本文演示如何使用 HangFire，這是一個流行的開源庫，用于 .NET Core 應用程序中的后臺處理。本文構建了一個簡單的應用程序，該應用程序執行一些后臺處理，以演示使用 PostgreSql 作為數據庫來存儲數據和 dotConnect for PostgreSQL 作為 PostgreSQL 的數據提供程序所涵蓋的概念。
為了從數據庫中存儲和檢索數據，我們將使用dotConnect for PostgreSQL，這是一個構建在 ADO.NET 之上的高性能增強型 PostgreSQL 數據提供程序，可以在連接和斷開連接模式下工作。
Devart數據庫工具下載
您將需要以下工具來處理代碼示例：
我們將構造什么？
在本文中，我們將構建一個簡單的應用程序，該應用程序將演示如何在 ASP.NET 6 中自定義 HTTP 400 和 404 錯誤響應。以下是我們在本文中將遵循的步驟來完成此操作：
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了解 ASP.NET Core 中的 Hangfire
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在 Visual Studio 2022 中創建 ASP.NET 6 Core Web API 項目
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將 Devart.Data.PostgreSql NuGet 包添加到 API 項目
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創建一個簡單的 WebAPI 控制器
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在控制器內創建方法來檢索資源使用信息并將其保存在數據庫表中
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創建即發即忘和重復性工作
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運行應用程序
什么是后臺任務？
在當今的應用程序中，某些操作（例如發送電子郵件、創建報告或上傳大文件）可能需要很長時間才能完成。如果您的應用程序在請求-響應周期內同步執行這些操作，則可能會導致超時和延遲。這就是后臺任務可以提供幫助的地方。
后臺任務是在后臺執行操作的任務，這樣應用程序的工作流程就不會被中斷，最重要的是，當前正在執行的線程不會被阻塞。換句話說，后臺任務允許您將耗時或非關鍵操作與應用程序的主要邏輯分開。
后臺任務通常異步運行，用于從應用程序的實際請求響應周期中卸載耗時或資源密集型進程，從而允許它們在后臺運行。通過將后臺任務與即時用戶交互分離，后臺任務允許您發送電子郵件、修改數據或對警報進行排隊，而無需立即用戶響應。
您可以將后臺作業配置為定期觸發。這對于自動化正常流程（例如備份、同步和生成每日報告）非常有用。您可以專注于核心功能，并將某些后臺任務卸載到其他組件，從而提高代碼的可維護性。
什么是Hangfire？
Hangfire是一個開源庫，用于處理.NET和ASP.NET Core應用程序中的后臺任務。它提供了一種簡單有效的方法，用于在正常的請求-響應周期之外執行長時間、耗時或重復的任務。
通過提供統一且易于使用的API，Hangfire簡化了任務后臺處理的實現。它無需編寫復雜的線程代碼或手動管理后臺處理基礎設施。由于其直觀的 API 和豐富的功能，Hangfire 在管理 NET 應用程序中的輔助任務方面受到了開發人員的歡迎。
Hangfire的特點
以下是 Hangfire 的主要特點：
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后臺作業：Hangfire 允許您定義需要在后臺運行的作業或活動，而與用戶的請求無關。這些活動可能包括需要中央處理單元 (CPU) 大量處理能力的操作，例如生成報告、發送電子郵件或可以從異步處理中受益的任何其他任務。
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持久存儲：Hangfire 使用持久存儲來存儲有關已排隊、計劃和處理的任務的信息。這可以防止在應用程序重新啟動或出現故障時丟失任務。Hangfire 支持各種存儲選項，包括 SQL Server、PostgreSQL 和 Redis。
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作業調度：Hangfire 可以輕松地在特定時間或重復間隔安排任務。您可以安排任務運行一次或重復運行，或者使用類似 cron 的表達式定義復雜的計劃。
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儀表板：Hangfire 提供基于 Web 的界面，允許您監控和管理輔助任務。儀表板提供任務狀態、執行歷史記錄、處理統計數據的可見性以及手動啟動或終止作業的能力。
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容錯：Hangfire 通過自動重試失敗的任務來確保容錯。如果作業因異常而失敗，Hangfire 可以配置為重試該作業指定的次數，并且重試之間有一定的時間間隔。
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分布式處理：Hangfire 通過允許應用程序跨多個服務器或工作進程進行擴展來促進分布式處理。這可以實現任務的并行處理并提高整體系統效率。
Hangfire 的組件
Hangfire 使用三個主要組件來管理作業。其中包括存儲、客戶端和服務器。存儲組件負責存儲作業信息。客戶端組件用于創建后臺作業并根據配置的存儲提供程序將作業存儲在數據存儲中。服務器組件負責執行所有后臺作業。
創建新的 ASP.NET 6 Core Web API 項目
在本部分中，我們將學習如何在 Visual Studio 2022 中創建新的 ASP.NET 6 Core Web API 項目。
現在，請按照下列步驟操作：
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打開 Visual Studio 2022。
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單擊創建新項目。
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選擇ASP.NET Core Web API，然后單擊下一步。
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指定項目名稱以及該項目在系統中的存儲位置。或者，選中“將解決方案和項目放在同一目錄中”復選框。
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單擊“下一步”。
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在“附加信息”窗口中，選擇“.NET 6.0（長期支持）”作為項目版本。
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禁用“配置 HTTPS”和“啟用 Docker 支持”選項（取消選中它們）。
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由于我們在此示例中不會使用身份驗證，因此將身份驗證類型選擇為None。
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由于我們在此示例中不會使用 Open API，因此請取消選中啟用 OpenAPI 支持復選框。
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由于我們在此示例中不會使用最小 API，因此請確保選中“使用控制器”（取消選中以使用最小 API）。
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不選中“不使用頂級語句”復選框。
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單擊“創建”完成該過程。
我們將在本文中使用該項目。
實現自動資源監視器
在此示例中，我們將研究如何在 ASP.NET Core 中使用 Hangfire 實現自動資源監視器。該應用程序以預定義的時間間隔在后臺創建并運行重復任務，然后檢索 CPU 和內存使用信息并將其存儲在 PostgreSQL 數據庫表中。
創建數據庫
您可以使用 pgadmin 工具創建數據庫。要使用此啟動此工具創建數據庫，請按照以下步驟操作：
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啟動 pgadmin 工具
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展開服務器部分
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選擇數據庫
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右鍵單擊并單擊創建 -> 數據庫...
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指定數據庫名稱并將其他選項保留為默認值
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單擊“保存”完成該過程
現在按照下面給出的步驟在剛剛創建的數據庫中創建一個表：
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選擇并展開您剛剛創建的數據庫
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選擇模式 -> 表
-
右鍵單擊“表”并選擇“創建”->“表...”
下面給出表格腳本供您參考：
CREATE TABLE perfdata (
id serial PRIMARY KEY,
job_Id VARCHAR ( 255 ) NOT NULL,
cpu_usage VARCHAR ( 255 ) NOT NULL,
memory_usage VARCHAR ( 255 ) NOT NULL
);
我們將在本文的后續部分中使用此表來演示如何使用 dotConnect for PostgreSQL 在 ASP.NET Core 中進行集成測試。
將 NuGet 包安裝到 API 項目中
接下來，您應該將所需的 NuGet 包安裝到您的項目中。您可以從 Visual Studio 內的 NuGet 包管理器工具安裝它們，也可以使用以下命令從 NuGet 包管理器控制臺安裝它們：
PM> Install-Package Devart.Data.PostgreSql
PM> Install-Package Hangfire
PM> Install-Package Hangfire.MemoryStorage
dotConnect for PostgreSQL 是基于 ADO.NET 技術構建的 PostgreSQL 高性能數據提供程序，為構建基于 PostgreSQL 的數據庫應用程序提供了全面的解決方案。
在 ASP.NET Core 中配置 Hangfire
將 Hangfire 安裝到您的項目中后，下一步就是對其進行配置。您可以使用以下代碼將 Hangfire 服務添加到服務集合中：
builder.Services.AddHangfire(c => c.UseMemoryStorage());
builder.Services.AddHangfireServer();
您可以在儀表板中查看與正在運行或已完成的作業相關的實時數據。您可以通過下面給出的代碼片段來開啟此功能：
app.UseHangfireDashboard();
在 Hangfire 創建作業
在本節中，我們將研究如何在 Hangfire 中創建作業以在后臺執行處理，同時我們的應用程序繼續響應。
Hangfire 為以下作業類型提供支持：
-
即發即忘作業：這些作業僅執行一次
-
延遲作業：這些作業在經過特定時間間隔后執行
-
連續作業：這些作業在父作業執行完成后立即執行
-
周期性作業：這些作業根據計劃定期執行
創建一勞永逸的作業
您可以使用BackgroundJob.Enqueue 方法在Hangfire 中創建后臺作業。即發即忘作業是指僅被觸發或執行一次的作業。創建一個名為 CustomJobController 的新 API 控制器，并在其中寫入以下代碼：
[Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class CustomJobController : ControllerBase
{
private readonly ILogger _logger;
private readonly IBackgroundJobClient _backgroundJobClient;
public CustomJobController(ILogger<CustomJobController> logger, IBackgroundJobClient backgroundJobClient)
{
_logger = logger;
_backgroundJobClient = backgroundJobClient;
}
[HttpGet]
public IActionResult Get()
{
var jobId = _backgroundJobClient.Enqueue(() => FireAndForgetJob(null));
Thread.Sleep(5000);
return Ok($"Job Id: {jobId} completed...");
}
public Task FireAndForgetJob(PerformContext context)
{
var jobId = context.BackgroundJob.Id;
_logger.LogInformation($"Executing Job Id: {jobId}...");
return Task.CompletedTask;
}
}
當您執行應用程序并點擊 CustomJobController 的 HttpGet 端點時，您可以看到即發即棄作業執行一次，如圖 1 所示：
創建延遲作業
以下代碼片段展示了如何在 Hangfire 中創建延遲作業：
var jobId = BackgroundJob.Schedule(() => Console.WriteLine("This is an example of a delayed job"), TimeSpan.FromDays(1));
創建延續作業
在 Hangfire 中，連續作業是指父作業執行完成后立即運行的作業。您還可以在 Hangfire 中創建和管理延續任務或作業。以下代碼片段顯示了如何在 Hangfire 中創建延續任務：
var id = BackgroundJob.Enqueue(() => InitializeInputData());
BackgroundJob.ContinueWith(id, () => ValidateInputData());
創建重復作業
重復性作業是根據計劃執行的作業。例如，您可以有一個每周每分鐘、每小時或每小時執行一次的重復作業。要在 Hangfire 中處理重復作業，您應該使用 IRecurringJobManager 接口。實際上，您應該在 CustomJobController 類的構造函數中注入 IRecurringJobManager 接口類型的實例，如下面給出的代碼清單所示：
[Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class CustomJobController : ControllerBase
{
private readonly ILogger _logger;
private readonly IRecurringJobManager _recurringJobManager;
public CustomJobController(ILogger<CustomJobController> logger,
IRecurringJobManager recurringJobManager)
{
_logger = logger;
_recurringJobManager = recurringJobManager;
}
[HttpGet]
public IActionResult Get()
{
var jobId = Guid.NewGuid().ToString();
_recurringJobManager.AddOrUpdate(jobId, () => CustomRecurringJob(jobId),
Cron.Minutely);
Thread.Sleep(5000);
return Ok($"Job Id: {jobId} completed...");
}
public Task CustomRecurringJob(string jobId)
{
_logger.LogInformation($"Executing Job Id: {jobId} at {DateTime.Now}");
return Task.CompletedTask;
}
}
當您執行應用程序并訪問 HttpGet 端點時，您可以看到作業每分鐘執行一次，如圖 2 所示：
檢索資源消耗信息
現在讓我們在 Hangfire 中創建一個重復作業并使用它來檢索 CPU 和內存使用數據。以下代碼應該如何獲取計算機上的資源使用信息：
private dynamic GetResourceUsageForProcess()
{
string currentProcessName = Process.GetCurrentProcess().ProcessName;
PerformanceCounter cpuCounter = new PerformanceCounter("Process",
"% Processor Time", currentProcessName, true);
PerformanceCounter memoryCounter = new PerformanceCounter("Process",
"Private Bytes", currentProcessName, true);
cpuCounter.NextValue();
memoryCounter.NextValue();
Task.Delay(500);
dynamic result = new ExpandoObject();
result.CPU = Math.Round(cpuCounter.NextValue() /
Environment.ProcessorCount, 2);
result.RAM = Math.Round(memoryCounter.NextValue() / 1024 / 1024, 2);
return result;
}
將資源消耗信息存儲在數據庫中
現在資源使用信息已可用，您應該將此信息存儲在數據庫中。
下面給出的 StoreResourceUsageData 方法顯示了如何在 PostgreSql 數據庫中保存 CPU 和內存使用數據。
public void StoreResourceUsageData(string job_id, string cpu_usage, string
memory_usage)
{
try
{
using (
PgSqlConnection pgSqlConnection = new PgSqlConnection
("User Id = postgres; Password = sa123#;" +
"host=localhost;database=demo; license key=Specify your license key here;"))
{
using (PgSqlCommand cmd = new PgSqlCommand())
{
cmd.CommandText = "INSERT INTO perfdata (job_id, cpu_usage, memory_usage) "
+ "VALUES (:job_id, :cpu_usage, :memory_usage)";
Thread.Sleep(250);
cmd.Connection = pgSqlConnection;
cmd.Parameters.AddWithValue("job_id", job_id);
cmd.Parameters.AddWithValue("cpu_usage", cpu_usage);
cmd.Parameters.AddWithValue("memory_usage", memory_usage);
if (pgSqlConnection.State != System.Data.ConnectionState.Open)
pgSqlConnection.Open();
var state = pgSqlConnection.State;
cmd.ExecuteNonQuery();
}
}
}
catch (Exception ex)
{
throw;
}
}
完整的源代碼
下面給出CustomJobController的完整源碼，供參考：
[Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class CustomJobController: ControllerBase
{
private readonly ILogger _logger;
private readonly IRecurringJobManager _recurringJobManager;
protected static PerformanceCounter cpuCounter;
protected static PerformanceCounter memoryCounter;
public CustomJobController(ILogger < CustomJobController > logger,
IRecurringJobManager recurringJobManager)
{
_logger = logger;
_recurringJobManager = recurringJobManager;
}
[HttpGet]
public IActionResult Get()
{
var jobId = Guid.NewGuid().ToString();
_recurringJobManager.AddOrUpdate(jobId, () => CustomRecurringJob(jobId),
Cron.Minutely);
Thread.Sleep(5000);
return Ok($"Job Id: {jobId} completed...");
}
public Task CustomRecurringJob(string job_id)
{
_logger.LogInformation($"Executing Job Id: {job_id} at {DateTime.Now}");
var resourceUsage = GetResourceUsageForProcess();
string cpu_usage = resourceUsage.CPU.ToString();
string memory_usage = resourceUsage.RAM.ToString();
StoreResourceUsageData(job_id, cpu_usage, memory_usage);
return Task.CompletedTask;
}
private dynamic GetResourceUsageForProcess()
{
string currentProcessName = Process.GetCurrentProcess().ProcessName;
PerformanceCounter cpuCounter = new PerformanceCounter
("Process", "% Processor Time",
currentProcessName, true);
PerformanceCounter memoryCounter = new PerformanceCounter
("Process", "Private Bytes",
currentProcessName, true);
cpuCounter.NextValue();
memoryCounter.NextValue();
Task.Delay(500);
dynamic result = new ExpandoObject();
result.CPU = Math.Round(cpuCounter.NextValue() /
Environment.ProcessorCount, 2);
result.RAM = Math.Round(memoryCounter.NextValue() / 1024 / 1024, 2);
return result;
}
public void StoreResourceUsageData(string job_id, string cpu_usage,
string memory_usage)
{
try
{
using(PgSqlConnection pgSqlConnection = new PgSqlConnection
("User Id = postgres; Password = sa123#;" +
"host=localhost;database=demo; license key=Your license key;"))
{
using(PgSqlCommand cmd = new PgSqlCommand())
{
cmd.CommandText = "INSERT INTO perfdata “ +
“(job_id, cpu_usage, memory_usage) " +
"VALUES (:job_id, :cpu_usage, :memory_usage)";
Thread.Sleep(250);
cmd.Connection = pgSqlConnection;
cmd.Parameters.AddWithValue("job_id", job_id);
cmd.Parameters.AddWithValue("cpu_usage", cpu_usage);
cmd.Parameters.AddWithValue("memory_usage", memory_usage);
if (pgSqlConnection.State != System.Data.ConnectionState.Open)
pgSqlConnection.Open();
var state = pgSqlConnection.State;
cmd.ExecuteNonQuery();
}
}
}
catch (Exception ex)
{
throw;
}
}
}
當您運行應用程序時，您可以看到我們之前創建的數據庫表中存儲的 CPU 和內存使用信息。
Hangfire 是一個優秀的庫，用于將作業集成到 .NET 和 .NET Core 應用程序中。您可以使用它在特定時間、定期或基于 cron 表達式來安排您的作業。通過使用 Hangfire，您可以提高應用程序的響應能力。借助 Hangfire 和 ASP.NET Core，您可以在后臺高效地完成耗時的任務，從而最大限度地提高應用程序的性能和用戶體驗。
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