TheLazy.Dev
Portfolio GitHub

Blog

dotnet |postgres |heroku |identity

Безкоштовна БД для програми ASP.NET Core

olesmartyniuk

Oleksandr Martyniuk

Posted on July 29, 2020

Безкоштовна БД для програми ASP.NET Core

В цій статті я розкажу про додатки Heroku, ми створимо базу даних PostgreSQL і налаштуємо її для підтримки процесу аутентифікації у веб-програмі ASP.NET Core. Це друга стаття циклу, тому варто ознайомитись з попередньою, в якій проєкт було створено і розгорнуто. Створена база даних не буде вимагати жодних фінансових витрат і гарно підходить для власного невеликого проєкту.

Передумови

Для успішного виконання наступних кроків вам необхідно зареєструвати акаунт в Heroku, якщо ви цього ще не зробили, та встановити такі інструменти:

Вся робота буде відбуватись в командному рядку. У якості редактору коду можна використовувати будь-який на ваш вибір.

У попередній статті ми створили просту програму ASP.NET Core, налаштували її для роботи в Heroku і розгорнули у хмарі. В цій статті ми модифікуємо створений код: додамо аутентифікацію та базу даних для зберігання інформації про користувачів. Готовий код можна знайти на Github.

Додатки Heroku

Heroku має безліч готових інструментів та сервісів, які називаються Add-ons (додатки). На сторінці з додатками можна знайти біля 150 сервісів, згрупованих по категоріям: Data Stores, Monitoring, Logging, Caching і т.д. Наприклад, тут є бази даних MySQL, Redis або MongoDB, сервіси повнотекстового пошуку Elasticsearch, стримінгу повідомлень Kafka, генерації PDF, обробки відео і багато іншого.

Ми будемо використовувати сервіс бази даних, який називається Heroku Postgres. Він доступний в декількох планах: від найпростішого Hobby Dev, який обмежений 20-ти одночасними з'єднаннями і 10000-ми рядками, до найбільш потужного Shield 8, який надає 488 GB оперативної пам'яті і 3TB сховища.

Масштабування Heroku Postgres

Heroku Postgres легко масштабується вертикально. Є можливість збільшувати розмір сховища і оперативної пам'яті, в якій знаходиться так званий hot-data-set, для швидшої оброки запитів. Для вертикального масштабування необхідно просто змінити план використання на вищий. Горизонтальне масштабування в Heroku Postgres можливе завдяки спеціальній конфігурації leader-follower. Вона дозволяє створювати декілька копій вашої бази даних, доступних лише для читання, які називаються follower. Дані в цих БД синхронізуються в реальному часі із основною базою, яка в термінології Heroku називається leader. Heroku забезпечує розташування баз даних follower та leader в різних дата-центрах, що підвищує їх надійність і дає можливість продовжити роботу вашій програмі у випадку виходу з ладу частини інфраструктури Heroku.

Нам цілком підйде план Hobby Dev, адже 10000 рядків - це більше ніж достатньо для демострації аутентифікації у веб-програмі. Для даного плану Heroku забезпечує доступність БД на рівні 99.5%. Для вищих планів доступність вища і сягає 99.95%.

Варто додати, що Heroku Postgres доступна у двох регіонах - Північній Америці та Європі. Ми створимо БД у Європі, так як наша веб-програма також розміщена на сервері у Європі.

Створення бази даних

Перейдіть в каталог з проєктом dotnet-app-heroku, що був створений в попередній статті. Перш за все, необхідно увійти в акаунт Heroku:

> heroku login

heroku: Press any key to open up the browser to login or q to exit: 
Opening browser to https://cli-auth.heroku.com/auth/cli/browser/9e58d2b7-dd08-4dca-968e-5ef0ddaf399d
Logging in... done
Logged in as elexander+heroku@ukr.net
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Створимо базу даних, вказавши хобі план та ім'я нашої програми в Heroku

> heroku addons:create heroku-postgresql:hobby-dev --app dotnet-app-heroku

Creating heroku-postgresql:hobby-dev on ⬢ dotnet-app-heroku... free
Database has been created and is available
...
Created postgresql-horizontal-81849 as DATABASE_URL
Use heroku addons:docs heroku-postgresql to view documentation
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Heroku записав інформацію про підключення до БД в змінну оточення DATABASE_URL. Пізніше ми зчитаємо її під час виконання програми і таким чином отримаємо інформацію про адресу серверу, ім'я користувача, його пароль і назву бази даних на сервері Postgres.

Ви не можете самостійно визначити параметри підключення, як ім'я користувача чи пароль, адже Heroku не надає вам окремий сервер бази даних, а дозволяє використовувати сервер спільно з іншими користувачами. До того ж, Heroku може змінити дані підключення, наприклад, адресу серверу, але в такому разі змінна оточення DATABASE_URL також буде оновлена. Враховуючи це, не варто зберігати рядок підключення в якомусь іншому місці, а тим більше у вихідному коді програми.

Перевіримо стан нашої бази даних і переконаймося, що план підключення дійсно не вимагає жодних витрат (Price = free):

> heroku addons

Owning App         Add-on                       Plan                         Price  State  
─────────────────  ───────────────────────────  ───────────────────────────  ─────  ───────
dotnet-app-heroku  postgresql-horizontal-81849  heroku-postgresql:hobby-dev  free   created
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Налаштування програми для роботи з БД

Тепер, коли база даних створена, необхідно додати аутентифікацію в нашу програму ASP.NET Core. Нам знадобляться додаткові пакети для роботи з Microsoft Identity та EntityFramework Core. Їх можна додати командою dotnet add package:

> dotnet add package Microsoft.AspNetCore.Identity.EntityFrameworkCore
> dotnet add package Microsoft.AspNetCore.Identity.UI     
> dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.Design
> dotnet add package Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL

info : PackageReference for package 'Microsoft.AspNetCore.Identity.EntityFrameworkCore' version '3.1.6' added
info : PackageReference for package 'Microsoft.AspNetCore.Identity.UI' version '3.1.6' added
info : PackageReference for package 'Microsoft.EntityFrameworkCore.Design' version '3.1.6' added
info : PackageReference for package 'Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL' version '3.1.4' added
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Тепер додамо клас ApplicationDbContext, це вкрай важлива частина при роботі з EntityFramework і точка доступу до нашої бази даних. Цей клас повинен наслідуватись від IdentityDbContext, тому що ми хочемо, щоб Microsoft Identity був прив'язаний до нашого контексту, а отже дані користувачів зберігались у створеній нами базі даних.

Створіть новий файл ApplicationDbContext.cs з таким вмістом:

using Microsoft.AspNetCore.Identity.EntityFrameworkCore;
using Microsoft.EntityFrameworkCore;

namespace DotnetAppHeroku
{
    public class ApplicationDbContext : IdentityDbContext
    {
        public ApplicationDbContext(DbContextOptions<ApplicationDbContext> options)
            : base(options)
        {
        }
    }
}
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Наразі EntityFramework не знає як працювати з конкретною базою даних, адже це універсальний фреймворк, що надає функції маппінгу об'єктів C# в записи бази даних. Тож нам необхідно використати відповідний драйвер. Для Postgres найбільш популярним є пакет Npgsql. В цьому дописі ви можете подивитись як підключити базу даних PostgreSQL з EntityFramework Core до вашої програми. Як ви бачите, для конфігурації драйверу необхідно передати рядок з'єднання у форматі Host=my_host;Database=my_db;Username=my_user;Password=my_pw. Де взяти ці данні? Запитаємо конфігурацію нашої програми у Heroku.

> heroku config --app dotnet-app-heroku

=== dotnet-app-heroku Config Vars
DATABASE_URL: postgres://zevxwvnofzdqgh:6fbfa85e483c547461d8dd1b1cdb5c3889ee11016ac278626056d317f20eb590@ec2-52-22-216-69.compute-1.amazonaws.com:5432/d67ogunajtekdt
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Як бачите, Heroku створив змінну оточення DATABASE_URL, але формат рядка з'єднання дещо відрізняється від того, що очікує драйвер Npgsql. PostgreSQL використовує загальноприйнятий стандарт URL для підключення до БД. Цей формат описаний в документації:

postgresql://[user[:password]@][netloc][:port][,...][/dbname]
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Нам необхідно додати трохи коду, щоб перетворити URL, який пропонує Heroku, в конфігурацію з'єднання, яку вимагає EntityFramework.

Додайте файл ConfigurationExtensions.cs з наступним вмістом:

using System;
using Microsoft.Extensions.Configuration;

namespace DotnetAppHeroku
{
    public static class ConfigurationExtensions
    {
        public static string GetConnectionString(this IConfiguration configuration)
        {
            var uri = new UriBuilder(configuration["DATABASE_URL"]);
            return $"Host={uri.Host};" + 
                   $"Database={uri.Path.Remove(0,1)};" + 
                   $"Username={uri.UserName};" + 
                   $"Password={uri.Password};" + 
                    "sslmode=Require;" + 
                    "Trust Server Certificate=true;";
        }
    }
}
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Два останні параметри sslmode=Require та Trust Server Certificate=true; необхідні, адже Heroku підтримує тільки з'єднання, що захищені через SSL.

Маючи метод розширення, що повертає рядок для з'єднання, можемо налаштувати контекст бази даних та сервіси Identity:

Змініть метод ConfigureServices у файлі Startup.cs, щоб він містив дану конфігурацію:

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddDbContext<ApplicationDbContext>(options =>
        options.UseNpgsql(
            Configuration.GetConnectionString()));
    services.AddDefaultIdentity<IdentityUser>(options =>
        options.SignIn.RequireConfirmedAccount = true)
            .AddEntityFrameworkStores<ApplicationDbContext>();

    services.AddRazorPages();
}
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Також додайте аутентифікацію в методі Configure:

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
...
    app.UseAuthentication();
    app.UseAuthorization();
...
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Тепер підключення до бази даних налаштоване і ми можемо згенерувати таблиці, індекси та інші об'єкти БД, що потребує Identity:

> dotnet ef migrations add InitialMigration

Build started...
Build succeeded.
Done. To undo this action, use 'ef migrations remove'
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Застосуємо створену міграцію до бази даних:

> dotnet ef database update

Build started...
Build succeeded.
Done.
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Після цього можемо переконатись, що база даних була успішно створена та містить всі необхідні таблиці. Для цього я підключився до бази даних через менеджер HeidiSQL:

Налаштування інтерфейсу аутентифікації

Нам залишилось змінити інтерфейс веб-програми, аби зробити можливою реєстрацію користувача і його наступний вхід:

  1. Додати новий шаблон для сторінки реєстрації та входу.
  2. Підключити доданий шаблон до головної сторінки.
  3. Додати Identity UI до нашої програми.

Тож додамо в папку Pages/Shared файл _LoginPartial.cshtml:

@using Microsoft.AspNetCore.Identity
@inject SignInManager<IdentityUser> SignInManager
@inject UserManager<IdentityUser> UserManager

<ul class="navbar-nav">
@if (SignInManager.IsSignedIn(User))
{
    <li class="nav-item">
        <a  class="nav-link text-dark" asp-area="Identity" asp-page="/Account/Manage/Index" title="Manage">Hello @User.Identity.Name!</a>
    </li>
    <li class="nav-item">
        <form class="form-inline" asp-area="Identity" asp-page="/Account/Logout" asp-route-returnUrl="@Url.Page("/", new { area = "" })" method="post" >
            <button  type="submit" class="nav-link btn btn-link text-dark">Logout</button>
        </form>
    </li>
}
else
{
    <li class="nav-item">
        <a class="nav-link text-dark" asp-area="Identity" asp-page="/Account/Register">Register</a>
    </li>
    <li class="nav-item">
        <a class="nav-link text-dark" asp-area="Identity" asp-page="/Account/Login">Login</a>
    </li>
}
</ul>
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

У файлі _Layout.cshtml знайдіть елемент div з класом "navbar-collapse" і додайте рядок відразу за ним:

<partial name="_LoginPartial" />
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Створіть папку Areas\Identity\Pages\ і в ній файл _ViewStart.cshtml:

@{
    Layout = "/Pages/Shared/_Layout.cshtml";
}
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Додайте до файлу імпорту _ViewImports.cshtml простір імен для Microsoft Identity:

@using Microsoft.AspNetCore.Identity
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Тепер можна виконати build проєкту і переконатись, що все працює. Зробіть коміт і пуш у репозиторій Heroku. Ваша програма буде автоматично розгорнута (адже ми сконфігурували це в першій статті) і через деякий час доступна за адресою http://dotnet-app-heroku.herokuapp.com/. Спробуйте зареєструвати нового користувача і потім увійти від його імені:

Статистика використання БД

Давайте переглянемо деяку статистику по базі даних, що дасть нам уявлення про те, як вона використовується і які обмеження порушені:

> heroku pg:info

=== DATABASE_URL
Plan:                  Hobby-dev
Status:                Available
Connections:           1/20
PG Version:            12.3
Created:               2020-07-28 16:28 UTC
Data Size:             8.5 MB
Tables:                8
Rows:                  2/10000 (In compliance)
Fork/Follow:           Unsupported
Rollback:              Unsupported
Continuous Protection: Off
Add-on:                postgresql-horizontal-81849
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

Як бачимо, на даний момент є одне з'єднання і використано 8.5 MB сховища. Також створено 8 таблиць і 2 рядки: перший рядок для новоствореного користувача і другий - це запис в таблиці з міграціями EntityFramework Core.

Висновок

Ми побачили, як:

  1. Створити базу даних PostgreSQL в Heroku.
  2. Налаштувати EntityFramework Core та Microsoft Identity для роботи з базою даних.
  3. Додати елементи інтерфейсу для реєстрації та входу користувача.
  4. Переглянути статистику використання бази даних.

Репозиторій на Github

Більш детальну інформацію про Heroku Postgres ви можете знайти в офіційній документації.

Оригінальна стаття на моєму сайті.

💖 💪 🙅 🚩
olesmartyniuk
Oleksandr Martyniuk

Posted on July 29, 2020

Join Our Newsletter. No Spam, Only the good stuff.

Sign up to receive the latest update from our blog.

Related

Безкоштовна БД для програми ASP.NET Core
dotnet Безкоштовна БД для програми ASP.NET Core

July 29, 2020