一、简介
Signal 是微软支持的一个运行在 Dot NET 平台上的 html websocket 框架。它出现的主要目的是实现服务器主动推送（Push）消息到客户端页面，这样客户端就不必重新发送请求或使用轮询技术来获取消息。
可访问其官方网站：https://github.com/SignalR/ 获取更多资讯。
二、Asp.net SignalR 是个什么东东
Asp.net SignalR是微软为实现实时通信的一个类库。一般情况下，SignalR会使用JavaScript的长轮询(long polling)的方式来实现客户端和服务器通信，随着Html5中WebSockets出现，SignalR也支持WebSockets通信。另外SignalR开发的程序不仅仅限制于宿主在IIS中，也可以宿主在任何应用程序，包括控制台，客户端程序和Windows服务等，另外还支持Mono，这意味着它可以实现跨平台部署在Linux环境下。
SignalR内部有两类对象：
Http持久连接(Persisten Connection)对象：用来解决长时间连接的功能。还可以由客户端主动向服务器要求数据，而服务器端不需要实现太多细节，只需要处理PersistentConnection 内所提供的五个事件：OnConnected, OnReconnected, OnReceived, OnError 和 OnDisconnect 即可。
Hub（集线器）对象：用来解决实时(realtime)信息交换的功能，服务端可以利用URL来注册一个或多个Hub，只要连接到这个Hub，就能与所有的客户端共享发送到服务器上的信息，同时服务端可以调用客户端的脚本。
SignalR将整个信息的交换封装起来，客户端和服务器都是使用JSON来沟通的，在服务端声明的所有Hub信息，都会生成JavaScript输出到客户端，.NET则依赖Proxy来生成代理对象，而Proxy的内部则是将JSON转换成对象。
SignalR既然是为实时而生的，这样就决定了其使用场所。具体适用情景有如下几点：
聊天室，如在线客服系统，IM系统等
股票价格实时更新
消息的推送服务
游戏中人物位置的实时推送
目前，我所在公司在开发的就是在线客服系统。
三、实现机制
SignalR 的实现机制与 .NET WCF 或 Remoting 是相似的，都是使用远程代理来实现。在具体使用上，有两种不同目的的接口：PersistentConnection 和 Hubs，其中 PersistentConnection 是实现了长时间的 Javascript 轮询（类似于 Comet），Hub 是用来解决实时信息交换问题，它是利用 Javascript 动态载入执行方法实现的。SignalR 将整个连接，信息交换过程封装得非常漂亮，客户端与服务器端全部使用 JSON 来交换数据。
下面就 Hubs 接口的使用来讲讲整个流程：
1.在服务器端定义对应的 hub class;
2.在客户端定义 hub class 所对应的 proxy 类；
3.在客户端与服务器端建立连接（connection）；
4.然后客户端就可以调用 proxy 对象的方法来调用服务器端的方法，也就是发送 request 给服务器端；
5.服务器端接收到 request 之后，可以针对某个/组客户端或所有客户端（广播）发送消息。
四、使用Asp.net SignalR在Web端实现广播消息
通过第二部分的介绍，相信大家对Asp.net SignalR有了一个初步的了解，接下来通过两个例子来让大家加深对SignalR运行机制的理解。第一个例子就是在Web端如何使用SignalR来实现广播消息。
使用Visual Studio 2013，创建一个MVC工程
通过Nuget安装SignalR包。右键引用-》选择管理Nuget程序包-》在出现的窗口中输入SignalR来找到SignalR包进行安装。
安装SignalR成功后，SignalR库的脚本将被添加进Scripts文件夹下。具体如下图所示：
向项目中添加一个SignalR集线器(v2)并命名为ServerHub。
将下面代码填充到刚刚创建的ServerHub类中。
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>
/// 供客户端调用的服务器端代码
/// </summary>
/// <param name="message"></param>
public void Send(string message)
{
var name = GenerateRandomName(4);
// 调用所有客户端的sendMessage方法
Clients.All.sendMessage(name, message);
}
/// <summary>
/// 产生随机用户名函数
/// </summary>
/// <param name="length">用户名长度</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();
}
}
}
创建一个Startup类，如果开始创建MVC项目的时候没有更改身份验证的话，这个类会默认添加的，如果已有就不需要重复添加了。按照如下代码更新Startup类。
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控制器中创建一个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文件夹中创建一个Chat视图，视图代码如下所示：
@{
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库. -->
<script src="~/Scripts/jquery.signalR-2.2.1.min.js"></script>
<!--引用自动生成的SignalR 集线器(Hub)脚本.在运行的时候在浏览器的Source下可看到 -->
<script src="~/signalr/hubs"></script>
<script>
$(function () {
// 引用自动生成的集线器代理
var chat = $.connection.serverHub;
// 定义服务器端调用的客户端sendMessage来显示新消息
chat.client.sendMessage = function (name, message) {
// 向页面添加消息
$('#discussion').append('<li><strong>' + htmlEncode(name)
+ '</strong>: ' + htmlEncode(message) + '</li>');
};
// 设置焦点到输入框
$('#message').focus();
// 开始连接服务器
$.connection.hub.start().done(function () {
$('#sendmessage').click(function () {
// 调用服务器端集线器的Send方法
chat.server.send($('#message').val());
// 清空输入框信息并获取焦点
$('#message').val('').focus();
});
});
});
// 为显示的消息进行Html编码
function htmlEncode(value) {
var encodedValue = $('<div />').text(value).html();
return encodedValue;
}
</script>
}
修改App_Start文件夹内的RoutConfig类，将Action方法默认设置为Chat
using System.Web.Mvc;
using System.Web.Routing;
namespace SignalDemo
{
public class RouteConfig
{
public static void RegisterRoutes(RouteCollection routes)
{
routes.IgnoreRoute("{resource}.axd/{*pathInfo}");
routes.MapRoute(
name: "Default",
url: "{controller}/{action}/{id}",
defaults: new { controller = "Home", action = "Chat", id = UrlParameter.Optional }
);
}
}
}
到此，我们的例子就实现完成了，接下来我们先来看看运行效果，之后再来解释到底SignalR是如何来完成广播消息的。运行的运行结果如下。
从运行结果，你可以发现，在任何一个窗口输入信息并发送，所有客户端将收到该消息。这样的效果在实际应用中很多，如QQ，一登录QQ的时候都会推送腾讯广告消息。
看完了运行结果，接下来我们来分析下代码，进而来剖析下SignalR到底是如何工作的。
按照B/S模式来看，运行程序的时候，Web页面就与SignalR的服务建立了连接，具体的建立连接的代码就是：$.connection.hub.start()。这句代码的作用就是与SignalR服务建立连接，后面的done函数表明建立连接成功后为发送按钮注册了一个click事件，当客户端输入内容点击发送按钮后，该Click事件将会触发，触发执行的操作为： chat.server.send($('#message').val())。这句代码表示调用服务端的send函数，而服务端的Send韩式又是调用所有客户端的sendMessage函数，而客户端中sendMessage函数就是将信息添加到对应的消息列表中。这样就实现了广播消息的功能了。
看到这里，有人是否会有疑问，前面的实现都只用到了集线器对象，而没有用到持久连接对象。其实并不是如此，$.connection这句代码就是使用持久连接对象，当然你也可以在重新OnConnected方法来查看监控客户端的连接情况，更新的代码如下所示：
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>
/// 供客户端调用的服务器端代码
/// </summary>
/// <param name="message"></param>
public void Send(string message)
{
var name = GenerateRandomName(4);
// 调用所有客户端的sendMessage方法
Clients.All.sendMessage(name, message);
}
/// <summary>
/// 客户端连接的时候调用
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override Task OnConnected()
{
Trace.WriteLine("客户端连接成功");
return base.OnConnected();
}
/// <summary>
/// 产生随机用户名函数
/// </summary>
/// <param name="length">用户名长度</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();
}
}
这样在运行页面的时候，将在输出窗口看到“客户端连接成功”字样。运行效果如下图所示：
在第二部分介绍的时候说道，在服务端声明的所有Hub信息，都会生成JavaScript输出到客户端，为了验证这一点，可以在Chrome中F12来查看源码就明白了，具体如下图所示：
看到上图，你也就明白了为什么Chat.cshtml页面需要引入"signalr/hubs"脚本库了吧。
五、在桌面程序中如何使用Asp.net SignalR
上面部分介绍了SignalR在Asp.net MVC 中的实现，这部分将通过一个例子来看看SignalR在WPF或WinForm是如何使用的。其实这部分实现和Asp.net MVC中非常相似，主要不同在于，Asp.net MVC中的SignalR服务器寄宿在IIS中，而在WPF中应用，我们把SignalR寄宿在WPF客户端中。
下面让我们看看SignalR服务端的实现。
/// <summary>
/// 启动SignalR服务，将SignalR服务寄宿在WPF程序中
/// </summary>
private void StartServer()
{
try
{
SignalR = WebApp.Start(ServerUri); // 启动SignalR服务
}
catch (TargetInvocationException)
{
WriteToConsole("一个服务已经运行在：" + ServerUri);
// Dispatcher回调来设置UI控件状态
this.Dispatcher.Invoke(() => ButtonStart.IsEnabled = true);
return;
}
this.Dispatcher.Invoke(() => ButtonStop.IsEnabled = true);
WriteToConsole("服务已经成功启动，地址为：" + 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("客户端连接，连接ID是: " + Context.ConnectionId));
return base.OnConnected();
}
public override Task OnDisconnected(bool stopCalled)
{
Application.Current.Dispatcher.Invoke(() =>
((MainWindow)Application.Current.MainWindow).WriteToConsole("客户端断开连接，连接ID是: " + Context.ConnectionId));
return base.OnDisconnected(true);
}
}
public class Startup
{
public void Configuration(IAppBuilder app)
{
// 有关如何配置应用程序的详细信息，请访问 http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=316888
// 允许CORS跨域
//app.UseCors(CorsOptions.AllowAll);
app.MapSignalR();
}
}
通过上面的代码，我们SignalR服务端的实现就完成了，其实现逻辑与Asp.net MVC的代码类似。
接下来，让我们看看，WPF客户端是如何连接和与服务器进行通信的。具体客户端的实现如下：
public IHubProxy HubProxy { get; set; }
const string ServerUri = "http://localhost:8888/signalr";
public HubConnection Connection { get; set; }
public MainWindow()
{
InitializeComponent();
// 窗口启动时开始连接服务
ConnectAsync();
}
/// <summary>
/// 发送消息
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void ButtonSend_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
// 通过代理来调用服务端的Send方法
// 服务端Send方法再调用客户端的AddMessage方法将消息输出到消息框中
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;
// 创建一个集线器代理对象
HubProxy = Connection.CreateHubProxy("ChatHub");
// 供服务端调用，将消息输出到消息列表框中
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)
{
// 连接失败
return;
}
// 显示聊天控件
ChatPanel.Visibility = Visibility.Visible;
ButtonSend.IsEnabled = true;
TextBoxMessage.Focus();
RichTextBoxConsole.AppendText("连上服务：" + ServerUri + "\r");
}
上面的代码也就是WPF客户端实现的核心代码，主要逻辑为，客户端启动的时候就调用Connection.Start方法与服务器进行连接。然后通过HubProxy代理类来调用集线器中Send方法，而集线器中的Send方法又通过调用客户端的addMessage方法将消息输出到客户端的消息框中进行显示，从而完成消息的推送过程。
其效果和Asp.net MVC上的效果是一样的。
总结
到这里，本专题的所有内容就结束了，这篇SignalR快速入门也是本人在学习SignalR过程中的一些心得体会，希望可以帮助一些刚接触SignalR的朋友快速入门。本篇主要实现了SignalR的广播消息的功能，可以实现手机端消息推送的功能，接下来一篇将介绍如何使用SignalR实现一对一的聊天。
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