WPF+ASP.NET SignalR实现动态折线图

在实际业务中，当后台数据发生变化，客户端能够实时的收到通知，而不是由用户主动的进行页面刷新才能查看，这将是一个非常人性化的设计。有没有那么一种场景，后台数据明明已经发生变化了，前台却因为没有及时刷新，而导致页面显示的数据与实际存在差异，从而造成错误的判断。那么如何才能在后台数据变更时及时通知客户端呢？本文以一个简单的动态折线图示例，简述如何通过ASP.NET SignalR实现后台通知功能，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。

什么是SignalR?

ASP.NET SignalR 是一个面向 ASP.NET 开发人员的库，可简化将实时 web 功能添加到应用程序的过程。实时 web 功能是让服务器代码将内容推送到连接的客户端立即可用，而不是让服务器等待客户端请求新数据的能力。.

SignalR做了什么？

传统HTTP采用的是大家熟知的“拉模式”，即客户端发出的每次请求，服务端都是被动处理。此场景下客户端是老大，很显然只有一方主动，操作与处理起来就没那么完美。

为了能让服务端也能主动，html5的出现让这种变得可能，大家知道html5中有两种主动模式。第一种叫做websockect，WebSockets是Html5提供的新的API，可以在Web网页与服务器端间建立Socket连接，它是基于tcp模式的双工通讯。还有一种叫做SSE，也就是客户端来订阅服务器的一种事件模型。

在html5出来之前，如果要做到服务器主动，我们只能采用变相的longpool和iframe流勉强实现。

SignalR对上面四种方案进行了高度的封装，也就是说signalR会在这四种技术中根据浏览器和服务器设置采取最优的一种模式。

封装与集成

对于.NET开发者的福音，.NET平台为我们提供了一种简洁高效智能的实时信息交互技术->SignalR，它集成了上述数种技术，并能根据配置自动或手动选择其最佳应用。

SignalR用途

SignalR 提供了一个简单的 API，用于创建服务器到客户端远程过程调用 (RPC) ，该调用客户端浏览器 (和其他客户端平台中的 JavaScript 函数) 服务器端 .NET 代码。 SignalR 还包括用于连接管理的 API (，例如连接和断开连接事件) ，以及分组连接。

虽然聊天通常被用作示例，但你可以做更多的事情。每当用户刷新网页以查看新数据时，或者该网页实施 Ajax 长轮询以检索新数据时，它都是使用 SignalR 的候选者。SignalR 还支持需要从服务器进行高频更新的全新类型的应用，例如实时游戏。

官方网址和源码

官方网址：https://dotnet.microsoft.com/zh-cn/apps/aspnet/signalr
微软API文档：https://learn.microsoft.com/zh-cn/aspnet/signalr/overview/getting-started/introduction-to-signalr
GitHub网址：https://github.com/SignalR

示例截图

本示例主要实现一个动态折线图功能，主要分为服务端和客户端两部分，示例如下所示：

服务端项目创建

1. 创建一个Web服务端程序（以ASP.NET WebApi为例），默认情况下SignalR已经作为项目框架的一部分而存在，所以不需要安装，直接使用即可。通过项目--依赖性--框架--Microsoft.AspNetCore.App可以查看

2. 创建ChatHub，继承Hub基类，作为后台连接管理的中心

using Microsoft.AspNetCore.SignalR;
namespace DemoSignalR.Server.Chat{    public class ChatHub : Hub    {        #region 连接和断开连接
        public override async Task OnConnectedAsync()        {            var connId = Context.ConnectionId;            Console.WriteLine($"{connId} 已连接");            await base.OnConnectedAsync();        }
        public void StartNotify(string type)        {            if (type == "1")            {
            }            else if (type == "2")            {
            };
        }
        public override async Task OnDisconnectedAsync(Exception ex)        {            //如果断开连接            var connId = Context.ConnectionId;            Console.WriteLine($"{connId} 已断开");            await base.OnDisconnectedAsync(ex);        }
        #endregion    }}

SignalR服务端业务集成

在实际业务中，存在各种需要后台通知的功能，根据不同的业务，可以采用不同的通知触发方式：

1. 在调用接口时触发后台通知

using DemoSignalR.Server.Chat;using Microsoft.AspNetCore.Mvc;using Microsoft.AspNetCore.SignalR;
namespace DemoSignalR.Server.Controllers{    [ApiController]    [Route("[controller]")]    public class TestWebApiController : ControllerBase    {
        private readonly ILogger<TestWebApiController> _logger;
        private IHubContext<ChatHub> _context;
        public TestWebApiController(ILogger<TestWebApiController> logger, IHubContext<ChatHub> context)        {            _logger = logger;            _context = context;        }
        [HttpGet]        public void GetTestA(string Name)        {            string info = $"当前接收到的信息为：{Name},{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}";            _context.Clients.All.SendAsync("", info);        }
    }}

2. 定时器循环通知

using Microsoft.AspNetCore.SignalR;using System.Timers;
namespace DemoSignalR.Server.Chat{    public class TestChatInfo    {        private IHubContext<ChatHub> _context;
        private System.Timers.Timer _timer;
        private readonly static object locker = new object();//锁对象
        public static TestChatInfo instance;//当前实例
        private readonly ILogger _logger;
        private int _index = 0;
        private TestChatInfo(IHubContext<ChatHub> _context, ILogger _logger)        {            this._context = _context;            this._logger = _logger;            //定义定时器            _timer = new System.Timers.Timer(100);            _timer.AutoReset = true;            _timer.Enabled = true;            _timer.Elapsed += Timer_Elapsed;            _timer.Start();        }
        private void Timer_Elapsed(object? sender, ElapsedEventArgs e)        {            //业务逻辑判断            var obj = new TestValue();            obj.Index = this._index;            obj.Value = DateTime.Now.Millisecond % 100;            _context.Clients.All.SendAsync("RefreshInfos", obj);            this._index++;        }
        /// <summary>        /// 注册，即初始化单例实例        /// </summary>        /// <param name="context"></param>        /// <param name="reviewTaskService"></param>        /// <param name="sysParamService"></param>        public static void Register(IHubContext<ChatHub> context, ILogger logger)        {            lock (locker)            {                if (instance == null)                {                    lock (locker)                    {                        instance = new TestChatInfo(context, logger);                    }                }            }        }
    }
    public class TestValue    {        private int index;        public int Index { get { return index; } set { index = value; } }
        private float value;        public float Value { get { return value; } set { this.value = value; } }    }}

SignalR服务端配置

SignalR服务端配置主要分成三步：

1. 添加SignalR服务

2. 映射SignalR路由

3. 注册单例后台通知服务（如果其他方式，可省略）

using DemoSignalR.Server.Chat;using Microsoft.AspNetCore.SignalR;
var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
// Add services to the container.
builder.Services.AddControllers();// Learn more about configuring Swagger/OpenAPI at https://aka.ms/aspnetcore/swashbucklebuilder.Services.AddEndpointsApiExplorer();builder.Services.AddSwaggerGen();//1.添加SignalR服务builder.Services.AddSignalR();builder.Services.AddLogging(logging => logging.AddConsole());
var app = builder.Build();
// Configure the HTTP request pipeline.if (app.Environment.IsDevelopment()){    app.UseSwagger();    app.UseSwaggerUI();}app.UseRouting();app.UseHttpsRedirection();
app.UseAuthorization();

//在Use中注册单例实例app.Use(async (context, next) =>{    var hubContext = context.RequestServices.GetRequiredService<IHubContext<ChatHub>>();    //var logger = context.RequestServices.GetRequiredService<ILogger>();    TestChatInfo.Register(hubContext, null);//调用静态方法注册    if (next != null)    {        await next.Invoke();    }});
app.MapControllers();
//2.映射路由app.UseEndpoints(endpoints => {    endpoints.MapHub<ChatHub>("/chat");});
app.Run();

客户端项目创建

1. 创建WPF项目

2. 通过NuGet包管理器安装SignalR客户端

3. 创建SignalR状态管理，主要管理SignalR的连接，关闭，重连等操作。

using Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client;using System;using System.Collections.Generic;using System.Configuration;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;
namespace DemoSignalR.Client{    internal class SignalRClient    {        private readonly HubConnection hubConnection;
        public HubConnection HubConnection        {            get { return hubConnection; }        }
        public SignalRClient()        {            var server = ConfigurationManager.AppSettings["Server"].ToString();            hubConnection = new HubConnectionBuilder().WithUrl($"{server}/chat").WithAutomaticReconnect().Build();            hubConnection.KeepAliveInterval = TimeSpan.FromSeconds(5);        }
        public virtual void Listen()        {
        }
        public async void Start()        {            try            {                await hubConnection.StartAsync();
            }            catch (Exception e)            {
            }        }    }}

客户端业务逻辑处理

1. 根据不同的业务逻辑分别监听不同的通知事件。

2. 示例详见源码

using Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client;using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;
namespace DemoSignalR.Client{    internal class TestSignalRClient : SignalRClient    {        public Action<object> RefreshInfos;
        public Action<string> Reconnected;
        public TestSignalRClient() : base()        {        }
        public override void Listen()        {            HubConnection.On<object>("RefreshInfos", (obj) =>            {                //                if (obj != null)                {                    Console.WriteLine("收到数据");                    //发送消息                    if (RefreshInfos != null)                    {                        RefreshInfos(obj);                    }                }            });            HubConnection.Reconnected += HubConnection_Reconnected;        }
        private Task HubConnection_Reconnected(string arg)        {            return Task.Run(() =>            {                if (Reconnected != null)                {                    Reconnected(arg);                }            });        }
        public virtual void StartNotify(string condition)        {            HubConnection.SendAsync("StartNotify", condition);            Console.WriteLine($"开始通过知{condition}");        }    }}

SignalR需要注意事项

你不会实例化 Hub 类或从服务器上自己的代码调用其方法;由 SignalR Hubs 管道为你完成的所有操作。 SignalR 每次需要处理中心操作（例如客户端连接、断开连接或向服务器发出方法调用时）时，SignalR 都会创建 Hub 类的新实例。

由于 Hub 类的实例是暂时性的，因此无法使用它们来维护从一个方法调用到下一个方法的状态。每当服务器从客户端收到方法调用时，中心类的新实例都会处理消息。若要通过多个连接和方法调用来维护状态，请使用一些其他方法（例如数据库）或 Hub 类上的静态变量，或者不派生自 Hub的其他类。如果在内存中保留数据，请使用 Hub 类上的静态变量等方法，则应用域回收时数据将丢失。

如果要从在 Hub 类外部运行的代码将消息发送到客户端，则无法通过实例化 Hub 类实例来执行此操作，但可以通过获取对 Hub 类的 SignalR 上下文对象的引用来执行此操作。

注意：ChatHub每次调用都是一个新的实例，所以不可以有私有属性或变量，不可以保存对像的值，所以如果需要记录一些持久保存的值，则可以采用静态变量，或者中心以外的对象。

关于源码

本示例中相关源码，已上传至gitee（码云）,链接如下：

https://gitee.com/ahsiang/demo-signal-r