VS 2010构建云服务

想象构建一个能无限使用存储和处理能力的应用程序会是什么感觉，现在你终于有机会尝试一下了，随着Windows Azure的推出，你想用多少存储空间和处理能力都可以花钱购买，省去了你自己建设和维护数据中心的费用，你也不用担心服务器是否打上安全补丁，你现在需要做的就是拿起Visual Studio 2010开发一个云服务，部署到Windows Azure上，真实感受一下云的魅力吧，当然前提是你要有一定的ASP.NET编程技巧。

　　虽然Visual Studio 2008和Visual Studio 2010都可以用来开发云服务，但Visual Studio 2010的集成体验会更好，因此本文也主要针对Visual Studio 2010展开，如果你在使用Visual Studio 2008，其中大部分内容一样适用。

　　微软Cloud Tools(云工具)团队已经付出百倍努力，让开发云服务就象开发一个普通的ASP.NET应用程序那样容易，当然也有些细微差别，如果你已经是ASP.NET开发大师级人物，那么你的技能将会再一次闪耀。

　　首先打开Visual Studio 2010，点击“文件”*“新建项目”，选择Visual C#或Visual Basic顶级节点，在窗口右侧已安装模板列表中找到Cloud(云)节点，当你选中这个节点后，你只会看到一个项目模板“启用Windows Azure工具”，双击这个模板，将会在一个新标签窗口中打开一个HTML文档，这个文档提供了下载Windows Azure工具的链接，跟着链接下载并安装Windows Azure工具。

　　创建你的第一个云服务

　　安装好Azure工具后，“启用Windows Azure工具”项目模板就会被“云服务”(Cloud Service)项目模板替代。下面开始创建第一个云服务项目，双击这个项目模板，打开一个新对话框，在这个对话框中你可以配置与你的云服务关联的角色，角色是Windows Azure新引入的一个概念，最简单的方法就是把它们当作独立的，可伸缩的代码单元看待，你可以创建任意数量的角色实例，然后在它们之间实现负载均衡。

　　有两种类型的角色：Worker角色和Web角色。一个Web角色就是运行在IIS上的一个Web应用程序，它可以通过HTTP或HTTPS端点与外界通信，一般来说，Web角色响应请求，执行一个动作，然后等待下一个请求的到来。Worker角色是运行.Net框架代码的后台进程应用程序。

　　在刚刚打开的对话框中，你应该看到一个模板列表，你可以双击它们将它们添加到右边的列表中，一个云服务可以包括任意数量的Worker角色和Web角色。

　　在这里的示例中，我们双击“Visual C# ASP.NET Web角色”，当它从左边移到右边的列表时，你可以对其重命名(按F2)，如图1所示，我们将其重命名为“MyASPNETRole”。

　　图1  向云服务项目添加角色

　　至此，Visual Studio将会创建一个包含两个项目的解决方案，第一个项目是云服务项目，它包括了所有的云服务正常运行需要的配置信息，第二个项目是稍稍有点改动的ASP.NET应用程序，除了一般ASP.NET项目文件外，它还包括以下Windows Azure特殊的引用：

　　• Microsoft.WindowsAzure.Diagnostics(诊断和日志记录API);

　　• Microsoft.WindowsAzure.ServiceRuntime(环境和运行时API);

　　• Microsoft.WindowsAzure.StorageClient(访问Windows Azure存储服务的.Net API)。

　　WebRole.cs文件包含了设置日志和诊断的代码，在web.config/app.config文件中包括一个跟踪监听器，通过这些配置，在Windows Azure上就可以使用标准的.Net日志记录API了。

 

　　云中的数据

　　现在我们已经拥有一个非常简单的云服务，按下F5开始调试，但现在你在浏览器中看到的是一个空白页面，为了处理应用程序的其它通信量，需要增加每个角色的实例数量，这样请求就可以跨角色实现负载均衡了，当然这也会影响到你如何设计和实现你的应用程序。

　　特别是对访问和存储数据有要求，许多人都知道数据存储和检索方法是不可伸缩的，例如，在云中，不应该在本地文件系统上存储数据，因为它是不可伸缩的。

　　为了实现云的伸缩特性，你需要使用新的云存储服务，Windows Azure Storage提供可伸缩的blob，队列和表存储服务，Microsoft SQL Azure提供基于云的关系数据库服务，Microsoft SQL Azure是构建在Microsoft SQL Server之上的，Blob用于存储命名文件和元数据，队列服务提供可靠的消息存储和传递，表服务提供结构化存储，这里的表指一组实体，每个实体包含一组属性。

　　为了帮助这些服务的使用，Visual Studio提供了一个本地仿真环境，叫做开发存储(Development Storage)，它模拟这些存储服务在云中的运行方式，在你的应用程序中，你可以使用云存储服务中相同的API应用到开发存储服务中。

　　要讨论Windows Azure提供的各种存储服务的正确用法已经超出了本文的范围，在tiny-url.com/ yfkxb86有大量的实例可供参考，此外，你可以通过对象浏览器(Object Browser)查看新的程序集，IntelliSense将会显示所有的类型和API，包括它们的XML文档，按F1将会把你导向该类型的在线帮助页面。

　　调式

　　为了演示在本地运行和调试Windows Azure的方法，我们使用一个MSDN代码库中的例子，首先去MSDN示例代码页面下载例子代码，然后解压到Documents文件夹中。

　　以管理员权限运行Visual Studio 2010，打开刚刚解压的thumbnails(缩略图)解决方案，这个解决方案演示了Web角色和Worker角色，以及blob和表服务的使用。

　　Web角色为用户上传照片提供了一个前端应用程序，然后添加一个工作项到队列中，Worker角色匹配队列中的工作项，然后在指定的目录中创建照片的缩略图。

　　当你打开这个解决方案后，你会发现它包含了三个项目，Thumbnails是关联了两个角色(Thumbnails_Web-Role和Thumbnails_WorkerRole)的云服务，Thumbnails_WebRole是Web角色项目，它实现上传照片和向队列添加工作项，Thumbnails_WorkerRole是Worker角色项目，它匹配队列中的工作项并在指定目录创建缩略图。

　　这个例子展示了StorageClient库与队列和blob服务交互的用法。

　　在Default.aspx.cs文件中submitButton_Click方法处增加一个断点，当用户在页面上选择一张照片点击提交后，就会命中该断点：

protected void submitButton_Click(

　　 object sender, EventArgs e) {

　　 if (upload.HasFile) {

　　var name = string .Format( " {0:10} " , DateTime.Now.Ticks,

　　Guid.NewGuid());

　　GetPhotoGalleryContainer().GetBlockBlob(name).UploadFromStream(upload.FileContent);

　　　　然后在WorkerRole.cs文件的Run方法处增加一个断点，之后的代码从队列检查消息是否存在，当Web角色向队列推送一条消息，刚好又被Worker角色检索到时，就会命中该断点。

while ( true ) {

　　 try {

　　CloudQueueMessage msg = queue.GetMessage();

　　 if (msg ! = null) {

　　 string path = msg.AsString

 

　　现在转到调试(Debug)菜单，选择开始调试(Start Debugging)，Visual Studio将会构建你的项目，开始Development Fabric，初始化Development Storage(首次运行时需要)，打包，附加到所有角色实例，然后启动浏览器显示Web角色。

　　现在你应该在浏览器中看到你的Web角色，在任务栏通知区域看到Development Fabric，Development Fabric是一个仿真环境，在本机模拟运行角色实例。

　　在任务栏Windows Azure图标上点击右键，在弹出的右键菜单中点击“显示Development Fabric界面”，将会打开Development Fabric程序界面，这时你可以查看日志，重启或删除部署，如图2所示，你也应该注意到Development Fabric包括一个托管了一个Web角色和Worker角色实例的部署。

　　图2  Development Fabric界面

　　通过查看进程得知，Visual Studio附属了三个进程：WaWebHost.exe, WaWorkerHost.exe and iexplore.exe。

　　WaWebHost(Windows Azure Web实例托管)和WaWorker-Host(Windows Azure Worker实例托管)分别托管你的Web角色和Worker角色，在云中，每个实例都是托管在它自己的虚拟机中的，而在本地开发仿真环境中，每个实例都是托管在独立的进程中，通过Visual Studio将它们连接起来。

　　默认情况下，Visual Studio使用脚本引擎连接到IE，如果要调试Silverlight程序，你需要在Web角色项目属性中启用Silverlight调试程序。

　　选择一张照片点击提交，Visual Studio会在submit-Button_Click方法设置的断点处暂停，按F5继续，submitButton_Click方法为文件产生一个唯一的名字，然后将图像流上传到blob存储，向队列添加一条包含文件名的消息，接下来Visual Studio会暂停在Worker角色中设置的断点处，这意味着Worker将从队列接收到一条消息，并准备好处理图像。

　　按F5继续，Worker将从消息中提取出文件名，从blob服务检索图像流，创建缩略图，然后将新创建的缩略图上传自blob服务的thumbnails目录中，Web角色然后使用这些缩略图显示在浏览器中。

　　部署

　　到目前为止，我们已经在本地创建并调试好程序了，接下来我们要将其部署到云中，下面是部署一个程序到Windows Azure的推荐过程：

　　• 在Windows Azure Development Fabric中使用本地存储在本地运行你的程序;

　　• 在Development Fabric中使用Windows Azure存储帐户本地运行你的程序;

　　• 在Windows Azure上使用Windows Azure存储帐户运行你的持续。

　　在第一个阶段，你可以在本机使用Development Fabric和Development Storage代替Windows Azure云基础设施执行本地模拟部署，甚至不需要网络连接，完全可以离线开发和调试Windows Azure程序或服务。

　　在第二阶段中，使用Windows Azure存储代替了本地存储，但仍然在本地Development Fabric中调试和诊断Windows Azure程序，你可以在代码中设置断点，步进式执行代码。这一阶段所花的时间大约占项目周期的20%-25%。

　　在第三阶段中，你的主要任务是测试性能调优，在Windows Azure云中运行你的程序时，就没有丰富的代码调试功能了，你必须查看冗长的诊断日志。

　　Windows Azure托管服务提供了私有的分级部署区域，你可以在这个区域中悄悄地测试你的程序，等到可以正式发布时，再将其发布到公共生产部署区域供你的用户使用。

　　分级段部署只能通过一个唯一的URL访问，在这个URL中系统会分配一个全局唯一标识符(GUID)作为前缀，生产部署时就可以用用户的域名简化访问方式了。

 

　　转移到Windows Azure存储

　　现在Thumbnails 服务已经运行在本机的Developer Fabric中，接下来我们要将其转移到Windows Azure存储中，这一步需要一个Windows Azure存储账号，并需要改变Thumbnails服务的配置。

　　进入Windows Azure开发门户(windows.azure.com)，使用你的Windows Live ID登录，选择“新建服务”，点击“存储账号”，在“创建一个服务”页面中，输入一个友好的存储账号名，接下来输入“服务/域名”名称，如图3所示，注意这里的域名是全局的，因此要具有唯一性。

　　图 3 配置一个存储域

　　创建一个密切关联组(Affinity group)，确保你的存储和托管服务都尽可能位于同一个数据中心，在这里你可以明确指定一个位置，诀窍是保证该数据中心地理位置与你的云服务用户最近，这样可以减少网络通信量。

　　点击“创建”按钮，显示存储帐户摘要信息页面，现在你要告诉你的Thumbnails服务使用新的存储帐户存储它的图像和缩略图。

　　双击Visual Studio解决方案资源管理器Role下的Thumbnails_WebRole节点，打开它的属性页面，选择“设置”标签，选择“DataConnectionString”，点击“编辑”按钮，打开存储连接字符串对话框，如图4所示。

　　图 4 存储连接字符串对话框

　　默认选中的是“使用开发存储”，点击“输入存储凭据”，输入你的存储账号名和密钥，注意在账号名字段处输入创建账号时输入的“服务/域名”，在账号密钥字段处输入摘要页面中显示的主要访问密钥，你可以使用复制粘贴，另外摘要页面还有一个次要访问密钥，它是一个备用的密钥。

　　对Thumbnails_WorkerRole角色重复以上操作，让Web角色和Worker角色使用相同的存储服务。

　　当你把Web和Worker角色转移到Windows Azure存储后，在Visual Studio中按下F5调试你的云服务，确保一切工作正常。

　　你会发现你在调试的Web页面URL仍然是本地的，但现在缩略图的URL(可以在它们的属性对话框中看到)已经指向Windows Azure存储了。

　　现在我们还处于本地服务+云存储的开发阶段，其性能可能是三个开发阶段中最烂的，第一阶段(本地服务/本地存储)的速度可能是最快的，因为一切都在本机上进行的，第三阶段(云服务/云存储)将受益于云的硬件扩展性和数据中心的距离，但第二阶段(本地服务/云存储)由于服务是在本地执行的，而数据要穿越多个网络节点抵达云存储，因此可能存在一定的延迟。

　　因此不要评估第二阶段的性能，不过可以测试云存储的响应时间，如果你使用了异步调用，你会发现速度还是蛮快的。

　　当你完成本地服务/云存储的部署调试后，就可以着手将服务也部署到Windows Azure中了。

 

　　创建一个托管服务

　　为了创建一个完整的托管服务，返回Windows Azure开发门户，用你的Live ID登录，点击“新建服务”*“托管服务”，你将会看到一个新建托管服务页面，在这里你可以指定服务的名字和描述信息，点击下一步，为托管服务项目输入一个域名，如图5所示，设置关联组匹配先前创建的Thumbnails密切关联组，创建好项目后，你会看到一个项目摘要信息页面。

　　图 5 配置一个托管服务

　　在Visual Studio解决方案资源管理器Thumbnails节点上点击右键，选择“发布”，这个命令会构建一个Windows Azure程序包，然后打开Windows资源管理器显示该程序包所在本地目录，最后启动默认浏览器进入开发门户。

　　从开发门户主页转到Thumbnails托管服务摘要页面，点击阶段下面的部署按钮，进入分级部署页面，在这里你可以指定并上传程序包和配置文件，你可以从Windows资源管理器复制服务包(.cspkg)和服务配置文件的路径。

　　门户将会上传你的服务包，并将你的云服务部署到分级部署区域中，你的角色也会被置为已分配状态(Allocated)，这意味着你的Windows Azure程序已经在数据中心硬件上准备就绪，但尚未计划运行。

　　为了在分级部署区域中测试你的云服务，你需要运行它，点击“运行”，你的Web角色将变成正在初始化状态，当Web角色准备就绪后，状态变为已启动，当你的角色启动好后，就可以输入分级部署URL进行测试了。

　　从正在初始化状态过渡到已启动状态至少需要10分钟，当你对分级部署区域中的云服务感到满意时，你可以点击如图6所示的图标将服务正式发布到生产区域。

　　图6  正式发布按钮

　　当你的部署详细信息显示在页面的生产区域中时，你的云服务就算是部署好了。

　　熟悉的工具

　　Visual Studio 2010让你很容易创建、编辑、配置、调试和部署运行在Windows Azure上的程序，特别是你现在掌握的ASP.NET和Visual Studio 技能会有用武之地，Windows Azure提供了一个高效、稳定和低成本的云计算机会，而Visual Studio 2010提供了一个快速开发和部署云服务的手段。