一、簡介
Signal 是微軟支持的一個運行在 Dot NET 平台上的 html websocket 框架。它出現的主要目的是實現服務器主動推送（Push）消息到客戶端頁面，這樣客戶端就不必重新發送請求或使用輪詢技術來獲取消息。
可訪問其官方網站：https://github.com/SignalR/ 獲取更多資訊。
二、Asp.net SignalR 是個什麼東東
Asp.net SignalR是微軟為實現實時通信的一個類庫。一般情況下，SignalR會使用JavaScript的長輪詢(long polling)的方式來實現客戶端和服務器通信，隨著Html5中WebSockets出現，SignalR也支持WebSockets通信。另外SignalR開發的程序不僅僅限制於宿主在IIS中，也可以宿主在任何應用程序，包括控制台，客戶端程序和Windows服務等，另外還支持Mono，這意味著它可以實現跨平台部署在Linux環境下。
SignalR內部有兩類對象：
Http持久連接(Persisten Connection)對象：用來解決長時間連接的功能。還可以由客戶端主動向服務器要求數據，而服務器端不需要實現太多細節，只需要處理PersistentConnection 內所提供的五個事件：OnConnected, OnReconnected, OnReceived, OnError 和 OnDisconnect 即可。
Hub（集線器）對象：用來解決實時(realtime)信息交換的功能，服務端可以利用URL來注冊一個或多個Hub，只要連接到這個Hub，就能與所有的客戶端共享發送到服務器上的信息，同時服務端可以調用客戶端的腳本。
SignalR將整個信息的交換封裝起來，客戶端和服務器都是使用JSON來溝通的，在服務端聲明的所有Hub信息，都會生成JavaScript輸出到客戶端，.NET則依賴Proxy來生成代理對象，而Proxy的內部則是將JSON轉換成對象。
SignalR既然是為實時而生的，這樣就決定了其使用場所。具體適用情景有如下幾點：
聊天室，如在線客服系統，IM系統等
股票價格實時更新
消息的推送服務
游戲中人物位置的實時推送
目前，我所在公司在開發的就是在線客服系統。
三、實現機制
SignalR 的實現機制與 .NET WCF 或 Remoting 是相似的，都是使用遠程代理來實現。在具體使用上，有兩種不同目的的接口：PersistentConnection 和 Hubs，其中 PersistentConnection 是實現了長時間的 Javascript 輪詢（類似於 Comet），Hub 是用來解決實時信息交換問題，它是利用 Javascript 動態載入執行方法實現的。SignalR 將整個連接，信息交換過程封裝得非常漂亮，客戶端與服務器端全部使用 JSON 來交換數據。
下面就 Hubs 接口的使用來講講整個流程：
1.在服務器端定義對應的 hub class;
2.在客戶端定義 hub class 所對應的 proxy 類；
3.在客戶端與服務器端建立連接（connection）；
4.然後客戶端就可以調用 proxy 對象的方法來調用服務器端的方法，也就是發送 request 給服務器端；
5.服務器端接收到 request 之後，可以針對某個/組客戶端或所有客戶端（廣播）發送消息。
四、使用Asp.net SignalR在Web端實現廣播消息
通過第二部分的介紹，相信大家對Asp.net SignalR有了一個初步的了解，接下來通過兩個例子來讓大家加深對SignalR運行機制的理解。第一個例子就是在Web端如何使用SignalR來實現廣播消息。
使用Visual Studio 2013，創建一個MVC工程
通過Nuget安裝SignalR包。右鍵引用-》選擇管理Nuget程序包-》在出現的窗口中輸入SignalR來找到SignalR包進行安裝。
安裝SignalR成功後，SignalR庫的腳本將被添加進Scripts文件夾下。具體如下圖所示：
向項目中添加一個SignalR集線器(v2)並命名為ServerHub。
將下面代碼填充到剛剛創建的ServerHub類中。
using System;
using Microsoft.AspNet.SignalR;
namespace SignalDemo
{
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>
/// 供客戶端調用的服務器端代碼
/// </summary>
/// <param name="message"></param>
public void Send(string message)
{
var name = GenerateRandomName(4);
// 調用所有客戶端的sendMessage方法
Clients.All.sendMessage(name, message);
}
/// <summary>
/// 產生隨機用戶名函數
/// </summary>
/// <param name="length">用戶名長度</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();
}
}
}
創建一個Startup類，如果開始創建MVC項目的時候沒有更改身份驗證的話，這個類會默認添加的，如果已有就不需要重復添加了。按照如下代碼更新Startup類。
using Microsoft.Owin;
using Owin;
[assembly: OwinStartupAttribute(typeof(SignalDemo.Startup))]
namespace SignalDemo
{
public partial class Startup
{
#region MyRegion
public void Configuration(IAppBuilder app)
{
app.MapSignalR();
ConfigureAuth(app);
}
#endregion
}
}
在Home控制器中創建一個Chat Action方法
using System.Web.Mvc;
namespace SignalDemo.Controllers
{
public class HomeController : Controller
{
public ActionResult Chat()
{
return View();
}
}
}
在Views文件中Home文件夾中創建一個Chat視圖，視圖代碼如下所示：
@{
ViewBag.Title = "Chat";
}
<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庫. -->
<script src="~/Scripts/jquery.signalR-2.2.1.min.js"></script>
<!--引用自動生成的SignalR 集線器(Hub)腳本.在運行的時候在浏覽器的Source下可看到 -->
<script src="~/signalr/hubs"></script>
<script>
$(function () {
// 引用自動生成的集線器代理
var chat = $.connection.serverHub;
// 定義服務器端調用的客戶端sendMessage來顯示新消息
chat.client.sendMessage = function (name, message) {
// 向頁面添加消息
$('#discussion').append('<li><strong>' + htmlEncode(name)
+ '</strong>: ' + htmlEncode(message) + '</li>');
};
// 設置焦點到輸入框
$('#message').focus();
// 開始連接服務器
$.connection.hub.start().done(function () {
$('#sendmessage').click(function () {
// 調用服務器端集線器的Send方法
chat.server.send($('#message').val());
// 清空輸入框信息並獲取焦點
$('#message').val('').focus();
});
});
});
// 為顯示的消息進行Html編碼
function htmlEncode(value) {
var encodedValue = $('<div />').text(value).html();
return encodedValue;
}
</script>
}
修改App_Start文件夾內的RoutConfig類，將Action方法默認設置為Chat
using System.Web.Mvc;
using System.Web.Routing;
namespace SignalDemo
{
public class RouteConfig
{
public static void RegisterRoutes(RouteCollection routes)
{
routes.IgnoreRoute("{resource}.axd/{*pathInfo}");
routes.MapRoute(
name: "Default",
url: "{controller}/{action}/{id}",
defaults: new { controller = "Home", action = "Chat", id = UrlParameter.Optional }
);
}
}
}
到此，我們的例子就實現完成了，接下來我們先來看看運行效果，之後再來解釋到底SignalR是如何來完成廣播消息的。運行的運行結果如下。
從運行結果，你可以發現，在任何一個窗口輸入信息並發送，所有客戶端將收到該消息。這樣的效果在實際應用中很多，如QQ，一登錄QQ的時候都會推送騰訊廣告消息。
看完了運行結果，接下來我們來分析下代碼，進而來剖析下SignalR到底是如何工作的。
按照B/S模式來看，運行程序的時候，Web頁面就與SignalR的服務建立了連接，具體的建立連接的代碼就是：$.connection.hub.start()。這句代碼的作用就是與SignalR服務建立連接，後面的done函數表明建立連接成功後為發送按鈕注冊了一個click事件，當客戶端輸入內容點擊發送按鈕後，該Click事件將會觸發，觸發執行的操作為： chat.server.send($('#message').val())。這句代碼表示調用服務端的send函數，而服務端的Send韓式又是調用所有客戶端的sendMessage函數，而客戶端中sendMessage函數就是將信息添加到對應的消息列表中。這樣就實現了廣播消息的功能了。
看到這裡，有人是否會有疑問，前面的實現都只用到了集線器對象，而沒有用到持久連接對象。其實並不是如此，$.connection這句代碼就是使用持久連接對象，當然你也可以在重新OnConnected方法來查看監控客戶端的連接情況，更新的代碼如下所示：
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>
/// 供客戶端調用的服務器端代碼
/// </summary>
/// <param name="message"></param>
public void Send(string message)
{
var name = GenerateRandomName(4);
// 調用所有客戶端的sendMessage方法
Clients.All.sendMessage(name, message);
}
/// <summary>
/// 客戶端連接的時候調用
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override Task OnConnected()
{
Trace.WriteLine("客戶端連接成功");
return base.OnConnected();
}
/// <summary>
/// 產生隨機用戶名函數
/// </summary>
/// <param name="length">用戶名長度</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();
}
}
這樣在運行頁面的時候，將在輸出窗口看到“客戶端連接成功”字樣。運行效果如下圖所示：
在第二部分介紹的時候說道，在服務端聲明的所有Hub信息，都會生成JavaScript輸出到客戶端，為了驗證這一點，可以在Chrome中F12來查看源碼就明白了，具體如下圖所示：
看到上圖，你也就明白了為什麼Chat.cshtml頁面需要引入"signalr/hubs"腳本庫了吧。
<!--引用SignalR庫. -->
<script src="~/Scripts/jquery.signalR-2.2.0.min.js"></script>
<!--引用自動生成的SignalR 集線器(Hub)腳本.在運行的時候在浏覽器的Source下可看到 -->
<script src="~/signalr/hubs"></script>
五、在桌面程序中如何使用Asp.net SignalR
上面部分介紹了SignalR在Asp.net MVC 中的實現，這部分將通過一個例子來看看SignalR在WPF或WinForm是如何使用的。其實這部分實現和Asp.net MVC中非常相似，主要不同在於，Asp.net MVC中的SignalR服務器寄宿在IIS中，而在WPF中應用，我們把SignalR寄宿在WPF客戶端中。
下面讓我們看看SignalR服務端的實現。
/// <summary>
/// 啟動SignalR服務，將SignalR服務寄宿在WPF程序中
/// </summary>
private void StartServer()
{
try
{
SignalR = WebApp.Start(ServerUri); // 啟動SignalR服務
}
catch (TargetInvocationException)
{
WriteToConsole("一個服務已經運行在：" + ServerUri);
// Dispatcher回調來設置UI控件狀態
this.Dispatcher.Invoke(() => ButtonStart.IsEnabled = true);
return;
}
this.Dispatcher.Invoke(() => ButtonStop.IsEnabled = true);
WriteToConsole("服務已經成功啟動，地址為：" + 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("客戶端連接，連接ID是: " + Context.ConnectionId));
return base.OnConnected();
}
public override Task OnDisconnected(bool stopCalled)
{
Application.Current.Dispatcher.Invoke(() =>
((MainWindow)Application.Current.MainWindow).WriteToConsole("客戶端斷開連接，連接ID是: " + Context.ConnectionId));
return base.OnDisconnected(true);
}
}
public class Startup
{
public void Configuration(IAppBuilder app)
{
// 有關如何配置應用程序的詳細信息，請訪問 http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=316888
// 允許CORS跨域
//app.UseCors(CorsOptions.AllowAll);
app.MapSignalR();
}
}
通過上面的代碼，我們SignalR服務端的實現就完成了，其實現邏輯與Asp.net MVC的代碼類似。
接下來，讓我們看看，WPF客戶端是如何連接和與服務器進行通信的。具體客戶端的實現如下：
public IHubProxy HubProxy { get; set; }
const string ServerUri = "http://localhost:8888/signalr";
public HubConnection Connection { get; set; }
public MainWindow()
{
InitializeComponent();
// 窗口啟動時開始連接服務
ConnectAsync();
}
/// <summary>
/// 發送消息
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void ButtonSend_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
// 通過代理來調用服務端的Send方法
// 服務端Send方法再調用客戶端的AddMessage方法將消息輸出到消息框中
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;
// 創建一個集線器代理對象
HubProxy = Connection.CreateHubProxy("ChatHub");
// 供服務端調用，將消息輸出到消息列表框中
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)
{
// 連接失敗
return;
}
// 顯示聊天控件
ChatPanel.Visibility = Visibility.Visible;
ButtonSend.IsEnabled = true;
TextBoxMessage.Focus();
RichTextBoxConsole.AppendText("連上服務：" + ServerUri + "\r");
}
上面的代碼也就是WPF客戶端實現的核心代碼，主要邏輯為，客戶端啟動的時候就調用Connection.Start方法與服務器進行連接。然後通過HubProxy代理類來調用集線器中Send方法，而集線器中的Send方法又通過調用客戶端的addMessage方法將消息輸出到客戶端的消息框中進行顯示，從而完成消息的推送過程。接下來，讓我們看看其運行效果：
從上面的運行效果看出，其效果和Asp.net MVC上的效果是一樣的。
總結
到這裡，本專題的所有內容就結束了，這篇SignalR快速入門也是本人在學習SignalR過程中的一些心得體會，希望可以幫助一些剛接觸SignalR的朋友快速入門。本篇主要實現了SignalR的廣播消息的功能，可以實現手機端消息推送的功能，接下來一篇將介紹如何使用SignalR實現一對一的聊天。
源碼下載：http://xiazai.jb51.net/201609/yuanma/ASP.NETSignalDemo.rar
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
