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DTDL パーサー ライブラリを使用してモデルを解析および検証する

この記事では、.NET パーサー ライブラリを使用して Azure Digital Twins モデルを解析および検証する方法について説明します。

Azure Digital Twins のモデルは、JSON-LD ベースの Digital Twins Definition language (DTDL) を使用して定義されます。

モデルの作成後、モデルは、Azure Digital Twins インスタンスにアップロードする前に、オフラインで検証することが推奨されます。

モデルを検証するために、.NET クライアント側 DTDL 解析ライブラリが NuGet: DTDLParser に用意されています。 C# コードのパーサー ライブラリを直接使用できます。 GitHub の DTDLParserResolveSample でパーサーの使用例を参照することもできます。

.NET パーサー ライブラリについて

DTDLParser ライブラリは、DTDL 定義へのモデル アクセスを提供し、基本的には DTDL の C# リフレクションと同等の機能を果たします。 このライブラリは、特にビジュアル エディターまたはテキスト エディターで DTDL 検証を行う場合に、すべての Azure Digital Twins SDK から独立して使用できます。 これは、モデル定義ファイルをサービスにアップロードする前にその有効性を確認するのに役立ちます。

パーサー ライブラリを使用するには、DTDL ドキュメントのセットをライブラリに提供します。 通常、これらのモデル ドキュメントはサービスから取得しますが、クライアントが最初にそれらをサービスにアップロードする責任がある場合は、それらをローカルで使用できるようにすることもできます。

パーサーを使用するための一般的なワークフローを次に示します。

  1. サービスから一部またはすべての DTDL ドキュメントを取得します。
  2. 返されたメモリ内 DTDL ドキュメントをパーサーに渡します。
  3. パーサーが、渡されたドキュメントのセットを検証し、詳細なエラー情報を返します。 この機能は、エディターのシナリオで役立ちます。
  4. パーサー API シリーズを使用して、ドキュメント セットに含まれているモデルの分析を続行します。

パーサーの機能は次のとおりです。

  • 実装されているすべてのモデル インターフェイス (インターフェイスの extends セクションの内容) を取得します。
  • モデルで宣言されているすべてのプロパティ、テレメトリ、コマンド、コンポーネント、およびリレーションシップを取得します。 また、このコマンドでは、これらの定義に含まれるすべてのメタデータが取得され、継承 (extends セクション) が考慮されます。
  • すべての複雑なモデル定義を取得します。
  • モデルを別のモデルから割り当てることができるかどうかを判断します。

Note

IoT プラグ アンド プレイ デバイスでは、その機能を記述するために小さな構文バリアントを使用します。 この構文バリアントは、Azure Digital Twins で使用される DTDL の意味的に互換性のあるサブセットです。 パーサー ライブラリを使用する場合は、デジタル ツインの DTDL の作成に使用された構文バリアントを把握している必要はありません。 パーサーは、既定で、常に IoT プラグ アンド プレイと Azure Digital Twins の両方の構文に対して同じモデルを返します。

パーサー ライブラリを使用してコードを書く

パーサー ライブラリを直接使用して、独自のアプリケーションでモデルを検証したり、動的なモデル駆動型 UI、ダッシュボード、レポートを生成したりすることができます。

以下のパーサー コードの例をサポートするには、Azure Digital Twins インスタンスに定義されているいくつかのモデルを検討してください。

[
    {
      "@context": "dtmi:dtdl:context;3",
      "@id": "dtmi:com:contoso:coffeeMaker;1",
      "@type": "Interface",
      "contents": [
        {
          "@type": "Component",
          "name": "coffeeMaker",
          "schema": "dtmi:com:contoso:coffeeMakerInterface;1"
        }
      ]
    },
    {
      "@context": "dtmi:dtdl:context;3",
      "@id": "dtmi:com:contoso:coffeeMakerInterface;1",
      "@type": "Interface",
      "contents": [
        {
          "@type": "Property",
          "name": "waterTemp",
          "schema": "double"
        }
      ]
    },
    {
      "@context": "dtmi:dtdl:context;3",
      "@id": "dtmi:com:contoso:coffeeBar;1",
      "@type": "Interface",
      "contents": [
        {
          "@type": "Relationship",
          "name": "foo",
          "target": "dtmi:com:contoso:coffeeMaker;1"
        },
        {
          "@type": "Property",
          "name": "capacity",
          "schema": "integer"
        }
      ]
    }
  ]

次のコードは、パーサー ライブラリを使用してこれらの定義を C# で反映する方法の例を示しています。

using Azure;
using Azure.DigitalTwins.Core;
using DTDLParser;
using DTDLParser.Models;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DigitalTwins_Samples
{
    public static class ListExtensions
    {
        public static async IAsyncEnumerable<T> AsAsyncEnumerable<T>(this IEnumerable<T> input)
        {
            foreach (var value in input)
            {
                yield return value;
            }
            await Task.Yield();
        }
    }

    public class ParseModelsSample
    {
        public async Task ParseDemoAsync(DigitalTwinsClient client)
        {
            try
            {
                AsyncPageable<DigitalTwinsModelData> mdata = client.GetModelsAsync(new GetModelsOptions { IncludeModelDefinition = true });
                var models = new List<string>();
                await foreach (DigitalTwinsModelData md in mdata)
                    models.Add(md.DtdlModel);
                var parser = new ModelParser();
                IReadOnlyDictionary<Dtmi, DTEntityInfo> dtdlOM = await parser.ParseAsync(models.AsAsyncEnumerable());

                var interfaces = new List<DTInterfaceInfo>();
                IEnumerable<DTInterfaceInfo> ifenum =
                    from entity in dtdlOM.Values
                    where entity.EntityKind == DTEntityKind.Interface
                    select entity as DTInterfaceInfo;
                interfaces.AddRange(ifenum);
                foreach (DTInterfaceInfo dtif in interfaces)
                {
                    PrintInterfaceContent(dtif, dtdlOM);
                }
            }
            catch (RequestFailedException ex)
            {
                Console.WriteLine($"Failed due to {ex}");
                throw;
            }
        }

        public void PrintInterfaceContent(DTInterfaceInfo dtif, IReadOnlyDictionary<Dtmi, DTEntityInfo> dtdlOM, int indent = 0)
        {
            var sb = new StringBuilder();
            for (int i = 0; i < indent; i++) sb.Append("  ");
            Console.WriteLine($"{sb}Interface: {dtif.Id} | {dtif.DisplayName}");
            IReadOnlyDictionary<string, DTContentInfo> contents = dtif.Contents;

            foreach (DTContentInfo item in contents.Values)
            {
                switch (item.EntityKind)
                {
                    case DTEntityKind.Property:
                        DTPropertyInfo pi = item as DTPropertyInfo;
                        Console.WriteLine($"{sb}--Property: {pi.Name} with schema {pi.Schema}");
                        break;
                    case DTEntityKind.Relationship:
                        DTRelationshipInfo ri = item as DTRelationshipInfo;
                        Console.WriteLine($"{sb}--Relationship: {ri.Name} with target {ri.Target}");
                        break;
                    case DTEntityKind.Telemetry:
                        DTTelemetryInfo ti = item as DTTelemetryInfo;
                        Console.WriteLine($"{sb}--Telemetry: {ti.Name} with schema {ti.Schema}");
                        break;
                    case DTEntityKind.Component:
                        DTComponentInfo ci = item as DTComponentInfo;
                        Console.WriteLine($"{sb}--Component: {ci.Id} | {ci.Name}");
                        DTInterfaceInfo component = ci.Schema;
                        PrintInterfaceContent(component, dtdlOM, indent + 1);
                        break;                
                }
            }
        }
    }
}

次のステップ

モデルの作成が完了したら、Azure Digital Twins Models API を使用してモデルをアップロードする (およびその他の管理操作を行う) 方法を確認します。