John的技術文件: 2010

2010年11月27日星期六

ASP.NET開發日簡報下載

昨天在台灣微軟的會議廳跟許多朋友分享了有關ASP.NET 4以及Visual Studio 2010 在升級方面的一些實務，各位朋友可以透過下面的連結下載簡報：

昨天的場次中也為各位介紹了.NET Framework 4.0所提供的新功能，以及可以為您的應用程式所帶來的好處。當然，這些都必須要搭配Visaul Studio 2010開發在.NET Framework 4.0當中執行的應用程式，才可以使用這些新功能(如：平行運算)所帶來的好處。當然，搭配Visual Studio 2010對於"多目標.NET Framework"的支援，既有的ASP.NET應用程式也可以直接透過Visual Studio 2010 維護，不一定需要立即升級目前的ASP.NET應用程式。如果有需要升級既有的ASP.NET應用程式的話，Visual Studio 2010也提供了升級精靈，讓你可以快速地將ASP.NET應用程式升級到新的環境中，使用.NET Framework所提供的新功能!!!

2010年11月16日星期二

在多執行緒/平行運算中使用集合

.NET Framework 4.0 當中，其中一項很重要的特色，就是加入了對於平行運算的支援，讓你的應用程式可以發揮多核處理器的運算能力，甚至於搭配Windows HPC Server 2008 R2進行分散式運算。使用.NET Framework 4.0當中的Task Parallel Library，C#與VB.NET所建立的程式很容易就寫出在多核的環境中執行平行運算的程式。

然而，在平行運算的的程式使用集合一向是個問題，因為在.NET Framework 4.0以前所提供的集合物件，都不是執行緒安全(thread-safe)的物件；換句話說，在平行運算的程式中使用，必須要透過特別的同步鎖定(synchronization)寫法，才可以正常的使用集合中的資料。

這一個問題，.NET Framework 4.0 提供了解決的方式。在.NET Framework 4.0當中，加入了 System.Collections.Concurrent 命名空間，提供了許多可以使用在平行運算程式當中的執行緒安全(thread-safe)集合類別，包括了：

BlockingCollection
ConcurrentBag
ConcurrentDictionary
ConcurrentQueue
ConcurrentStack
OrderablePartitioner
Partitioner

在支援平行運算的程式碼當中，只需要將原本使用的集合換成新的集合就可以了。例如原本的程式碼：

pulblic class MyData{

public List<byte[]> Data {get; set;}

}

因為 List集合物件不支援執行緒安全，因此當你將MyData物件直接在平行運算的程式中使用，並且沒有特別同步鎖定的話，可能會出現下面的錯誤：

System.IndexOutOfRangeException: Index was outside the bounds of the array.
at System.Collections.Generic.List`1.Enumerator.MoveNext()

而在.NET Framework 4.0 的程式當中，你可以將 List集合換成 BlockingCollection集合物件：

pulblic class MyData{

public BlockingCollection<byte[]> Data {get; set;}

}

因為 BlockingCollection物件本身就支援執行緒安全，因此直接將BlockingCollection物件使用在平行運算的程式碼當中，就不會有前述的錯誤發生!!!

2010年11月15日星期一

在PHP程式中使用Windows驗證

在IIS 7.5當中，可以使用" Windows Platform Installer” 工具，安裝支援PHP的延伸模組之後，就可以在IIS上執行PHP應用程式了。當然，此時你就可以使用IIS或是ASP.NET的Membership，建立PHP應用程式所需要的使用者驗證功能。在這裡我先介紹最簡單的WIndows驗證的作法。

Windows驗證在ASP或是ASP.NET的應用程式中，是驗證企業內部網域使用者最簡單的方法；同時使用者在支援Windows驗證的不同Web應用程式間切換時，也不需要再重新登入，對使用者來說也是相當的方便。若是要在裝載在IIS 7.x上執行的PHP應用程式當中使用Windows驗證，首先你必須要開啟PHP應用程式目錄的Windows驗證功能：

1. 用滑鼠雙擊應用程式目錄的Authentication(驗證)設定。

2. 取消匿名驗證(標示 1)，並且啟用Windows驗證(標示 2)：

完成之後，將來所有來自用戶端的HTTP要求，IIS就會使用網域帳號驗證使用者；驗證成功之後，使用者的Window網域帳號就會被自動寫入 "LOGON_USER" 的Server變數當中。而在PHP應用程式中，只需要透過下面的程式碼，就可以取出驗證過的使用者帳號：

除此之外，也可以結合ASP.NET的Forms驗證檢查使用者身分，或是透過URL方式進行授權。

2010年11月12日星期五

加入AppFabric Cache Cluster 發生錯誤

當透過AppFabric設定工具，要將目前機器加入已經存在的快取叢集時，若是出現下面的錯誤訊息：

錯誤發生的原因，就是在 "C:\Windows\System32\AppFabric\DistributedCacheService.exe.config" 檔案中，<clusterConfig>標籤中沒有正確的資料。解決的方式，可以從任一台叢集中的機器中，開啟這一個檔案之後，再將資料複製到config檔案之後，再重新執行AppFabric設定工具就可以了。

2010年11月11日星期四

建構私有雲叢集運算核心–Windows HPC Server 2008 R2

雖然最近相當忙，但是發現技術的東西用過之後如果沒有記錄一下，很快就會忘記了。

雲端運算是最近相當熱門的題材，為了讓無法自行建置雲端平台的新興網路產業，以及希望降低公有雲TOC的企業，微軟提供了Windows Azure，讓需要企業可以隨時調配所需要的公有雲架構。然而，在企業當中，還是有需要可以將一些內部的企業級應用程式，建置在企業內私有雲端執行的需求。

Windows High Performance Computing (HPC) Server 2008 R2 是微軟叢集運算的核心，搭配.NET Framework 4.0 所提供的TPL(Task Parallel Library)，你就可以將C#或是VB.NET所建立的WCF服務，進行分散式的運算；而像是ETL、Data Mining等需要大量運算資源的Job，也可以透過HPC Cluster的Head Node進行分散式運算，並且還可以監控每台機器的執行狀況，產生報表。再加上Windows Server AppFabric Caching 的分散式快取，其實要建立企業內私有雲平台並不難。下面是Windows HPC Server 2008 R2的叢集運算基本架構：

Windows HPC Server 不是新的作業系統，而是架構在Windows Server 2008 R2 64 位元作業系統上面的叢集運算服務，由下面幾個基本的角色構成：

1. Head Node：負責集中管理與分派工作(Job)的節點，透過SQL Server資料庫紀錄工作與執行狀態。

2. WCF Broker Node：負責裝載WCF服務，並且將用戶端要求傳送到叢集中運算，回傳結果。

3. Compute Node：負責運算的節點，可以是Windows Server或是Windows 7的工作站。

設定Job的時候可以指定需要使用多少運算的資源：

但需要注意的是，若是要發揮叢集運算的最佳效果，程式在撰寫的時候，就必須要把平行運算的設計考量，加入到程式碼當中。關於.NET Framework 4.0的平行運算是一個很大的課題，有時間再慢慢分享。

2010年11月8日星期一

該怎樣看待HTML 5?

今年TechDays 之後，有很多朋友詢問我有關於是不是需要等 HTML 5標準的問題。我先跟大家分享一個身邊的故事：

我有一位好朋友，幾年以來，一直想在台北市買間房子。他跟我說，希望可以找一間室內有35坪以上，總價兩千萬以下的房子。其實這條件並不會太難找，但是找到的都是中古屋，要不然就是交通比較不方便的區域，所以他就不考慮了；再加上常常會有房價泡沫化的新聞，於是乎迄今，屬於他的房子還不知道在哪裡 -- 即便是他有兩千萬的預算…

HTML 5 從2007年開始制定到現在，一直被視為下一代網際網路的一個重要標準；然而到現在為止，也還在 "Working Draft"的階段，"最快" 應該也是明年六月以後才有機會變成 "Recommandation" 的標準(很樂觀的看法)。而備受爭議的CSS 3，則可能會需要再拖一陣子。在現在這標準還是曖昧不明的階段，Chrome、Safari等不同的瀏覽器廠商，為了搶瀏覽器的市場，也舉辦許多的研討會，每家都試圖證明自己是HTML 5的領導廠商。更甚者，希望讓IT人員相信，只有HTML 5才是下一代Rich Internet Application的唯一標準。

我在五月份的文章中，已經把HTML 5發展的可能做了一些分析；在 IE 9 Beta1釋出之後，情勢又更加的明顯。微軟從2007年，也就是大約是 HTML 5標準開始發想的時間，就推出了Silverlight 1.0版。在Silverlight 1.x中，微軟就已經試著使用 XAML標籤，來描述網頁中動畫、影片、聲音等等，與使用者互動的技術，再透過JavaScript控制這些網頁中的物件，建立RIA應用程式。但是也就是為了要讓 XAML標籤所設計的使用者操作介面可以在不同的環境中(特別是未來的行動裝置)，不受瀏覽器與JavaScript引擎的影響，而可以有一致的效果，因此從Silverlight 2.0開始，Silverlight就轉變為現今的架構。而從2007年迄今，Silverlight也已經根據實際應用的需求，進化了四個版本；如果從這樣的經驗來看， HTML 5 的標準就算在制定完成之後，也還有一段長路要走…

另外，若是要讓 RIA應用程式可以在不同的瀏覽器中可以有一致的效果，瀏覽器本身除了需要有很好的JavaScript執行引擎之外，更需要與作業系統有更緊密的結合，才能善用圖形加速的功能(GPU、DirectX…)去呈現網頁。在我TechDays 2010的demo當中(http://ie.microsoft.com/testdrive/Performance/PsychedelicBrowsing/Default.html)，其實就可以看出有支援GPU加速的 IE 9 Beta 1，在執行HTML 5的網頁時，效果就比Chrome(7.0.517.44)好上很多。當然，現在離HTML 5的標準制定完成至少還有半年以上的時間(很樂觀的看法)，瀏覽器廠商都還有進步的時間與空間。但在這些問題都還沒有解決或是最佳化之前，使用HTML 5開發出來的網頁對於使用者來說，不會有太多的感覺。當然，對於瀏覽器廠商來說，若是 IE 9在執行大部分的HTML 5網頁時的速度與效果都比Chrome或是Safari好的話，自然市占率就會增加 -- 然而在 HTML 5標準確定之前，目前所有 "號稱"支援HTML 5 的瀏覽器，也都沒有支援全部的功能(http://www.w3.org/QA/2010/09/how_do_we_test_a_web_browser_o.html)，自然對於使用者來說，也沒辦法帶來好處。

(差很大的使用者操作經驗…)

HTML 5 會一統江湖嗎? 從幾個地方來看：

1. 大部分的HTML 5的規格，都是參考自2007年迄今，RIA應用程式技術(Flash、Silverlight)現有的功能所制定的。然而應用程式的發展日新月異，參考現在的需求所制訂出來的規格，通常是無法滿足未來的需求。換句話說，在環境變化多樣性的網際網路平台中，HTML 5 應該是繼續扮演目前的角色，做為Web基礎的框架；而各種 RIA的技術，包括Silverlight以及未來的其他裝置，勢必會繼續發展滿足未來使用者需求的功能；而HTML 5標準所無法支援的環境，則應該依然是可以透過plug-in的方式，執行在瀏覽器中。

2. 根據這幾年來Silverlight的發展經驗來看，未來HTML 5應該會發展成為設計工具間，轉換使用者操作介面的一種標準。每一種不同的UI 技術都會有各自的profile，如同MDA(Model Driven Architectur)當中 PIM(Platform Independent Model)到PSM (Platform Specific Model)的過程一樣，設計人員可以先使用工具設計好一個通用的模型之後，再套上不同執行環境所需要的profile，就可以轉換成所需要的使用者操作介面。

會需要這樣做的原因是，未來可以上網的裝置越來越多，需求也會不同，要讓RIA應用程式在這些裝置中都有良好的操作經驗，就不可能都靠瀏覽器去執行這些程式。換句話說，除非裝置本身的作業系統就是最佳化過的瀏覽器(Chrom OS ?)，否則會有越來越多的RIA應用程式需要支援於瀏覽器外執行。此時不同的裝置，設計工具就可以透過不同的profile，轉換成各自支援的UI標準 (類似MDA當中的PIM->PSM)，開發人員再透過 MVVM 等開發模式，就可以快速的將使用者操作介面與程式結合，轉換成在不同裝置中執行的應用程式。

我們需要等 HTML 5嗎? 不需要! 就像買房子一樣，有現在就已經成熟的技術可以解決問題，為什麼要等以後不確定能做到多少的標準? 在未來，Silverlight技術將會繼續演進，支援更多裝置與平台；而同時，HTML 5無法滿足的部分，也繼續會有新的技術會出現，請問你還可以等多久???

參考資料：

W3C Statndards and Drafts

HTML 5: Getting to Last Call

HTML 5+ CSS 3 會殺了Flash 跟Silverlight ?

HTML 5+ CSS 3 會殺了Flash 跟Silverlight ? -2

2010年9月27日星期一

Windows Server AppFabric Caching (3) - 與資料庫存取在效能方面的比較

在利用Windows Server AppFabric Caching，建立大量資料存取的系統時，Windows Server AppFabric可以大大的減輕系統存取資料庫時所造成的I/O負擔，同時其Key-Value的存取方式也讓程式可以透過Key值直接取得所需要的物件，不需要花時間建立資料連線。下面分享一個實際的測試結果：

在這一個測試當中，我將4000萬筆資料從資料表搬到Cache當中儲存，再與資料庫查詢同一筆資料的結果作比較；資料庫與Cache Server都在美國的Data Center中。在沒有啟用Local Cache功能時，第一次查詢資料的結果為:

相同的條件再執行一次，結果為：

從結果可以看出，使用資料庫查詢在第一次建立資料連線時，需要耗費相當的時間；而當資料連線建立完成之後，後續的存取時間使用Cache或是使用資料庫其實差異不大。但就如同一開始所說的，使用Cache可以減輕資料庫I/O的負擔，這對於我們一天有幾十GB資料要新增的系統來說，有相當的幫助。

接下來，我們啟用LocalCache之後，再重新測試一次：應用程式第一次查詢資料的結果和之前差不多：

(請想想，相對於對第一次資料庫存取而言，為何這一次快了一倍? )

相同的條件再執行一次，結果為：

0 毫秒!!

對於大量提供資料的應用程式而言，Windows Server AppFabric Caching 除了可以減輕資料庫的負擔之外，當啟用LocalCache之後，AppFabric Caching會自動將使用過的物件快取在應用程式當中，當下次要再使用相同的物件時，就不需要再從Cache Layer當中去存取物件，因此幾乎是即時就可以取得資料!!

但需要注意的是，雖然Cache可以讓我們在近乎即時的狀況之下使用物件，但是在設計上，Key-Value相對於關聯式資料庫而言，是完全不同的效果，同時資源的消耗上也是完全不同的。下次，再來談設計上的考量…

2010年9月15日星期三

如何結合網域帳戶，自訂ASP.NET應用程式授權

預設在ASP.NET應用程式當中，支援兩種驗證模式：

Windows 驗證：利用IIS驗證使用者的Windows帳戶，然後存取ASP.NET應用程式。
Forms驗證：利用ASP.NET當中自訂的登入表單，搭配MemberShip資料庫驗證使用者身分。

在企業內部，比較常用到的，應該會是Windows驗證，因為如此一來，使用者就不需要為了存取不同的ASP.NET應用程式，而重複進行登入的動作。然而，因為Windows驗證預設必須要搭配使用者的Windows群組資訊來授權，為了管理使用者在不同的應用程式中不同的執行權利，往往必須要在AD當中建立不同的群組；同時IT管理人員也必須要常常隨著使用者的升遷或是轉換部門，而調整使用者AD的群組狀態。

另一個問題是，擁有(管理)應用程式的部門，也通常不是管理AD的IT單位，因此若是要在應用程式當中建立新的群組授權，就必須要知會其他單位，不僅不方便，協調與溝通若是出錯的話，對於使用者也會是一大困擾。

"何不就讓使用者透過Windows帳號登入ASP.NET應用程式，然後再由ASP.NET應用程式自行針對Windows帳號授權 ?"

解決之道，就是結合Windows驗證與Forms驗證，讓企業內部的使用者可以透過Windows帳號登入ASP.NET應用程式之後，再使用MemberShip資料庫的資料進行授權。這樣使用者一樣可以使用Windows帳號存取應用程式，同時每個ASP.NET應用程式的管理人員也可以自己管理使用者的登入與授權的權利。。[筆者按：這不是微軟建議的標準使用方式，ASP.NET的課程也不會這樣教]

請參考上面的概念圖，當每個Http Request傳送到Web Server時，會先被IIS攔截，並且根據Web應用程式目錄設定的驗證模式驗證使用者(標示 1)；有了存取Web應用程式目錄的權限之後，Http要求才會被送到ASP.NET應用程式當中。一般若是要使用ASP.NET的Forms驗證模式的話，通常IIS的應用程式目錄會設定 "匿名驗證 " (標示 1)，再由ASP.NET自訂的Login表單與MemberShip資料庫進行驗證授權(標示 2)。

了解了ASP.NET與IIS的驗證/授權概念之後，要結合網域帳戶，自訂ASP.NET應用程式授權的工作其實相當簡單，我們只需要在Web應用程式目錄啟用Windows驗證模式(標示 1)，再將Windows使用者帳號設定到MemeberShip資料庫中，就可以直接在ASP.NET應用程式當中根據該Windows帳號進行授權(標示 2)。操作步驟如下：

1. 首先，在IIS上先啟用 "Windows 驗證"，由IIS驗證使用者的Windows帳號

2. 在 ASP.NET應用程式的web.config檔中，設定啟用Forms驗證，同時排除匿名使用者：

3. 在Login表單的程式碼當中，先透過 "Request.LogonUserIdentity.Name" 屬性，取出IIS所驗證的使用者Windows帳號，再送到MemberShip資料庫當中比對。

如此一來，你只要將可以存取ASP.NET應用程式的使用者Windows帳號名稱，透過程式或是管理介面加入MemberShip資料庫當中，再設定該Windows帳號在ASP.NET應用程式當中所屬的群組，就不需要到AD當中去設定群組資訊了!!

4. 最後，在需要檢查授權的程式碼中，只需要透過 "User.IsInRole" 方法，就可以檢查該Windows使用者帳號在ASP.NET應用程式當中，是否屬於已被授權的群組：

透過這種方式，在企業內部的ASP.NET應用程式，就可以自行管理Windows使用者帳號的存取權限，而不需要透過AD的群組了….

2010年7月18日星期日

如何學習UML ?

最近，或許是跟微軟一直在倡導跟軟體品質、軟體生命週期有關的一些理論有關，很多朋友都對UML(Unified Modeling Language)有興趣，也來跟我討論了一些問題。比較有趣的是，這些朋友大多上過一些UML的課，卻還是不清楚，究竟要怎樣將UML應用在實務上。還有一些書籍，自己創造了一些翻譯的名詞(Use case diagram –> 用例圖 ??)，讓想好好學UML的人一開始接觸就一頭霧水…

如何學習UML，必須要先從 "你希望UML可以為你做甚麼 ?" 開始看起。UML 大致上分成兩個部分：Notation 與 Metadata。所謂的Notation，指的就是在繪製UML圖表的時候，所使用的 "標記"，像是最簡單的Actor (動作項目)：

Actor Notation

而在UML的定義中，所有的Notation都有特定的Attributes，彼此之間也都有特別的關連與限制，這些就是在UML模型後面的Metadata。然而，對於90%以上的UML使用者來說，學會正確的使用Notation表達系統的設計，會比去搞懂Metadata來得重要。Metadata主要是給研究UML的大師們討論，以及開發UML工具的廠商使用的；對於一般使用者而言，深入了解像是”Classifier”的定義為何，不會是學習UML的重點。

"我該使用甚麼工具好 ?"

自從UML被神化之後，很多人一開始接觸UML，就開始先比較這個工具支援多少種UML模型圖、可不可以產生程式碼或是反向工程等等的課題 ---- 忽略掉原本UML的初衷，是要用來幫助專案開發團隊溝通的一種模型。

理論上，UML模型是系統的藍圖，藍圖做好了，根據藍圖來產生程式碼，應該是沒有太大問題。但就像是建築學發展了幾千年，到目前為止，藍圖畫好了，也沒有辦法直接變成大樓一樣；你永遠不要期望任何UML工具，可以在模型建置好之後，可以直接建立系統出來。就算你所使用的工具有這樣的能力，但是在這個很多PM連使用案例圖(Use case diagram)都畫不好的情況下，你又如何能確保你的模型是完整的 ?

雖然在UML 2當中，定義了十多種的圖形，然而在實務上，通常使用其中的4、5種模型圖就可以將系統描述得很清楚。若是各位有興趣學習UML，請記得學習如何建立基本的UML模型圖，遠比學習UML工具來的重要 -- 沒有人規定不可以用小畫家繪製UML模型圖，不是嗎 ?

因此，要學習UML，只需要使用容易上手，具親合力的工具即可。簡單、容易上手的工具，可以讓UML更容易導入專案當中；而過於複雜的工具，雖然看起來很厲害，但往往因為加了太多東西而導致不容易使用，反而增加專案與開發團隊的困擾…

另外，因為UML模型不可能脫離系統文件與專案的程式而獨立存在，因此你所選用的UML模型工具，最好還要支援專案團隊所使用的專案管理平台(ex: Team Foundation Server)，以及開發團隊所使用的開發工具(ex: Visual Studio)，以確保在專案開發的過程中，任何的角色都可以在任何時候存取或是修正UML模型。

我在新書<<Visual C# 2010與UML 開發實戰>>的最後一章，介紹了如何使用Visual Studio 2010 在解決方案當中建立UML模型，其中也包含了UML基本圖形的介紹。如果各位有使用Visual Studio 2010開發工具，或是對於UML模型有興趣的，不妨參考看看。

2010年7月17日星期六

悅知文化 Visual Studio 2010 書系出版!!

最近真的是忙到不可開交，連自己寫的書正在預購中都沒有打廣告....

悅知文化針對Visual Studio 2010以及.NET Framework 4.0的應用程式開發技術，邀請了國內各方面學有專精的專家，出版了一系列的技術書籍。有興趣的朋友可以參考下面的DM，或是在天瓏網路書局(http://tlsj.tenlong.com.tw/WebModule/News/newsDispAction.do?sid=329) 以75折預購 !