أنظمة الوقت الحقيقي هي أنظمة حوسبة مصممة للاستجابة للأحداث ومعالجة البيانات كما تحدث في الوقت الفعلي. إنها تضمن استجابات دقيقة وفي الوقت المناسب للأحداث الخارجية ، وتتعامل بكفاءة مع المهام في مختلف المجالات ، بما في ذلك المالية ، والخدمات اللوجستية ، والألعاب ، والرعاية الصحية ، وأكثر من ذلك. تعد أنظمة الوقت الفعلي ضرورية في تطوير البرامج الحديثة ، مما يتيح اتصالاً سلسًا عبر الويب وتطبيقات الهاتف المحمول بين العملاء والخوادم.
تتوفر العديد من التقنيات والبروتوكولات للمطورين لتنفيذ ميزات التطبيق في الوقت الفعلي. تتضمن بعض هذه البروتوكولات WebSockets و SignalR والأحداث المرسلة من الخادم (SSE) والاستقصاء الطويل الذي يوفر مستويات أداء مختلفة ووقت استجابة وسهولة في التنفيذ. يمكن أن يؤثر اختيار التقنية المناسبة للاتصال في الوقت الفعلي بشكل كبير على كفاءة واستجابة تطبيقك. في هذه المقالة ، سوف نستكشف حلين شائعين لهندسة أنظمة الوقت الفعلي: WebSockets و SignalR. سوف نتعمق في كيفية عملها ، ومزاياها ، وحالات الاستخدام ، وكيف يمكنك اختيار الحل المناسب لتطبيقك.
فهم مآخذ الويب
WebSocket هو بروتوكول اتصال يتيح اتصالًا حقيقيًا ثنائي الاتجاه بين العميل والخادم عبر اتصال واحد مستمر. على عكس نموذج الاستجابة للطلب التقليدي ، يحافظ WebSocket على اتصال بزمن انتقال منخفض ثنائي الاتجاه يسمح بنقل البيانات بشكل مستمر بين العميل والخادم. تم تصميم بروتوكول WebSocket للعمل عبر نفس المنافذ مثل HTTP و HTTPS (المنفذين 80 و 443 ، على التوالي) ، مما يجعله متوافقًا مع البنية الأساسية الحالية للويب.
يستخدم WebSockets مصافحة HTTP أولية لتأسيس الاتصال ، متبوعًا بنقل البيانات باستخدام إطارات WebSocket. بمجرد إنشاء الاتصال ، يمكن أن تتدفق البيانات في كلا الاتجاهين في وقت واحد ، مما يقلل من زمن الوصول ويجعله مثاليًا للتطبيقات في الوقت الفعلي مثل الدردشة عبر الإنترنت والإشعارات والتحديثات الحية. تتضمن بعض فوائد استخدام WebSockets ما يلي:
- زمن انتقال منخفض: توفر WebSockets اتصالاً مستمراً ، مما يقلل من عبء إنشاء الاتصالات وإغلاقها ، مما يؤدي إلى تقليل زمن الوصول.
- اتصال مزدوج الاتجاه: يسمح تدفق البيانات ثنائي الاتجاه لكل من الخادم والعميل بإرسال واستقبال البيانات في وقت واحد ، مما يؤدي إلى تحسين استجابة تطبيقات الوقت الفعلي.
- التوافق: يعمل WebSocket عبر منافذ HTTP و HTTPS ، مما يجعله متوافقًا مع البنية الأساسية الحالية للويب.
- قابلية التوسع: يمكن تحجيم التطبيقات المستندة إلى WebSocket باستخدام تقنيات مختلفة ، مثل موازنة الحمل والقياس الأفقي.
ومع ذلك ، فإن WebSockets لها عيوب محتملة وقد لا تكون مناسبة لجميع السيناريوهات. تتضمن بعض عيوب استخدام WebSockets ما يلي:
- التعقيد: يمكن أن يكون تنفيذ الأنظمة المستندة إلى WebSocket أكثر صعوبة من استخدام مكتبات ذات مستوى أعلى مثل SignalR ، حيث يتطلب إدارة يدوية لإعداد الاتصال ومعالجة الأخطاء وتأطير الرسائل.
- دعم محدود: على الرغم من أن معظم المتصفحات الحديثة تدعم بروتوكول WebSocket ، إلا أن بعض المتصفحات والأنظمة الأساسية القديمة قد لا تدعمه ، مما يحد من وصوله.
الشروع في العمل مع SignalR
SignalR هي مكتبة Microsoft مفتوحة المصدر تعمل على تبسيط إنشاء تطبيقات الويب في الوقت الفعلي. إنه يمكّن المطورين من إضافة اتصال ثنائي الاتجاه بين العميل والخادم ، مما يوفر تجريدًا عبر بروتوكولات النقل المختلفة مثل WebSockets ، والأحداث المرسلة من الخادم ، والاستقصاء الطويل. يختار SignalR تلقائيًا أفضل طريقة اتصال بناءً على إمكانيات العميل والخادم ، مما يضمن الأداء الأمثل والتوافق.
مصدر الصورة: Microsoft Learn
تقدم SignalR واجهة برمجة تطبيقات سهلة الاستخدام لإنشاء تطبيقات في الوقت الفعلي ، والاستفادة من قوة البرمجة غير المتزامنة في .NET. يمكن للمطورين إنشاء لوحات وصل من جانب الخادم تتعامل مع اتصالات العميل ، وإدارة تمثيلات العملاء ، وبث الرسائل للعملاء المتصلين. تتوفر مكتبات جانب العميل لتطبيق SignalR لأنظمة أساسية مختلفة ، بما في ذلك JavaScript و .NET و Java . تتضمن بعض مزايا استخدام SignalR ما يلي:
- البساطة: يوفر SignalR تجريدات وواجهات برمجة تطبيقات عالية المستوى ، مما يجعل إنشاء تطبيقات في الوقت الفعلي أسهل من استخدام WebSockets مباشرة.
- اختيار البروتوكول التلقائي: يختار SignalR تلقائيًا أفضل بروتوكول اتصال بناءً على إمكانيات العميل والخادم ، مما يضمن تجربة مستخدم سلسة بغض النظر عن التكنولوجيا الأساسية.
- دعم النظام الأساسي الواسع: يتضمن SignalR مكتبات من جانب العميل لأنظمة أساسية مختلفة ، بما في ذلك JavaScript و .NET و Java ، مما يجعلها متعددة الاستخدامات ومناسبة للعديد من التطبيقات.
- التحجيم: تم تصميم SignalR لدعم التوسع عبر خوادم متعددة ويوفر آليات مضمنة للتعامل معها ، مثل استخدام Redis أو Azure Service Bus أو اللوحات الخلفية المخصصة.
ومع ذلك ، فإن SignalR لديها بعض الجوانب السلبية المحتملة التي يجب على المطورين وضعها في الاعتبار:
- الاعتماد على .NET: يعتمد SignalR على تقنية .NET ، والتي قد لا تكون مثالية للمطورين غير المعتادين على النظام الأساسي أو يفضلون اللغات والأطر الأخرى.
- الأداء: بينما يوفر SignalR واجهة برمجة تطبيقات سهلة الاستخدام ومكتبة غنية بالميزات ، فإنه قد يقدم بعض النفقات الإضافية مقارنة باستخدام WebSockets مباشرة ، مما قد يؤثر على الأداء ووقت الاستجابة.
متى تختار WebSockets عبر SignalR
على الرغم من أن كلا من WebSocket و SignalR تقنيات قوية لتمكين الاتصال في الوقت الفعلي في تطبيقات الويب ، إلا أن هناك سيناريوهات معينة قد يكون فيها أحدهما أكثر ملاءمة من الآخر. في هذا القسم ، سنناقش متى قد يكون WebSockets خيارًا أفضل مقارنةً بتطبيق SignalR.
تحكم منخفض المستوى في الاتصال
توفر WebSockets مزيدًا من التحكم المباشر في الاتصالات مقارنةً بتطبيق SignalR. بينما يوفر SignalR عمليات تجريد عالية المستوى لتبسيط الاتصال في الوقت الفعلي ، إلا أنه قد لا يوفر الدقة المطلوبة لبعض حالات الاستخدام. قد تكون WebSockets أفضل إذا كنت بحاجة إلى مستوى أقل من التحكم في اتصالاتك ، بما في ذلك إدارة حالات الاتصال ومعالجة الأخطاء وتخصيص إطارات البيانات.
كمون أقل
تقدم اتصالات WebSocket زمن انتقال أقل من SignalR لأنها توفر قناة اتصال مباشرة ومستمرة وثنائية الاتجاه بين العميل والخادم. بينما تقدم SignalR مجموعتها الخاصة من وسائل الراحة ، فإنها يمكن أن تقدم زمن انتقال إضافي طفيف بسبب آليات النقل الأساسية التي تستخدمها ، مثل الاقتراع الطويل والأحداث المرسلة من الخادم.
توافق النظام الأساسي
بينما يعد SignalR حلاً ممتازًا للتطبيقات المستندة إلى .NET ، إلا أن استهداف الأنظمة الأساسية التي لا يتوفر فيها SignalR أو يدعمها بالكامل ، مثل البيئات التي لا تعمل بنظام Windows ، قد لا يكون مناسبًا. في هذه الحالات ، يمكن لـ WebSockets توفير حل أكثر شمولية يعمل عبر العديد من الأنظمة الأساسية والبيئات.
تجنب التبعيات الإضافية
قد يكون اختيار WebSockets خيارًا أفضل إذا كنت تريد تقليل عدد التبعيات الخارجية في مشروعك. تعد WebSockets جزءًا لا يتجزأ من معيار HTML5 وهي مدعومة أصلاً بواسطة معظم المتصفحات الحديثة وتقنيات الخادم. على النقيض من ذلك ، فإن استخدام SignalR يتطلب دمج مكتبة خارجية في مشروعك.
SignalR مقابل WebSockets: تقييم الأداء
لفهم الاختلافات بين WebSockets و SignalR بشكل أفضل من حيث الأداء ، يجب أن نأخذ في الاعتبار عدة عوامل.
وقت الإستجابة
عادةً ما توفر WebSockets وقت استجابة أقل مقارنةً بتطبيق SignalR. كما ذكرنا سابقًا ، يرجع هذا إلى الاتصال المباشر ثنائي الاتجاه والمستمر بين العميل والخادم الذي يوفره WebSocket. في حين أن SignalR تقدم مجموعة من آليات النقل ، فإنها يمكن أن تقدم زمن انتقال إضافي طفيف لسيناريوهات معينة.
سرعة نقل الرسائل
يمكن لاتصالات WebSocket بشكل عام معالجة المزيد من الرسائل في الثانية مقارنةً بتطبيق SignalR ، حيث إنها تتحمل عبء أقل لكل رسالة. لكن هذه الميزة قد لا تكون مهمة لمعظم سيناريوهات العالم الحقيقي ، حيث لا يكون الاختلاف الطفيف في سرعة نقل الرسالة أمرًا بالغ الأهمية.
استهلاك المصدر
يعد استهلاك الموارد عاملاً مهمًا آخر يجب مراعاته عند مقارنة أداء WebSockets و SignalR. تميل اتصالات WebSocket إلى استهلاك موارد أقل بسبب بروتوكولها الخفيف ، بينما قد تستهلك SignalR المزيد من الموارد بسبب اعتمادها على وسائل النقل والميزات المتعددة. ومع ذلك ، قد يختلف الاختلاف الفعلي في استهلاك الموارد بناءً على حالة التنفيذ والاستخدام المحددة.
قابلية التوسع
يدعم كل من WebSockets و SignalR التوسع لاستيعاب عدد متزايد من العملاء ، لكنهم يتعاملون مع هذا بشكل مختلف. تتطلب منك WebSockets تنفيذ موازنة الحمل ، والتحجيم الأفقي ، وتقنيات أخرى لضمان قابلية التوسع المناسبة. من ناحية أخرى ، يتميز SignalR بدعم مدمج للتوسع عبر خوادم متعددة باستخدام طرق مختلفة مثل حافلات الرسائل والخطوط الخلفية.
دمج WebSocket و SignalR مع AppMaster
يتيح AppMaster ، وهو نظام أساسي قوي لا يحتوي على رمز لإنشاء تطبيقات الويب والجوال ، التكامل السلس مع تقنيات WebSocket و SignalR. يمكّنك هذا من إنشاء ميزات اتصال في الوقت الفعلي في تطبيقاتك دون الحاجة إلى خبرة برمجية واسعة. باستخدام واجهة السحب والإفلات المرئية لـ AppMaster ، يمكنك إنشاء نماذج بيانات ، وتصميم عمليات الأعمال ، وتنفيذ REST API endpoints WSS ، والتي يمكن دعمها بواسطة WebSocket أو SignalR ، وفقًا لمتطلباتك.
علاوة على ذلك ، تقوم منصة AppMaster بإنشاء شفرة المصدر للتطبيقات ونشرها على السحابة ، مما يضمن أن يكون الحل الخاص بك قابلاً للتطوير ومُحسَّنًا للأداء. من خلال دمج WebSocket و SignalR مع AppMaster ، يمكنك تطوير تطبيقات الويب والجوّال في الوقت الفعلي بسرعة وقابلة للتطوير. يتيح ذلك لفريقك التركيز على تقديم قيمة للمستخدمين ، بدلاً من قضاء الوقت في مهام غير متمايزة مثل كتابة التعليمات البرمجية المعيارية وإدارة البنية التحتية للخادم.
"البرمجيات لا تتعلق بالمنهجيات أو اللغات أو حتى أنظمة التشغيل. إنها تتعلق بالتطبيقات العاملة" ، كما صرح بحكمة كريستوفر باوس ، مطور برامج أمريكي ومدير هندسة. سواء قررت استخدام WebSockets أو SignalR في تطبيقاتك ، AppMaster يوفر حلاً مرنًا no-code يمكّنك من تصميم وبناء وتشغيل التطبيقات في الوقت الفعلي على نطاق واسع. للبدء ، قم بإنشاء حساب مجاني واستكشف مجموعة واسعة من الميزات والتكامل التي يقدمها AppMaster.
