WCF分布式开发步步为赢：WCF分布式框架基础概念.docx

WCF分布式开发步步为赢(1)：WCF分布式框架基础概念 分类: WCF分布式开发步步为赢, SOA and EAI 众所周知，系统间的低耦合一直是大型企业应用系统集成追寻的目标，SOA面向服务架构的出现为我们的如何利用现有企业系统资源进行企业ERP系统设计和实现提供了重要的参考原则。SOA如此炙手可热，各大厂商都推出了自己的中间件产品，比如Oracle Fusion和 SAP NetWeaver，IBM、BEA等企业也推出了自己基于SOA的解决方案。基于J2EE平台的SOA架构设计中的一个重要概念就是EJB企业服务总线，作用是实现各个系统的数据交互。而.NET平台上，WCF就是微软为各个系统的数据交互提供通讯基础框架。由于论文课题的原因，我对SOA（Service-oriented architecture，面向服务架构）有了接触，并且产生了浓厚的兴趣。对.NET平台上基于SOA的企业应用系统集成和实现技术进行潜心学习，总结心得和体会,整理出布式开发的系列文章，与大家分享。下面介绍一下WCF分布式开发步步为赢系列文章的结构。首先会是WCF分布式开发基础概念的介绍，其次会设计各个知识点详细的介绍和应用，中间会穿插与以前技术的对比分析，涉及服务契约、数据契约、操作契约、事物、安全、消息队列等重要概念。同样作为老徐一贯的风格，我会尽量做到文章的调理清晰、系统详细、通俗易懂！也会放出标注的详细代码供大家参考学习。本节文章的结构是：1.WCF基础概念介绍2.WCF新的特性3.WCF框架模型4.实现代码分析5.总结。【1】 WCF基础概念介绍要学习WCF，首先我们要清楚WCF的基本概念，那么什么是WCF呢？WCF全称Windows Communication Foundation，是Microsoft为构建面向服务的应用提供的分布式通信编程框架，是.NET Framework 3.5的重要组成部分。使用该框架，开发人员可以构建跨平台、安全、可靠和支持事务处理的企业级互联应用解决方案。根据微软官方的解释，WCF（之前的版本名为“Indigo”）是使用托管代码建立和运行面向服务（Service Oriented）应用程序的统一框架。它使得开发者能够建立一个跨平台的安全、可信赖、事务性的解决方案，且能与已有系统兼容协作。WCF是微软分布式应用程序开发的集大成者，它整合了.Net平台下所有的和分布式系统有关的技术，如Enterprise Sevices(COM+).Net Remoting、Web Service(ASMX)、WSE3.0和MSMQ消息队列。以通信(Communiation)范围而论，它可以跨进程、跨机器、跨子网、企业网乃至于 Internet；以宿主程序而论，可以以ASP.NET，EXE，WPF，Windows Forms，NT Service，COM+作为宿主(Host)。WCF可以支持的协议包括TCP，HTTP，跨进程以及自定义，安全模式则包括SAML， Kerberos，X509，用户/密码，自定义等多种标准与模式。也就是说，在WCF框架下，开发基于SOA的分布式系统变得容易了，微软将所有与此相关的技术要素都包含在内，掌握了WCF，就相当于掌握了叩开SOA大门的钥匙。(参考MSDN) 这里SOA概念我们要明确一下，SOA(Service-oriented architecture，面向服务架构）是一种架构模式和设计原则。在By Juval Lowy 一书中解释为SOA(Service-oriented applicatoin)面向服务的应用程序，两者应该不冲突，后者应该是采用SOA面向服务架构设计和实现的应用程序（Service-oriented applicatoin）。 WCF的强大之处就是因为整合了.Net平台下所有的和分布式系统有关的Enterprise Sevices(COM+).Net Remoting、Web Service(ASMX)、WSE3.0和MSMQ消息队列等技术，我在之前的WCF分布式开发必备知识(4)和WSE3.0构建Web服务安全(4)系列文章中都给出了详细的介绍，这里就不在详述，有兴趣的朋友可以自己查阅。以后具体介绍WCF相关知识点的时候需要的地方我会在进行讲解。【2】WCF新的特性 Indigo 有三项突出的特性：与多种现有 Microsoft 技术的统一性，对跨供应商互操作性的支持，以及显式的面向服务特性。【2.1】与 Microsoft 分布式计算技术的统一性 Microsoft以前的分布式计算技术特性和应用领域不同。要构建基本的可互操作的 Web 服务，最佳选择是 ASP.NET Web 服务（ASMX）。要连接两个基于 .NET Framework 的应用程序，选择 .NET Remoting。如果应用程序需要分布式事务和其他更高级的服务，其创建者一般会使用企业服务Enterprise Sevices，即COM+ 的继任者。要构建Web 服务安全，使用WS-Addressing 和 WS-Security规范，开发人员可以构建采用 WSE3.0的应用程序。而要创建基于消息的排队式应用程序，基于 Windows 的开发人员则应使用 Microsoft 消息队列 (MSMQ)。 各个技术的具体特性和WCF对比如下表：ASMX.NET Remoting企业服务WSEMSMQIndigoWeb 服务XX.NET - .NET 通信XX分布式事务等XXWS-* 规范支持XX队列消息传输XXWCF支持了以前分布式技术的所有的特性，因而对于建立分数是应用更加的灵活和全面。【2.2】与非 Microsoft 应用程序的互操作性由于 Indigo 的基本通信机制是 SOAP，因此 Indigo 应用程序可与大量运行于各种上下文环境的其他软件进行通信。基于 Indigo 构建的应用程序可与下列所有程序进行交互： 1)运行于同一 Windows 计算机上不同进程中的 Indigo 应用程序。 2)运行于另一 Windows 计算机上的 Indigo 应用程序。 3)基于其他技术构建的应用程序，如基于 Java 2 企业版 (J2EE) 构建的、支持标准 Web 服务的应用程序服务器。4)Indigo 应用程序还可以与基于 Indigo 以前的 .NET Web 服务（ASMX）构建的应用程序进行互操作。这样通过标准的SOAP消息WCF可以与其他应用程序进行交互，很好地支持了跨平台跨操作系统的的目标。当然WCF中支持安全、事物、MTOM特性，这些都是以前WSE中的主要概念，我们发现WCF中也进行了扩展和支持。利于技术的向前兼容。【2.3】对面向服务开发的显式支持面向服务是一个广泛的领域，它包含面向服务应用程序和更广泛的面向服务体系结构 (SOA) 的概念。在设计此项技术的过程中始终遵守四项基本原则： 1.共享架构，而不是类：与旧的分布式对象技术不同，服务仅通过精心定义的 XML 接口与其客户端进行交互。跨越服务边界传递完整的类、方法及全部之类的行为被禁止。 2.服务具有自主性：服务及其客户端同意它们之间的接口，但相互独立。它们可以采用不同的语言编写，可以使用不同的运行时环境（如 CLR 和 Java 虚拟机），可以运行在不同操作系统上，还可以存在其他方面的不同。 3.边界是显式的：分布式对象技术 如分布式 COM (DCOM) 的目标之一是使远程对象尽可能看上去像本地对象一样。虽然这种方法通过提供一种通用编程模型在某些方面简化了开发，但也同时隐藏了本地对象与远程对象之间不可避免的区别。服务通过使服务与其客户端之间的交互更明显而避免了这一问题。隐藏分布式特性并非目的。4.采用基于策略的兼容性：决定在系统之间使用哪些选项应取决于基于 WS-Policy 的机制。WS-Policy 在WSE3.0里我们应该比较常见，通过策略配置来支持和实现Web服务的安全。这里很多技术概念我们都可以从早期的分布式技术里找到原型。【3】WCF服务框架模型下面我们来介绍一下WCF服务的基本结构。WCF服务的基本结构如下图所示：每个 Indigo 服务均由三个部分构成： 1.服务类：采用 C# 或 VB.NET 或其他基于 CLR 的语言编写，实现一个或多个方法。通常包括服务契约、操作契约和数据契约。 2.宿主：一种应用程序域和进程，服务将在该环境中运行。ASP.NET，EXE，WPF，Windows Forms，NT Service，COM+作为宿主(Host)。 3.终结点：服务暴露出来的地址，由客户端用于访问服务。通常提及的概念就是ABC,即地址、绑定和契约的第一个字母的简称。 如图： 终结点中重要的概念就是绑定，它是实现通信的关键部分。这里定义消息通讯的协议包括HTTP、TCP、UDP、MSMQ等，用户可以根据自己的需要定义。【4】实现代码分析上面介绍了WCF相关的一些基本概念、特性和框架模型，现在我们来具体实现一个WCF的应用实例。客户端和WCF服务通信的过程如图： 客户端通过代理调用WCF服务，代理通过服务地址找到特定的服务，调用执行特定的服务方法。 我们代码的演示部分也分为3个部分，首先是服务类（契约部分），其次是宿主(自己定义一个控制台程序)，客户端（控制台）。【4.1】契约(Contract)定义实现的代码包括服务契约IWCFService、操作契约OperationContract和数据契约DataContract。具体代码实现如下：/ServiceContract属性以及Indigo使用的所有其他属性均在System.ServiceModel命名空间中定义，/因此本例开头使用using语句来引用该命名空间。namespaceWCFService/1.服务契约ServiceContract(Namespace=/frank_xl/)publicinterfaceIWCFService/操作契约OperationContractstringSayHello(stringname);/操作契约OperationContractstringSayHelloToUser(Useruser);/2.服务类，集成接口。实现契约publicclassWCFService:IWCFService/实现接口定义的方法publicstringSayHello(stringname)Console.WriteLine(Hello!0,Usingstring,name);returnHello!+name;/实现接口定义的方法publicstringSayHelloToUser(Useruser)Console.WriteLine(Hello!01,UsingDataContract,user.FirstName,user.LastName);returnHello!+user.FirstName+user.LastName;/3.数据契约/序列化为XML，作为元数据封装到服务里DataContractpublicstructUserDataMemberpublicstringFirstName;DataMemberpublicstringLastName;【4.2】宿主（托管进程）WCFHost宿主进程托管服务WCFService，项目类型也为控制台应用程序(你也可以创建其他的项目类型)。这里要添加对WCFService类库的引用。托管采用反射方式动态创建服务的实例。具体代码如下：Code/采用自托管方式，也可以是IIS、WAS,Windows服务等用户自定义程序托管服务（？不大理解，是不是语句有问题啊，自托管和IIS，WAS应该是并列的吧，IIS与WAS应该不属于用户自定义程序托管服务）publicclassWCFHoststaticvoidMain(stringargs)/反射方式创建服务实例，/Using方式生命实例，可以在对象生命周期结束时候，释放非托管资源using(ServiceHosthost=newServiceHost(typeof(WCFService.WCFService)/相同的服务注册多个基地址/添加服务和URI，用户资源标识符/UritcpAddress=newUri(http:/localhost:8001/WCFService);UrihttpAddress=newUri(http:/localhost:8002/WCFService);/UrihttpAddressLisening=newUri(http:/localhost:8002/WCFService);/host.AddServiceEndpoint(typeof(WCFService.IWCFService),newWSHttpBinding(),tcpAddress);host.AddServiceEndpoint(typeof(WCFService.IWCFService),newWSHttpBinding(),httpAddress);/判断是否以及打开连接，如果尚未打开，就打开侦听端口/if(host.State!=CommunicationState.Opening)host.Open();/显示运行状态Console.WriteLine(Hostisruning!andstateis0,host.State);/等待输入即停止服务Console.Read();这里值得注意的就是绑定协议要和配置文件里的设置一样，不然会出现编译错误或者运行时异常。编译结束会生成可执行文件EXE。【4.3】客户端客户端要添加对以上服务的引用，如果你初次建立服务，配置不当很容易出现引用服务失败的问题，配置服务相关的错误和解决办法我也整理到WCF分布式开发常见错误解决里了，大家需要的话可以参考，是在遇到苦难可以留言给我一起交流。 客户端的具体实现代码如下：classWCFClientstaticvoidMain(stringargs)/IWCFServiceproxy=ChannelFactory.CreateChannel(newWSHttpBinding(),/newEndpointAddress(net.tcp:/localhost:8001/WCFService);/newEndpointAddress(http:/localhost:8002/WCFService);WCFServiceClientwcfServiceProxy=newWCFServiceClient(WSHttpBinding_IWCFService1);/通过代理调用SayHello服务Console.WriteLine(wcfServiceProxy.SayHello(FrankXuLei);/通过代理调用调用SayHelloToUser,传递对象Useruser=newUser();user.FirstName=Lei;user.LastName=Frank;Console.WriteLine(wcfServiceProxy.SayHelloToUser(user);Console.Read();这里可以通过两种方式调用WCF服务，一种是自己编码实现客户端服务代理，要正确添加服务的地址。第二种是当客户端添加服务成功以后，VS2008集成开发工