使用 Azure Functions + Line Notify 來定時提醒公車到站時間

在上週的使用 Powershell + 工作排程器 + Line Notify 來定時提醒公車到站時間，我們利用工作排程器來定時觸發腳本，藉此用 Line 提醒我下班的公車還有多久才來。

做完之後靈機一動，對呀！最近上班挺常接觸到 Azure Functions 這個方便東東，不如就把這個小提醒給架設到 Azure Functions 上吧！

這樣就省卻了特定主機要開著掛工作排程器的困擾，又可以用香香的 Azure 工具來控制監聽的開關，豈不美哉。

如此如此這般這般，讓我們開始建立 Azure Functions 服務吧！

建立 Azure Functions 資源

Azure Functions 是 Azure 推出的一款無伺服器（Serverless）服務，簡單來說就是伺服器之類的麻煩事就交給 Azure 去處理，我們只要專心寫功能就好。對我這種愛寫小腳本的偷懶工程師來說，可以說是香到爆的服務。

小提醒：Azure Functions 是一款收費服務，使用前請務必確認定價。

在這篇文章撰寫當下，Azure Functions 有提供每月免費執行一百萬次的授權，對我們每天一次的公車通知來說綽綽有餘了（我們應該不會搭這麼多趟吧…？）

首先讓我們到 Azure 建立一個函數應用程式（如果用英文，請找 Azure Functions）：

接著進到建立 Functions 的頁面，讓我們先選好資源群組，並取個好名字

因為「MyFunctions」之類的都被取走了，這邊就直接取「林北ㄟ Functions」：

執行階段堆疊請選擇自己開發用的語言，我這邊使用 .Net 6 進行開發，作業系統則按照建議的選擇。

這邊要稍微注意方案的選擇！如同前面提到的定價，也可以參照 Microsoft Docs 的預估 Azure Functions 中的取用方案成本說明，裡面會有使用量、進階等方案的說明。

這次我們要做的只是簡單的提醒通知，所以就選費用最低的使用量計價就好囉～

按下確認後就會開始部屬：

部屬完成就可以前往我們建立的資源囉，可以在這裡確認記憶體、執行次數等資訊：

從左側的「函式」可以確認我們現在有哪些 Functions，當然目前還是空的：

接著就讓我們來撰寫第一個 Function 吧！

使用 Azure Functions 開發公車到站提醒服務

因為這篇的功能完全是使用 Powershell + 工作排程器 + Line Notify 來定時提醒公車到站時間的完美復刻版，因此我們要做的事情還是一樣：

每天下班前十分鐘（定時執行）
告訴我（通知功能）
下一班到達的公車時間（查詢資訊）

只是這次的功能使用 .Net 6 撰寫，並且使用 Visual Studio 為範例來記錄，定時功能則從臭臭又綁電腦的工作排程器改用香香 Azure Functions 的定時觸發功能。

建立 Azure Funtcions 專案

首先讓我們新增專案，內建已經有 Azure Functions 的範例可以使用：

取個好名字，這邊沿用剛剛開資源的命名：

接著就要選擇版本，這邊要注意 Azure Function 目前還有分出隔離版（Isolated）：

簡單來說，原本的 Azure Functions 和主機環境太耦合了，如果用到同一個套件不同版本就有可能翻車。因此推出了隔離式的 Azure Functions 讓我們可以乾乾淨淨地用。

想更了解隔離式版本的差異，可以參見：

由於 .NET on Azure Functions Roadmap 的示意圖：

明確指出將來的主軸會是隔離式（Isolated），因此我們這邊專案也選擇 .Net 6 已隔離的版本。~~這樣我往後抄起來比較方便~~

小提示：查詢 Azure Functions 相關資料時也要注意版本的差異！在 .Net 開發隔離式的 SDK 並不一樣，連最基本標示 Function 的語法，原本是 [FunctionName()]，隔離式也改成了更簡潔的 [Function()]，因此查資料或開發時要特別注意版本差異，避免被 IDE 畫了紅線卻搞不懂為什麼。

接著我們就可以選擇 Function 的觸發條件，因為我們要定時提醒，因此這邊選擇 Timer Trigger 就可以了：

同樣常用的還有當成 API 打的 Http Trigger，以及和我們上一次介紹過的 ServiceBus 一起使用的 Service Bus Queue/Topic Trigger 等等。

關於提供的觸發方式和程式碼範例，可以參照 Microsoft Docs 的 Azure Functions 中的觸發程序和繫結

最後因為我們選擇了 Timer Trigger，這邊提供我們直接設定時間。使用的是 NCrontab 格式，可以參考 NCRONTAB expressions 的說明，Visuat Studio 上也有簡短地介紹：

按照需求，我們希望下班前，也就是每天的 17:45 左右能提醒公車預估到站的時間。

NCrontab 和常見的 Crontab 差在多了第一個欄位來控制秒，因此這邊果斷直接使用 Cronitor 查一下，再往前加上一欄當作秒數即可。

補充：另一個香香工具 DevToys 也能迅速組裝和確認 Cron 語法呦！

每天的 17:45 在 Crontab 表示為「45 17 * * *」：

我們希望在 0 秒的時候觸發，因此轉 NCrontab 時需要在秒的位置指定 0，也就是「0 45 17 * * *」

但在填到 Azure Functions 要注意，在伺服器的時間會是 UTC+0。為了在台灣，也就是 UTC+8 的 17:45 觸發，因此將時間更改為「0 45 9 * * *」，否則 Line 就會在半夜通知你起來搭公車

這樣其他資訊的頁面就填寫完了，可以按下建立囉！

建立後會看到 Visual Studio 已經使用我們剛剛的設置建立了一個 Function 及 Timer Trigger，時間也填好了（如果後續還要調整時間，就修改 TimerTrigger 的值就好）：

public class Function1
{
    private readonly ILogger _logger;

    public Function1(
        ILoggerFactory loggerFactory)
    {
        _logger = loggerFactory.CreateLogger<Function1>();
    }

    [Function("Function1")]
    public void Run([TimerTrigger("0 45 9 * * *")] MyInfo myTimer)
    {
        _logger.LogInformation($"C# Timer trigger function executed at: {DateTime.Now}");
        _logger.LogInformation($"Next timer schedule at: {myTimer.ScheduleStatus.Next}");
    }
}

為了後續管理方便，我們先改個名。這邊就叫做 BusReminderFunctions 吧：

public class BusReminderFunctions
{
    private readonly ILogger _logger;

    public BusReminderFunctions(
        ILoggerFactory loggerFactory)
    {
        _logger = loggerFactory.CreateLogger<BusReminderFunctions>();
    }

    [Function("BusReminder-TimerTrigger")]
    public void RunTimerTrigger([TimerTrigger("0 45 9 * * *")] MyInfo myTimer)
    {
        _logger.LogInformation($"C# Timer trigger function executed at: {DateTime.Now}");
        _logger.LogInformation($"Next timer schedule at: {myTimer.ScheduleStatus.Next}");
    }
}

並且為了測試方便，我們再增加一個 HttpTrigger，這時候會需要先去 Nuget 安裝相關的套件

搜尋 Microsoft.Azure.Functions.Worker.Extensions 就會看到各種 Trigger，這邊就安裝一下 Http 需要的套件吧：

現在讓我們回到 Functions，增加一個 HttpTrigger，調整一下非同步，並建立一個私有方法 TrackBusAsync，讓 HttpTrigger 和 TimerTrigger 都去呼叫這個方法，這樣我們就可以定時觸發也可以手動觸發它，後續測試起來也比較方便：

[Function("BusReminder-TimerTrigger")]
public async Task RunTimerTrigger([TimerTrigger("0 45 9 * * *")] MyInfo myTimer)
{
    await TrackBusAsync();
}

[Function("BusReminder")]
public async Task<HttpResponseData> HttpTrigger(
    [HttpTrigger(AuthorizationLevel.Anonymous, "get", "post")] HttpRequestData req,
    FunctionContext executionContext)
{
    await TrackBusAsync();

    var response = req.CreateResponse(HttpStatusCode.OK);
    await response.WriteAsJsonAsync<object>(new { result = true });

    return response;
}

private async Task TrackBusAsync()
{
    throw new NotImplementedException();
}

補充：HttpTrigger 的參數有三個部份，可以拆分成：

授權層級：Anonymous, Admin 之類的，可參照授權層級

方法：Get, Post 之類的，沒指定就會是不限方法

路由：用來定義 API 路由，預設會拿 FunctionName，在這例子就是 BusReminder

都有指定的樣子會像這樣：
[HttpTrigger(AuthorizationLevel.Anonymous, "get", "post", Route = null)]

這樣事前準備就差不多了，讓我們開始撰寫邏輯部分吧！

呼叫 MOTC Api 查詢公車到站預估時間

首先我們需要取得公車到站預估時間，這部分跟上一期一樣就直接從 公共運輸動態服務 MOTC Transport API 的「市區公車之預估到站資料」（EstimatedTimeOfArrival/City/{City}/{RouteName}）這支 API 取得就行了。

註：為了避免被查水表，以下就用台北的 307 號公車為例，並假設目標站點是「台北車站（忠孝）」

嘗試把縣市和公車路線名稱代入後，可以取得公車行經的站牌資訊，其中就有我們最想要的估計到站時間（秒）：

在這個步驟我們還會需要調整 $top 參數的筆數，順便取得我們要監聽公車到站的站牌 ID（StopId）以及行進方向（Direction）在這個例子中「台北車站（忠孝）」的站牌 ID 會是 15250

確保了資料來源之後，讓我們回到專案裡。

這次為了之後方便擴展，決定將公車名稱、站牌 ID 等查詢資訊放到組態裡。

註：接下來會使用到依賴注入以及讀取 Config 的 IOptions；對這兩項不太熟悉的朋友可以先看過去，並且在後續 BusReminderFunctions 的建構式裡把公車資訊寫死就好，並不會影響功能。

一般的 .Net 6 API 專案我們會把組態設定放到 appsettings.json 中，而在開發 Azure Functions 的時候，則會需要用到 host.json 和 local.settings.json：

其中 host.json 用來設定站台相關的組態，例如在先前調整 ServiceBus Trigger 的時候，我們就是在 host.json 修改重新傳遞訊息到 Azure Functions 的時間。

而 local.settings.json 則是讓我們在本機開發時使用，對應到線上的組態設定：

可以看到 Azure 上的組態有「應用程式設定」和「連接字串」兩個區塊，而在本機開發時會對應到「Values」以及「ConnectionStrings」：

有個大概的認識之後，現在讓我們填入一些值吧。

現在我希望能從組態中，使用 IOptions 取得查詢公車估計時間相關的設定，因此我先建立了一個 Class BusTrackerOption：

/// <summary>
/// 公車到站監聽設定
/// </summary>
public class BusTrackerOption
{
    /// <summary>
    /// 公車路線名稱
    /// </summary>
    public string RouteName { get; set; }

    /// <summary>
    /// 要預估到站的站牌 ID
    /// </summary>
    public int StopId { get; set; }

    /// <summary>
    /// 公車路線行進方向
    /// </summary>
    public int Direction { get; set; } = 0;
}

並且到 local.settings.json 加上組態。這邊要特別提到的是：原本我們在 appsettings.json 加上組態，會用這種階層式的寫法：

{
    "BusTracker": {
      "RouteName": "307",
      "StopId" : 15250,
      "Direction": 0 
    }
}

但我們前面已經看到了，在 Azure 上的組態實際上是一個單層的列表。因此我們會使用 __ 當作分隔符號來將設定攤平，並放到 local.settings.json 的 Values 裡（如果是連線字串就放到 ConnectionStrings 裡），也就是像這樣：

{
  "Values": {
    // ...這裡會有其他組態設定

    // 加上 BusTracker 的 參數，用 __ 來表示階層
    "BusTracker__RouteName": 307,
    "BusTracker__StopId": 15250,
    "BusTracker__Direction": 0
  }
}

接著讓我們到 Program.cs 來將 json 的設定值繫結到 BusTrackerOption，Section 名稱要記得和 json 中的階層名稱對上

// 注意 Azure Functions 的 settings.json 的階層要用 __ 來區隔
services.AddOptions();
services.Configure<BusTrackerOption>(hostContext.Configuration.GetSection("BusTracker"));

註：如果像我一樣開 .Net 6，只看到 HostBuilder 的朋友，可以自行加入 ConfigureServices((hostContext, services) => {}) 的部份來註冊，如下：

接著就可以回到我們的 BusReminderFunctions 來把 IOptions<BusTrackerOption> 注入進來：

public class BusReminderFunctions
{
    private readonly ILogger _logger;
    private readonly BusTrackerOption _busTrackerOption;

    public BusReminderFunctions(
        ILoggerFactory loggerFactory,
        IOptions<BusTrackerOption> busTrackerOption)
    {
        _logger = loggerFactory.CreateLogger<BusReminderFunctions>();
        _busTrackerOption = busTrackerOption.Value;
    }

    // ...略
}

對依賴注入還不太熟悉的朋友，可以在這邊的建構式裡宣告出 BusTrackerOption 並賦值即可。但還是推薦閱讀依賴注入的筆記來了解一下呦

現在公車路線等組態都準備得差不多了，只剩下回傳時候要用來接收資料的 Model 還沒開。這時候就直接偷懶，拿 MOTC Transport API 的 Swagger 打回來的 Json，直接到 Json2Cshrp 之類的轉換網站直接產生 C# Class 就好了：

記得轉換結果的 Class Root 要改個名稱，這邊就直接取名叫做 BusEstimateInfo 吧：

現在我們有傳過去的參數，也有接回來的 Model 了，讓我們來開一個私有方法，從 MOTC API 取回資料吧：

/// <summary>
/// 查詢公車估計到站時間
/// </summary>
/// <param name="routeName">路線名稱</param>
/// <param name="stopId">站牌 ID</param>
/// <param name="direction">去返程</param>
private async Task<BusEstimateInfo> FetchBusEstimateTime(
    string routeName,
    int stopId,
    int direction = 0)
{
    var api = $"https://ptx.transportdata.tw/MOTC/v2/Bus/EstimatedTimeOfArrival/City/Taipei/{routeName}";

    // 將站牌 ID 及路線方向 加入到查詢參數中
    var filter = $"stopId eq '{stopId}'";
    if (direction != 0)
    {
        filter += $" and direction eq {direction}";
    }

    var query = new Dictionary<string, string>()
    {
        ["$filter"] = filter,
        ["$top"] = 1.ToString(),
        ["$format"] = "JSON"
    };

    // 使用套件 Microsoft.AspNetCore.WebUtilities 提供的 QueryHelpers 
    // 直接組出帶 QueryString 的 Url
    var url = QueryHelpers.AddQueryString(api, query);

    // 建立 request；注意直接呼叫 API 會要求驗證
    // 必須將 Header 掛成瀏覽器才能吃到每日 50 次的呼叫額度
    var request = new HttpRequestMessage
    {
        Method = HttpMethod.Get,
        RequestUri = new Uri(url)
    };
    request.Headers.Add("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)");

    using var client = new HttpClient();

    var response = await client.SendAsync(request);
    if (response.IsSuccessStatusCode is false)
    {
        throw new Exception(response.StatusCode.ToString());
    }

    var body = await response.Content.ReadAsStringAsync();
    var result = JsonSerializer.Deserialize<IEnumerable<BusEstimateInfo>>(body)?.FirstOrDefault();
    return result ?? throw new Exception("呼叫 API 失敗，無法取得估計到站資訊");
}

這支呼叫 API 的 Method 步驟相當簡單：組出參數，呼叫 API，取回資料。

這邊有偷懶不想組字串，直接使用 Microsoft.AspNetCore.WebUtilities 的 QueryHelpers.AddQueryString 來把 GET 的 QueryString 參數組到 Url 裡，不想多安裝一個套件的朋友也可以自己手動組。

註：MOTC 的文件有提到非會員一天有 50 次的免費 Swagger 呼叫次數，實測如果是從程式呼叫時會需要吃驗證，要掛 Header 假裝成瀏覽器才能取得資料，不確定是不是還有其他限制。如果是要給自己開發的工具或產品使用的話，還是可以考慮了解一下 MOTC 的會員制度。

註：這邊的 HttpClient 也可以直接改用注入 HttpClientFactory 的方式來製作。可以參照 Yowko’s Notes 的這篇：在 .NET Core 與 .NET Framework 上使用 HttpClientFactory

現在取得公車資料的 FetchBusEstimateTime 已經建好了，讓我們調整一下外面的 Trigger 和共通的私有方法，來把 BusTrackerOption 的資訊帶到參數裡吧：

public BusReminderFunctions(
    IOptions<BusTrackerOption> busTrackerOption,
    ILoggerFactory loggerFactory)
{
    _busTrackerOption = busTrackerOption.Value;
    _logger = loggerFactory.CreateLogger<BusReminderFunctions>();
}

[Function("BusReminder-TimerTrigger")]
public async Task RunTimerTrigger([TimerTrigger("0 45 9 * * *")] MyInfo myTimer)
{
    var routeName = this._busTrackerOption.RouteName;
    var stopId = this._busTrackerOption.StopId;
    var direction = this._busTrackerOption.Direction;

    await TrackBusAsync(routeName, stopId, direction);
}

[Function("BusReminder")]
public async Task<HttpResponseData> HttpTrigger(
    [HttpTrigger(AuthorizationLevel.Anonymous, "get", "post")] HttpRequestData req,
    FunctionContext executionContext)
{
    var routeName = this._busTrackerOption.RouteName;
    var stopId = this._busTrackerOption.StopId;
    var direction = this._busTrackerOption.Direction;

    await TrackBusAsync(routeName, stopId, direction);

    var response = req.CreateResponse(HttpStatusCode.OK);
    await response.WriteAsJsonAsync<object>(new { result = true });

    return response;
}

private async Task TrackBusAsync(
    string routeName,
    int stopId,
    int direction = 0)
{
    var busEstimateInfo = await FetchBusEstimateTime(routeName, stopId, direction);

    throw new NotImplementedException();
}

就像前面提到的，我們在這邊讓 TimerTrigger 和 HttpTrigger 取出 BusTrackerOption 的公車相關參數，例如公車路線名稱後，再傳遞到共用的 TrackBusAsync，現在第一部份的查詢公車資訊已經完工，就讓我們先添加上去。

註：這邊之所以要讓查詢參數交由外面決定，就是以後如果我想把 HttpTrigger 改成可以從外部呼叫 API 時可以指定公車路線之類的參數，又或者是將來要註冊多組公車路線到資料庫之類的改動時，可以不用再動「查詢公車到站資訊」之類的邏輯。~~畢竟懶惰的訣竅在於提早準備~~

發送 Line Notify

現在搞定取得公車資訊的段落了，接著就讓我們來撰寫發送 Line Notify 的部份吧。

這邊為了過程完整一點，就重播一下上次衝刺去申請 Line Notify Token 的過程吧：

當下一個直衝 Line Notify 高速申請權杖：

好的回想完畢，現在讓我們把拿到的 Line Notify Token 也丟到 local.settings.json 的 Values 裡方便管理：

{
  "Values": {
    // ...這裡會有其他組態設定

    // 加上 LineNotify 的 Token，用 __ 來表示階層
    "LineNotify__Token": "YOUR LINE NOTIFY TOKEN"
  }
}

一樣建立一個 Class，方便後續用 IOption 從組態中取得值：

public class LineNotifyOptions
{
    public string Token { get; set; }
}

接著到 Program.cs 來將 json 的設定值繫結到 LineNotifyOptions，Section 名稱要記得和 json 中的名稱對上：

services.Configure<LineNotifyOption>(hostContext.Configuration.GetSection("LineNotify"));

接著就可以回到我們的 BusReminderFunctions 來把 IOptions<LineNotifyOptions> 注入進來：

這樣從 Config 取得 Token 的準備就完成了，現在讓我們來撰寫傳送訊息的方法本體吧

發送 Line Notify 實際上就是傳送一個 Post 請求到 /api/notify，並將 Token 放到 Header 的 Authorization、訊息丟到 Body 就行了，因此我們可以直接把這方法包裝成接收到訊息就傳遞給 API：

/// <summary>
/// 發送 Line Notify 通知
/// </summary>
/// <param name="message">The message.</param>
/// <exception cref="System.Exception">發送失敗</exception>
private async Task SendLineNotify(string message)
{
    if (string.IsNullOrEmpty(_lineNotifyOptions.Token))
    {
        throw new Exception("取得 Line Notify Token 失敗");
    }

    const string lineNotifyApi = "https://notify-api.line.me/api/notify";
    var requestBody = new Dictionary<string, string>
    {
        ["message"] = message
    };

    var request = new HttpRequestMessage
    {
        Method = HttpMethod.Post,
        RequestUri = new Uri(lineNotifyApi),
        Content = new FormUrlEncodedContent(requestBody)
    };
    request.Headers.Add("Authorization", $"Bearer {_lineNotifyOptions.Token}");

    using var client = new HttpClient();
    var response = await client.SendAsync(request);

    if (response.IsSuccessStatusCode is false)
    {
        throw new Exception("Line Notify 發送失敗");
    }
}

現在我們也已經有了傳送訊息的方法，是時候把它們倆串起來了！

組合查詢公車資訊與發送到站通知

先把鏡頭回到我們讓 Trigger 們共用的 TrackBusAsync 方法：

private async Task TrackBusAsync(
    string routeName,
    int stopId,
    int direction = 0)
{
    var busEstimateInfo = await FetchBusEstimateTime(routeName, stopId, direction);

    throw new NotImplementedException();
}

可以看到我們已經嘗試取得公車資訊，現在我們要組裝訊息，然後傳遞到剛剛撰寫的 Line Notify 通知方法裡。

而我想要的訊息是這樣的：「您追蹤的公車 307 將在 10 分鐘後（18:00）抵達台北車站（忠孝）」

因此我會需要計算出剩餘的分數，以及抵達時間，再從前面拿到的公車資訊來組成訊息並傳遞到方法中：

private async Task TrackBusAsync(
    string routeName,
    int stopId,
    int direction = 0)
{
    var busEstimateInfo = await FetchBusEstimateTime(routeName, stopId, direction);

    // 將預估幾秒後抵達 轉換成 預估幾分鐘後抵達
    var estimateMin = new TimeSpan(0, 0, busEstimateInfo.EstimateTime).Minutes;
    
    // 取得台北時區的目前時間，並和預估秒數計算出預估抵達時間
    var timeZone = TimeZoneInfo.FindSystemTimeZoneById("Taipei Standard Time");
    var convertedTime = TimeZoneInfo.ConvertTime(DateTime.UtcNow, timeZone);
    var estimateTime = convertedTime.AddSeconds(busEstimateInfo.EstimateTime).ToString("HH:mm");

    var message = $"您追蹤的公車 {busEstimateInfo.RouteName.Zh_tw} 將在 {estimateMin} 分鐘後（{estimateTime}）抵達 {busEstimateInfo.StopName.Zh_tw}";
    await SendLineNotify(message);
}