本文演示如何使用 HangFire，這是一個流行的開源庫，用于 .NET Core 應(yīng)用程序中的后臺處理。本文構(gòu)建了一個簡單的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序執(zhí)行一些后臺處理，以演示使用 PostgreSql 作為數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)和 dotConnect for PostgreSQL 作為 PostgreSQL 的數(shù)據(jù)提供程序所涵蓋的概念。

為了從數(shù)據(jù)庫中存儲和檢索數(shù)據(jù)，我們將使用dotConnect for PostgreSQL，這是一個構(gòu)建在 ADO.NET 之上的高性能增強(qiáng)型 PostgreSQL 數(shù)據(jù)提供程序，可以在連接和斷開連接模式下工作。

Devart數(shù)據(jù)庫工具下載

您將需要以下工具來處理代碼示例：

• Visual Studio 2022 社區(qū)版
• PostgreSQL
• dotConnect for PostgreSQL

我們將構(gòu)造什么？

在本文中，我們將構(gòu)建一個簡單的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序?qū)⒀菔救绾卧?ASP.NET 6 中自定義 HTTP 400 和 404 錯誤響應(yīng)。以下是我們在本文中將遵循的步驟來完成此操作：

1. 了解 ASP.NET Core 中的 Hangfire
2. 在 Visual Studio 2022 中創(chuàng)建 ASP.NET 6 Core Web API 項目
3. 將 Devart.Data.PostgreSql NuGet 包添加到 API 項目
4. 創(chuàng)建一個簡單的 WebAPI 控制器
5. 在控制器內(nèi)創(chuàng)建方法來檢索資源使用信息并將其保存在數(shù)據(jù)庫表中
6. 創(chuàng)建即發(fā)即忘和重復(fù)性工作
7. 運(yùn)行應(yīng)用程序

什么是后臺任務(wù)？

在當(dāng)今的應(yīng)用程序中，某些操作（例如發(fā)送電子郵件、創(chuàng)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(yīng)用程序在請求-響應(yīng)周期內(nèi)同步執(zhí)行這些操作，則可能會導(dǎo)致超時和延遲。這就是后臺任務(wù)可以提供幫助的地方。

后臺任務(wù)是在后臺執(zhí)行操作的任務(wù)，這樣應(yīng)用程序的工作流程就不會被中斷，最重要的是，當(dāng)前正在執(zhí)行的線程不會被阻塞。換句話說，后臺任務(wù)允許您將耗時或非關(guān)鍵操作與應(yīng)用程序的主要邏輯分開。

后臺任務(wù)通常異步運(yùn)行，用于從應(yīng)用程序的實際請求響應(yīng)周期中卸載耗時或資源密集型進(jìn)程，從而允許它們在后臺運(yùn)行。通過將后臺任務(wù)與即時用戶交互分離，后臺任務(wù)允許您發(fā)送電子郵件、修改數(shù)據(jù)或?qū)?報進(jìn)行排隊，而無需立即用戶響應(yīng)。

您可以將后臺作業(yè)配置為定期觸發(fā)。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(wù)卸載到其他組件，從而提高代碼的可維護(hù)性。

什么是Hangfire？

Hangfire是一個開源庫，用于處理.NET和ASP.NET Core應(yīng)用程序中的后臺任務(wù)。它提供了一種簡單有效的方法，用于在正常的請求-響應(yīng)周期之外執(zhí)行長時間、耗時或重復(fù)的任務(wù)。

通過提供統(tǒng)一且易于使用的API，Hangfire簡化了任務(wù)后臺處理的實現(xiàn)。它無需編寫復(fù)雜的線程代碼或手動管理后臺處理基礎(chǔ)設(shè)施。由于其直觀的 API 和豐富的功能，Hangfire 在管理 NET 應(yīng)用程序中的輔助任務(wù)方面受到了開發(fā)人員的歡迎。

Hangfire的特點

以下是 Hangfire 的主要特點：

• 后臺作業(yè)：Hangfire 允許您定義需要在后臺運(yùn)行的作業(yè)或活動，而與用戶的請求無關(guān)。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(fā)送電子郵件或可以從異步處理中受益的任何其他任務(wù)。

• 持久存儲：Hangfire 使用持久存儲來存儲有關(guān)已排隊、計劃和處理的任務(wù)的信息。這可以防止在應(yīng)用程序重新啟動或出現(xiàn)故障時丟失任務(wù)。Hangfire 支持各種存儲選項，包括 SQL Server、PostgreSQL 和 Redis。

• 作業(yè)調(diào)度：Hangfire 可以輕松地在特定時間或重復(fù)間隔安排任務(wù)。您可以安排任務(wù)運(yùn)行一次或重復(fù)運(yùn)行，或者使用類似 cron 的表達(dá)式定義復(fù)雜的計劃。

• 儀表板：Hangfire 提供基于 Web 的界面，允許您監(jiān)控和管理輔助任務(wù)。儀表板提供任務(wù)狀態(tài)、執(zhí)行歷史記錄、處理統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可見性以及手動啟動或終止作業(yè)的能力。

• 容錯：Hangfire 通過自動重試失敗的任務(wù)來確保容錯。如果作業(yè)因異常而失敗，Hangfire 可以配置為重試該作業(yè)指定的次數(shù)，并且重試之間有一定的時間間隔。

• 分布式處理：Hangfire 通過允許應(yīng)用程序跨多個服務(wù)器或工作進(jìn)程進(jìn)行擴(kuò)展來促進(jìn)分布式處理。這可以實現(xiàn)任務(wù)的并行處理并提高整體系統(tǒng)效率。

Hangfire 的組件

Hangfire 使用三個主要組件來管理作業(yè)。其中包括存儲、客戶端和服務(wù)器。存儲組件負(fù)責(zé)存儲作業(yè)信息。客戶端組件用于創(chuàng)建后臺作業(yè)并根據(jù)配置的存儲提供程序?qū)⒆鳂I(yè)存儲在數(shù)據(jù)存儲中。服務(wù)器組件負(fù)責(zé)執(zhí)行所有后臺作業(yè)。

創(chuàng)建新的 ASP.NET 6 Core Web API 項目

在本部分中，我們將學(xué)習(xí)如何在 Visual Studio 2022 中創(chuàng)建新的 ASP.NET 6 Core Web API 項目。

現(xiàn)在，請按照下列步驟操作：

1. 打開 Visual Studio 2022。
2. 單擊創(chuàng)建新項目。
3. 選擇ASP.NET Core Web API，然后單擊下一步。
4. 指定項目名稱以及該項目在系統(tǒng)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(fù)選框。
5. 單擊“下一步”。
6. 在“附加信息”窗口中，選擇“.NET 6.0（長期支持）”作為項目版本。
7. 禁用“配置 HTTPS”和“啟用 Docker 支持”選項（取消選中它們）。
8. 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。
9. 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(fù)選框。
10. 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）。
11. 不選中“不使用頂級語句”復(fù)選框。
12. 單擊“創(chuàng)建”完成該過程。

我們將在本文中使用該項目。

實現(xiàn)自動資源監(jiān)視器

在此示例中，我們將研究如何在 ASP.NET Core 中使用 Hangfire 實現(xiàn)自動資源監(jiān)視器。該應(yīng)用程序以預(yù)定義的時間間隔在后臺創(chuàng)建并運(yùn)行重復(fù)任務(wù)，然后檢索 CPU 和內(nèi)存使用信息并將其存儲在 PostgreSQL 數(shù)據(jù)庫表中。

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

您可以使用 pgadmin 工具創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。要使用此啟動此工具創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，請按照以下步驟操作：

1. 啟動 pgadmin 工具
2. 展開服務(wù)器部分
3. 選擇數(shù)據(jù)庫
4. 右鍵單擊并單擊創(chuàng)建 -> 數(shù)據(jù)庫...
5. 指定數(shù)據(jù)庫名稱并將其他選項保留為默認(rèn)值
6. 單擊“保存”完成該過程

現(xiàn)在按照下面給出的步驟在剛剛創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一個表：

1. 選擇并展開您剛剛創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫
2. 選擇模式 -> 表
3. 右鍵單擊“表”并選擇“創(chuàng)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(xù)部分中使用此表來演示如何使用 dotConnect for PostgreSQL 在 ASP.NET Core 中進(jìn)行集成測試。

將 NuGet 包安裝到 API 項目中

接下來，您應(yīng)該將所需的 NuGet 包安裝到您的項目中。您可以從 Visual Studio 內(nèi)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(shù)構(gòu)建的 PostgreSQL 高性能數(shù)據(jù)提供程序，為構(gòu)建基于 PostgreSQL 的數(shù)據(jù)庫應(yīng)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(jìn)行配置。您可以使用以下代碼將 Hangfire 服務(wù)添加到服務(wù)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(yùn)行或已完成的作業(yè)相關(guān)的實時數(shù)據(jù)。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(chuàng)建作業(yè)

在本節(jié)中，我們將研究如何在 Hangfire 中創(chuàng)建作業(yè)以在后臺執(zhí)行處理，同時我們的應(yīng)用程序繼續(xù)響應(yīng)。

Hangfire 為以下作業(yè)類型提供支持：

• 即發(fā)即忘作業(yè)：這些作業(yè)僅執(zhí)行一次
• 延遲作業(yè)：這些作業(yè)在經(jīng)過特定時間間隔后執(zhí)行
• 連續(xù)作業(yè)：這些作業(yè)在父作業(yè)執(zhí)行完成后立即執(zhí)行
• 周期性作業(yè)：這些作業(yè)根據(jù)計劃定期執(zhí)行

創(chuàng)建一勞永逸的作業(yè)

 您可以使用BackgroundJob.Enqueue 方法在Hangfire 中創(chuàng)建后臺作業(yè)。即發(fā)即忘作業(yè)是指僅被觸發(fā)或執(zhí)行一次的作業(yè)。創(chuàng)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(dāng)您執(zhí)行應(yīng)用程序并點擊 CustomJobController 的 HttpGet 端點時，您可以看到即發(fā)即棄作業(yè)執(zhí)行一次，如圖 1 所示：

創(chuàng)建延遲作業(yè)

以下代碼片段展示了如何在 Hangfire 中創(chuàng)建延遲作業(yè)：

var jobId = BackgroundJob.Schedule(() => Console.WriteLine("This is an example of a delayed job"), TimeSpan.FromDays(1));

創(chuàng)建延續(xù)作業(yè)

在 Hangfire 中，連續(xù)作業(yè)是指父作業(yè)執(zhí)行完成后立即運(yùn)行的作業(yè)。您還可以在 Hangfire 中創(chuàng)建和管理延續(xù)任務(wù)或作業(yè)。以下代碼片段顯示了如何在 Hangfire 中創(chuàng)建延續(xù)任務(wù)：

var id = BackgroundJob.Enqueue(() => InitializeInputData());
BackgroundJob.ContinueWith(id, () => ValidateInputData());

創(chuàng)建重復(fù)作業(yè)

重復(fù)性作業(yè)是根據(jù)計劃執(zhí)行的作業(yè)。例如，您可以有一個每周每分鐘、每小時或每小時執(zhí)行一次的重復(fù)作業(yè)。要在 Hangfire 中處理重復(fù)作業(yè)，您應(yīng)該使用 IRecurringJobManager 接口。實際上，您應(yīng)該在 CustomJobController 類的構(gòu)造函數(shù)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(dāng)您執(zhí)行應(yīng)用程序并訪問 HttpGet 端點時，您可以看到作業(yè)每分鐘執(zhí)行一次，如圖 2 所示：

檢索資源消耗信息

現(xiàn)在讓我們在 Hangfire 中創(chuàng)建一個重復(fù)作業(yè)并使用它來檢索 CPU 和內(nèi)存使用數(shù)據(jù)。以下代碼應(yīng)該如何獲取計算機(jī)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(shù)據(jù)庫中

現(xiàn)在資源使用信息已可用，您應(yīng)該將此信息存儲在數(shù)據(jù)庫中。

下面給出的 StoreResourceUsageData 方法顯示了如何在 PostgreSql 數(shù)據(jù)庫中保存 CPU 和內(nèi)存使用數(shù)據(jù)。

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(dāng)您運(yùn)行應(yīng)用程序時，您可以看到我們之前創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫表中存儲的 CPU 和內(nèi)存使用信息。

Hangfire 是一個優(yōu)秀的庫，用于將作業(yè)集成到 .NET 和 .NET Core 應(yīng)用程序中。您可以使用它在特定時間、定期或基于 cron 表達(dá)式來安排您的作業(yè)。通過使用 Hangfire，您可以提高應(yīng)用程序的響應(yīng)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(wù)，從而最大限度地提高應(yīng)用程序的性能和用戶體驗。

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