引用 WCF 本质（1）

WCF 本质

 

 

1. 什么是 WCF？

Windows Communication Foundation (WCF) 是一套 Windows 平台上开发和发布服务(services)的软件开发工具包(SDK)。WCF 提供服务运行环境，使你能将 CLR 类型暴露为服务，或者反过来将服务封装为 CLR 类型。尽管理论上 WCF 不是必须的，但在实际开发中 WCF 会让我们的工作变得更加简单。WCF 是微软实现的一套工业标准，它定义了服务交互(service interactions)、类型转换(type conversion) 、封装(marshaling)、多协议管理(various protocols' management)等技术细节。也正因为其标准化，WCF 可以支持不同平台服务之间的互操作。WCF 为开发者提供了各种不同应用需求的支持，可大幅提高生产力。在 WCF 的第一个版本(first release)中包含了许多实用功能，比如宿主(hosting)、服务实例管理(service instance management)、异步调用(asynchronous calls)、可靠性(reliability)、事务管理(transaction management)、离线队列调用(disconnected queued calls)、安全(security)等等。WCF 拥有一套优雅(elegant)、可扩展(extensibility)的模型，WCF 本身就是基于该模型开发的。

2. 服务 (Services)

一个服务就是一系列功能的组合。软件开发一直在进化着，从早期的结构化函数(functions)到对象(objects)、组件(components)，直到现在的服务方式。Service-orientation (SO) 是一套构建 "面向服务程序" 的抽象原则和最优方法。SOA 程序 (service-oriented application) 将服务集中到单个逻辑程序当中，就像组件服务程序或面向对象程序那样。

SOA 示意图

服务可以是本地或远程的，其客户端可以是 Windows Froms、ASP.NET page，甚至是其他服务。服务和客户端之间通过发送和接收消息(messages)来相互影响，消息可以直接传递，也可以通过代理服务器等方式进行中介传送。WCF 中的消息都是 SOAP 格式，但这和 Web services 无关。WCF 服务可使用多种传输方式，并不仅仅是 HTTP 协议。WCF 服务可以被非 WCF 客户端(non-WCF clients)调用，同样 WCF 客户端也可以调用非 WCF 服务(non-WCF services)。

由于服务构成对外界是非透明的，因此 WCF 通过元数据(metadata)来描述其可用功能和通讯方式。元数据事先通过技术中立的方式被发布，比如 WSDL/HTTP-GET，以及其他标准的元数据交换模式(metadata exchange)。非 WCF 客户端可以导入元数据，生成其自身平台类型的调用代码。同样，WCF 客户端也能完成同样的功能。

服务执行边界

客户端从来不会直接调用服务，即便这个服务就在本机的内存中。客户端总是通过一个代理(proxy)来转发调用，代理拥有和服务相同的操作接口，当然还有一些附加的代理管理方法。

WCF 允许客户端跨越所有的边界与服务进行通讯。通过下面这些图，我们可以了解其通讯方式。

相同主机通讯模式

跨机器通讯模式

3. 地址 (Addresses)

每个服务都会关联到一个唯一的地址。地址提供了两个重要信息: 服务位置(location)、传送协议(transport protocol)。WCF 1.0 支持 HTTP、TCP、Peer network、IPC (Inter-Process Communication over named pipes) 和 MSMQ。

下面是一些常用地址的例子。

http://localhost:8001

http://localhost:8001/MyService

net.tcp://localhost:8002/MyService

net.pipe://localhost/MyPipe

net.msmq://localhost/private/MyService

net.msmq://localhost/MyService

4. 契约 (Contracts)

契约是用来描述服务功能(service does)的一种平台中立的标准方式，WCF 所有服务都需要实现一个或多个契约。

WCF 定义了四种类型的契约：

• Service contracts : 定义客户端可以使用哪些服务操作。
• Data contracts : 定义服务传输的数据类型。WCF 定义了一些隐式数据契约，像 int、string 等，更多时候我们需要使用 DataContractAttribute 显式定义那些自定义数据结构的数据契约。
• Fault contracts : 定义服务引发的错误信息，以及如何传递这些异常给客户端。
• Message contracts : 允许我们直接操控服务消息内容和格式，可以是类型化或无类型的。

在 WCF 中，我们通过 ServiceContractAttribute 和 OperationContractAttribute 特性来定义服务契约。

 

[AttributeUsage(AttributeTargets.Interface|AttributeTargets.Class, Inherited = false)]

public sealed class ServiceContractAttribute : Attribute

{

   public string Name {get;set;}

   public string Namespace {get;set;}

   //More members

}

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]

public sealed class OperationContractAttribute : Attribute

{

   public string Name {get;set;}

   //More members

}

ServiceContractAttribute 将接口或类型映射为一个技术中立(technology-neutral)的服务契约，ServiceContractAttribute 标注的服务契约不受 CLR 类型访问限定规则(type's visibility)限制，也就是说我们将 ServiceContractAttribute 合法地标注在一个 internal interface 上。这是因为契约本身是一种规则描述，只不过在 WCF 中我们使用 ServiceContractAttribute 来映射这种规则，客户端并不会直接依赖于这个具体的接口或类型。

另外，我们还需要显式使用 OperationContractAttribute 来标注服务操作。OperationContractAttribute 只能用于方法(methods)，无论这个方法是 private 还是 public。而那些没有标注该特性的方法并不会成为契约的一部分。契约操作方法的参数必须是基本类型或其他可序列化的引用类型(Serializable、DataContract)。

[ServiceContract]

interface IMyContract

{

   [OperationContract]

   string MyMethod( );

}

class MyService : IMyContract

{

   public string MyMethod( )

   {

     return "Hello WCF";

   }

}

单个类型可以实现多个服务契约。

[ServiceContract]

interface IMyContract

{

   [OperationContract]

   string MyMethod( );

}

[ServiceContract]

interface IMyOtherContract

{

   [OperationContract]

   void MyOtherMethod( );

}

class MyService : IMyContract,IMyOtherContract

{

   public string MyMethod( ) {...}

   public void MyOtherMethod( ) {...}

}

通常情况下，WCF 只能调用使用默认构造方法。虽然我们可以绕开这个限制，但这个服务实例模式只能是 Single。

[ServiceContract]

interface IMyService

{

   [OperationContract]

   void Test(int x);

}

[ServiceBehavior(InstanceContextMode=InstanceContextMode.Single)]

class MyService : IMyService

{

   private int x;

   public MyService(int x)

   {

     this.x = x;

   }

   public void Test(int x)

   {

     this.x += x;

     Console.WriteLine(this.x);

   }

}

class Program

{

   static void Main(string[] args)

   {

     var o = new MyService(1234);

     var host = new ServiceHost(o, new Uri("http://localhost:802"));

     host.AddServiceEndpoint(typeof(IMyService), new BasicHttpBinding(), "");

     host.Open();

     // ---- Client ------------

    

     var channel = ChannelFactory<IMyService>.CreateChannel(new BasicHttpBinding(),

       new EndpointAddress("http://localhost:802"));

      

     using (channel as IDisposable)

     {

       channel.Test(1);

     }

     Console.WriteLine("Press any key to exit...");

     Console.ReadKey(true);

     Environment.Exit(0);

   }

}

除了将接口映射为服务契约外，我们还可以直接在 Class 上标注。

[ServiceContract]

class MyService

{

   [OperationContract]

   string MyMethod( )

   {

     return "Hello WCF";

   }

}

和 Web Services 开发一样，我们通过为契约添加名字空间(namespace)来避免命名冲突。未做设置时，默认名字空间是 http://tempuri.org。

[ServiceContract(Namespace = "MyNamespace")]

interface IMyContract {...}

缺省情况下，服务契约的名称直接使用类型和方法的名字。我们可以使用 Name 属性来定义一个不同的对外公开名称。

[ServiceContract(Name = "IMyOtherContract")]

interface IMyContract

{

   [OperationContract(Name = "SomeOperation")]

   void MyMethod(string text);

}