Các hệ thống thời gian thực là các hệ thống máy tính được thiết kế để đáp ứng các sự kiện và xử lý dữ liệu khi nó xảy ra trong thời gian thực. Họ đảm bảo phản ứng kịp thời và chính xác với các sự kiện bên ngoài, xử lý hiệu quả các tác vụ trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm tài chính, hậu cần, trò chơi, chăm sóc sức khỏe, v.v. Các hệ thống thời gian thực rất quan trọng trong phát triển phần mềm hiện đại, cho phép giao tiếp ứng dụng di động và web liền mạch giữa máy khách và máy chủ.
Các công nghệ và giao thức khác nhau có sẵn cho các nhà phát triển để triển khai các tính năng ứng dụng thời gian thực. Một số giao thức này bao gồm WebSockets , SignalR, Server-Sent Events (SSE) và Long Polling cung cấp các mức hiệu suất, độ trễ và dễ triển khai khác nhau. Việc chọn công nghệ phù hợp cho giao tiếp thời gian thực có thể tác động đáng kể đến hiệu quả và khả năng phản hồi của ứng dụng của bạn. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá hai giải pháp phổ biến cho kiến trúc hệ thống thời gian thực: WebSockets và SignalR. Chúng ta sẽ đi sâu vào cách chúng hoạt động, ưu điểm, trường hợp sử dụng và cách bạn có thể chọn giải pháp phù hợp cho ứng dụng của mình.
Hiểu WebSockets
WebSocket là một giao thức truyền thông cho phép giao tiếp hai chiều, thời gian thực giữa máy khách và máy chủ qua một kết nối liên tục, duy nhất. Không giống như mô hình phản hồi yêu cầu truyền thống, WebSocket duy trì kết nối song công hoàn toàn, độ trễ thấp, cho phép truyền dữ liệu liên tục giữa máy khách và máy chủ. Giao thức WebSocket được thiết kế để hoạt động trên cùng các cổng như HTTP và HTTPS (tương ứng là cổng 80 và 443), làm cho giao thức này tương thích với cơ sở hạ tầng web hiện có.
WebSockets sử dụng bắt tay HTTP ban đầu để thiết lập kết nối, tiếp theo là truyền dữ liệu bằng khung WebSocket. Sau khi kết nối được thiết lập, dữ liệu có thể truyền đồng thời theo cả hai chiều, giúp giảm độ trễ và trở nên lý tưởng cho các ứng dụng thời gian thực như trò chuyện trực tuyến, thông báo và cập nhật trực tiếp. Một số lợi ích của việc sử dụng WebSockets bao gồm:
- Độ trễ thấp: WebSockets cung cấp kết nối liên tục, giúp giảm chi phí tạo và đóng kết nối, dẫn đến độ trễ thấp hơn.
- Giao tiếp song công hoàn toàn: Luồng dữ liệu hai chiều cho phép cả máy chủ và máy khách gửi và nhận dữ liệu đồng thời, cải thiện khả năng đáp ứng của các ứng dụng thời gian thực.
- Khả năng tương thích: WebSocket hoạt động trên các cổng HTTP và HTTPS, làm cho nó tương thích với cơ sở hạ tầng web hiện có.
- Khả năng mở rộng: Các ứng dụng dựa trên WebSocket có thể được mở rộng bằng các kỹ thuật khác nhau, chẳng hạn như cân bằng tải và chia tỷ lệ theo chiều ngang.
Tuy nhiên, WebSockets có những nhược điểm tiềm ẩn và có thể không phù hợp với mọi tình huống. Một số nhược điểm của việc sử dụng WebSockets bao gồm:
- Độ phức tạp: Việc triển khai các hệ thống dựa trên WebSocket có thể khó khăn hơn so với việc sử dụng các thư viện cấp cao hơn như SignalR, vì nó yêu cầu quản lý thủ công việc thiết lập kết nối, xử lý lỗi và tạo khung thông báo.
- Hỗ trợ hạn chế: Mặc dù hầu hết các trình duyệt hiện đại đều hỗ trợ giao thức WebSocket, nhưng một số trình duyệt và nền tảng cũ hơn có thể không hỗ trợ, hạn chế phạm vi tiếp cận của nó.
Bắt đầu với SignalR
SignalR là một thư viện mã nguồn mở của Microsoft giúp đơn giản hóa việc xây dựng các ứng dụng web thời gian thực. Nó cho phép các nhà phát triển thêm giao tiếp hai chiều giữa máy khách và máy chủ, cung cấp sự trừu tượng hóa các giao thức vận chuyển khác nhau như WebSockets, Sự kiện do máy chủ gửi và Cuộc thăm dò dài. SignalR tự động chọn phương thức giao tiếp tốt nhất dựa trên khả năng của máy khách và máy chủ, đảm bảo hiệu suất và khả năng tương thích tối ưu.
Nguồn hình ảnh: Microsoft Learn
SignalR cung cấp một API dễ sử dụng để xây dựng các ứng dụng thời gian thực, tận dụng sức mạnh của lập trình không đồng bộ trong .NET. Các nhà phát triển có thể tạo các trung tâm phía máy chủ xử lý các kết nối máy khách, quản lý các đại diện của máy khách và quảng bá thông báo tới các máy khách được kết nối. Các thư viện phía máy khách cho SignalR có sẵn cho nhiều nền tảng khác nhau, bao gồm JavaScript, .NET và Java . Một số ưu điểm của việc sử dụng SignalR bao gồm:
- Tính đơn giản: SignalR cung cấp trừu tượng cấp cao và API , giúp xây dựng các ứng dụng thời gian thực dễ dàng hơn so với sử dụng trực tiếp WebSockets.
- Lựa chọn giao thức tự động: SignalR tự động chọn giao thức truyền thông tốt nhất dựa trên khả năng của máy khách và máy chủ, đảm bảo trải nghiệm người dùng mượt mà bất kể công nghệ cơ bản.
- Hỗ trợ nền tảng rộng: SignalR bao gồm các thư viện phía máy khách cho nhiều nền tảng khác nhau, bao gồm JavaScript, .NET và Java, làm cho nó rất linh hoạt và phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.
- Mở rộng quy mô: SignalR được thiết kế để hỗ trợ mở rộng quy mô trên nhiều máy chủ và cung cấp các cơ chế tích hợp để xử lý nó, chẳng hạn như sử dụng Redis, Azure Service Bus hoặc bảng nối đa năng tùy chỉnh.
Tuy nhiên, SignalR có một số nhược điểm tiềm ẩn mà các nhà phát triển nên xem xét:
- Phụ thuộc vào .NET: SignalR dựa trên công nghệ .NET, điều này có thể không lý tưởng cho các nhà phát triển không quen với nền tảng này hoặc thích các ngôn ngữ và khuôn khổ khác.
- Hiệu suất: Mặc dù SignalR cung cấp API trực quan và thư viện giàu tính năng, nhưng nó có thể đưa ra một số chi phí bổ sung so với việc sử dụng WebSockets trực tiếp, có khả năng ảnh hưởng đến hiệu suất và độ trễ.
Khi nào nên chọn WebSockets thay vì SignalR
Mặc dù cả WebSockets và SignalR đều là những công nghệ mạnh mẽ cho phép giao tiếp theo thời gian thực trong các ứng dụng web, nhưng có một số tình huống nhất định trong đó cái này có thể phù hợp hơn cái kia. Trong phần này, chúng ta sẽ thảo luận khi nào WebSockets có thể là một lựa chọn tốt hơn so với SignalR.
Kiểm soát cấp thấp đối với kết nối
WebSockets cung cấp nhiều quyền kiểm soát trực tiếp hơn đối với các kết nối so với SignalR. Mặc dù SignalR cung cấp tính trừu tượng cấp cao để đơn giản hóa giao tiếp thời gian thực, nhưng nó có thể không cung cấp mức độ chi tiết cần thiết cho một số trường hợp sử dụng. WebSockets có thể tốt hơn nếu bạn cần kiểm soát cấp thấp hơn đối với các kết nối của mình, bao gồm quản lý trạng thái kết nối, xử lý lỗi và tùy chỉnh khung dữ liệu.
Độ trễ thấp hơn
Kết nối WebSocket cung cấp độ trễ thấp hơn SignalR vì chúng cung cấp kênh liên lạc hai chiều, liên tục và trực tiếp giữa máy khách và máy chủ. SignalR, trong khi cung cấp tập hợp các tiện ích của riêng mình, có thể gây ra độ trễ bổ sung nhỏ do các cơ chế vận chuyển cơ bản mà nó sử dụng, chẳng hạn như bỏ phiếu dài và các sự kiện do máy chủ gửi.
Khả năng tương thích nền tảng
Mặc dù SignalR là một giải pháp tuyệt vời cho các ứng dụng dựa trên .NET, nhưng các nền tảng nhắm mục tiêu mà SignalR không khả dụng hoặc không được hỗ trợ đầy đủ, chẳng hạn như môi trường không phải Windows có thể không phù hợp. Trong những trường hợp này, WebSockets có thể cung cấp một giải pháp phổ quát hơn hoạt động trên nhiều nền tảng và môi trường khác nhau.
Tránh phụ thuộc bổ sung
Chọn WebSockets có thể là một lựa chọn tốt hơn nếu bạn muốn giảm thiểu số lượng phụ thuộc bên ngoài trong dự án của mình. WebSockets là một phần không thể thiếu của tiêu chuẩn HTML5 và được hầu hết các trình duyệt hiện đại và công nghệ phía máy chủ hỗ trợ. Ngược lại, sử dụng SignalR sẽ yêu cầu tích hợp một thư viện bên ngoài vào dự án của bạn.
SignalR so với WebSockets: Đánh giá hiệu suất
Để hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa WebSockets và SignalR về hiệu suất, chúng ta phải xem xét một số yếu tố.
độ trễ
WebSockets thường cung cấp độ trễ thấp hơn so với SignalR. Như đã đề cập trước đó, điều này là do kết nối trực tiếp, hai chiều và liên tục giữa máy khách và máy chủ mà WebSocket cung cấp. SignalR, trong khi cung cấp một loạt các cơ chế vận chuyển, có thể đưa ra độ trễ bổ sung nhỏ cho các tình huống nhất định.
Thông lượng tin nhắn
Các kết nối WebSocket thường có thể xử lý nhiều tin nhắn hơn mỗi giây so với SignalR, vì chúng phải chịu ít chi phí hơn cho mỗi tin nhắn. Nhưng lợi thế này có thể không quan trọng đối với hầu hết các tình huống trong thế giới thực, trong đó một sự khác biệt nhỏ về thông lượng tin nhắn không quan trọng.
tiêu thụ tài nguyên
Tiêu thụ tài nguyên là một yếu tố quan trọng khác cần xem xét khi so sánh hiệu suất của WebSockets và SignalR. Các kết nối WebSocket có xu hướng tiêu tốn ít tài nguyên hơn do giao thức gọn nhẹ của chúng, trong khi SignalR có thể tiêu tốn nhiều tài nguyên hơn do phụ thuộc vào nhiều phương tiện và tính năng. Tuy nhiên, sự khác biệt thực tế trong mức tiêu thụ tài nguyên có thể thay đổi tùy theo trường hợp sử dụng và triển khai cụ thể.
khả năng mở rộng
Cả WebSockets và SignalR đều hỗ trợ mở rộng quy mô để đáp ứng số lượng khách hàng ngày càng tăng, nhưng chúng xử lý việc này theo cách khác. WebSockets yêu cầu bạn triển khai cân bằng tải, chia tỷ lệ theo chiều ngang và các kỹ thuật khác để đảm bảo khả năng mở rộng phù hợp. Mặt khác, SignalR có tính năng hỗ trợ tích hợp để nhân rộng trên nhiều máy chủ bằng nhiều phương pháp khác nhau như bus thông báo và bảng nối đa năng.
Tích hợp WebSocket và SignalR với AppMaster
AppMaster , một nền tảng không cần mã mạnh mẽ để tạo các ứng dụng web và di động, cho phép tích hợp liền mạch với cả công nghệ WebSocket và SignalR. Điều này trao quyền cho bạn xây dựng các tính năng giao tiếp thời gian thực vào các ứng dụng của mình mà không cần có kiến thức chuyên sâu về lập trình. Với giao diện kéo và thả trực quan của AppMaster, bạn có thể tạo các mô hình dữ liệu , thiết kế các quy trình kinh doanh và triển khai endpoints API REST và WSS, có thể được hỗ trợ bởi WebSocket hoặc SignalR, tùy thuộc vào yêu cầu của bạn.
Ngoài ra, nền tảng của AppMaster tạo mã nguồn cho các ứng dụng và triển khai chúng lên đám mây, đảm bảo rằng giải pháp của bạn có thể mở rộng và tối ưu hóa cho hiệu suất. Bằng cách tích hợp WebSocket và SignalR với AppMaster, bạn có thể nhanh chóng phát triển các ứng dụng di động và web thời gian thực vừa mạnh mẽ vừa có khả năng mở rộng. Điều này cho phép nhóm của bạn tập trung vào việc cung cấp giá trị cho người dùng của bạn, thay vì dành thời gian cho các nhiệm vụ không phân biệt như viết mã soạn sẵn và quản lý cơ sở hạ tầng máy chủ.
"Phần mềm không phải là về phương pháp luận, ngôn ngữ hay thậm chí là hệ điều hành. Nó là về các ứng dụng đang hoạt động", như Christopher Baus, một nhà phát triển phần mềm và quản lý kỹ thuật người Mỹ đã phát biểu một cách khôn ngoan. Cho dù bạn quyết định sử dụng WebSockets hay SignalR trong các ứng dụng của mình, AppMaster cung cấp một giải pháp linh hoạt, no-code cho phép bạn thiết kế, xây dựng và khởi chạy các ứng dụng thời gian thực trên quy mô lớn. Để bắt đầu, hãy tạo một tài khoản miễn phí và khám phá hàng loạt tính năng và tích hợp mà AppMaster cung cấp.
