使用 .NET Core 構建可擴充套件的實時資料處理系統

初久的私房菜發表於2024-03-12
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本文將透過一個具體的案例——股票市場資料分析系統，展示如何使用 .NET Core 的 Pipelines、Channels 和 SignalR 構建一個可擴充套件的實時資料處理系統。我們將提供關鍵的程式碼示例，幫助您理解如何結合這些技術來設計和實現一個高效能的實時資料處理系統。

系統架構

系統分為三個主要部分：資料採集、資料處理和資料通知。資料採集部分使用 Pipelines 從外部源實時採集資料；資料處理部分使用 Channels 對資料進行非同步處理；資料通知部分使用 SignalR 實時向客戶端推送處理結果。

使用 Pipelines 處理資料流

Pipelines 提供了一種高效的方式來處理位元組流。以下是使用 Pipelines 從資料來源讀取資料的示例程式碼：

public async Task ProcessDataAsync(Stream dataStream)
{
    var pipe = new Pipe();
    Task writing = FillPipeAsync(dataStream, pipe.Writer);
    Task reading = ReadPipeAsync(pipe.Reader);

    await Task.WhenAll(reading, writing);
}

private async Task FillPipeAsync(Stream stream, PipeWriter writer)
{
    const int minimumBufferSize = 512;
    while (true)
    {
        Memory<byte> memory = writer.GetMemory(minimumBufferSize);
        int bytesRead = await stream.ReadAsync(memory);
        if (bytesRead == 0) break;
        writer.Advance(bytesRead);
        FlushResult result = await writer.FlushAsync();
        if (result.IsCompleted) break;
    }
    writer.Complete();
}

private async Task ReadPipeAsync(PipeReader reader)
{
    while (true)
    {
        ReadResult result = await reader.ReadAsync();
        ReadOnlySequence<byte> buffer = result.Buffer;
        // 處理緩衝區資料
        reader.AdvanceTo(buffer.End);
        if (result.IsCompleted) break;
    }
    reader.Complete();
}

使用 Channels 進行事件處理

Channels 支援在生產者和消費者之間進行高效的非同步資料交換。以下是使用 Channel 進行事件處理的示例程式碼：

Channel<string> channel = Channel.CreateUnbounded<string>();

public async Task ProduceAsync()
{
    await channel.Writer.WriteAsync("event");
}

public async Task ConsumeAsync()
{
    await foreach (var @event in channel.Reader.ReadAllAsync())
    {
        // 處理事件
    }
}

使用 SignalR 實現實時資料傳輸

SignalR 支援 WebSockets、長輪詢等多種實時通訊協議。以下是使用 SignalR 向客戶端推送資料的示例程式碼：

public class DataHub : Hub
{
    public async Task SendData(string data)
    {
        await Clients.All.SendAsync("ReceiveData", data);
    }
}

總結

透過結合使用 .NET Core 的 Pipelines、Channels 和 SignalR，我們可以構建一個高效能且可擴充套件的實時資料處理系統。本文提供的程式碼示例展示瞭如何實現資料的實時採集、處理和通知。這些技術的結合為開發複雜的實時資料處理系統提供了強大的支援。

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