学习WCF之路,长期更新

为了使读者对基于WCF的编程模型有一个直观的映像,我将带领读者一步一步地创建一个完整的WCF应用。本应用功能虽然简单,但它涵盖了一个完整WCF应用的基本结构。对那些对WCF不是很了解的读者来说,这个例子将带领你正式进入WCF的世界。在这个例子中,我们将实现一个简单的计算服务(CalculatorService),提供基本的加、减、乘、除的运算。和传统的分布式通信框架一样,WCF本质上提供一个跨进程...

学习WCF之路,长期更新

为了使读者对基于WCF的编程模型有一个直观的映像,我将带领读者一步一步地创建一个完整的WCF应用。本应用功能虽然简单,但它涵盖了一个完整WCF应用的基本结构。对那些对WCF不是很了解的读者来说,这个例子将带领你正式进入WCF的世界。

在这个例子中,我们将实现一个简单的计算服务(CalculatorService),提供基本的加、减、乘、除的运算。和传统的分布式通信框架一样,WCF本质上提供一个跨进程、跨机器以致跨网络的服务调用。在本例中,客户端和服务通过运行在相同的同一台机器上不同进程模拟,图1体现了客户端和服务端进程互相调用的关系。

图1 计算服务应用运行环境

WCF的服务不能孤立地存在,需要寄宿于一个运行着的进程中,我们把承载WCF服务的进程称为宿主,为服务指定宿主的过程称为服务寄宿(Service Hosting)。在我们的计算服务应用中,采用了两种服务寄宿方式:通过自我寄宿(Self-Hosting)的方式创建一个控制台应用作为服务的宿主(寄宿进程为Hosting.exe);通过IIS寄宿方式将服务寄宿于IIS中(寄宿进程为IIS的工作进行W3wp.exe)。客户端通过另一个控制台应用模拟(进程为Client.exe)。接下来,我们就一步一步来构建这样的一个WCF应用。

步骤一:构建整个解决方案

通过VS 2008创建一个空白的解决方案,添加如下四个项目。项目的类型、承载的功能和相互引用关系如下,整个项目在VS下的结构如图2所示。

  • Contracts一个类库项目,定义服务契约(Service Contract),引用System.ServiceMode程序集(WCF框架的绝大部分实现和API定义在该程序集中);
  • Services一个类库项目,提供对WCF服务的实现。定义在该项目中的所有WCF服务实现了定义在Contracts中相应的服务契约,所以Services具有对Contracts项目的引用;
  • Hosting一个控制台(Console)应用,实现对定义在Services项目中的服务的寄宿,该项目须要同时引用Contracts和Services两个项目和System.ServiceMode程序集;
  • Client一个控制台应用模拟服务的客户端,该项目引用System.ServiceMode程序集。

图2 计算服务在VS中的结构

步骤二:创建服务契约

WCF采用基于契约的交互方式实现了服务的自治,以及客户端和服务端之间的松耦合。WCF包含四种类型的契约:服务契约、数据契约、消息契约和错误契约,这里着重于服务契约。从功能上讲,服务契约抽象了服务提供的所有操作;而站在消息交换的角度来看,服务契约则定义了基于服务调用的消息交换过程中,请求消息和回复消息的结构,以及采用的消息交换模式。第4章将提供对服务契约的详细介绍。

一般地,我们通过接口的形式定义服务契约。通过下面的代码,将一个接口ICalculator定义成服务契约。WCF广泛采用基于自定义特性(Custom Attribtue)的声明式编程模式,我们通过在接口上应用System.ServiceModel.ServiceContractAttribute特性将一个接口定义成服务契约。在应用ServiceContractAttribute特性的同时,还可以指定服务契约的名称和命名空间。至于契约名称和命名空间的含义和作用,在本人拙著《WCF技术剖析(卷1)》第4章,在这里我们将契约名称和命名空间设置成CalculatorService和http://www.artech.com/)。

通过应用ServiceContractAttribute特性将接口定义成服务契约之后,接口的方法成员并不能自动成为服务的操作。在此方面,WCF采用的是显式选择(Explicit Opt-in)的策略:我们须要在相应的操作方法上面显式地应用OperationContractAttribute特性。

1: using System.ServiceModel;
2: namespace Artech.WcfServices.Contracts
3: {
4:  [ServiceContract(Name="CalculatorService", Namespace="http://www.artech.com/")]
5:  public interface ICalculator
6:  {
7:[OperationContract]
8:double Add(double x, double y);
9: 
  10:[OperationContract]
  11:double Subtract(double x, double y);
  12: 
  13:[OperationContract]
  14:double Multiply(double x, double y);
  15: 
  16:[OperationContract]
  17:double Divide(double x, double y);  
  18:  } 
  19: }
步骤三:创建服务

当服务契约成功创建时,我们需要通过实现服务契约来创建具体的WCF服务。WCF服务CalculatorService定义在Services项目中,实现了服务契约接口ICalculator,实现了所有的服务操作。CalculatorService定义如下:

1: using Artech.WcfServices.Contracts;
2: namespace Artech.WcfServices.Services
3: {
4: public class CalculatorService:ICalculator
5:  {
6:public double Add(double x, double y)
7:{
8: return xy;
9:}
  10: 
  11:public double Subtract(double x, double y)
  12:{
  13: return x - y;
  14:}
  15: 
  16:public double Multiply(double x, double y)
  17:{
  18: return x * y;
  19:}
  20: 
  21:public double Divide(double x, double y)
  22:{
  23: return x / y;
  24:}
  25:  }
  26: }

步骤四:通过自我寄宿的方式寄宿服务

WCF服务需要依存一个运行着的进程(宿主),服务寄宿就是为服务指定一个宿主的过程。WCF是一个基于消息的通信框架,采用基于终结点(Endpoint)的通信手段。终结点由地址(Address)、绑定(Binding)和契约(Contract)三要素组成,如图3所示。由于三要素应为首字母分别为ABC,所以就有了易于记忆的公式:Endpoint = ABC。一个终结包含了实现通信所必需的所有信息,我们可以这样认识终结点的ABC:

  • 地址(Address):地址决定了服务的位置,解决了服务寻址的问题,《WCF技术剖析(卷1)》第2章提供了对地址和寻址机制的详细介绍;
  • 绑定(Binding):绑定实现了通信的所有细节,包括网络传输、消息编码,以及其他为实现某种功能(比如安全、可靠传输、事务等)对消息进行的相应处理。WCF中具有一系列的系统定义绑定,比如BasicHttpBinding、WsHttpBinding、NetTcpBinding等,《WCF技术剖析(卷1)》第3章提供对绑定的详细介绍;
  • 契约(Contract):契约是对服务操作的抽象,也是对消息交换模式以及消息结构的定义。《WCF技术剖析(卷1)》第4章提供对服务契约的详细介绍。

图3 终结点三要素

服务寄宿的目的就是开启一个进程,为WCF服务提供一个运行的环境。通过为服务添加一个或多个终结点,使之暴露给潜给的服务消费者。服务消费者最终通过相匹配的终结点对该服务进行调用。我们可以完全通过代码的方式完成所有的服务寄宿工作,下面的代码体现了通过一个控制台应用对CalculatorService的寄宿:

1: using System;
2: using System.ServiceModel;
3: using System.ServiceModel.Description;
4: using Artech.WcfServices.Contracts;
5: using Artech.WcfServices.Services;
6: namespace Artech.WcfServices.Hosting
7: {
8:  class Program
9:  {
  10:static void Main(string[] args)
  11:{
  12: using (ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(CalculatorService)))
  13: {
  14:  host.AddServiceEndpoint(typeof(ICalculator), new WSHttpBinding(), "http://127.0.0.1:9999/calculatorservice");
  15:  if (host.Descrip
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