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ASP.NET Core/構成要素

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出典: フリー教科書『ウィキブックス（Wikibooks）』

ASP.NET Coreは、モダンなWebアプリケーションを構築するためのオープンソースでクロスプラットフォームのフレームワークです。その構成要素は、フレームワーク全体の柔軟性と拡張性を支える重要な部分を成しています。

以下に、ASP.NET Coreの主な構成要素を説明します。

ホスティング (Hosting)

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ASP.NET Coreアプリケーションは、ホストを構築することで実行されます。ホストはアプリケーションの起動とライフサイクルの管理を行います。

  • IHost と WebHost
    • IHost: 汎用ホストで、Webアプリ以外のバックグラウンドサービスでも利用可能。
    • WebHost: Webアプリケーション専用で、HTTPサーバーを提供。
  • Kestrel
    ASP.NET CoreのデフォルトのWebサーバー。軽量で高性能です。
  • IISとの統合
    Windows環境では、IISをリバースプロキシとして使用できます。

ミドルウェア (Middleware)

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ASP.NET Coreでは、ミドルウェアがリクエストとレスポンスを処理します。 ミドルウェアはパイプラインとして構築され、リクエストがパイプラインを通過する際に処理が行われます。

  • ミドルウェアの役割:
    • 認証や認可
    • ロギング
    • エラーハンドリング
    • 静的ファイルの提供
  • ミドルウェアの例: 
    app.Use(async (context, next) =>
{
    // リクエスト処理前
    await next(); 
    // リクエスト処理後
});

app.UseStaticFiles(); // 静的ファイルの提供

ルーティング (Routing)

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ルーティングは、HTTPリクエストを適切なエンドポイントにマッピングする仕組みです。

  • 属性ルーティング: コントローラーやアクションにルート情報を付与。 
    [Route("api/[controller]")]
public class HomeController : Controller
{
    [HttpGet("{id}")]
    public IActionResult Get(int id) => Ok(id);
}
  • コンベンションベースのルーティング: グローバルにルールを設定。 
    app.UseRouting();
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
    endpoints.MapControllerRoute(
        name: "default",
        pattern: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
});

MVCとRazor Pages

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ASP.NET Coreは、MVCとRazor Pagesという2つの主要な開発モデルを提供します。

(1) MVC

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  • Model: アプリケーションのデータやビジネスロジックを管理。
  • View: ユーザーに表示されるUI（Razorテンプレートを使用）。
  • Controller: リクエストを受け取り、適切なレスポンスを生成。 
    public class HomeController : Controller
{
  public IActionResult Index()
  {
      return View();
  }
}

(2) Razor Pages

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  • ページ単位で構築されるシンプルなモデル。
  • コントローラーを必要とせず、ページモデルとビューが直接関連付けられる。 
    @page
@model IndexModel
<h1>Hello, @Model.Name</h1>

DI（依存性注入）

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ASP.NET Coreは、依存性注入（Dependency Injection）をネイティブでサポートしています。

  • サービスの登録:
    • AddSingleton: アプリ全体で1つのインスタンスを共有。
    • AddScoped: HTTPリクエストごとに新しいインスタンスを作成。
    • AddTransient: リクエストごとに新しいインスタンスを作成。
  • 利用例: 
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddScoped<IMyService, MyService>();
}

public class HomeController : Controller
{
    private readonly IMyService _service;
    public HomeController(IMyService service)
    {
        _service = service;
    }
}

認証と認可

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セキュアなアプリケーションを構築するために、認証（Authentication）と認可（Authorization）を提供します。

  • 認証方式:
    • Cookie認証
    • JWTトークン認証
    • OAuth/OpenID Connect
  • ポリシーベースの認可: 
    services.AddAuthorization(options =>
{
    options.AddPolicy("AdminOnly", policy =>
        policy.RequireClaim("Role", "Admin"));
});

構成 (Configuration)

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ASP.NET Coreは柔軟な構成システムを提供します。

  • 構成ソース:
    • appsettings.json
    • 環境変数
    • コマンドライン引数
  • 例: 
    {
    "ConnectionStrings": {
        "DefaultConnection": "Server=localhost;Database=app;User Id=sa;Password=your_password;"
    }
}

    var connectionString = Configuration.GetConnectionString("DefaultConnection");

ログ記録 (Logging)

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ASP.NET Coreには、組み込みのロギングシステムがあり、アプリケーションの動作状況を記録できます。

  • 主要なロギングプロバイダー:
    • Console
    • Debug
    • Application Insights
    public void Configure(IApplicationBuilder app, ILogger<Startup> logger)
{
  app.Use(async (context, next) =>
  {
      logger.LogInformation("Handling request: " + context.Request.Path);
      await next();
      logger.LogInformation("Finished handling request.");
  });
}

クロスプラットフォーム対応

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ASP.NET Coreは、Windows、Linux、macOSで動作します。また、Dockerを利用したコンテナ化も容易です。

SignalR

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リアルタイムWebアプリケーションを構築するためのライブラリです。

  • 例: チャットアプリケーション
  • WebSocketやLong Pollingをサポート 
    services.AddSignalR();

app.UseEndpoints(endpoints =>
{
  endpoints.MapHub<ChatHub>("/chatHub");
});

まとめ

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ASP.NET Coreの構成要素は、モダンで柔軟なWebアプリケーションを構築するために必要なすべての機能を網羅しています。ホスティング、ミドルウェア、ルーティング、MVC/Razor Pages、DI、構成、認証/認可、ロギングなど、各要素が一貫性のある設計で統合されており、高い生産性とパフォーマンスを実現します。

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