ASP.NET Core SignalR 的工作原理

8 分钟

服务器和 `Hub` 类

Hub类是 SignalR 服务器的概念。它在 Microsoft.AspNetCore.SignalR 命名空间中定义，并且是 Microsoft.AspNetCore.SignalR NuGet 包的一部分。面向 Microsoft.NET.Sdk.Web SDK 的 ASP.NET Core Web 应用无需添加 SignalR 的包引用，因为它已作为共享框架的一部分提供。

Hub 通过路由公开。例如，https://www.contoso-pizza.com/hubs/orders 路由可用于表示 OrdersHub 实现。通过各种中心 API，作者可以定义方法和事件。

有两个方式可以在中心上公开方法。创建以下类型的子类和编写方法：

Hub：标准中心。
Hub<T>：强类型泛型中心。

示例 `Hub`

作为参考点，请考虑以下 Notification 对象：

namespace RealTime.Models;

public record Notification(string Text, DateTime Date);

可以在使用 .NET 客户端 SDK 时共享该对象，使服务器和客户端具有完全相同的对象。假设有一个如下所述的通知中心：

using Microsoft.AspNetCore.SignalR;
using System;
using System.Threading.Tasks;
using RealTime.Models;

namespace ExampleServer.Hubs;

public sealed class NotificationHub : Hub
{
    public Task NotifyAll(Notification notification) =>
        Clients.All.SendAsync("NotificationReceived", notification);
}

对于方法与事件之间的差异，上述中心实施中的方法是 NotifyAll，而事件是 NotificationReceived。 NotificationHub 必须是 Hub 的子类。 NotifyAll 方法返回 Task，并接受单个 Notification 参数。该方法表示为从 Clients.All 调用 SendAsync，Clients.All 表示所有连接的客户端。将激发 NotificationReceived 事件，依赖于 notification 实例。

`IHubContext` 实例

从 Hub 或 IHubContext 实例激发事件。 SignalR 中心是用于将消息发送到连接到 SignalR 服务器的客户端的核心抽象。还可以使用以下任一类型从应用中的其他位置发送消息：

IHubContext<THub>：一个上下文，其中 THub 表示标准中心。
IHubContext<THub,T>：一个上下文，其中 THub 表示强类型泛型中心，T 表示相应类型的客户端。

重要

IHubContext 用于向客户端发送通知。它不用于调用 Hub 上的方法。

`IHubContext` 示例

考虑到上一个通知中心实施，你可以使用 IHubContext<NotificationHub>，如下所示：

using Microsoft.AspNetCore.SignalR;
using System;
using System.Threading.Tasks;
using RealTime.Models;

namespace ExampleServer.Services;

public sealed class NotificationService(
    IHubContext<NotificationHub> hubContext)
{
    public Task SendNotificationAsync(Notification notification) =>
        notification is not null
            ? hubContext.Clients.All.SendAsync("NotificationReceived", notification)
            : Task.CompletedTask;
}

前面的 C# 代码依赖 IHubContext<NotificationHub> 来访问客户端的上下文列表，公开了广播通知的功能。在作用域中捕获的 hubContext 主构造函数参数用于触发 "NotificationReceived" 事件，但它并不旨在用于调用中心的 NotifyAll 方法。

方法

Hub 或 Hub<T> 方法与其他任何 C# 方法相同。它们都定义返回类型、方法名称和参数。

Hub 方法最常见的返回类型为 Task 或 Task<TResult>，后者表示异步 hub 操作。
方法名称用于从客户端调用方法。你可以使用 HubMethodNameAttribute 对其进行自定义。
参数是可选的，但在定义时，客户端应提供相应的参数。

方法不需要触发事件，但通常会触发。

事件

可以从客户端按名称来订阅事件。服务器负责引发事件。 Hub、Hub<T>、IHubContext<THub> 和 IHubContext<THub, T> 事件已命名，并且最多可以定义 10 个参数。事件在服务器上触发，并由感兴趣的客户端进行处理。当客户端订阅其 hub 连接上的事件时，该客户端则视为感兴趣的客户端。当客户端调用由于其调用而激发事件的中心方法时，会间接地触发事件。不过，客户端无法直接触发事件，因为这是服务器的职责。

事件客户端范围

从 IClientProxy 实例调用事件。你从 Clients 类型实现 IHubClients和 IHubCallerClients 接口。有多种方法可以将范围界定到特定 IClientProxy 实例。可以从 Hub.Clients 属性定位以下范围：

成员	详细信息
`All`	所有连接的客户端（例如广播）。
`AllExcept`	所有连接的客户端，不包括指定的连接（例如筛选的广播）。
`Caller`	触发方法的连接的客户端（如回显）。
`Client`	指定的客户端连接（单个连接）。
`Clients`	指定的客户端连接（多个连接）。
`Group`	指定组中的所有连接的客户端。
`GroupExcept`	指定组中的所有连接的客户端（不包括指定的连接）。
`Groups`	指定组中的所有连接的客户端（多个组）。
`Others`	所有连接的客户端（不包括触发方法的客户端）。
`OthersInGroup`	指定组中的所有连接的客户端（不包括触发方法的客户端）。
`User`	指定用户的所有连接的客户端（单个用户可以连接到多个设备）。
`Users`	指定用户的所有连接的客户端。

示例范围

请考虑以下图片，这些图片直观地显示了中心是如何向目标客户端发送消息的。你可以展开图片，以方便阅读。

广播到所有对象

所有连接的客户端都将收到此消息，而不考虑它们可能属于或不属于的组。
独立用户

单个用户会将收到此消息，无论当前正在使用多少设备。
独立组

只有属于特定组的客户端才会收到此消息。

客户端和 `HubConnection` 类

HubConnection 类是 SignalR 客户端概念，表示客户端与服务器 Hub 的连接。它在 Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client 命名空间中定义，并且是 Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client NuGet 包的一部分。

你使用生成器模式和相应的 HubConnectionBuilder 类型创建 HubConnection。考虑到中心的路由（或者 System.Uri），你可以创建 HubConnection。生成器还可以指定其他配置选项，包括日志记录、所需的协议、身份验证令牌转发和自动重新连接，等等。

HubConnection API 公开启动和停止函数，分别用于启动和停止到服务器的连接。此外，还提供了流式处理、调用 hub 方法和订阅事件的功能。

创建 `HubConnection` 示例

若要从 .NET SignalR 客户端 SDK 创建 HubConnection 对象，请使用 HubConnectionBuilder 类型：

using Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client;
using System;
using System.Threading.Tasks;
using RealTime.Models;

namespace ExampleClient;

public sealed class Consumer : IAsyncDisposable
{
    private readonly string HostDomain =
        Environment.GetEnvironmentVariable("HOST_DOMAIN");
    
    private HubConnection _hubConnection;

    public Consumer()
    {
        _hubConnection = new HubConnectionBuilder()
            .WithUrl(new Uri($"{HostDomain}/hub/notifications"))
            .WithAutomaticReconnect()
            .Build();
    }

    public Task StartNotificationConnectionAsync() =>
        _hubConnection.StartAsync();

    public async ValueTask DisposeAsync()
    {
        if (_hubConnection is not null)
        {
            await _hubConnection.DisposeAsync();
            _hubConnection = null;
        }
    }
}

调用 hub 方法

如果客户端已经有一个已成功启动的客户端 HubConnection 实例，则该客户端可以使用 InvokeAsync 或 SendAsync 扩展调用中心上的方法。如果中心方法返回 Task<TResult>，则 InvokeAsync<TResult> 结果的类型为 TResult。如果中心方法返回 Task，则不会生成任何结果。 InvokeAsync 和 SendAsync 都需要中心方法的名称，以及 0 到 10 个参数。

InvokeAsync：使用指定的方法名称和可选参数调用服务器上的中心方法。
SendAsync：使用指定的方法名称和可选参数调用服务器上的中心方法。此方法不会等待接收方的响应。

中心方法调用示例

SendNotificationAsync 向之前的 Consumer 类添加方法时，SendNotificationAsync 将委托给 _hubConnection，并根据 Notification 实例调用服务器中心上的 NotifyAll 方法。

public Task SendNotificationAsync(string text) =>
    _hubConnection.InvokeAsync(
        "NotifyAll", new Notification(text, DateTime.UtcNow));

处理事件

若要处理事件，请在 HubConnection 实例上注册一个处理程序。如果你知道中心方法的名称并拥有 0 到 8 个参数，请调用其中一个 HubConnectionExtensions.On 重载。处理程序可以满足以下任何 Action 变体：

或者，可以使用异步处理程序 API，当 TResult 是 Task 变体时，它们是 Func<TResult>：

注册事件处理程序的结果是 IDisposable，它充当订阅。若要取消订阅处理程序，请调用 Dispose。

事件注册示例

更新上一个 Consumer 类时，通过提供处理程序并调用 On 来注册事件：

using Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client;
using System;
using System.Threading.Tasks;
using RealTime.Models;

namespace ExampleClient;

public sealed class Consumer : IAsyncDisposable
{
    private readonly string HostDomain =
        Environment.GetEnvironmentVariable("HOST_DOMAIN");
    
    private HubConnection _hubConnection;

    public Consumer()
    {
        _hubConnection = new HubConnectionBuilder()
            .WithUrl(new Uri($"{HostDomain}/hub/notifications"))
            .WithAutomaticReconnect()
            .Build();

        _hubConnection.On<Notification>(
            "NotificationReceived", OnNotificationReceivedAsync);
    }

    private async Task OnNotificationReceivedAsync(Notification notification)
    {
        // Do something meaningful with the notification.
        await Task.CompletedTask;
    }

    // Omitted for brevity.
}

当服务器的 hub 实例激发 "NotificationReceived" 事件时，将调用 OnNotificationReceivedAsync 方法。

Contoso Pizza 实时订单更新

Web 应用的服务器代码需要具有 Hub 实施，并且向客户端公开路由。 Hub 可以使用订单对象的唯一标识符创建用于跟踪的组。然后，可以在此组中传达所有订单状态更改更新。

还需要更新客户端代码，以指示 Contoso Pizza 应用程序是 Blazor WebAssembly 应用。可以使用 JavaScript SDK 或 .NET 客户端 SDK。然后，将客户端轮询功能替换为生成 HubConnection 的代码，并启动到服务器的连接。当导航到订单跟踪页时，代码必须加入订单的特定组，更改更新将发送到该组。你需要订阅事件以获取订单状态更改，并进行相应的处理。