Windows Communication Foundation介绍(二)

三、WCF的技术要素



作为基于SOA(Service Oriented Architecture)的一个框架产品，WCF最重要的就是能够快捷的创建一个服务(Service)。如下图所示，一个WCF Service由下面三部分构成：

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1、Service Class：一个标记了[ServiceContract]Attribute的类，在其中可能包含多个方法。除了标记了一些WCF特有的Attribute外，这个类与一般的类没有什么区别。
2、Host(宿主)：可以是应用程序，进程如Windows Service等，它是WCF Service运行的环境。
3、Endpoints：可以是一个，也可以是一组，它是WCF实现通信的核心要素。

WCF Service由一个Endpoints集合组成，每个Endpoint就是用于通信的入口，客户端和服务端通过Endpoint交换信息，如下图所示：

uploads/200708/06_141710_wcf07.gif


从图中我们可以看到一个Endpoint由三部分组成：Address，Binding，Contract。便于记忆，我们往往将这三部分称为是Endpoint的ABCs。

Address 是Endpoint的网络地址，它标记了消息发送的目的地。Binding描述的是如何发送消息，例如消息发送的传输协议(如TCP，HTTP)，安全 (如SSL，SOAP消息安全)。Contract则描述的是消息所包含的内容，以及消息的组织和操作方式，例如是one-way，duplex和 request/reply。所以Endpoint中的ABCs分别代表的含义就是：where，how，what。当WCF发送消息时，通过 address知道消息发送的地址，通过binding知道怎样来发送它，通过contract则知道发送的消息是什么。

在WCF中，类 ServiceEndpoint代表了一个Endpoint，在类中包含的EndpointAddress，Binding， ContractDescription类型分别对应Endpoint的Address，Binding，Contract，如下图：

uploads/200708/06_141715_wcf08.gif


EndpointAddress类又包含URI，Identity和可选的headers集合组成，如下图：

uploads/200708/06_141721_wcf09.gif


Endpoint 安全的唯一性识别通常是通过其URI的值，但为了避免一些特殊情况造成URI的重复，又引入了Identity附加到URI上，保证了Endpoint地 址的唯一性。至于可选的AddressHeader则提供了一些附加的信息，尤其是当多个Endpoint在使用同样的URI地址信息时， AddressHeader就非常必要了。

Binding类(位于System.ServiceModel.Channels命名空间)包含Name，Namespace和BindingElement集合，如下图：

uploads/200708/06_141727_wcf10.gif


Binding 的Name以及Namespace是服务元数据(service’s metadata)的唯一标识。BindingElement描述的是WCF通信时binding的方式。例如， SecurityBindingElement表示Endpoint使用SOAP消息安全方式，而 ReliableSessionBindingElement表示Endpoint利用可信赖消息确保消息的传送。 TcpTransportBindingElement则表示Endpoint利用TCP作为通信的传输协议。每种BindingElement还有相应 的属性值，进一步详细的描述WCF通信的方式。

BindingElement的顺序也非常重要。BindingElement集合通常会 创建一个用于通信的堆栈，其顺序与BindingElement集合中元素顺序一致。集合中最后一个binding element对应于通信堆栈的底部，而集合中的第一个binding element则对应于堆栈的顶端。入消息流的方向是从底部经过堆栈向上，而出消息流的方向则从顶端向下。因此，BindingElement集合中的 binding element顺序直接影响了通信堆栈处理消息的顺序。幸运的是，WCF已经提供了一系列预定义的Binding，能够满足大多数情况，而不需要我们自定 义Binding，殚精竭虑地考虑binding element的顺序。

Contract是一组操作(Operations)的集合，该操作定义了Endpoint通信的内容，每个Operation都是一个简单的消息交换(message exchange)，例如one-way或者request/reply消息交换。

类ContractDescription 用于描述WCF的Contracts以及它们的操作operations。在ContractDescription类中，每个Contract的 operation都有相对应的OperationDescription，用于描述operation的类型，例如是one-way，还是 request/reply。在OperationDescription中还包含了MessageDecription集合用于描述message。

在WCF 编程模型中，ContractDescription通常是在定义Contract的接口或类中创建。对于这个接口或类类型，标记以 ServiceContractAttribute，而其Operation方法则标记以OperationContractAttribute。当然我 们也可以不利用CLR的attribute，而采用手工创建。

与Binding一样，每个Contract也包含有Name和 Namespace，用于在Service的元数据中作为唯一性识别。此外，Contract中还包含了ContractBehavior的集合， ContractBehavior类型可以用于修改或扩展contract的行为。类ContractDescription的组成如下图所示：

uploads/200708/06_141732_wcf11.gif


正 如在ContractDescription中包含的IContractBehavior一样，WCF专门提供了行为Behavior，它可以对客户端和 服务端的一些功能进行修改或者扩展。例如ServiceMetadataBehavior用于控制Service是否发布元数据。相似的， security behavior用于控制安全与授权，transaction behavior则控制事务。

除了前面提到的 ContractBehavior，还包括ServiceBehavior和ChannelBehaivor。ServiceBehavior实现了 IServiceBehavior接口，ChannelBehaivor则实现了IChannleBehavior接口。

由于WCF需要 管理的是服务端与客户端的通信。对于服务端，WCF提供了类ServiceDescription用于描述一个WCF Service，；而针对客户端，WCF管理的是发送消息时需要使用到的通道Channel，类ChannelDescription描述了这样的客户端 通道。

ServiceDescription类的组成如下图所示：

uploads/200708/06_141738_wcf12.gif


我们可以利用代码的方式创建ServiceDescription对象，也可以利用WCF的Attribute，或者使用工具SvcUtil.exe。虽然可以显式的创建它，但通常情况下，它会作为运行中的Service一部分而被隐藏于后（我在后面会提到）。

ChannelDescription 类的组成与ServiceDescription大致相同，但它仅仅包含了一个ServiceEndpoint，用于表示客户端通过通道通信的目标 Endpoint。当然，施加到ChannelDescription的Behavior也相应的为IChannelBehavior接口类型，如图所 示：

uploads/200708/06_141743_wcf13.gif


定义一个WCF Service非常简单，以SayHello为例，定义的Service可能如下：
原始代码复制代码打印代码?
  1. using System.ServiceModel  
  2.   
  3.     [ServiceContract]  
  4.     public class Service1  
  5.     {  
  6.         public string SayHello(string name)  
  7.         {  
  8.             return "Hello: " + name;  
  9.         }  
  10.     }  
System.ServiceModel 是微软为WCF提供的一个新的类库，以用于面向服务的程序设计。在开发WCF应用程序时，需要先添加对System.ServiceModel的引用。 WCF中的大部分类和接口也都是在命名空间System.ServiceModel下。

我们为Service1类标记了[ServiceContract]，这就使得该类成为了一个WCF Service，而其中的方法SayHello()则因为标记了[OperationContract]，而成为该Service的一个Operation。

不过WCF推荐的做法是将接口定义为一个Service，这使得WCF Service具有更好的灵活性，毕竟对于一个接口而言，可以在同时有多个类实现该接口，这也就意味着可以有多个Service Contract的实现。那么上面的例子就可以修改为：
原始代码复制代码打印代码?
  1. [ServiceContract()]  
  2. public interface IService1  
  3. {  
  4.     [OperationContract]  
  5.     string SayHello(string name);  
  6. }  
而类Service1则实现该IService1接口：
原始代码复制代码打印代码?
  1. public class Service1 : IService1  
  2. {  
  3.     public string SayHello(string name)  
  4.     {  
  5.         return "Hello: " + name;  
  6.     }  
  7. }  
注意在实现了IService1接口的类Service1中，不再需要在类和方法中标注ServiceContractAttribute和OperationContractAttribute了。

前面我已经提过，一个WCF Service必须有host作为它运行的环境。这个host可以是ASP.Net，可以是Windows Service，也可以是一个普通的应用程序，例如控制台程序。下面就是一个Host的实现：
原始代码复制代码打印代码?
  1. using System.ServiceModel  
  2.   
  3.     class HostApp  
  4.     {  
  5.         static void Main(string[] args)  
  6.         {  
  7.             MyServiceHost.StartService();  
  8.             Console.WriteLine("服务已经启动...");  
  9.             Console.Read();  
  10.             MyServiceHost.StopService();            
  11.         }  
  12.     }  
  13.   
  14.     internal class MyServiceHost  
  15.     {  
  16.         internal static ServiceHost myServiceHost = null;  
  17.   
  18.         internal static void StartService()  
  19.         {  
  20.             //Consider putting the baseAddress in the configuration system  
  21.             //and getting it here with AppSettings  
  22.             Uri baseAddress = new Uri("http:localhost:8080/service1");  
  23.   
  24.             //Instantiate new ServiceHost   
  25.             myServiceHost = new ServiceHost(typeof(WCFServiceLibrary2.Service1), baseAddress);  
  26.   
  27.             //Open myServiceHost  
  28.             myServiceHost.Open();  
  29.         }  
  30.   
  31.         internal static void StopService()  
  32.         {  
  33.             //Call StopService from your shutdown logic (i.e. dispose method)  
  34.             if (myServiceHost.State != CommunicationState.Closed)  
  35.                 myServiceHost.Close();  
  36.         }  
  37.     }  
在 这个HostApp中，我们为Server1创建了一个ServiceHost对象。通过它就可以创建WCF运行时(Runtime)，WCF Runtime是一组负责接收和发送消息的对象。ServiceHost可以创建SerivceDescription对象，利用 SerivceDescription，SercieHost为每一个ServiceEndpoint创建一个EndpointListener。 ServiceHost的组成如下图：

uploads/200708/06_141748_wcf14.gif


EndpointListener 侦听器包含了listening address，message filtering和dispatch，它们对应ServiceEndpoint中的EndpointAddress，Contract和 Binding。在EndpointListener中，还包含了一个Channel Stack，专门负责发送和接收消息。

注意在创建 ServiceHost时，传递的type类型参数，不能是interface。因此，我在这里传入的是typeof(HelloWorld)。 ServiceHost类的AddServiceEndpoint()方法实现了为Host添加Endpoint的功能，其参数正好是Endpoint的 三部分：Address，Bingding和Contract。(此时的IHello即为ServiceContract，其方法Hello为 OperationContract)。

ServiceHost的Open()方法用于创建和打开Service运行时，而在程序结束后 我又调用了Close()方法，来关闭这个运行时。实际上以本例而言，该方法可以不调用，因为在应用程序结束后，系统会自动关闭该host。但作为一种良 好的编程习惯，WCF仍然要求显式调用Close()方法，因为Service运行时其本质是利用Channel来完成消息的传递，当打开一个 Service运行时的时候，系统会占用一个Channel，调用完后，我们就需要释放对该通道的占用。当然我们也可以用using语句来管理 ServiceHost资源的释放。

定义好了一个WCF Service，并将其运行在Host上后，如何实现它与客户端的通信呢？典型的情况下，服务端与客户端均采用了Web Service Description Language(WSDL)，客户端可以通过工具SvcUtil.exe生成对应于该WCF Service的Proxy代码，以完成之间的消息传递，如图所示：

uploads/200708/06_141754_wcf15.gif


SvcUtil.exe是由WinFx Runtime Component SDK所提供的，如果安装SDK正确，可以在其中找到该应用工具。生成客户端Proxy代码的方法很简单，首先需要运行服务端Service。然后再命令行模式下运行下面的命令：
svcutil.exe http://localhost:8080/service1?wsdl

这样会在当前目录下产生两个文件service1.cs和output.config。前者最主要的就是包含了一个实现了Service1接口的Proxy对象，这个代理对象名为Service1Client，代码生成的结果如下：
原始代码复制代码打印代码?
  1. [System.CodeDom.Compiler.GeneratedCodeAttribute("System.ServiceModel", "3.0.0.0")]  
  2. [System.ServiceModel.ServiceContractAttribute(ConfigurationName="IService1")]  
  3. public interface IService1  
  4. {  
  5.       
  6.     [System.ServiceModel.OperationContractAttribute(Action="http:tempuri.org/IService1/SayHello", ReplyAction="http:tempuri.org/IService1/SayHelloResponse")]  
  7.     string SayHello(string name);  
  8. }  
  9.   
  10. [System.CodeDom.Compiler.GeneratedCodeAttribute("System.ServiceModel", "3.0.0.0")]  
  11. public interface IService1Channel : IService1, System.ServiceModel.IClientChannel  
  12. {  
  13. }  
  14.   
  15. [System.Diagnostics.DebuggerStepThroughAttribute()]  
  16. [System.CodeDom.Compiler.GeneratedCodeAttribute("System.ServiceModel", "3.0.0.0")]  
  17. public partial class Service1Client : System.ServiceModel.ClientBase<IService1>, IService1  
  18. {  
  19.       
  20.     public Service1Client()  
  21.     {  
  22.     }  
  23.       
  24.     public Service1Client(string endpointConfigurationName) :   
  25.             base(endpointConfigurationName)  
  26.     {  
  27.     }  
  28.       
  29.     public Service1Client(string endpointConfigurationName, string remoteAddress) :   
  30.             base(endpointConfigurationName, remoteAddress)  
  31.     {  
  32.     }  
  33.       
  34.     public Service1Client(string endpointConfigurationName, System.ServiceModel.EndpointAddress remoteAddress) :   
  35.             base(endpointConfigurationName, remoteAddress)  
  36.     {  
  37.     }  
  38.       
  39.     public Service1Client(System.ServiceModel.Channels.Binding binding, System.ServiceModel.EndpointAddress remoteAddress) :   
  40.             base(binding, remoteAddress)  
  41.     {  
  42.     }  
  43.       
  44.     public string SayHello(string name)  
  45.     {  
  46.         return base.Channel.SayHello(name);  
  47.     }  
  48. }  
至于后者，则是WCF Service的配置信息，主要包含的是Endpoint中Address，Binding以及Contract的配置(在后续文章我会详细介绍)。

现在客户端就可以直接使用Service1Client对象，来完成与服务端的通信了：
原始代码复制代码打印代码?
  1. class ClientApp  
  2. {  
  3.     static void Main(string[] args)  
  4.     {  
  5.         Service1Client client = new Service1Client();  
  6.   
  7.         // 使用 "client" 变量在服务上调用操作。  
  8.         Console.WriteLine("请输入你的名字: ");  
  9.         string name = Console.ReadLine();  
  10.         Console.WriteLine(client.SayHello(name));  
  11.   
  12.         // 始终关闭客户端。  
  13.         client.Close();  
  14.   
  15.         Console.ReadLine();  
  16.   
  17.     }  
  18. }  
除 了可以使用SvcUtil工具产生客户端代码，同样我们也可以利用代码的方式来完成客户端。客户端在发送消息给服务端时，其通信的基础是Service的 Endpoint，WCF提供了System.ServiceModel.Description.ServiceEndpoint类，通过创建它来实现 两端的通信。在前面，我还提到“对于客户端而言，WCF管理的是发送消息时需要使用到的通道Channel”，为此，WCF提供了 ChannelFactory(其命名空间为System.ServiceModel.Channel)，专门用于创建客户端运行时(runtime)。 ChannelFactory与ServiceHost相对应，它可以创建ChannelDescription对象。与服务端ServiceHost不 同的是，客户端并不需要侦听器，因为客户端往往是建立连接的“发起方”，并不需要侦听进来的连接。因此客户端的Channel Stack会由ChannelDescription创建。

ChannelFactory和ServiceHost都具有Channel Stack，而服务端与客户端的通信又是通过channel来完成，这就意味着，利用ChannelFactory，客户端可以发送消息到服务端。而客户 端本身并不存在Service对象，因此该Service的Proxy，是可以通过Channel来得到的。所以客户端的代码可以修改如下：
原始代码复制代码打印代码?
  1. using System.ServiceModel;  
  2. using System.ServiceModel.Description;  
  3. using System.ServiceModel.Channel  
  4.   
  5.     class ClientApp  
  6.     {  
  7.         static void Main(string[] args)  
  8.         {  
  9.             ServiceEndpoint httpEndpoint = new ServiceEndpoint(ContractDescription.GetContract(typeof(IService1)), new WSHttpBinding(), new EndpointAddress("http:localhost:8080/service1"));  
  10.   
  11.             using (ChannelFactory<IService1> factory = new ChannelFactory<IService1>(httpEndpoint))  
  12.             {  
  13.                 //创建IHello服务的代理对象;     
  14.                 IService1 service = factory.CreateChannel();  
  15.   
  16.                 Console.WriteLine("请输入你的名字: ");  
  17.                 string name = Console.ReadLine();  
  18.                 Console.WriteLine(service.SayHello(name));  
  19.             }  
  20.             Console.ReadKey();  
  21.         }    
  22.     }  
对于上面的代码，我们有两点需要注意：
1、采用这种方式，前提条件是客户端能够访问IHello接口。这也印证了之前我所叙述的最好使用interface来定义Service的好处。此外，为了保证部署的方便，有关Service的interface最好单独编译为一个程序集，便于更好的部署到客户端。
2、客户端必须知道服务端binding的方式以及address。

对于服务端而言，我们也可以直接在浏览器中打开该Service，在地址栏中输入http://localhost:8080/service1，如下图：

uploads/200708/06_161535_wcf16.gif


点击链接：http://localhost:8080/service1?wsdl，我们可以直接看到Service1的WSDL。注意到在这里我并没有使用IIS，实际上WCF内建了对httpsys的集成，允许任何应用程序自动成为HTTP listener。
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原文地址：https://www.cnblogs.com/sunjt/p/1109553.html