エンタープライズ環境のプッシュアーキテクチャに関するガイダンス

[アーティクル]
06/01/2023

今日の企業における重要事項は、外部のエンドユーザーや社内の従業員向けのモバイルアプリケーションを作成することへと徐々に変化してきました。そこには、メインフレームや一部の LOB アプリケーションなどの既存のバックエンドシステムが存在しますが、これらをモバイルアプリケーションアーキテクチャに統合する必要があります。このガイドでは、一般的なシナリオに対する可能性のあるソリューションを推奨しながら、この統合を実行するための最適な方法について説明します。

必要となるのは、バックエンドシステムで特定のイベントが発生した場合に、ユーザーのモバイルアプリケーションにプッシュ通知が送信されるようにすることです。たとえば、iPhone 上で銀行のバンキングアプリを使用している銀行の顧客が、口座から一定金額以上の引き落としがあったときに通知を受信したいと考えている場合や、Windows Phone 上で予算承認アプリを使用している財務部門の従業員が、承認の要求が受信されたときに通知を受信したいと考えているイントラネットのシナリオがあります。

銀行口座または承認処理は、ユーザーへのプッシュを開始する必要のある何らかのバックエンドシステムで実行されている可能性があります。このようなバックエンドシステムは複数存在する可能性があり、これらのすべてで、イベントが通知をトリガーしたときにプッシュを行う同じ種類のロジックを構築する必要があります。ここでの複雑さは、複数のバックエンドシステムをまとめて、エンドユーザーがさまざまな通知にサブスクライブし、かつ複数のモバイルアプリケーションが存在する可能性のある 1 つのプッシュシステムと統合することにあります。たとえば、このような複数のバックエンドシステムからの通知を 1 つのモバイルアプリケーションで受信する可能性のあるイントラネットモバイルアプリがあります。バックエンドシステムはプッシュのセマンティクスやテクノロジを認識していないか、または認識する必要がないため、ここでの従来からの一般的なソリューションでは、目的のイベントがないかどうかバックエンドシステムをポーリングし、クライアントにプッシュメッセージを送信する役割を果たすコンポーネントが導入されていました。

より優れたソリューションとして、複雑さを軽減しながら、ソリューションをスケーラブルにする Azure Service Bus トピック/サブスクリプションモデルの使用があります。

次のセクションでは、このソリューションの全般的なアーキテクチャを紹介します (概論として、複数のモバイルアプリを前提としていますが、モバイルアプリが 1 つしかない場合にも同様に該当します)。

Architecture

Diagram of the enterprise architecture showing the flow through Events, Subscriptions, and Push Messages.

このアーキテクチャ図の重要な部分は、トピック/サブスクリプションプログラミングモデルを提供する Azure Service Bus です (詳細については、Service Bus Pub/Sub programming (Service Bus のトピックとサブスクリプションの使用方法) (Service Bus のトピックとサブスクリプションの使用方法)に関するページを参照)。受信者 (この場合は、モバイルバックエンド。通常は、モバイルアプリへのプッシュを開始する Azure Mobile Service) は、バックエンドシステムから直接にではなく、代わりに、Azure Service Bus によって提供される中間の抽象化レイヤーからメッセージを受信します。これにより、モバイルバックエンドは 1 つ以上のバックエンドシステムからメッセージを受信できるようになります。 Service Bus トピックは、バックエンドシステムごとに作成する必要があります (会計、人事、財務など)。これは基本的に、メッセージのプッシュ通知としての送信を開始する、対象の "トピック" です。バックエンドシステムは、これらのトピックにメッセージを送信します。 Service Bus のサブスクリプションを作成することで、モバイルバックエンドがこのような 1 つまたは複数のトピックをサブスクライブできます。これにより、モバイルバックエンドは対応するバックエンドシステムから通知を受信できます。モバイルバックエンドは継続的にサブスクリプションのメッセージをリッスンし、メッセージを受信すると、Notification Hubs に通知として送信します。その後、通知ハブは最終的に、そのメッセージをモバイルアプリに配信します。主要なコンポーネントの一覧を次に示します。

バックエンドシステム (LoB　またはレガシシステム)
- Service Bus のトピックを作成
- メッセージを送信
モバイルバックエンド
- サービスのサブスクリプションを作成
- (バックエンドシステムから) メッセージを受信
- (Azure Notification Hubs 経由で) クライアントに通知を送信
モバイルアプリケーション
- 通知を受信して表示

メリット

受信者 (Notification Hubs を経由したモバイルアプリケーションまたはサービス) と送信者 (バックエンドシステム) を分離することで、最小限の変更によって追加のバックエンドシステムを統合できます。
これはまた、複数のモバイルアプリのシナリオで、1 つ以上のバックエンドシステムからイベントを受信できるようにします。

サンプル

前提条件

これらの概念や一般的な作成および構成手順に精通するために、次のチュートリアルを完了してください。

Service Bus パブリッシュ/サブスクライブプログラミング - このチュートリアルでは、Service Bus トピック/サブスクリプションの操作の詳細、トピック/サブスクリプションを格納する名前空間を作成する方法、そこからメッセージを送受信する方法について説明します。
Notification Hubs の使用 - Windows ユニバーサルチュートリアル - このチュートリアルでは、Windows ストアアプリを設定し、Notification Hubs を使用して登録してから通知を受信する方法について説明します。

サンプルコード

完全なコードサンプルは「 Notification Hubs のサンプル (英語)」から入手できます。このサンプルは、3 つのコンポーネントに分割されています。

EnterprisePushBackendSystem

a. このプロジェクトは Azure.Messaging.ServiceBus NuGet パッケージを使用し、「Service Bus パブリッシュ/サブスクライブプログラミング」に基づいています。

b. このアプリケーションは、LoB システムをシミュレートする単純な C# コンソールアプリであり、メッセージのモバイルアプリへの配信を開始します。

static async Task Main(string[] args)
{
    string connectionString =
        ConfigurationManager.AppSettings.Get("Azure.ServiceBus.ConnectionString");

    // Create the topic
    await CreateTopicAsync(connectionString);

    // Send message
    await SendMessageAsync(connectionString);
}

c. CreateTopicAsync は、Service Bus トピックを作成するために使用されます。

public static async Task CreateTopicAsync(string connectionString)
{
    // Create the topic if it does not exist already
    ServiceBusAdministrationClient client = new ServiceBusAdministrationClient(connectionString);

    if (!await client.TopicExistsAsync(topicName))
    {
        await client.CreateTopicAsync(topicName);
    }
}

d. SendMessageAsync は、この Service Bus のトピックにメッセージを送信するために使用します。このコードは単純に、このサンプルの目的として、一連のランダムなメッセージを定期的にトピックに送信します。通常は、イベントの発生時にメッセージを送信するバックエンドシステムが存在します。

public static sync Task SendMessageAsync(string connectionString)
{
    await using var client = new ServiceBusClient(connectionString);
    ServiceBusSender sender = client.CreateSender(topicName);

    // Sends random messages every 10 seconds to the topic
    string[] messages =
    {
        "Employee Id '{0}' has joined.",
        "Employee Id '{0}' has left.",
        "Employee Id '{0}' has switched to a different team."
    };

    while (true)
    {
        Random rnd = new Random();
        string employeeId = rnd.Next(10000, 99999).ToString();
        string notification = String.Format(messages[rnd.Next(0,messages.Length)], employeeId);

        // Send Notification
        ServiceBusMessage message = new ServiceBusMessage(notification);
        await sender.SendMessageAsync(message);

        Console.WriteLine("{0} Message sent - '{1}'", DateTime.Now, notification);

        System.Threading.Thread.Sleep(new TimeSpan(0, 0, 10));
    }
}

ReceiveAndSendNotification

a. このプロジェクトは Azure.Messaging.ServiceBus および Microsoft.Web.WebJobs.Publish NuGet パッケージを使用し、「Service Bus パブリッシュ/サブスクライブプログラミング」に基づいています。

b. 次のコンソールアプリは、LoB/バックエンドシステムメッセージをリッスンするために継続的に実行する必要があるため、Azure WebJob として実行されます。このアプリケーションは、モバイルバックエンドの一部です。
```
static async Task Main(string[] args)
{
    string connectionString =
             ConfigurationManager.AppSettings.Get("Azure.ServiceBus.ConnectionString");

    // Create the subscription that receives messages
    await CreateSubscriptionAsync(connectionString);

    // Receive message
    await ReceiveMessageAndSendNotificationAsync(connectionString);
}
```
c. CreateSubscriptionAsync は、バックエンドシステムがメッセージを送信するトピックの Service Bus サブスクリプションを作成するために使用されます。ビジネスシナリオに応じて、このコンポーネントは対応するトピックへの 1 つ以上のサブスクリプションを作成します (たとえば、一部は人事システムから、また一部は財務システムからメッセージを受信するなど)。
```
static async Task CreateSubscriptionAsync(string connectionString)
{
    // Create the subscription if it does not exist already
    ServiceBusAdministrationClient client = new ServiceBusAdministrationClient(connectionString);

    if (!await client.SubscriptionExistsAsync(topicName, subscriptionName))
    {
        await client.CreateSubscriptionAsync(topicName, subscriptionName);
    }
}
```
d. ReceiveMessageAndSendNotificationAsync は、サブスクリプションを使用してトピックからメッセージを読み取り、読み取りが正常に実行された場合に、Azure Notification Hubs を使用してモバイルアプリケーションに送信する通知 (サンプルシナリオでは Windows ネイティブのトースト通知) を作成するために使用します。
```
static async Task ReceiveMessageAndSendNotificationAsync(string connectionString)
{
    // Initialize the Notification Hub
    string hubConnectionString = ConfigurationManager.AppSettings.Get
            ("Microsoft.NotificationHub.ConnectionString");
    hub = NotificationHubClient.CreateClientFromConnectionString
            (hubConnectionString, "enterprisepushservicehub");

    ServiceBusClient Client = new ServiceBusClient(connectionString);
    ServiceBusReceiver receiver = Client.CreateReceiver(topicName, subscriptionName);

    // Continuously process messages received from the subscription
    while (true)
    {
        ServiceBusReceivedMessage message = await receiver.ReceiveMessageAsync();
        var toastMessage = @"<toast><visual><binding template=""ToastText01""><text id=""1"">{messagepayload}</text></binding></visual></toast>";

        if (message != null)
        {
            try
            {
                Console.WriteLine(message.MessageId);
                Console.WriteLine(message.SequenceNumber);
                string messageBody = message.Body.ToString();
                Console.WriteLine("Body: " + messageBody + "\n");

                toastMessage = toastMessage.Replace("{messagepayload}", messageBody);
                SendNotificationAsync(toastMessage);

                // Remove message from subscription
                await receiver.CompleteMessageAsync(message);
            }
            catch (Exception)
            {
                // Indicate a problem, unlock message in subscription
                await receiver.AbandonMessageAsync(message);
            }
        }
    }
}
static async void SendNotificationAsync(string message)
{
    await hub.SendWindowsNativeNotificationAsync(message);
}
```
e. このアプリを WebJob として発行するには、Visual Studio でソリューションを右クリックし、 [WebJob として発行] を選択します。

f. 発行プロファイルを選択し、この WebJob をホストする新しい Azure Web サイトを作成し (このサイトがまだ存在しない場合)、Web サイトを作成したら [発行] を選択します。

[Web の発行] ダイアログのスクリーンショット。[Microsoft Azure Web サイト] オプションが選択されています。緑の矢印が指し示す [Select Existing Website](既存の Web サイトを選択する) ダイアログボックスでは [新規] オプションが赤で囲まれています。そこからさらに緑の矢印が指し示す [Create site on Microsoft Azure](Microsoft Azure でサイトを作成する) ダイアログボックスでは [サイト名] と [作成] オプションが赤で囲まれています。

g. ジョブを [連続実行する] ように構成すると、Azure Portal にログインしたときに、以下のような画面が表示されます。
EnterprisePushMobileApp

a. このアプリケーションは、モバイルバックエンドの一部として実行されている WebJob からトースト通知を受信して表示する Windows ストアアプリケーションです。このコードは、「Notification Hubs の使用 - Windows ユニバーサルチュートリアル」に基づいています。

b. アプリケーションでトースト通知の受信が有効になっていることを確認します。

c. (HubName および DefaultListenSharedAccessSignature の値を置換してから) アプリの起動時に、以下の Notification Hubs の登録コードが確実に呼び出されるようにします。
```
private async void InitNotificationsAsync()
{
    var channel = await PushNotificationChannelManager.CreatePushNotificationChannelForApplicationAsync();

    var hub = new NotificationHub("[HubName]", "[DefaultListenSharedAccessSignature]");
    var result = await hub.RegisterNativeAsync(channel.Uri);

    // Displays the registration ID so you know it was successful
    if (result.RegistrationId != null)
    {
        var dialog = new MessageDialog("Registration successful: " + result.RegistrationId);
        dialog.Commands.Add(new UICommand("OK"));
        await dialog.ShowAsync();
    }
}
```

サンプルの実行

WebJob が正常に実行され、継続的に実行するようにスケジュールされていることを確認します。
Windows ストアアプリを起動する EnterprisePushMobileApp を実行します。
LoB バックエンドをシミュレートし、メッセージの送信を開始する EnterprisePushBackendSystem コンソールアプリケーションを実行すると、次の図のようなトースト通知が表示されます。
これらのメッセージは最初、WebJob で Service Bus サブスクリプションによって監視されていた Service Bus トピックに送信されました。メッセージを受信すると、通知が作成されてモバイルアプリに送信されます。 Azure Portal で WebJobs の [ログ] リンクをクリックすると、WebJobs ログで処理を確認することができます。

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