Dev Blog

Архітектура, хаб і клієнт .NET ​

Обмін даними в реальному часі ​

Вебсервіс REST (тема 10) працює за схемою «запит – відповідь»: клієнт надсилає HTTP-запит, сервер відповідає, і на цьому обмін завершується. Сервер не може сам повідомити клієнта про подію: нове повідомлення в чаті, зміну ціни, готовність замовлення. Застосунки реального часу (real-time) доставляють такі події одразу, як вони відбулися. Є кілька способів цього досягти (рис. 11.1):

  • опитування (polling) – клієнт періодично (наприклад, щосекунди) надсилає запит «чи є щось нове?». Спосіб простий, але більшість відповідей порожні, а затримка дорівнює періоду опитування;
  • довге опитування (long polling) – сервер не відповідає одразу, а утримує запит, доки не з’являться дані або не мине тайм-аут; після відповіді клієнт одразу надсилає новий запит. Затримка мала, але кожне повідомлення коштує окремого HTTP-запиту;
  • Server-Sent Events (SSE) – клієнт відкриває один HTTP-запит, а сервер надсилає в його відповідь текстові події, не закриваючи з’єднання (https://html.spec.whatwg.org/multipage/server-sent-events.html). Канал односпрямований: дані від клієнта передаються звичайними запитами;
  • WebSocket – клієнт надсилає HTTP-запит із заголовком Upgrade: websocket, сервер відповідає кодом 101 Switching Protocols, і те саме TCP-з’єднання стає двоспрямованим каналом повідомлень (https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc6455).

Рис. 11.1. Опитування, довге опитування та WebSocket

Сокети (тема 9) теж дають двоспрямований канал, але програміст сам визначає формат повідомлень, межі між ними, перепідключення та відстеження клієнтів. WebSocket працює через стандартні порти HTTP і HTTPS, тож проходить крізь проксі-сервери та брандмауери, але формат повідомлень і керування підключеннями все одно залишаються на програмістові.

Архітектура ASP.NET Core SignalR ​

ASP.NET Core SignalR – бібліотека з відкритим кодом, яка додає до застосунку функції реального часу: сервер може в будь-який момент викликати методи на підключених клієнтах, а клієнти – методи на сервері. Цей механізм є віддаленим викликом процедур (remote procedure call, RPC) (https://learn.microsoft.com/aspnet/core/signalr/introduction). SignalR сам керує підключеннями, розсилає повідомлення всім клієнтам, окремим клієнтам або групам і відновлює зв’язок після збою.

Центральне поняття SignalR – хаб (hub): клас на сервері, відкриті методи якого викликають клієнти (рис. 11.2). Клієнт реєструє обробники за іменами методів, а сервер надсилає повідомлення з іменем методу й аргументами. Серверна частина SignalR входить до ASP.NET Core, тому окремий пакет серверу не потрібен. Клієнтські бібліотеки є для .NET, JavaScript/TypeScript, Java і Swift (https://learn.microsoft.com/aspnet/core/signalr/supported-platforms).

Рис. 11.2. Архітектура застосунку на ASP.NET Core SignalR

Транспорти та узгодження ​

SignalR підтримує три транспорти (transports) у порядку зниження пріоритету: WebSockets, Server-Sent Events і Long Polling. Транспорт обирається автоматично: спочатку клієнт надсилає POST-запит узгодження (negotiation) на адресу <хаб>/negotiate, сервер повертає ідентифікатор підключення та перелік доступних транспортів, і клієнт пробує їх по черзі. Якщо WebSocket недоступний (старий проксі-сервер, заборона в мережі), зв’язок усе одно працює через SSE або довге опитування, а код застосунку не змінюється. Наприклад, сервер прикладу «Загальний чат» на запит POST /hubs/chat/negotiate?negotiateVersion=1 повертає JSON-об’єкт із полями connectionId, connectionToken і availableTransports, у якому перелічено WebSockets (формати Text, Binary), ServerSentEvents (Text) і LongPolling (Text, Binary).

Протоколи хабу ​

Повідомлення між клієнтом і хабом кодуються протоколом хабу (hub protocol). За замовчуванням використовується текстовий протокол JSON: кожне повідомлення – JSON-об’єкт із типом, іменем методу та аргументами, який завершується службовим символом-роздільником 0x1E (https://github.com/dotnet/aspnetcore/blob/main/src/SignalR/docs/specs/HubProtocol.md). Двійковий протокол MessagePack дає менші повідомлення (розділ «MessagePack, JavaScript-клієнт, масштабування»). Сервер підтримує підключення з обома протоколами одночасно.

Сервер кожні 15 с надсилає клієнту службове повідомлення ping і вважає клієнта відключеним, якщо від нього нічого не надходило 30 с (https://learn.microsoft.com/aspnet/core/signalr/configuration).

Сервер: хаб і його методи ​

Для сервера SignalR достатньо порожнього вебпроєкту ASP.NET Core (dotnet new web або шаблон ASP.NET Core Empty у Visual Studio 2026). Налаштування займає два рядки в Program.cs (https://learn.microsoft.com/aspnet/core/signalr/hubs):

  • builder.Services.AddSignalR() реєструє служби SignalR у контейнері залежностей (тема 6);
  • app.MapHub<ChatHub>("/hubs/chat") зв’язує хаб з адресою, до якої підключаються клієнти.

Хаб – клас, похідний від Hub (простір імен Microsoft.AspNetCore.SignalR). Кожен відкритий метод хабу клієнт може викликати за іменем. Метод може бути асинхронним, приймати параметри будь-яких серіалізованих типів і повертати результат. Властивість Clients хабу визначає, кому надіслати повідомлення, а метод SendAsync(ім’я, аргументи…) викликає метод із цим іменем на клієнтах. Сервер прикладу «Загальний чат» повністю міститься у файлі Program.cs:

cs
using Microsoft.AspNetCore.SignalR;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.Services.AddSignalR();

var app = builder.Build();
app.MapHub<ChatHub>("/hubs/chat");
app.Run("http://localhost:5110");

public class ChatHub : Hub
{
    // Метод хабу, який викликають клієнти.
    public async Task SendMessage(string user, string text)
    {
        // Виклик методу ReceiveMessage на всіх клієнтах.
        await Clients.All.SendAsync("ReceiveMessage", user, text);
    }
}

Адресу http://localhost:5110 задано в app.Run, щоб сервер і клієнти прикладів використовували той самий порт незалежно від файлу launchSettings.json.

Адресатів повідомлення обирають властивостями й методами Clients (табл. 11.1, рис. 11.3). Кожен із них повертає об’єкт з методом SendAsync.

Таблиця 11.1. Адресати повідомлень хабу

Член ClientsКому надсилається повідомлення
Allусім підключеним клієнтам
Callerклієнту, який викликав метод хабу
Othersусім, крім того, хто викликав метод
Client(id), Clients(ids)підключенню з ідентифікатором id або списку підключень
Group(name), Groups(names)усім підключенням групи або кількох груп
OthersInGroup(name)групі, крім того, хто викликав метод
User(userId), Users(ids)усім підключенням автентифікованого користувача

Рис. 11.3. Отримувачі повідомлень для різних членів Clients

Увага

Хаб є короткоживучим (transient) об’єктом: для кожного виклику методу SignalR створює новий екземпляр хабу й знищує його після завершення методу. Тому стан (список користувачів, історію повідомлень) не можна зберігати в полях хабу – для нього реєструють окрему службу-одинак (singleton). З тієї ж причини асинхронні виклики SendAsync усередині хабу завжди очікують за допомогою await.

Клієнт .NET ​

Клієнтська бібліотека для .NET міститься в пакеті NuGet з назвою Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client (версія 10.0.12 на вересень 2026 р.). Пакет підходить для консольних застосунків, Windows Forms, WPF і .NET MAUI (https://www.nuget.org/packages/Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client). Його додають у Visual Studio (контекстне меню проєкту → Manage NuGet Packages… → вкладка Browse, рис. 11.4) або командою в папці проєкту:

powershell
dotnet add package Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client

Встановлення пакета Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client

Рис. 11.4. Встановлення пакета Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client

Підключення до хабу описує клас HubConnection, який створює будівник HubConnectionBuilder: WithUrl(адреса) задає адресу хабу, WithAutomaticReconnect() вмикає перепідключення, Build() створює об’єкт. Підключення відкриває метод StartAsync, закривають – StopAsync або DisposeAsync (https://learn.microsoft.com/aspnet/core/signalr/dotnet-client).

Методи, які викликає сервер, клієнт реєструє методом On до виклику StartAsync: connection.On<string, string>("ReceiveMessage", (user, text) => …). Параметри типу задають типи аргументів; ім’я має точно збігатися з іменем у SendAsync на сервері. Для виклику методу хабу є два методи:

  • InvokeAsync("SendMessage", аргументи…) – завершується, коли метод хабу виконано; повертає результат (InvokeAsync<T>), а виняток на сервері перетворюється на виняток у клієнті;
  • SendAsync("SendMessage", аргументи…) – завершується, щойно повідомлення надіслано, не чекаючи виконання методу на сервері, і не повідомляє про помилки хабу.

Приклад «Загальний чат» ​

Консольний клієнт запитує ім’я користувача, підключається до хабу ChatHub і надсилає кожен введений рядок. Повідомлення всіх учасників (і власні теж, бо сервер використовує Clients.All) виводяться з часом отримання:

cs
using Microsoft.AspNetCore.SignalR.Client;

Console.Write("Name: ");
string name = Console.ReadLine() ?? "Guest";

await using HubConnection connection = new HubConnectionBuilder()
    .WithUrl("http://localhost:5110/hubs/chat")
    .Build();

// Метод клієнта ReceiveMessage, який викликає сервер.
connection.On<string, string>("ReceiveMessage", (user, text) =>
    Console.WriteLine($"[{DateTime.Now:HH:mm:ss}] {user}: {text}"));

await connection.StartAsync();
Console.WriteLine($"Connected: {connection.ConnectionId}");
Console.WriteLine("Type messages, an empty line to exit.");

while (Console.ReadLine() is { Length: > 0 } text)
{
    // Виклик методу хабу SendMessage на сервері.
    await connection.InvokeAsync("SendMessage", name, text);
}

Сервер і клієнти запускають в окремих вікнах терміналу: dotnet run у папці ChatServer, потім dotnet run у папці ChatClient двічі. Вікно першого клієнта (Olena) після розмови з Taras:

Name: Olena
Connected: P-eELqGYp-ZqdRSnO_po8Q
Type messages, an empty line to exit.
Hello, everyone!
[11:13:39] Olena: Hello, everyone!
[11:13:42] Taras: Hi, Olena
See you at 15:00
[11:13:45] Olena: See you at 15:00

Рядки без часу ввів користувач, решту вивела програма. Другий клієнт показує ті самі три повідомлення з тим самим часом. Ідентифікатор підключення (ConnectionId) кожен клієнт отримує свій. Порожній рядок завершує цикл, а await using закриває підключення.