Nine MVP's Blog

30/09/2012

ASP.NET MVC Series: Web Push Technology I

Filed under: ASP.NET, ASP.NET MVC, W3C, WEB — Tags: , , , — Nine MVP @ 8:30 pm

สำหรับบทความตอนนี้จะขอพูดถึงเทคโนโลยี่ของ HTML5 ตัวนึงที่ค่อนข้างมาแรงคือ Web Push Technology  ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้เราลดปริมาณการส่งคำขอ request จาก Client browser ไปยัง server เพื่อให้ทำการประมวลผลตามคำสั่งตามคำขอนั้นอยู่ตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น โปรแกรม chat ที่ต้องการดูคู่สนทนาพิมพ์โต้ตอบ หรือโปรแกรมstock ที่ต้องการดูความเปลี่ยนแปลงของค่าหุ้นเป็นต้น   

ซึ่งก่อนนี้เราจะต้องเขียนโปรแกรมให้ตั้งเวลาเพื่อสร้างคำขอไปยังserver ให้ทำการดึงข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงมาอัพเดทยัง client browser ลักษณะการทำงานแบบนี้เราเรียกว่า Pull Model

Poll/Pull Technique มี 2 แบบคือ

1. Traditional Polling

คือการใช้ javascript : setInterval() และ setTimout() ในการทำงาน

setInterval(function(){
      $.ajax({ url: “/api/StockQuoteAPI”,
                   success: function(data){
                                   //Update your dashboard gauge
                                  stockQuoteGraph.setValue(data.value);
                                  },
                   dataType: “json”});
   }, 30000);
(function poll(){
        setTimeout(function(){
               $.ajax({ url: “/api/StockQuoteAPI”,
                            success: function(data){
                                           //Update your dashboard gauge 
                                           stockQuoteGraph.setValue(data.value);
                                           //Setup the next poll recursively
                                           poll();
                                          },
                            dataType: “json”});
          }, 30000);
})();

*ทั้ง setInterval(), setTimeout() ต่างก็จะทำงานเมื่อถึงเวลาที่กำหนดไว้ใน interval  สำหรับ setInterval() อาจจะทำงานซ้ำซ้อนกันหากความถี่ตั้งไว้น้อยและ server ตอบกลับช้า ข้อมูลที่ตอบกลับมาอาจจะไม่เรียงลำดับ

 

ปัญหาเรื่อง performance ของระบบ

image

ตามภาพด้านบนจะเห็นว่าทางซ้ายคือ stock exchange application ซึงทางฝั่งผู้ใช้ได้โหลดไปเพื่อดูข้อมูล แต่ทุก 10 วินาทีโปรแกรม JavaScript จะทำการสร้าง request และส่งคำสั่งไปยังเซอเวอร์เพื่อขอข้อมูลที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งข้อมูลอาจจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลยก็ได้ ซึ่งหากคำนึงถึงจุดนี้จะเห็นว่าอาจจะเป็นการเพิ่มการทำงานให้ตัว server ตามภาพด้านล่าง

 

image

ตามภาพด้านบนจะพบว่าหากมีผู้ใช้งานจำนวนเป็นหมื่นคน และต้องทำการรีเฟรชข้อมูลหุ้นอยู่ตลอดเวลาทั้งที่ข้อมูลอาจจะยังไม่มีการเปลียนแปลงใดๆ แต่ server ก็ต้องโปรเซสงานตามคำขอแม้ผลที่ได้คือไม่พบการเปลี่ยนแปลงของหุ้น ซึ่งอาจจะลงไปคิวรี่ในดาต้าเบสเพื่อหาความเปลี่ยนแปลงเป็นต้น

การทำงานที่ยิงตรงไป server เพื่อขอข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงนั้นก็ยังนับว่าเป็นการทำงานที่ไม่ค่อยจะคุ้มค่าเท่าไหร่นัก หากทำงานแล้วพบว่ายังไม่มีข้อมูลเปลี่ยนแปลงและยังต้องทำงานวนเวียนอยู่แบบนั้น  ไม่เป็นการดีแน่หากจำนวนผู้ใช้งานเพิ่มมากขึ้นซึ่งแน่นอนว่าความสามารถในการรองรับจำนวนผู้ใช้งานนั้นมีอยู่จำกัด อาจจะทำให้เกิด timeout จนถึง server ล่มอยู่บ่อยๆ  ก็อาจจะต้องลงทุนอัพเกรดเครื่องหรือไม่ก็ซื้อเครื่องเพิ่มทำ load balance เพื่อช่วยให้รองรับการทำงานได้มากขึ้น

 

2. Long Polling

คือการใช้เทคนิคของ traditional polling เข้ามาประยุกต์โดยตั้งเวลาให้สร้างรีเควสแรกไปยังเซอเวอร์และหากยังไม่มีข้อมูลเปลี่ยนแปลงก็ให้ค้างรอจนกว่าจะมีข้อมูลถึงจะส่งกลับมายัง client และมีกำหนด timeout ของการ poll แต่ละครั้ง ซึ่งเป็นเทคนิคเดียวกับที่ comet มีใช้งานคล้ายกัน  วิธีการนี้เป็นการทำงานได้ผลคล้ายกับการใช้ push เพียงแต่ต้องไปสร้าง logic ที่ฝั่ง server เพื่อจัดการรีเควสนั้นจนจบเงื่อนไขต่างๆ

image

จาก Long Polling ทำให้เกิดแนวคิดมากมายทั้งถูกนำไปสร้างเป็น library อย่างเช่น COMET(รู้จักกันอีกชื่อว่า AJAX Push) มีคนนำไปพัฒนาเป็น Application ต่างๆมากมายไม่ว่าจะ meebo, gmail chat เป็นต้น ซึ่งช่วยให้ใช้งานง่ายขึ้น หลายเบราเซอร์ก็รองรับการทำงานเพราะใช้งาน javascript/xmlhttprequest ที่มีในเกือบทุกเบราเซอร์ กระทั่งมีแนวคิดพัฒนาต่อยอดเพื่อให้ทำงานเป็น Push จริงๆ จนกลายเป็นอีกความสามารถนึงที่มีมากับ HTML5 ในช่วงต่อไป

 

แล้วก็มาถึงยุค HTML5 แจ้งเกิด Web Push Technology

มีมาตรฐาน 2 ตัวจะเกี่ยวกับ Push Technology ที่มาพร้อมกับ HTML5 คือ

1. Server Sent Event(SSE)

เป็นคุณสมบัติที่ช่วยให้เราทำ server push message ได้ แต่ยังคงใช้เทคนิคของ long polling เป็นการทำงานพื้นฐาน และยังเพิ่มความสามารถในเรื่อง auto reconnect ได้เมื่อรีเควสได้ถูก closed ลงหรือเกิด timeout ขึ้น และสามารถกำหนด event ต่างๆ ส่งกลับมาบอกทาง client ได้ว่าเป็นข้อมูลที่เกิดจาก event อะไร

การตรวจสอบและเริ่มใช้งาน SSE สามารถใช้ script นี้ในการตรวจสอบได้

if (!!window.EventSource){
    var source = new EventSource(‘/api/StockQuoteAPI/’);
} else {
    // browser not support SSE, use xhr
}

รูปแบบข้อมูลของ SSE ที่ส่งรับกลับมาจะเป็น content type แบบ text/event-stream  จะเป็นลักษณะโครงสร้างดังนี้

1. event : เป็น field ที่เอาไว้บอกว่าเป็นเหตุการณ์ชื่ออะไรที่เกิดขึ้นที่ server  สามารถเพิ่มเข้าไปใน eventsource ได้ด้วยการสั่ง addEventListener() และหากไม่ได้กำหนดก็ดักด้วย onmessage handler ได้เลย

2. data : เป็น field ที่มีไว้ใช้ส่งข้อมูลจากฝั่ง server มายัง client สามารถส่งแบบ multiline ได้ รวมทั้งสามารถส่งข้อมูลแบบ json ได้ด้วย

กรณีส่งข้อมูลกลับแบบบรรทัดเดียว จะมี data: message และปิดท้ายด้วย \n\n ดังตัวอย่าง *ปกติเราจะมองไม่เห็น (\n) ในข้อความ

event: QuoteChange\n

data: Stock Quote Data Start!\n\n

กรณีที่มีการส่งข้อมูลแบบหลายบรรทัด แต่บรรทัดสุดท้ายจะมี \n\n ปิด ดังตัวอย่าง

event: QuoteChange\n

data: Stock Quote Data Start!\n

data: PTT 35.09\n

data: KTB 30.42\n\n

3. id : เป็นการจัดเรียงลำดับข้อมูลมาจาก server กรณีที่เกิด connection close ไปโดยสาเหตุใดๆก็ตาม ทำให้ client สามารถ sort data ได้

id: 1\n

event: QuoteChange\n

data: Hello world\n\n

4. retry : เป็นค่าเวลาในการสัง่รอให้เชื่อมต่อกลับไปยัง source link เมื่อ เกิด timeout ขึ้น ปกติค่าจะอยู่ที่ 3 seconds แต่เราก็สามารถแก้ไข interval สำหรับ reconnect ได้เอง

และหากต้องการเปิดการเชื่อมต่อกับฝั่ง server สามารถใช้คำสั่ง

source.close();

 

2. Web Sockets (ws)

ต้องร้องว้าวกันเลยสำหรับ feature นี้  เพราะว่าผมเองก็ไม่คิดว่าจะมีการนำ socket ที่เปิด tcp วิ่งไปมา มาใช้งานบนเว็บ   เนื่องจากอาจจะไม่สามารถทำงานผ่าน firewall ได้นั้นเอง  แต่ทว่าเขาสามารถทำให้ใช้งานผ่าน firewall ได้ด้วยอเมซิ่งเลยทีเดียว โดยถ้าคุณใช้งาน web ที่ port 80/443 ได้ปกติ คุณก็จะสามารถใช้งาน ws ได้ปกติเช่นกัน (ไว้อธิบายกันรอบหน้า)

ตัว ws นี้สามารถทำงานแบบ 2-way communications แบบซึ่งส่งข้อมูลได้ทั้งแบบ upstream/downstream ภายใน connection เดียวกัน   ซึ่งต่างกับแบบ comet, SSE ที่ต้องใช้ 2 connection ซึ่งและจะทำให้มีประสิทธิภาพในการทำงานที่ดีกว่ามาก

แต่ ws จะไม่สามารถทำงานแบบ P2P หรือ server remote to client ได้ เพราะสร้างไว้ส่งข้อมูล request เพียงอย่างเดียวกับการทำงานในแบบโมเดลแบบอื่นๆ

ส่วน protocol ที่รองรับนั้นจะมี plain text, soap, xmpp มีเท่านี้ ณ ตอนนี้

การใช้งานตัว ws

สามารถเริ่มจาก script นี้

if(“WebSocket” in window){ //if current browser is supported

   var myWs = new WebScoket(“ws://www.ninemvp.com/xws.svc”);

}

ตัว ws: จะเป็น protocol และตามหลังด้วย //endpoint address
แต่ถ้าทำงานบน SSL ก็กำหนดเป็น wss:

var myWs = new WebScoket(“wss://www.ninemvp.com/xws.svc”);

ตัว ws จะมี event ทั้งหมด 4 แบบคือ

  1. myWs.onopen เมื่อทำการเชื่อมต่อไปยัง ws server สำเร็จ
  2. myWs.onmessage เมื่อทาง server มีการส่ง message กลับมา
  3. myWs.onclose เมื่อทำการ close connection เสร็จแล้ว
  4. myWs.onerror เมื่อเกิด error ขึ้นในการทำงาน

ตัวอย่างการผูก event เพื่อดักการทำงาน

myWs.onopen = function() { alert(“Connection open …”); };

myWs.onmessage = function(msg) { alert( “Received Message: ” + msg.data); };

myWs.onclose = function() { alert(“Connection closed.”); };

myWs.onerror = function(msg) { alert( “Error Message: ” + msg.data); };

การส่งข้อมูลและรับข้อมูลกับทางฝั่ง server

การส่งข้อมูลใช้คำสั่ง

myWs.send(“test send data”);

myWs.close();

ส่วนการรับข้อมูลจะไปเข้า event onmessage ซึ่งเขียนดักการทำงานไว้ตามที่บอกไปข้างต้น

เราสามารถส่ง text ได้ทุกรูปแบบผ่านทาง ws ดังนั้นข้อมูลที่เป็น json ต่างๆก็ไม่ต้องกังวล

*ตัว ws จะใช้งานได้ก็ต่อเมื่อเรามี Web Socket Server มาใช้งานด้วยครับ ซึ่งก็มีหลากหลายให้ใช้งานเข้าไปดูกันได้ที่นี่ 

 

ทิ้งท้าย

ตอนนี้เป็นการแนะนำให้รู้จักว่าตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุุบัน เราสามารถส่งข้อมูลจาก server ไปยัง client ได้วิธีใดบ้าง ซึ่งมีหลายวิธีทั้ง push แท้และเทียมกันไป ในตอนหน้าเรามาเขียน mvc push application กันครับ

 


SONY DSC

About Me:

Chalermpon Areepong : Nine (นาย)

Microsoft MVP Thailand ASP.NET

ASP.NET & MVC Developers Thailand Group :http://www.facebook.com/groups/MVCTHAIDEV/

Greatfriends.biz Community Leader : http://greatfriends.biz

Email : nine_biz-talk.net at hotmail dot com

Blog : https://nine69.wordpress.com

9 Comments »

  1. เป็นประโยชน์ดีมากเลยครับ

    Comment by Theeranit Pongtongmuang — 30/09/2012 @ 10:00 pm

    • ขอบคุณครับ

      Comment by Nine MVP ASP.NET — 30/09/2012 @ 10:14 pm

  2. ขอบคุณครับ

    Comment by ชาณุพล เพิ่มพูล — 01/10/2012 @ 9:05 am

  3. ว้าวชอบเลยครับ! มาตามเก็บ

    Comment by สมพร พันทอง — 01/10/2012 @ 9:41 am

    • 🙂

      Comment by Nine MVP ASP.NET — 01/10/2012 @ 11:11 am

  4. แหล่มเลย ขอบคุณที่แชร์ครับ🙂

    Comment by Non Intanon — 04/10/2012 @ 10:31 am

    • 🙂 จะเร่งตอน 2 ไวๆ

      Comment by Nine MVP ASP.NET — 04/10/2012 @ 4:05 pm

  5. […] web push technology I ได้แนะนำความเป็นมาของการทำงานแบบ […]

    Pingback by ASP.NET MVC Series: Web Push Technology II.1 « Nine MVP's Blog — 15/10/2012 @ 9:05 pm

  6. […] ตอนที่ I […]

    Pingback by ASP.NET MVC Series : Web Push Technology II.2 « Nine MVP's Blog — 24/10/2012 @ 4:11 pm


RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Create a free website or blog at WordPress.com.

%d bloggers like this: