SignalR基本使用

在传统的HTTP中，只能客户端主动向服务器端发起请求，服务器端无法主动向客户端发送消息。有的业务场景下，我们需要服务器端主动向客户端发送消息，比如Web聊天室、OA系统、站内消息等。

为了实现服务器端向客户端推送消息，在2008年诞生了WebSocket协议，并且该协议在2011年成为国际标准。目前所有的主流浏览器都已经支持WebSocket协议。WebSocket基于TCP（transmission control protocol，传输控制协议），支持二进制通信，因此通信效率非常高，它可以让服务器处理大量的并发WebSocket连接；WebSocket是双工通信，因此服务器可以高效地向客户端推送消息。

ASP.NET Core SignalR（以下简称SignalR）是.NET Core平台中对WebSocket的封装，从而让开发人员可以更简单地进行WebSocket开发。

虽然WebSocket是独立于HTTP的，但是我们一般仍然把WebSocket服务器端部署到Web服务器上，因为我们需要借助HTTP完成初始的握手，并且共享HTTP服务器的端口，这样就可以避免为WebSocket单独打开新的服务器端口。因此，SignalR的服务器端一般运行在ASP.NET Core项目中。

SignalR中一个重要的组件是集线器（hub），它用于在WebSocket服务器端和所有客户端之间进行数据交换，所有连接到同一个集线器上的程序都可以互相通信。我们既可以通过集线器来完成服务器端向客户端的消息推送，也可以完成客户端之间的消息推送，当然WebSocket也允许客户端向服务器端发送消息。

下面通过开发一个简单的聊天室来了解SignalR的基本使用。

第1步：创建一个ASP.NET Core Web API项目，安装Nuget包Microsoft.AspNetCore.SignalR.StackExchangeRedis，并且在项目中创建一个继承自Hub类的ChatRoomHub类，所有的客户端和服务器端都通过这个集线器进行通信。

public class ChatRoomHub : Hub
{
    public Task SendPublicMessage(string message)
    {
        string connId = this.Context.ConnectionId;
        string msg = $"{connId}{DateTime.Now}:{message}";
        return Clients.All.SendAsync("ReceivePublicMessage", msg);
    }
}

ChatRoomHub类中定义的方法可以被客户端调用，也就是客户端可以向服务器端发送请求，方法的参数就是客户端向服务器端传送的消息，参数的个数原则上来讲不受限制，而且参数的类型支持string、bool、int等常用的数据类型。
在ChatRoomHub类中，我们定义了一个方法SendPublicMessage，方法的参数message为客户端传递过来的消息。在第5行代码中，我们获得了当前发送消息的客户端连接的唯一标识ConnectionId；在第6行代码中拼接出一个包含连接ID、当前时间、客户端消息的字符串；随后我们把msg字符串以名字为“ReceivePublicMessage”的消息发送到所有连接到集线器的客户端上。

第2步：编辑Program.cs，在builder.Build之前调用builder.Services.AddSignalR注册所有SignalR的服务，在app.MapControllers之前调用app.MapHub<ChatRoomHub>("/Hubs/ChatRoomHub")启用SignalR中间件，并且设置当客户端通过SignalR请求“/Hubs/ChatRoomHub”这个路径的时候，由ChatRoomHub进行处理。

builder.Services.AddSignalR(); //注册所有SignalR的服务
string[] urls = new[] { "http://localhost:3000" };
builder.Services.AddCors(options =>
    options.AddDefaultPolicy(builder => 
        builder.WithOrigins(urls).AllowAnyMethod()
            .AllowAnyHeader().AllowCredentials())
);
var app = builder.Build();

// Configure the HTTP request pipeline.
if (app.Environment.IsDevelopment())
{
    app.UseSwagger();
    app.UseSwaggerUI();
}
app.UseCors();
app.UseHttpsRedirection();
app.UseAuthentication();
app.UseAuthorization();
app.MapHub<ChatRoomHub>("/Hubs/ChatRoomHub"); //启用SignalR中间件
app.MapControllers();

第3步：我们需要编写一个静态HTML页面提供交互界面。按照前后端分离的理念，我们应该把HTML页面放到一个单独的前端项目中。创建一个前端项目，然后执行如下命令安装SignalR的JavaScript客户端SDK（software development kit，软件开发工具包）：npm install @microsoft/signalr。

在SignalR的JavaScript客户端中：

1. 使用HubConnectionBuilder来创建从客户端到服务器端的连接；
2. 通过withUrl方法来设置服务器端集线器的地址，该地址必须是包含域名等的全路径，必须和在服务器端MapHub设置的路径一致；
3. 通过withAutomaticReconnect设置自动重连机制。虽然withAutomaticReconnect不是必须设置的，但是设置这个选项之后，如果连接被断开，客户端就会尝试重连，因此使用起来更方便。需要注意的是，客户端重连之后，由于这是一个新的连接，因此在服务器端获得的ConnectionId是一个新的值。
4. 对HubConnectionBuilder设置完成后，我们调用build就可以构建完成一个客户端到集线器的连接。
5. 我们通过build获得的到集线器的连接只是逻辑上的连接，还需要调用start方法来实际启动连接。
6. 一旦连接建立完成，我们就可以通过连接对象的invoke函数来调用集线器中的方法，我们也可以通过on函数来注册监听服务器端使用SendAsync发送的消息的代码。

<template>
  <input
    type="text"
    v-model="state.userMessage"
    v-on:keypress="txtMsgOnkeypress"
    />
    <div>
      <ul>
        <li v-for="(msg, index) in state.messages" :key="index">{{ msg }}</li>
      </ul>
    </div>
  </template>


<script>
  import { reactive, onMounted } from "vue";
  import * as signalR from "@microsoft/signalr";
  let connection;
  export default {
    name: "Login",
    setup() {
      const state = reactive({ userMessage: "", messages: [] });
      const txtMsgOnkeypress = async function (e) {
        if (e.keyCode != 13) return;
        await connection.invoke("SendPublicMessage", state.userMessage);
        state.userMessage = "";
      };
      onMounted(async function () {
        connection = new signalR.HubConnectionBuilder() // 创建从客户端到服务器端的连接
          .withUrl("https://localhost:7002/Hubs/ChatRoomHub") // 设置服务器端集线器的地址
          .withAutomaticReconnect() // 设置自动重连机制
          .build(); // 构建完成
        await connection.start(); // 启动
        // 通过on函数来注册监听服务器端使用SendAsync发送的消息的代码
        connection.on("ReceivePublicMessage", (msg) => {
          state.messages.push(msg);
        });
      });
      return { state, txtMsgOnkeypress };
    },
  };
</script>

可以看到，在onMounted方法中，我们创建并且启动了客户端到服务器端集线器的连接，并且监听了服务器端向客户端发送的“ReceivePublicMessage”消息，客户端还会把收到的消息添加到页面上。

在23到27行中，对用户在输入框内的按键进行监听，当用户按Enter键的时候，我们就调用集线器中的SendPublicMessage方法把用户输入的消息发送给服务器端，服务器端再把消息转发给连接到这个集线器的全部客户端。这样我们就实现了一个简单的聊天室。

接下来，启动ASP.NET Core项目和前端项目，然后打开两个聊天室页面，并分别在两个页面中发送一些消息。我们可以发现，在A页面中发送的消息，在B页面中能立即看到；在B页面中发送的消息，在A页面中也能立即看到。

本文学习参考自：ASP.NET Core技术内幕与项目实战