服务行为 之 并发与实例化
本章节介绍 服务行为中的 并发与实例化行为，服务行为的介绍可以参考 《 WCF Behaviors（行为）》
并发与实例化的引入，相关的名词解释
并发（Concurrency）：对同时执行的任务数量，度量单位为任务（如请求、作业、事务等）；
执行时间（Execution Time）：完成任务所用的时间，度量单位为时间（如秒、毫秒等）；
吞吐量（Throughput）：固定时间内完成的任务数量，度量单位为 任务/时间 如：请求/秒、事务/分钟；
提高吞吐量的办法：
- 减少执行时间
通过修改任务内部算法或增加硬件资源来完成，WCF在此方面作用有限。
- 提高并发
通过提高单位时间内的并发数量， WCF中控制另发的两个行为：InstanceContextMode 和 ConcurrencyMode
ServiceBehavior 属性不定义在接口上，而是服务类上，因为ServiceBehavior属性针对的是服务的行为，而不是服务的契约。
InstanceContextMode 服务行为用于控制实例化，取值说明：
- Single ： 所有入站请求均共用同一个服务类的实例；
- PerCall ：为每一个入站请求创建一个服务类的实例；
- PerSession：为每一个会话创建一个服务类的实例，默认值；
InstanceContextMode 的默认值为PerSession，但当使用无会话的信道（通道）或者无会话绑定时，会变化为PerCall行为。
ConcurrencyMode 服务行为用于控制服务实例内的线程并发，取值说明：
Single：同一时刻仅能有一个线程访问服务类，默认值；
Reentrant：同一个是仅能有一个线程访问服务类，但该线程可以暂时离开服务类进入等待状态，而后又激活继续访问；
Multiple：多线程并发访问服务类。
Single 是最安全的设置，服务操作不需要担心线程安全问题，Multiple 需要类具有内置的线程安全能力。
同时使用 InstanceContextMode 与 ConcurrencyMode 这两个设置，可以配置服务的实例化和并发来满足特定的性能需求。
会话实例 - 单线程 - 默认-示例
定义服务接口
[ServiceContract]
public interface IStockService
{
[OperationContract]
double GetPrice(string ticker);
}
实现服务，输出线程ID
public class StockService : IStockService
{
public StockService()
{
Console.WriteLine("{0}:Created new instance of StockService on thread", DateTime.Now);
}
#region IStockService Members
public double GetPrice(string ticker)
{
Console.WriteLine("{0}: GetPrice called on thread {1}", DateTime.Now, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
return 94.95;
}
#endregion
}
客户端异步调用代码
public static void GetPriceWithAsync(string address, Binding binding)
{
//IStockService proxy = CreateStockServiceProxy(address, binding);
StockServiceClient proxy = new StockServiceClient(stockContext, binding, new EndpointAddress(address));
IAsyncResult arGetPrice;
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
Console.WriteLine("{0} : Calling GetPrice", DateTime.Now);
arGetPrice = proxy.BeginGetPrice("msft", GetPriceCallback, proxy);
Thread.Sleep(100);//为了让输出更清晰
Interlocked.Increment(ref c);
}
while (c > 0)
{
Thread.Sleep(1000);
}
stockProxy.Close();
}
static void GetPriceCallback(IAsyncResult ar)
{
double price = ((StockServiceClient)ar.AsyncState).EndGetPrice(ar);
Console.WriteLine("{0}: GetPrice result:{1}", DateTime.Now, price);
Interlocked.Decrement(ref c);
}
执行结果
结果分析：
1. 对每个客户端的请求，服务端仅生成了一个服务实例
2. 每个请求都在各自的线程中被执行。
以上代码采用net.tcp方式进行绑定，net.tcp支持会话，因此InstanceContextMode取值为PerSession；
ConcurrencyMode.Single 设置使得每个WCF对于每个服务实例只允许一个线程。
多实例 - 单线程 - 示例
服务类代码：
[ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.PerCall, ConcurrencyMode = ConcurrencyMode.Multiple)]
public class StockService : IStockService
执行结果
结果分析：
1. 为每个请求创建了一个实例；
2. 每个请求在各自的线程中处理请求。
InstanceContextMode.PerSession 在绑定不支持会话的情况下会演变为 InstanceContextMode.PerCall ，故如果采用BasicHttpBinding方式，则无须进行设置。
单实例-多线程-示例
适用情况：
服务初始化代价高昂，如：构造方法需要从数据库中加载大量数据，或者构建一个大的数据结构；
服务代码中存在锁机制，可以保护线程局部安全，提高伸缩性；
服务类代码：
[ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.Single, ConcurrencyMode = ConcurrencyMode.Multiple)]
public class StockService : IStockService
执行结果：
结果分析：
1. 服务端仅创建了一次实例；
2. 每次请求是在不同的线程中执行的；
单实例 - 单线程 - 单例模式
适用情况：没有锁机制，要求先进先出处理方式，调用者存在共享情况
服务端代码：
[ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.Single, ConcurrencyMode = ConcurrencyMode.Single)]
public class StockService : IStockService
执行结果：
结果分析：
1. 与 会话实例 - 单线程 - 示例中不同的是，显式声明 InstanceContextMode = InstanceContextMode.Single 后，一旦host成功，自动会创建服务实例;
2. 多个请求重用一个线程，
ConcurrencyMode.Single 设置使得WCF在同一时刻只允许运行一个服务类的一个实例，并不控制创建线程的总量
会话级实例
要实现基于会话的服务实例，必须要实现两点：
1. 在契约级打开会话功能：SessionMode ： Allowed|NotAllowed|Requied；
2. 在服务级设置按会话创建服务实例；
虽然会话是在契约级别设置是否允许，但其真正实现是在绑定元素指定的信道，因此服务第一次启动时会校验契约行为与信道的兼容性，如果信道需要会话，而绑定不支持会话(如：basicHttpBinding)，则会抛出异常
会话实例 - 多线程 - 示例
代码：
[DataContract]
public class StockPrice
{
[DataMember]
public double Price;
[DataMember]
public int CallsCounter;
}
[ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.PerSession, ConcurrencyMode = ConcurrencyMode.Multiple)]
public class StockService : IStockService
{
public StockService()
{
Console.WriteLine("{0}:Created new instance of StockService on thread", DateTime.Now);
}
public StockPrice GetStockPrice(string ticker)
{
StockPrice p = new StockPrice();
Console.WriteLine("{0}: GetPrice called on thread {1}", DateTime.Now, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
p.Price = 94.85;
lock (locker)
{
p.CallsCounter = ++callsCounter;
}
Thread.Sleep(1000);
return p;
}
}
执行结果：启动两个客户端，同时调用
结果分析：
1. 创建了两个实例，分别针对两个客户端；
2. 计数器针对两个客户端是独立的，分别计数；
3. 服务端处理请求在3个线程中进行，属于多线程。
如果将InstanceContextMode改为Single，则计数器将从1增长到6
使用配置 控制 实例、线程
通过配置对程序中 的多实例、多线程、会话数进行控制
maxConcurrentInstances ： 最大并发实例数，当InstanceContextMode取值为 PerSession或PerCall 时此配置会起作用，Single表示只存在一个实例；
maxConcurrentCalls：最大并发调用数量，当 ConcurrencyMode 为 Mutiple时起作用；
maxConcurrentSeesions：最大会话数量，当InstanceContextMode取值为PerSession时起作用，当达到最大数量时，会等待其他会话关闭。