【应用篇】WCF学习笔记（一）：Host、Client、MetadataExchage

虽然已经在多个项目中成功应用过WCF，但是感觉自己对WCF的知识只知道一些皮毛而已。上次学习WCF也是为了项目需要，囫囵吞枣。这不是我学习方法的态度。所以时至今日，又重新拾卷，再仔细的将WCF一些细节知识，边边角角自己回顾一番。

Host

三种Host的方式：IIS Host、WAS Host、Self-Host。

IIS Host

IIS这种非常简单，但只支持HTTP协议。不过，你可以借助IIS来管理服务的生命周期。在IIS上发布WCF Service是极其简单的，只需要写一个后缀名为svc的文件就ok了：

<%@ ServiceHost Language=”C#” Debug=”false” CodeBehind=”~/App_Code/MyService.cs” Service=”MyService” %>

还记得Web Service的asmx文件么？是不是如出一辙！

Self-Host

顾名思义，就是自托管了。开发人员完全控制，你可以将服务驻留在Console Application、WinForm、Windows Service。只需要保证服务先于客户端启动就Ok了。使用这种托管方式，开发人员可以完全的控制，可以使用任何协议，灵活性最大。

WAS Host

WAS的全称是Windows Activation Service，是个系统服务，跟随Vista发布的，是IIS 7的一部分，但是也可以单独安装和配置。要使用WAS，和IIS Host一样，也需要提供一个svc文件。但是，WAS不仅仅可以使用HTTP，可以使用WCF可以使用的任何协议。

WAS提供了很多Self-Host没有的优点，比如应用程序池、回收、身份管理等。

Endpoint

WCF中最重要的概念莫过于Endpoint了，Endpoint就是服务的接口。一个Endpoint包括三个要素：Address、Binding、Contract。

这三个方面实际上表达的是Where？How？What？的意思。

Address就是我到哪里(Where)寻找这个服务？

Binding就是我如何(How)与这个服务交互？

Contract就是这个服务是什么(What)？

每个Endpoint必须具有三个要素，缺一不可。

ServiceHost

Host架构

Service就驻留在ServiceHost实例中，每个ServiceHost实例只能托管一个服务。每个ServiceHost可以有多个Endpoint。一个进程里面可以有多个ServiceHost实例，同个宿主进程里不同的ServiceHost实例可以享用相同的BaseAddress。

使用Visual Studio自动生成服务端

Visual Studio的项目模板里已经为我们准备了WCF Service Application，使用Visual Studio创建的WCF Service Application项目默认是使用IIS托管的（WAS的托管方式与IIS的类似）：

生成后的工程（经过修改）：

如果采用Selft-Host该怎么办呢？Visual Studio里还有一个WCF Service Library的项目模板，我们可以使用这个模板为Self-Host生成很多代码：

添加后生成的工程（经修改）：

但不管是WCF Service Application还是WCF Service Library，我觉得这种自动生成的方式都不太好。从上面几个图我们可以看出，这两种项目模板都将服务契约与服务的实现放在同一个项目中，最后编译出来服务契约与服务实现也在同一个程序集中，既然如此那为何又要将契约和服务分开？不是多次一举么？对于Best Practice来讲，我们应该永远都为每个服务创建一个接口，而将[ServiceContract]特性加在这些接口上，然后在另一个项目里编写服务的实现类，引用服务契约的项目，实现这些接口（契约）。所以无论从学习还是Best Practice来讲，我们都应该具有手动从头到尾编写服务契约、实现服务、服务托管的代码的能力：

代码示例：

//订单项
[DataContract]
public class OrderItem
{
    [DataMember]
    public int Id{get;set;}
    [DataMember]
    public int ProductId{get;set;}
}
//订单
[DataContract]
public class Order
{
    [DataMember]
    public int OrderId{get;set;}

    [DataMember]
    public IList<OrderItem> OrderItems{get;set;}
}

//订单服务契约
[ServiceContract]
public interface IOrderService
{
    [OperationContract]
    bool CreateOrder(Order order);

    [OperationContract]
    bool DeleteOrder(int orderId);

    [OperationContract]
    bool CancelOrder(int orderId);
}

//订单服务
public class OrderService : IOrderService
{
    public void CreateOrder(Order order)
    {
        return true;
    }
    public bool DeleteOrder(int orderId)
    {
        return false;
    }
    public bool CancelOrder(int orderId)
    {
        return false;
    }
}

服务托管（Self-Host）

static void Main()
{
    //binding,how?
    Binding tcpBinding = new NetTcpBinding();
    ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(OrderService),new Uri("net.tcp://localhost:8000/"));
    host.AddServiceEndpoint(typeof(IOrderService),tcpBinding,"OrderService");
    host.Open();
    Console.ReadLine();
    host.Close();
}

使用配置的方式:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <system.serviceModel>
        <services>
            <!--注意，这里的name要与服务的类名是一致的-->
            <service name="OrderService">
                <host>
                    <baseAddresses>
                        <add baseAddress="net.tcp://localhost:8000/" />
                    </baseAddresses>
                </host>
                <endpoint contract="IOrderService" binding="netTcpBinding" address="OrderService" />
            </service>
    </system.serviceModel>
</configuration>

MetadataExchange（元数据交换）

启用元数据交换有居多的好处，客户端可以使用SvcUtil工具自动的从服务元数据中生成客户端代理已经数据契约。

WCF启用元数据交换有两种方式：

1、使用HttpGet

2、使用一个专门的Endpoint用来进行元数据交换

HttpGet

先来看实例，HttpGet:

Uri httpBaseAddress = new Uri("http://locahost/");
Uri tcpBaseAddress = new Uri("net.tcp://localhost:8000/");
ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(OrderService),httpBaseAddress,tcpBaseAddress);
ServiceMetadataBehavior metadataBehavior;
metadataBehavior = host.Description.Behaviors.Find<ServiceMetadataBehavior>();
if(metadataBehavior == null)
{
    metadataBehavior = new ServiceMetadataBehavior();
    //启用http-get方式
    metadataBehavior.HttpGetEnabled = true;
    host.Description.Behaviors.Add(metadataBehavior);
}
host.AddServiceEndpoint(typeof(IOrderService),new NetTcpBinding(),"OrderService");
host.Open();
Console.ReadLine();
host.Close();

既然是Http-Get的方式，顾名思义，肯定是使用http协议，所以必须有一个http的baseaddress。上面是使用代码的方式启用http-get，看看如何用配置打开http-get：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <system.serviceModel>
        <services>
            <service name="OrderService" behaviorConfiguration="EnableHttpGetBehavior">
                <host>
                    <baseAddresses>
                        <add baseAddress="net.tcp://localhost:8000/" />
                        <add baseAddress="http://localhost/" />
                    </baseAddresses>
                </host>
                <endpoint contract="IOrderService" binding="netTcpBinding" address="OrderService" />
            </service>
            <behaviors>
            <serviceBehaviors>
              <behavior name="EnableHttpGetBehavior">
                <serviceMetadata httpGetEnabled="true" />
               </behavior>
            </serviceBehaviors>
           </behaviors>
    </system.serviceModel>
</configuration>

添加专用Endpoint

编程添加

Uri httpBaseAddress = new Uri("http://locahost/");
Uri tcpBaseAddress = new Uri("net.tcp://localhost:8000/");
ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(OrderService),httpBaseAddress,tcpBaseAddress);
//虽然不使用http-get的方式，ServiceMetadataBehavior还是要加的，而且是先加这个Behavior，然后再添加
//专门用于元数据交换的Endpoint，否则会抛出异常
ServiceMetadataBehavior metadataBehavior;
metadataBehavior = host.Description.Behaviors.Find<ServiceMetadataBehavior>();
if(metadataBehavior == null)
{
    metadataBehavior = new ServiceMetadataBehavior();
    //使用这种方式，HttpGetEnabled是否为true都无所谓，HttpGetEnabled默认值是false
    host.Description.Behaviors.Add(metadataBehavior);
}
host.AddServiceEndpoint(typeof(IOrderService),new NetTcpBinding(),"OrderService");
//注意这里
BindingElement bindingElement = new TcpTransportBindingElement();
Binding customBinding = new CustomBinding(bindingElement);
//添加一个专门用于元数据交换的Endpoint
host.AddServiceEndpoint(typeof(IMetadataExchange),customBinding,"MEX");
host.Open();
Console.ReadLine();
host.Close();

配置的方式添加

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <system.serviceModel>
        <services>
            <service name="OrderService" behaviorConfiguration="EnableHttpGetBehavior">
                <host>
                    <baseAddresses>
                        <add baseAddress="net.tcp://localhost:8000/" />
                        <add baseAddress="http://localhost/" />
                        </baseAddresses>
                </host>
                <endpoint contract="IOrderService" binding="netTcpBinding" address="OrderService" />
                <endpoint contract="IMetadataExchange" binding="mexHttpBinding" address="MEX" />
            </service>
            <behaviors>
            <serviceBehaviors>
              <behavior name="EnableHttpGetBehavior">
                <serviceMetadata />
               </behavior>
            </serviceBehaviors>
           </behaviors>
    </system.serviceModel>
</configuration>

从上面的代码我们基本上就知道了如何启用元数据交换了。使用http-get的方式简单，只需要一条设置就ok了，但是只能使用http或https，使用专用的endpoint则可以使用所有的协议。很多内容写在注释里了，仔细阅读。

服务已经Host了，Endpoint也已添加了，现在就要看看如何编写Client端。

Client端编程

使用Visual Studio自动生成客户端

客户端是通过一个代理与服务端交互的，我们可以使用Visual Studio的Add Service Reference的功能添加远程服务，这样Visual Studio就会自动的帮我们生成客户端服务的代理。要使用Add Service Reference首先你得服务端必须启用了元数据交换。如果你是使用Visual Studio在同一个解决方案下创建的WCF Service Application或WCF Service Library，在Add Service Reference窗口中，还可以使用Discovery按钮自动的找到本解决方案下的所有服务：

添加服务引用以后：

在这个窗口中，点击“Advanced”还可以对生成的代理做一些设置，在Namespace里可以设置生成服务的命名空间。这样做非常简便、高效，而且，当服务端修改了什么，我们只需要在客户端项目的Service Reference文件件下选择对应的服务，然后点击右键中的“Update Service Reference”，客户端代理就可以自动更新成新版本了。具有这样的优势很有诱惑力，但我们对Visual Studio生成了什么还是一无所知，不能自己完全的控制。所以你可以决定自己编写客户端代理。

Client Proxy

public class OrderServiceProxy : ClientBase<IOrderService>,IOrderService
{
    public OrderServiceProxy(){}
    public OrderServiceProxy(string endpointName):base(endpointName){}
    public OrderServiceProxy(Binding binding,EndpointAddress remoteAddress):base(binding,remoteAddress){}

    public bool DeleteOrder(int orderId)
    {
        return this.Channel.DeleteOrder(orderId);
    }
    public bool CancelOrder(int orderId)
    {
        return this.Channel.CancelOrder(orderId);
    }
    public bool CreateOrder(Order order)
    {
        return this.Channel.CreateOrder(order);
    }
}

这样一个本地的代理就创建好了，如何去使用这个代理呢？也有两种方式，第一种，我们可以编写代码创建一个本地代理，第二种，我们可以将配置保存在配置文件中。

使用代理

编程方式

static void Main()
{
    Binding tcpBinding = new NetTcpBinding();
    EndpointAddress address = new EndpointAddress("net.tcp://localhost:8000/OrderService");
    OrderServiceProxy proxy = new OrderServiceProxy(tcpBinding,address);

    //打开到远程服务的连接
    proxy.Open();
    //调用远程服务，是不是像调用本地方法一样
    proxy.CancelOrder(5);
    //关闭
    proxy.Close();

}

编程的方式的优点是能得到编译器的检查，但是如果想修改一下，比如日后改为http协议访问就得修改源代码。我们还可以使用配置的方式，在上面代理的代码中，我们发现代理还有一个构造器接受一个“endpointName”的参数，这个参数就是指配置文件中Endpoint的名称：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
configuration>
   <system.serviceModel>
         <client>
           <endpoint address="net.tcp://localhost:8000/OrderService"
               binding="netTcpBinding"
               contract="IOrderService" name="OrderService">
           </endpoint>
       </client>
   </system.serviceModel>
</configuration>

然后可以这样使用代理:

OrderServiceProxy proxy = new OrderServiceProxy("OrderService");
proxy.Open();
proxy.CancelOrder(5);
proxy.Close();

这种方式虽然不能获得编译时的检查,配置文件如果写错了,只有等到运行时才可以发现,但是将配置保存在程序员可以带来非常大的灵活性。

使用ChannelFactory创建代理

实际上，还有一种方式：

Binding binding = new NetTcpBinding();
EndpointAddress address = new EndpointAddress("net.tcp://localhost:8000/OrderService")
IOrderService proxy = ChannelFactory<IOrderService>.CreateChannel(binding,address );
//代理使用后一定要关闭，看看下面的方式
using(proxy as IDisposable)
{
  proxy.Login();
}
//或者这种方式也可以
ICommunicationObject channel = proxy as ICommunicationObject;
channel.Close();

元数据除了协助Visual Studio发现服务，自动生成代码(客户端代理,数据契约)还有什么用？我们可以使用编程的方式访问元数据么？答案是肯定的，下一节我们看看如果使用编程方式访问元数据。

元数据导入

我们可以编写代码，判断一个服务是否提供我们期望的Contract，这将怎么实现呢？比如我们要做一个小程序，遍历出某个指定address里暴露的所有Contract。WCF为我们提供了MetadataExchangeClient类。

//MetadataExchangeClient的构造器有几个重载
MetadataExchangeClient mexClient = new MetadataExchangeClient(new Uri("net.tcp://localhost:8000/MEX"),
                        MetadataExchangeClientMode.MetadataExchange);
//GetMetadata方法也有好几个重载
MetadataSet metadataSet = mexClient.GetMetadata();
WsdlImporter importer = new WsdlImporter(metadataSet);
ServiceEndpointCollection endpoints = importer.ImportAllEndpoints();
foreach(ServiceEndpoint endpoint in endpoints)
{
    ContractDescription contract = endpoint.Contract;
    Console.WriteLine("Namespace:{0},Name:{1}",contract.Namespace,contract.Name);
}

WCF架构

这个架构图对于日后的WCF扩展非常重要。

本文为学习WCF笔记，文章大部分内容“抄袭”自《Programming WCF Services》。