WebAssembly и контейнеры в .NET Aspire для оркестрации распределенных архитектур

// Пример конфигурации компиляции .NET в WebAssembly
<PropertyGroup>
  <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
  <RuntimeIdentifier>wasi-wasm</RuntimeIdentifier>
  <PublishAot>true</PublishAot>
</PropertyGroup>

var builder = DistributedApplication.CreateBuilder(args);
 
var redis = builder.AddRedis("cache");
 
builder.AddProject("webapi", "../MyCompany.WebApi/MyCompany.WebApi.csproj")
  .WithOtlpExporter()
  .WithReference(redis);
 
builder.Build().Run();

var db = builder.AddPostgres("database");

// WebAPI автоматически получит строку подключения к Redis
var webApi = builder.AddProject("api")
  .WithReference(redis);

builder.AddProject("api")
  .WithMetrics(o => o.AddPrometheusExporter())
  .WithTracing(o => o.AddJaegerExporter());

var redis = builder.AddRedis("redis");
builder.AddProject("api")
    .WithReference(redis);

builder.AddSpinApp("spin-app", "../spin-app", 3000)
    .WithSpinEnvironment("LogLevel", "DEBUG")
    .WithOtlpExporter();

// Простой пример инжекции секрета в .NET Aspire
builder.AddProject("api")
  .WithEnvironment("API_KEY", builder.Configuration["Secrets:ApiKey"]);

// Проверка совместимости с WebAssembly
// Это работает:
using System.Text.Json;
using System.Net.Http.Json;
 
// А это может вызвать проблемы:
using System.Data.SqlClient; // Прямой доступ к SQL может быть недоступен
using System.DirectoryServices; // Доступ к файловой системе ограничен

// Сервис до рефакторинга
public class ValidationService
{
    private readonly SqlConnection _connection;
    
    public bool Validate(CustomerData data)
    {
        // Прямой доступ к базе данных
        var rules = _connection.Query<Rule>("SELECT * FROM Rules");
        return rules.All(r => r.Validate(data));
    }
}
 
// Сервис после рефакторинга
public class ValidationService
{
    private readonly IRuleRepository _ruleRepository;
    
    public bool Validate(CustomerData data)
    {
        // Доступ через абстракцию
        var rules = _ruleRepository.GetRules();
        return rules.All(r => r.Validate(data));
    }
}

var builder = DistributedApplication.CreateBuilder(args);
 
// Существующие контейнерные сервисы
var database = builder.AddPostgres("database");
var cache = builder.AddRedis("cache");
 
// Добавляем новый WASM-сервис через Spin
builder.AddSpinApp("validation-service", "../validation-wasm", 3000)
    .WithReference(cache)
    .WithOtlpExporter();
 
// Остальная часть приложения остается неизменной
builder.AddProject("api")
    .WithReference(database)
    .WithReference(cache);

// Пример использования API-шлюза в WASM-модуле
public class WasmRuleRepository : IRuleRepository
{
    private readonly HttpClient _httpClient;
    
    public async Task<IEnumerable<Rule>> GetRules()
    {
        // Вместо прямого доступа к БД используем HTTP API
        return await _httpClient.GetFromJsonAsync<IEnumerable<Rule>>("/api/rules");
    }
}

MyHybridApp/
├── AppHost/               # Проект оркестрации .NET Aspire
├── ServiceCatalog/        # .NET API в контейнере
├── UserManagement/        # .NET API в контейнере
├── RecommendationEngine/  # Spin WASM-приложение
└── Frontend/              # Веб-интерфейс

var builder = DistributedApplication.CreateBuilder(args);
 
// Инфраструктурные зависимости
var postgres = builder.AddPostgres("database");
var redis = builder.AddRedis("cache");
 
// Традиционные контейнерные сервисы
var catalog = builder.AddProject<Projects.ServiceCatalog>("catalog")
    .WithReference(postgres)
    .WithOtlpExporter();
    
var userManagement = builder.AddProject<Projects.UserManagement>("users")
    .WithReference(postgres)
    .WithReference(redis)
    .WithOtlpExporter();
 
// WASM-сервис с Spin
var recommendations = builder.AddSpinApp("recommendations", "../RecommendationEngine", 3000)
    .WithReference(redis)
    .WithSpinEnvironment("LogLevel", "DEBUG")
    .WithOtlpExporter();
 
// Фронтенд с зависимостями от всех API
builder.AddProject<Projects.Frontend>("frontend")
    .WithReference(catalog)
    .WithReference(userManagement)
    .WithReference(recommendations);
 
builder.Build().Run();

// Настройка сбора метрик в Prometheus
builder.AddProject<Projects.ServiceCatalog>("catalog")
    .WithMetrics(o => o
        .AddPrometheusExporter()
        .AddMeter("Microsoft.AspNetCore.Hosting")
        .AddMeter("Microsoft.AspNetCore.Server.Kestrel"))
    .WithReference(postgres);

var rtc = SpinRuntimeConfigurationBuilder.Create("config.toml")
  .WithRedisKeyValueStore("default", redis);
 
builder.AddSpinApp("recommendations", "../RecommendationEngine", 3000)
  .WithRuntimeConfig(rtc);

builder.AddSpinApp("existing-app",
  OciReference.From("myregistry/image", "1.0.3"),
  3006);

builder.Services.AddScoped(sp =>
{
  var credentials = new OciRegistryCredentials()
  {
      LoginServer = "private.registry.com",
      User = "username",
      Password = builder.Configuration["Registry:Password"]
  };
  return new SpinRegistryLogin(credentials);
});

builder.Services.AddScoped<CheckForSpin>();

// В контейнерном сервисе
[HttpPost("/process")]
public async Task<IActionResult> ProcessData([FromBody] DataRequest request)
{
    // Отправляем данные в WASM-сервис для обработки
    var result = await _httpClient.PostAsJsonAsync(
        "http://recommendations/process",
        request.Data
    );
    
    // Сохраняем результаты в базу данных
    await _dbContext.SaveResultAsync(
        await result.Content.ReadFromJsonAsync<ProcessResult>()
    );
    
    return Ok();
}

// Пример бенчмарка для сравнения времени запуска
async Task MeasureStartupTime(string name, Func<Task> startupAction)
{
    var sw = Stopwatch.StartNew();
    await startupAction();
    sw.Stop();
    Console.WriteLine($"{name} startup: {sw.ElapsedMilliseconds}ms");
}
 
// Результаты типичного запуска:
// WASM Module startup: 46ms
// Container startup: 1823ms

// Пример использования Spin SDK для реализации хранилища без состояния
public class StatelessRepository : IRepository
{
  private readonly SpinClient _spinClient;
  
  public async Task<Data> GetDataAsync(string id)
  {
    // Каждый запрос независим, нет разделяемого состояния
    var response = await _spinClient.FetchAsync($"storage/{id}");
    return JsonSerializer.Deserialize<Data>(response);
  }
}

// Утилита для генерации ECS Task Definitions из .NET Aspire AppHost
public static class EcsGenerator
{
  public static TaskDefinition GenerateFromAppHost(IDistributedApplicationModel model)
  {
    var containerDefinitions = new List<ContainerDefinition>();
    
    foreach (var resource in model.Resources.OfType<IContainerResource>())
    {
      containerDefinitions.Add(new ContainerDefinition
      {
        Name = resource.Name,
        Image = resource.Image,
        Essential = true,
        PortMappings = resource.Bindings.Select(b => new PortMapping
        {
          ContainerPort = b.TargetPort,
          HostPort = b.TargetPort
        }).ToList(),
        Environment = resource.Environment.Select(e => new KeyValuePair<string, string>
        {
          Key = e.Key,
          Value = e.Value
        }).ToList()
      });
    }
    
    return new TaskDefinition
    {
      Family = model.Name,
      ContainerDefinitions = containerDefinitions
    };
  }
}

// Унифицированный доступ к секретам в разных облаках
public interface ISecretProvider
{
  Task<string> GetSecretAsync(string name);
}
 
public class AzureKeyVaultSecretProvider : ISecretProvider
{
  private readonly SecretClient _client;
  
  public AzureKeyVaultSecretProvider(string vaultUri, TokenCredential credential)
  {
    _client = new SecretClient(new Uri(vaultUri), credential);
  }
  
  public async Task<string> GetSecretAsync(string name)
  {
    var secret = await _client.GetSecretAsync(name);
    return secret.Value.Value;
  }
}

// Настройка экспорта телеметрии в облаке
builder.Services.AddOpenTelemetry()
  .ConfigureResource(r => r.AddService("MyService"))
  .WithTracing(tracing => tracing
    .AddSource("MyService")
    .AddOtlpExporter(options => {
      options.Endpoint = new Uri("https://otel-collector.example.com");
    }));