.NET/C#大型项目研发必备(5)--Web服务/WebApi的负载均衡

前言：本系列文章适合有初/中级.NET知识的同学阅读。
（1）本系列文章，旨在讲述研发一个中大型项目所需要了解的一系列“基本构件”，并提供这些“基本构件”的【最简单】、【最快速】使用方法！！（并不深究技术原理）
（2）通过阅读本系列文章，能让你在正规“项目研发”方面快速入门+进阶，并能达成“小团队构建大网站”的目的。
（3）本系列文章采用的技术，已成功应用到人工智能、产业互联网、社区电商、游戏、金融风控、智慧医疗、等项目上。

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Web服务的负载均衡-示例代码(dp4-WebBalance.rar)

【要点综述1】：为了演示Web服务的负载均衡，本文会创建3个形式一致的web服务（或者说，创建1个web服务但分别拷贝部署在3个不同的地址），然后在客户端创建一个代理以“负载均衡”的算法形式远程调用这3个web服务。
【要点综述2】：为了实现“统一/透明”的调用形式连接“web服务端”与“客户端”两者，一个居中的“接口”类是必须创建的，且所有远程web服务需要继承此接口。
【要点综述3】：Web Api是一个经典的http服务提供形式，WCF也是一个经典的两端通信模式，本文还将会极巧妙的整合这两者，让一个服务一次编写同时具备Web Api与WCF两者的特性。

我们首先在Visual Studio中新建第一个名字叫“YZZ.Interface”的解决方案+类库工程，并在此工程中创建“IBase接口”与“Person实体类”，代码分别如下：
IBase接口：

using System.ServiceModel;//需要添加对System.ServiceModel.dll程序集的引用
using System.ServiceModel.Web;//需要添加对System.ServiceModel.Web.dll程序集的引用

namespace YZZ.Interface
{
[ServiceContract]
    public interface IBase
{
        [OperationContract]
        [WebInvoke(Method = "POST", UriTemplate = "/AccessRight", RequestFormat = WebMessageFormat.Json, ResponseFormat = WebMessageFormat.Json, BodyStyle = WebMessageBodyStyle.WrappedRequest)]
        Person AccessRight(int age);
    }
}

Person实体类：

namespace YZZ.Interface
{
    public class Person
    {
        public string name;
        public int age;
        public int right;
    }
}

如上代码所示，IBase接口中定义了一个通过年龄来做权限判断的AccessRight方法，并在该方法上附加了OperationContract与WebInvoke两个属性。OperationContract这个属性是用来给方法赋予WCF的特性，而WebInvoke这个属性则是给方法赋予了Web Api的特性。
编译该解决方案，获得YZZ.Interface.dll。

然后，我们再在Visual Studio中新建第二个名字叫“YZZ.Service”的解决方案+WCF服务应用程序工程，并在此工程中创建名为“MyBaseService.svc”的WCF服务文件，该文件的后台代码如下：

using YZZ.Interface;//需要添加前述IBase接口定义的YZZ.Interface.dll的引用

namespace YZZ.Service
{
    public class MyBaseService : IBase
{
        public Person AccessRight(int age)
        {
            if (age > 27)
                return new Person { name = "管理员", age = age, right = 1 };
            else
                return new Person { name = "学生/员工", age = age, right = 0 };
        }
    }
}

如上代码所示，MyBaseService类实现了IBase接口中定义的AccessRight方法。

并且，此时我们还需要在此工程的Web.config中做如下两项配置，才能使得WCF与Web Api的特性在AccessRight方法身上完全见效。
配置一：在节点下添加如下配置

    
    <services>
      <service name="YZZ.Service.MyBaseService">
        
        <endpoint address="webapi" binding="webHttpBinding" contract="YZZ.Interface.IBase" behaviorConfiguration="WebApiEndPointBehavior" />
        
        <endpoint address="" binding="basicHttpBinding" contract="YZZ.Interface.IBase" />
      service>  
    services>

配置二：在

      
      <endpointBehaviors>
        <behavior name="WebApiEndPointBehavior">
          <webHttp />
        behavior>
      endpointBehaviors>

如此一来，AccessRight方法就兼具了Web Api与WCF的双重特性。其Web Api（Web服务）的调用路径如下：
http://部署的服务器路径(ip+port)/MyBaseService.svc/webapi/AccessRight

为了演示Web服务的负载均衡的效果，现在我们把AccessRight方法的内容稍做修改成3个版本，分别编译YZZ.Service工程后部署在3个不同的地方（如何部署请参考其它资料，这是基础知识）。如下：
部署地址1：http://139.244.52.136:120/MyBaseService.svc
对应AccessRight代码1：

        public Person AccessRight(int age)
        {
            if (age > 27)
                return new Person { name = "管理员", age = age, right = 1 };
            else
                return new Person { name = "学生/员工", age = age, right = 0 };
        }

部署地址2：http://139.244.52.136:220/MyBaseService.svc
对应AccessRight代码2：

        public Person AccessRight(int age)
        {
            if (age > 27)
                return new Person { name = "管理员1", age = age, right = 1 };
            else
                return new Person { name = "学生/员工1", age = age, right = 0 };
        }

部署地址3：http://139.244.52.136:230/MyBaseService.svc
对应AccessRight代码3：

        public Person AccessRight(int age)
        {
            if (age > 27)
                return new Person { name = "管理员2", age = age, right = 1 };
            else
                return new Person { name = "学生/员工2", age = age, right = 0 };
        }

当“接口”与其对应的“3个Web服务”全部准备就绪，我们最后就来创建一个客户端以“负载均衡”的算法形式远程调用这3个web服务。
我们再次打开Visual Studio，新建第三个名字叫“YZZ.Client”的解决方案+控制台工程。然后，我们做如下四步操作：
【第一步】：从NuGet添加引用DeveloperSharp包。并添加YZZ.Interface.dll的引用。
【第二步】：创建一个名为DeveloperSharp.xml的配置文件，并在该文件中设置如上3个web服务的负载均衡策略。文件内容如下：

<DeveloperSharp>
    <IServiceList>
        <IService Id="YZZ.Interface.IBase">
            <Service Id="A11" Enable="true" Weight="100" BindType="basicHttpBinding" Address="http://139.244.52.136:120/MyBaseService.svc"/>
            <Service Id="A22" Enable="true" Weight="100" BindType="basicHttpBinding" Address="http://139.244.52.136:220/MyBaseService.svc"/>
            <Service Id="A33" Enable="true" Weight="100" BindType="basicHttpBinding" Address="http://139.244.52.136:230/MyBaseService.svc"/>
        IService>
    IServiceList>   
DeveloperSharp>

对此xml配置文件说明如下：
（1） 每一个IService节点代表了一组Web服务，此节点的Id值（本文示例值是：YZZ.Interface.IBase）必须是这组Web服务的“基类接口”的完全限定名。
（2） Service节点中的Weight属性代表了使用权重。本文示例的3个服务的Weight值分别是100、100、100，则这3个服务的负载均衡使用分配比例将会是1：1：1。若把这三个值分别设置为100、50、50，则这3个服务的使用分配比例将会变为2：1：1。设置成你想要的比例吧。
（3） Service节点中的Enable属性代表了是否可用。true代表可用，false代表不可用。

【第三步】：在工程配置文件App.config（或Web.config）中添加appSettings节点，节点内容如下：

  <appSettings>
    <add key="DatabaseType" value="" />
    <add key="ConnectionString" value="" />
    <add key="ErrorPage" value="" />
    <add key="ErrorLog" value="D:\Test2\YZZ.Client\log.txt" />
    <add key="ConfigFile" value="D:\Test2\YZZ.Client\DeveloperSharp.xml" />
  appSettings>

其中，ConfigFile的设置是为了链接前述的DeveloperSharp.xml这个配置文件。ErrorLog则是设置一个错误日志文件。它们均需要设置为文件的“绝对路径”（此处使用“绝对路径”而不是“相对路径”，一是有利于安全性，二是有利于分布式部署）
【第四步】：在控制台应用类的代码中，添加创建“Web服务”负载均衡调用的工具IUtility.GetService()，并通过该工具调用远程的Web服务，注意：核心代码就一行而已！！此示例连续3次调用Web服务，看会显示什么结果。如下：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            YZZ.Interface.Person p;
            DeveloperSharp.Framework.CoreUtility.IUtility IU = new DeveloperSharp.Framework.CoreUtility.Utility();//创建“Web服务”负载均衡调用的工具

            //第一次调用远程Web服务
            p = IU.GetService<YZZ.Interface.IBase>().AccessRight(20);
            Console.WriteLine(p.name);

            //第二次调用远程Web服务
            p = IU.GetService<YZZ.Interface.IBase>().AccessRight(20);
            Console.WriteLine(p.name);

            //第三次调用远程Web服务
            p = IU.GetService<YZZ.Interface.IBase>().AccessRight(20);
            Console.WriteLine(p.name);

            Console.ReadLine();
        }
    }

从以上示例代码我们可以清晰的得知：IUtility.GetService()就是实现负载均衡的关键所在。泛型T需要设置为被调用“Web服务组”的“基类接口”，而IUtility.GetService()方法则会每次根据配置的负载均衡策略创建对应的远程Web服务代理。

YZZ.Client控制台工程输出显示结果如下：
学生/员工
学生/员工1
学生/员工2

最后提示一点：若要把一组Web服务的负载均衡应用改为单Web服务应用，只需要把DeveloperSharp.xml配置文件中IService节点下的Service节点数量设置为一个即可实现。

后记：读完本文，你有没有发现，“微服务”中常用的注册、发现、服务降级、等功能，往往可通过修改DeveloperSharp.xml这个配置文件来实现？未完待续…

本文技术点思路梳理：

1. 创建Web服务组的通用基类“接口”。并在该“接口”上附加ServiceContract、OperationContract、WebInvoke三属性。
2. 创建WCF服务并实现上述“接口”。并在Web.config中添加与两项配置，让WCF服务兼具Web服务的特性。
3. 把上述Web服务分别部署在网络上多个不同的地方，形成“Web服务组”。
4. 通过DeveloperSharp.xml来配置“Web服务组”的负载均衡策略。
5. 创建客户端，在其App.config/Web.config中添加链接DeveloperSharp.xml的appSettings节点。再在代码中创建基于DeveloperSharp.dll的“Web服务负载均衡调用”工具，并通过该工具调用远程的Web服务。

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