads • System.Threading.Thread  Start()  Sleep()  Suspend()  Resume()  Interupt() • Wirft Exception  Abort() • Wirft nicht abfangbare Exception • Thread-Objekt kann nicht weiterverwendet werden
  • 8. Threads • Treads haben einen „Status“  Runnable • Ready • Standby • Running  Not runnable • Transition • Waiting • Terminated
  • 9. Threads • Systemkonzept: Pro Prozeß ein ThreadPool  Anforderungen an den Pool über eine Warteschlange  Muß eine Anforderung länger als eine halbe Sekunde warten, wird neuer Pool-Thread erzeugt • Maximal 100 Threads • Wird Pool-Thread 30 Sekunden nicht benötigt, wird Thread aus dem Pool entfernt
  • 10. Threads • Ein Thread ist ein unabhängiger Ausführungspfad innerhalb eines Prozesses  Jeder Thread besitzt seinen eigenen Kontext • Stack, Programmzähler, Register etc. • Threads verrichten Arbeit  Jeder Prozeß hat einen • Kann aber beliebig viele haben • Die Verteilung der Rechenzeit erfolgt auf Threadbasis
  • 11. Threads • Kommunikation zwischen Threads aufwendig  Synchronisation ist schwierig  Nur das Lesen und Schreiben von int ist atomar  Alles andere muß synchronisiert werden
  • 12. Threads • Synchronisation  lock{}-Statement  System.Threading.WaitHandle • System.Threading.Mutex • System.Threading.AutoResetEvent • System.Threading.ManualResetEvent  System.Threading.Monitor  System.Runtime.CompilerServices. MethodImplAttribute  System.Runtime.Remoting.Contexts. SynchronisationAttribute
  • 13. Threads • Thread kann lokalen, eigenen Speicher haben  Dynamisch: Thread Local Storage (TLS)  Statisch: Thread-spezifische Felder • Referenztypen möglich, aber problematisch! • Statischer Konstruktor läuft nur einmal
  • 14. Threads class Class1 { [ThreadStatic] static int s_Amount public void Book() { LocalDataStoreSlot dataSlot = Thread.GetNamedDataSlot("MyTlsSlot"); Thread.SetData(dataSlot, 10); Console.WriteLine( "Book amount for thread '{0}' = {1}", Thread.CurrentThread.Name, (int)Thread.GetData(dataSlot)); } }
  • 15. Timer • System.Threading.Timer  Periodische Ausführung von Funktionalität  Status wird in übergebener Objekt-Instanz gehalten  Deinitialisierung mit Dispose()
  • 16. Delegates • Funktionszeiger • Basis für Events • Asynchrone Aufrufe möglich  IAsyncResult design pattern ...
  • 17. IAsyncResult design pattern • Implementierung mit je zwei Methoden  BeginOperationName • Startet die asynchrone Operation • Rückgabewert ist eine implementation von IAsyncResult  EndOperationName • Beendet die asynchrone Operation • Rückgabewert ist der selbe wie bei der entsprechenden synchronen Operation
  • 18. IAsyncResult design pattern • IAsyncResult hält Informationen über die asynchrone Operation  AsyncState • Optionaler applikations-spezifische Informationen  AsyncWaitHandle • Blockt den Zugriff auf Daten solange die Operation läuft  CompletedSynchronously • Wurde die Operation auf dem aufrufenden Thread beendet?  IsCompleted • Ist die Operation beendet?
  • 19. AsyncCallback • Eigene CallBack-Methode  Aufruf nach Abschluss der asynchronen Operation  Methodensignatur definiert durch einen delegate using System.Runtime.InteropServices; namespace System { // Summary: // References the callback method to be called when // the asynchronous operation is completed. [Serializable] [ComVisible(true)] public delegate void AsyncCallback(IAsyncResult ar); }
  • 20. Event-based Asynchronous Pattern • Implementierung mit zwei Methoden …  OperationNameAsync • Startet die asynchrone Operation  OperationNameAsyncCancel • Bricht die laufende Operation ab • ... und einem Event  OperationNameCompleted • Feuert wenn die Operation abgeschlossen ist
  • 21. Event-based Asynchronous Pattern • Benutzen  Objekt instanziieren  Ereignissbehandlung and event anhängen  OperationNameAsync aufrufen using System; namespace System.ComponentModel { /// <summary>Represents the method that will handle the /// MethodNameCompleted event of an asynchronous operation. /// </summary> public delegate void AsyncCompletedEventHandler( object sender, AsyncCompletedEventArgs e); }
  • 22. Asynchrone Web-Entwicklung • Asynchrone Methoden in der Web Applikation aufrufen  ASP.NET Async Pages  ASP.NET Async Tasks • RemoteScripting vs. AJAX  ASP.NET Client Side Callbacks  ASP.NET Atlas Framework
  • 23. ASP.NET Async Pages • Page-Directive Attribute • BeginEventHandler und/oder EndEventHandler mit AddOnPreRenderCompleteAsync registrieren BeginEventHandler bh = new BeginEventHandler(AsyncBeginPage); EndEventHandler eh = new EndEventHandler(AsyncEndPage); AddOnPreRenderCompleteAsync(bh, eh);
  • 24. ASP.NET Async Tasks • Page-Directive Attribute • BeginEventHandler und/oder EndEventHandler als Task mit RegisterAsyncTask registrieren PageAsyncTask myTask = new PageAsyncTask( AsyncBeginPage, AsyncEndPage,null, null); RegisterAsyncTask(myTask);
  • 25. ASP.NET Async … • Infastruktur zum „Einklinken“ von ansynchron auszuführendem Code • „Seamless integration“ of coding model  Sieht aus wie Page_EventName  Steht an der gleichen Stelle wie Page_EventName  Ist aber asynchron • 7-10% Performancegewinn  Durch „bessere Nutzung“ der Threads in ThreadPool
  • 26. The Web from the client side • Nach dem initialen Request/Response und dem anzeigen der Seite wird bei jedem „Klick“ ein Request/Response ausgeführt. • Im „Hintergrund“Daten übertragen. • Nur Daten übertragen die benötigt werden.  Keine Navigation, Grafiken oder Markup – Daten. • Requirements: Scriptingfähigkeit des Browsers
  • 27. RemoteScripting vs. AJAX • RemoteScripting  Ein Java Applet/ActiveX Control leitet clientseitige Anfragen an den Server • Nachteil: Java/ActiveX benötigt • Vorteil: Broadcast möglich • AJAX  Javascript: Events und XmlHttpRequests • Vorteil: NUR Scriptingfähigkeit des Browsers • Nachteil: – Keine „Events“ vom Server – Ugly Code...
  • 28. AJAX var request = new Request(); function _getXmlHttp() { /*@cc_on @*/ /*@if (@_jscript_version >= 5) var progids=["Msxml2.XMLHTTP", "Microsoft.XMLHTTP"] or (i in progids) { try { return new ActiveXObject(progids[i]) } catch (e) {} } @end @*/ try { return new XMLHttpRequest();} catch (e2) {return null; } } function Request() { this.Get = Request_get; this._get = _getXmlHttp(); if (this._get == null) return; } ...
  • 29. AJAX ... ReadyState = { Uninitialized: 0, Loading: 1, Loaded:2, Active:3, Completed: 4 } HttpStatus = { OK: 200, NotFound: 404 } function Request_get(url, f_change, method) { if (!this._get) return; if (method == null) method="GET"; if (this._get.readyState != ReadyState.Uninitialized) this._get.abort() this._get.open(method, url, true); if (f_change != null) var _get = this._get; this._get.onreadystatechange = function() { f_change(_get); } this._get.send(null); }
  • 30. AJAX ... function ajaxInnerHTML(method, args, elmId) { request.Get( url + "?m=" + escape(method) + "&p=" + escape(args), function(result) { if (result.readyState!=ReadyState.Complete) return; if (result.status==HttpStatus.OK && result.responseText != "") { elm = document.getElementById(elmId); if(elm) { var response = result.responseText; elm.innerHTML = response; } } }); }
  • 31. AJAX • Funktioniert nur mit „Ugly Hacks“  Oder nur mit einem Browser-Typ • Javascript ist nicht typisiert • ... • Codieren wie Ende der 90er? Welcome to WEB 0.5?
  • 32. ASP.NET ClientSideCallbacks <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"> <head id="Head" runat="server“> <script type="text/ecmascript"> function ReceiveServerData(rValue){ document.getElementById('Results').innerHTML = rValue; } </script> </head> <body> <form id="form1" runat="server“> <asp:ListBox ID="ListBox1" Runat="server“> <asp:ListItem Text="Cheese" Value="Cheese" /> </asp:ListBox><br /> Items in stock: <div id="Results" runat="server“ /> </form> </body>
  • 33. ASP.NET ClientSideCallbacks public partial class _Default : Page, ICallbackEventHandler { protected string returnValue; protected void Page_Load(object sender, EventArgs e) { string cb = Page.ClientScript.GetCallbackEventReference( this, "arg", “ReceiveServerData", ""); ListBox1.Attributes["onchange"] = cb.Replace( "arg", "this.options[this.selectedIndex].text"); } public void RaiseCallbackEvent(string eventArgument){ returnValue = "10"; } public string GetCallbackResult(){ return returnValue; } }
  • 34. Atlas • Eine Serverseitiges Framework für AJAX  Plattform und Browser-Kompatibel  Objektorientierte Serverseitige API  Declaratives model • Steuerelemente  Toolunterstützung für Designer und Entwickler  Kostenlos, Supported, Einfach zu benutzen
  • 35. Atlas • ASPX • CodeBehind <atlas:ScriptManager ID="sm1" runat="server" EnablePartialRendering="true" /> <atlas:UpdatePanel ID="up1" runat="server"> <ContentTemplate> <asp:Button ID=“B" Text="GetData" runat="server" OnClick=“B_Click" /> <br /> <asp:Label ID="Message" runat="server" /> </ContentTemplate> </atlas:UpdatePanel> public partial class _Default : System.Web.UI.Page { protected void B_Click(object sender, EventArgs e) { Message.Text = "Button1 was clicked"; } }
  • 36. Asynchrone System-Architekturen • Web-Server – Applikations-Server-Topologie  Synchron  Asynchron • Entkoppelung durch MessageQueing
  • 37. ASP.NET und MessageQueing • Anfrage in RequestQueue schreiben • Warten auf eine Antwort: using (MessageQueue responseQueue = new MessageQueue(queuePath)) { responseQueue.MessageReadPropertyFilter.CorrelationId = true; Message objMessage = responseQueue.ReceiveByCorrelationId( correlationId, new TimeSpan(0, 0, 0, timeOut), MessageQueueTransactionType.None); }
  • 38. Fazit Copyright © 2006 newtelligence® AG | All rights reserved
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Hinweis der Redaktion

  1. WaitHandle can also be used for unmanaged resources.