《Programming WCF Services》翻译笔记之一

《Programming WCF Services》的第1章介绍了WCF的基本知识。

在WCF中，最重要的概念自然是服务（Service）。书中对服务的定义为“服务是暴露在外的一组功能的集合”。虽然服务大部分是以契约接口的形 式存在，而对于服务的定义通常也与“面向接口编程”的思想近似，但更重要的是我们必须理解服务的含义。传统的编程思想，在理解业务逻辑的时候，我们可以将 业务逻辑封装为对象，该对象提供了与业务相关的功能；而WCF编程却更多的是考虑如何提供业务服务，以及服务的消费者——客户端。

因此，面向服务编程思想中，调用业务的角色发生了根本的变化。以酒店预订业务为例，如果是传统的面向对象编程，在编写业务用例时，调用酒店预订对象的角色为Customer，如图所示：

 

 

服务、终结点与契约

 

如果是WCF服务编程，首先就要考虑服务的提供者与消费者。同样对于酒店预订业务而言，服务的提供者会定义和发布酒店预订服务，而客户端则完成服务的调用，如图所示：

 

服务、终结点与契约

WCF 最关键的是“允许客户端跨越执行边界与服务进行通信。在同一台机器中，客户端可以调用同一个应用程序域中的服务，也可以在同一进程中跨应用程序域调用，甚 至跨进程调用。” 客户端还可以跨机器访问服务，甚至“跨越Intranet或Internet的边界与服务交互。”
与传统的分布式技术如 DCOM和.NET Remoting不同，不管服务对象是本地的还是远程的，WCF都提供了完全一致的编程模型，也就是通过代理的方式完成。这样做的好处在于：“它使得开发 者不会因为服务位置的改变影响客户端，同时还大大地简化了应用程序的编程模型”。

在WCF中，要访问WCF服务，必须知道服务的地址（Address）。书中简单介绍了几种服务地址：TCP地址、HTTP地址、IPC地址、MSMQ地址、对等网地址。在定义服务时，都需要指定基地址。基地址的格式为：
[传输协议]://[机器名或域名][:可选端口]
书中列出了几个常见的地址：
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
其中，前两个地址为HTTP地址，第三个为TCP地址，第四个为IPC地址，使用了命名管道，最后两个为MSMQ地址。
在定义了基地址后，还可以为每个服务指定URI。此时，服务的地址为基地址加上指定的URI。关于地址的描述，会在第二章详细介绍。
第 1章简单介绍了契约（Contract）。“WCF的所有服务均暴露为契约（Contract）。契约是与平台无关的，是描述服务功能的标准方式。” WCF定义了四种类型的契约：服务契约（Service Contract）、数据契约（Data Contract）、错误契约（Fault Contract）以及消息契约（Message Contract）。
本书会在第2章和第3章分别介绍服务契约和数据契约，第6章介绍错误契约。至于消息契约，则不在本书范围之内。
定义服务契约的特性为ServiceContract，它既可以应用到接口上，也可以应用到服务类上。最佳实践则是将特性应用到接口上，如：

[ServiceContract]
interface IMyContract
{
   [OperationContract]
   string MyMethod(string text);
 
   //Will not be part of the contract
   string MyOtherMethod(string text);
}

要将服务类型的成员定义在服务契约中，必须将ServiceContract和OperationContract特性结合起来。定义服务契约时，应着眼于 服务的提供，而不是业务的实现。特别是在服务契约的概念里，是否属于服务契约，与对象的访问限定没有必然的联系。例如在机票预订服务中包含了两个方 法：Subscribe()与Settle()。对于业务对象而言，这两个方法无疑都需要暴露为公有方法。但对于服务定义而言，服务的消费者仅需要关心 Subscribe()方法而已。此时，机票预订服务接口的定义就应该如下：

[ServiceContract]
public interface ISubscribeTicket
{
[OperationContract]
bool Subscribe(Customer customer);

    void Settle(double money);
}

此时暴露在服务契约中的方法只有Subscribe()方法。
一个单独的类通过继承或实现多个应用了ServiceContract特性的接口，实现对多个契约的支持。
书中特别申明：“实现（服务）时必须避免使用有参构造函数，因为WCF只能使用默认的构造函数。”
服务的名字与命名空间可以通过ServiceContract特性的Name和Namespace属性来指定。如果未指定，则默认的命名空间为http://tempuri.org，默认的服务名为接口名（或服务类名，如果ServiceContract特性直接应用到类上）。

在第1章中，最有价值的内容应该是本章的图1-4，如下所示：

 

服务、终结点与契约

图中给WCF用户展示了如何根据不同的场景选择合适的绑定。书中描述如下：
“首先需要叩问自己服务是否需要与非WCF的客户端交互。如果是，同时客户端又是旧的MSMQ客户端，选择 MsmqIntegrationBinding绑定就能够使得服务通过MSMQ与该客户端实现互操作。如果服务需要与非WCF客户端交互，并且该客户端期 望调用基本的Web服务协议（ASMX Web服务），那么选择BasicHttpBinding绑定就能够模拟ASMX Web服务（即WSI-Basic Profile）公开WCF服务。缺点是我们无法使用大多数最新的WS-*协议的优势。但是，如果非WCF客户端能够识别这些标准，就应该选择其中一种 WS绑定，例如WSHttpBinding、WSFederationBinding或者WSDualHttpBinding。如果假定客户端为WCF客 户端，同时需要支持脱机或断开状态下的交互，则可以选择NetMsmqBinding使用MSMQ传输消息。如果客户端需要联机通信，但是需要跨机器边界 调用，则应该选择NetTcpBinding通过TCP协议进行通信。如果相同机器上的客户端同时又是服务，选择NetNamePipeBinding使 用命名管道可以使性能达到最优化。如果基于额外的标准，例如回调（选择WSDualHttpBinding）或者联邦安全（选择 WSFederationBinding），则应对选择的绑定进行微调。”

“即使超出了使用的目标场景，大多数绑定工作仍然良好。例如，我们可以使用TCP绑定实现相同机器甚至进程内的通信；我们也可以使用基本绑定实现Intranet中WCF对WCF的通信。然而，我们还是应尽量按照图1-4选择绑定。”

第1章作为WCF基础的整体介绍，不可避免要介绍WCF的体系架构，书中的描述如下：
“WCF提供了对可靠性、事务性、并发管理、安全性以 及实例**等技术的有力支持，它们均依赖于基于拦截机制的WCF体系架构。通过代理与客户端的交互意味着WCF总是处于服务与客户端之间，拦截所有的调 用，执行调用前和调用后的处理。当代理将调用栈帧（Stack Frame）序列化到消息中，并将消息通过通道链向下传递时，WCF就开始执行拦截。通道相当于一个＊＊＊，目的在于执行一个特定的任务。每个客户端通道 都会执行消息的调用前处理。链的组成与结构主要依赖于绑定。例如，一个通道对消息编码（二进制格式、文本格式或者MTOM），另一个通道传递安全的调用上 下文；还有一个通道传播客户端的事务，一个通道管理可靠会话，另一个通道对消息正文（Message Body）加密（如果进行了配置），诸如此类。客户端的最后一个通道是传输通道，根据配置的传输方式发送消息给宿主。”

“在宿主端，消息同样通过通道链进行传输，它会对消息执行宿主端的调用前处理。宿主端的第一个通道是传输通道，接收传输过来的消息。随后的通道执行 不同的任务，例如消息正文的解密、消息的解码、参与传播事务、设置安全准则、管理会话、**服务实例。宿主端的最后一个通道负责将消息传递给分发器 （Dispatcher）。分发器将消息转换到一个栈帧，并调用服务实例。执行顺序如图1-11所示。”

书中的图1-11如下所示：

 

服务、终结点与契约

“服务并不知道它是否被本地客户端调用。事实上，服务会被本地客户端——分发器调用。客户端与服务端的＊＊＊确保了它们能够获得运行时环境，以便于 它们执行正确的操作。服务实例会执行调用，然后将控制权（Control）返回给分发器。分发器负责将返回值以及错误信息（如果存在）转换为一条返回消 息。分发器获得控制权，执行的过程则刚好相反：分发器通过宿主端通道传递消息，执行调用后的处理，例如管理事务、停用实例、回复消息的编码与加密等。为了 执行客户端调用后的处理，包括解密、解码、提交或取消事务等任务，传输通道会将返回消息发送到客户端通道。最后一个通道将消息传递给代理。代理将返回消息 转化到栈帧，然后将控制权返回给客户端。”

“特别值得注意的是，体系架构中的所有要点均与可扩展＊＊息相关。我们可以为专有交互定制通道，为实例管理定制行为，以及定制安全行为等。事实上，WCF提供的标准功能都能够通过相同的可扩展模式实现。”

通过WCF实现SOA的一个关键问题是，如何将与技术无关的服务转换为CLR。一旦提供了这种转换，WCF的服务设计者与开发者就可以根据自己拥有 的CLR的知识，进行WCF面向服务开发。为两者搭建桥梁的是宿主。一个宿主可以包含多个上下文，而在上下文中则可以包含服务实例。特殊的，宿主的上下文 也可以为空。如下图所示：

 

服务、终结点与契约

客户端若要调用服务，可以采用代理或通道的方式。这两种方式在很多资料上已经有了详尽的介绍。在这里，我不准备重复。如果需要详细了解甚至掌握着两 种方式，当然可以购买Programming WCF Services一书一探究竟。这里我想介绍的是本书中频繁使用的一种简化WCF类库的一个示例，主要是引入泛型来简化以及各种步骤地自动化处理。例如 ServiceHost<T>类，就是通过引入泛型简化了WCF提供的ServiceHost类：

public class ServiceHost<T> : ServiceHost
{
   public ServiceHost(  ) : base(typeof(T))
   {}
   public ServiceHost(params string[] baseAddresses) :
                                   base(typeof(T),Convert(baseAddresses))
   {}
   public ServiceHost(params Uri[] baseAddresses) :
                                            base(typeof(T),baseAddresses)
   {}
   static Uri[] Convert(string[] baseAddresses)
   {
      Converter<string,Uri> convert =  delegate(string address)
                                       {
                                          return new Uri(address);
                                       };
      return Array.ConvertAll(baseAddresses,convert);
   }
}

如果是使用ServiceHost类，则托管服务的代码如下所示：

public static void Main(  )
{
   Uri baseAddress = new Uri("http://localhost:8000/");
   ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(MyService),baseAddress);

   host.Open(  );
 
   //Can do blocking calls:
   Application.Run(new MyForm(  ));

   host.Close(  );
}

使用ServiceHos<T>t类，则可修改为：

public static void Main(  )
{
   Uri baseAddress = new Uri("http://localhost:8000/");
   ServiceHost<MyService> host = new ServiceHost<MyService>(baseAddress);

   host.Open(  );
 
   //Can do blocking calls:
   Application.Run(new MyForm(  ));

   host.Close(  );
}

在ServiceHost<T>类的实现中，使用了.NET 2.0中才引入的一个方法Array.ConvertAll()，它的方法签名为：

public static TOutput[] ConvertAll<TInput,TOutput> (
TInput[] array,
Converter<TInput,TOutput> converter
)

它能够根据Converter对象将一种类型的数组转换为另一种类型的数组。

本书中，还使用了很多.NET的高级特性，特别是一些在.NET 2.0才引入的技术。所以作者在本书的前言中写到：“本书大量使用了.NET 2.0技术，从某种角度来说，本书也可以算是一本高级的C#技术书籍。”