WCF学习2

四、WCF架构

 

1. WCF架构的关键元素及其概念

    Contracts and Description

    Contracts定义消息系统的各个方面，包括Data Contract，Message Contract，Service Contract。Data Contract是WCF中Service与Client之间用来交换的数据的格式定义，它采用Xml架构定义语言（XSD）来定义，使得Service和Client都能理解数据格式定义。消息协定能定义消息的特定部分，默认情况下，WCF的消息是固定格式的，但某些情况下，也可以使用Message Contract来自定义消息格式。

 

    Service Runtime

    在服务运行时，是在服务实际运行时候的一些行为控制。ErrorBehavior是在服务出现错误的时候发生的操作。ThrottingBehavior能够限制创建多少个实例和会话，通过这个你能够控制WCF服务的性能。MetaBehavior控制是否和如何向外部提供元数据。TransactionBehavior能定义事务性，使得当发生异常的时候能进行回滚。DispatchBehavior能控制WCF处理消息的方式，通过扩展性功能可以自定义运行时进程。

 

    Messaging

    在WCF中，消息是在通道（Channel）中进行传递的。通道是以某种方式对消息进行处理的组件。一组通道可以组合成“通道堆栈”，主要有两大通道：协议通道和传输通道。协议通道说明数据的格式和交换模式，WS-Security是对在消息层启用安全性的WS-Security规范的实现。通过WS-Reliable Messaging通道可以保证消息的传递，编码器提供了大量的编码，可使用这些编码来满足消息的需要。HTTP通道指定应使用超文本传输协议来传递消息。同理，TCP通道指定TCP协议，事务流通道控制已经过事务处理的消息模式。通过命名管道通道可以进行进程间通信，使用MSMQ通道可以与MSMQ应用程序进行互操作。

 

    Activation and Hosting

    WCF服务的最终形式仍然是程序，它能够“自承载”，也可以寄宿到其它应用程序之中，如IIS，Windows服务，Com+等。

 

五、消息交换模式

1.WCF定义的消息交换模式

    One-Way Calls

    在这种交换模式中，有着如下的特征：

    1）没有返回值，返回类型只能为void。

    2）不能包含ref或者out类型的参数。

    3）只有客户端发起请求，服务端并不会对请求进行回复。

 

    通过设备OperationContract的IsOneWay = True可以将满足要求的方法设置为这种消息交换模式。

[ OperationContract(IsOneWay =  true)]
void Test( int intVal);

    注意：如果Test方法的返回类型不是void或者带有ref或者out类型的参数，都会抛出异常InvalidOperationException.

 

    Request/Reply

    它是缺省的消息交换模式，类似于http协议中的请求/响应模式。

    这种交换模式是使用最多的一种，有如下特征：

    1）调用服务方法后需要等待服务的消息返回，即便该方法返回void类型。

    2）相比Duplex来说，这种模式强调的是客户端的被动接收，也就是说客户端接收到响应后，消息交换就结束了。

    3）在这种模式下，服务端永远是服务端，客户端就是客户端，职责分明。

 

    这是缺省的消息交换模式，放置OperationContract便可以设置为此种消息交换模式

[ OperationContract]
void Test( int intVal);

    注意：尽管Test方法返回为void，但Server也会生成relpy响应并发送给Client。

 

    Duplex

    它和request/reply模式类似，但处理过程却比request/reply要复杂，因为它可以在处理完请求之后，通过请求客户端中的回调进行响应操作。

    1）消息交换过程中，服务端和客户端角色会发生调换。

    2）服务端处理完请求后，返回给客户端的不是reply，而是callback请求。

 

    Duplex模式对Binding有特殊的要求，它要求支持Duplex MEP（Message Exchange Pattern），如WSDualHttpBinding和NetTcpBinding。 

 

五、事件广播

1.实现一个基于duplex的事件广播

    1）通过调用服务端的Accept()，客户端能连接上服务端，并保持会话。

    2）客户端在启动的时候，可以通过远程调用GetJobs()来获取当前服务端中全部的任务，并将这些任务在客户端窗体中用列表控制呈现出来。

    3）客户端能通过调用AddJob()向服务端添加任务，当服务端完成添加操作之后，引发添加完成的事件，并向全部的客户端广播该事件。

    4）当客户端服务端发来的添加新任务事件广播的时候，客户端将新增任务添加到列表控件加以呈现。

    5）客户端可以命令服务端执行具体某个任务，当任务在开始执行和执行结束后，服务端都会像全部客户端广播任务的执行情况，并且任务的执行和事件的广播异步执行。

    6）客户端收到广播后，便可以更新任务信息。

 

2.实现duplex事件广播中的几个问题

1）Duplex模式对服务行为ConcurrencyMode的要求

    ConcurrencyMode是控制服务并发的，默认情况下ConcurrencyMode的值为Single，它设置服务运行在单线程下，当上一个请求未完成之前，服务是不接受下一个请求。而duplex在进行回调的时候，如果回调方法没有被设置为one-way的交换模式，服务端是会等待客户端对回调的响应的，这可不是一件好事情，因为服务端并不能保证客户端能正常地执行回调并返回数据。更多的情况下，我们期望回调在发出后能立即返回，方法有两个：a.将回调方法设置为one-way交换模式。b.采用多线程。当回调方法被设置了one-way模式后，将ConcurrencyMode设置为Single是可以实现duplex又向通讯的。要第二种方法也非常简单，只需要将ConcurrencyMode设置为Mutiple，此时即使回调方法不是one-way模式，也是可以完成duplex的。值得说明一下的是ConcurrencyMode还有中性的属性：ConcurrencyMode.Reentrant，能实现在单线程下同时接受多个请求，但有利必有弊，它不能保证请求事务的完整性，使用的时候应该谨慎。

 

2）InstanceContextMode = InstanceContextMode.PerSession能实现广播

    如果将InstanceContextMode设置为PerSession，我们知道服务端对象是针对每一个会话的，也就是说每个会话会产生一个对象实例，这样如果要实现广播，我们必须将当前服务包含的会话信息用一个列表对象记录下来，广播的时候，我们会遍历会话列表，进行每个回调。

 

3）会话过期

    会话过期后，通讯会被中止，解决方法是通过设置OperationContract的IsTerminating来实现会话的维护，当一个OperationContract的IsTerminating被设置为false的时候，该操作不会导致会话的中断。

 

六、实例模式和对象生命周期

1.WCF的实例模式

    WCF的实例模式分为三种：PerSession, PerCall, Single

 

    PerCall

    1）客户端创建代理对象（Proxy）。

    2）客户端调用代理对象的一个契约操作，代理对象将其传递给服务宿主程序。

    3）宿主应用程序创建一新的服务契约对象，并且执行请求操作。

    4）在执行完请求操作后，如果要求有应答，那么服务契约会给代理对象一个应答，然后销毁自己（如果实现了IDisposable，则调用Dispose()）。

 

    PerSession

    1）客户端创建代理对象（Proxy）。

    2）客户端第一次调用代理对象的一个契约操作，代理对象将其调用请求传递给服务宿主。

    3）宿主程序创建新的服务对象，并执行请求操作，如果有必要，返回客户端应答。

    4）客户端再次发出调用操作的请求，宿主会先判断是否已有建立好的会话，如果存在，则不需要再创建新的服务对象，直接使用老对象即可。

    5）在时间达到指定要求或者因一些特殊原因，会话会过期，此时服务对象销毁。

 

    Single

    1）服务端启动，同时创建服务对象。

    2）客户端通过代理调用契约操作。

    3）创建的服务对象接受请求，并执行操作，进行必要的应答。

    4）创建的服务对象将一直保留。

    5）服务关闭，创建的对象销毁。 

 

2.各种实例模式的应用场合

    PerCall

    当一个请求操作来到的时候，再创建服务对象，申请必要资源，而当操作完毕之后，立即销毁对象并释放资源，留给下一个请求。这就可能大大提高服务端的吞吐能力，而且WCF中默认的实例创建模式就是这种。

 

    PerSession

    PerSession能在服务端和客户端维护状态，当一个服务对象创建之后不会马上销毁，而是等待客户端再次来消费它。它能够保持连接和维护状态，这在要求有回调的情况下特别重要。另一种情况，服务端操作不需要比较多的资源或者占用的资源也不宝贵的情况下，而却与客户端在不同的网络中，它们之间进行一次连接可费了老劲，这时也适用于些种实例模式。

 

    Single

    Single模式下服务对象只创建一次，类似Singleton设计模式。

 

3.使用不同的实例模式的注意事项

    PerCall

    对于PerCall模式，如果服务对象中的数据没有固化，并且不是静态变量，那它每次操作都会被重新初始化。

 

    PerSession

    对于PerSession模式，第一要清楚有些binding是不能用于此种模式的，另外，PerSession模式并不是代表阙云太会自动维护，那些被设置了IsTerminating=True的操作完成的时候，也会释放资源和销毁对象，即使不是True，那如果客户端长时间不与服务端联系达到服务端最大忍耐限度，服务端会话也会超时。

 

    Single

    对于Single模式，能保持服务对象中的非静态全局变量。但要特别注意线程安全的问题。