WCF后续之旅(13): 创建一个简单的WCF SOAP Message拦截、转发工具[上篇]-阿里云开发者社区

WCF是.NET平台下实现SOA的一种手段，SOA的一个重要的特征就基于Message的通信方式。从Messaging的角度讲，WCF可以看成是对Message进行发送、传递、接收、基础的工具。对于一个消息交换的过程，很多人只会关注message的最初的发送端和最终的接收端。实际上在很多情况下，在两者之间还存在很多的中间结点（Intermediary），这些中间结点在可能在实际的应用中发挥中重要的作用。比如，我们可以创建路由器（Router）进行消息的转发，甚至是Load Balance；可以创建一个消息拦截器（Interceptor）获取request或者response message，并进行Audit、Logging和Instrumentation。今天我们就我们的目光转向这些充当着中间人角色的Intermediary上面来。

在本篇文章中，我们将会创建一个message的拦截和转发工具（message interceptor）。它将被置于WCF调用的client和service之间，拦截并转发从client到service的request message，以及service到client的response message，并将request message和response message显示到一个可视化的界面上。我们将讨论这个message interceptor若干种不同的实现方式。

有一点需要明确说明的是，这个工具的创建并非我写作这篇文章的目的，我的目的是通过一个具体的例子让大家以一种直观方式对WCF的Addressing机制有一个深刻的认识。在介绍message interceptor的创建过程中，我会穿插介绍一个WCF的其它相关知识，比如Message Filtering、Operation Selection、Must Understand Validation等等。

一、创建一个简单的WCF应用

由于我们将要创建的message interceptor需要应用到具体的WCF应用中进行工作和检验，我们需要首先创建一个简单的WCF应用。我们创建一个简单的Calculation的例子。这个solution采用我们熟悉的四层结构（Interceptor用于host我们的message intercept service）：

1、Contract：Artech.MessageInterceptor.Contracts.ICalculate

 
using System.ServiceModel; 
namespace Artech.MessageInterceptor.Contracts 
{ 
    [ServiceContract] 
    public interface ICalculate 
    { 
        [OperationContract] 
        double Add(double x, double y); 
    } 
}  
  

2、Service：Artech.MessageInterceptor.Services.CalculateService

 
using Artech.MessageInterceptor.Contracts; 
namespace Artech.MessageInterceptor.Services 
{ 
    public class CalculateService : ICalculate 
    { 
        #region ICalculate Members  
   
        public double Add(double x, double y) 
        { 
            return x + y; 
        }  
   
        #endregion 
    } 
}  
   
  

3、Hosting：Artech.MessageInterceptor.Hosting.Program

 
using System; 
using System.ServiceModel; 
using Artech.MessageInterceptor.Services; 
namespace Artech.MessageInterceptor.Hosting 
{ 
    class Program 
    { 
        static void Main(string[] args) 
        { 
            using (ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(CalculateService))) 
            { 
                host.Opened += delegate 
                { 
                    Console.WriteLine("The calculate service has been started up!"); 
                }; 
                host.Open(); 
                Console.Read(); 
            } 
        } 
    } 
}  
   
  

Configuration

 
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> 
<configuration> 
    <system.serviceModel> 
        <bindings> 
            <customBinding> 
                <binding name="MyCustomeBinding"> 
                    <textMessageEncoding /> 
                    <httpTransport /> 
                </binding> 
            </customBinding> 
        </bindings> 
        <services> 
            <service name="Artech.MessageInterceptor.Services.CalculateService"> 
                <endpoint binding="customBinding" bindingConfiguration="MyCustomeBinding" 
                    contract="Artech.MessageInterceptor.Contracts.ICalculate"  
                    address="http://127.0.0.1:9999/calculateservice"/>               
            </service> 
        </services> 
    </system.serviceModel> 
</configuration>  
  

在host我们的calculateservice的时候，我们使用了抛弃了系统定义的binding，而采用一个custom binding。是因为custom binding基于更好的可扩展能力，以利于我们后续的介绍。为了简单起见，我们仅仅需要bing为了提供最基本的功能：传输与编码，为此我仅仅添加了两个binding element：textMessageEncoding 和httpTransport。我们将在后面部分应用其他的功能，比如WS-Security.

4、Client：Artech.MessageInterceptor.Clients.Program

 
using System; 
using System.ServiceModel; 
using Artech.MessageInterceptor.Contracts; 
namespace Artech.MessageInterceptor.Clients 
{ 
    class Program 
    { 
        static void Main(string[] args) 
        { 
            using (ChannelFactory<ICalculate> channelFactory = new ChannelFactory<ICalculate>("calculateservice")) 
            { 
                ICalculate calculator = channelFactory.CreateChannel(); 
                using (calculator as IDisposable) 
                { 
                    Console.WriteLine("x + y = {2} where x = {0}  ans y = {1}", 1, 2, calculator.Add(1, 2)); 
                } 
            }  
   
            Console.Read(); 
        } 
    } 
}  
   
  

Configuration：

 
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> 
<configuration> 
    <system.serviceModel> 
         <bindings> 
            <customBinding> 
                <binding name="MyCustomBinding"> 
                    <textMessageEncoding /> 
                    <httpTransport /> 
                </binding> 
            </customBinding> 
        </bindings> 
        <client> 
            <endpoint name="calculateservice" address="http://127.0.0.1:9999/calculateservice" binding="customBinding" bindingConfiguration="MyCustomBinding" 
                contract="Artech.MessageInterceptor.Contracts.ICalculate" /> 
        </client> 
    </system.serviceModel> 
</configuration>  
   
  

二、创建Message Interceptor

现在我们正式开始进行我们的消息拦截与转发工具的创建。这个工具本质是一个WCF service（我们姑且称它为Intercept service），在该service中定义一个operation进行消息的拦截、处理、转发的功能(如下图所示)。

一般地我们有两种不同的方案来来实现我们的功能：

Client调用service的时候，主动将message发送到Intercept service；Intercept service获取request并对其进行相应处理后，将message原封不动地转发到真正的service，并接受response message。对response message进行相应处理后，将其返回给client。
Client照常访问service，但是将Intercept service监听地址设置为service的地址（并对service的监听地址也作相应的修改），那么 client对service访问过程中发送的message将会被Intercept service截获，Intercept service向上面一样进行message处理和转发。

我们先采用第一种实现方案。

1、Contract定义：Artech.MessageInterceptor.Contracts.IIntercept

我们来介绍Intercept service的定义，先来看看Contract的定义（Intercept service的contract和ICalculate定义在同一个project中）：

 
using System.ServiceModel.Channels; 
using System.ServiceModel; 
namespace Artech.MessageInterceptor.Contracts 
{ 
   [ServiceContract] 
   public interface IIntercept 
    { 
        [OperationContract(Action ="*", ReplyAction="*")] 
       Message Intercept(Message request); 
    } 
} 
   
  

Intercept service的contract具有如下两个特点：

Intercept的参数和返回值都是Message对象。
Operation的Action和ReplyAction为*。

我们先来讲将第一个特征，之所以我们要使用untyped message作为参数和返回值，是因为我们要将Intercept打造成一个“万能”的操作：能够处理任何请求和返回。我们知道，虽然我们在进行WCF service调用的时候，我们的参数列表，无论是个数、数据类型和次序，都千差万别，我们的返回值类型也各有不同，但是WCF service的调用最终是基于Message的，所以我们的参数或者返回值最终都将转变成message对象（input参数：request message；ref/out 参数和返回值：response message），我们我们的Intercept将是一个“万能”的operation。

至于第二个问题，我们就需要了解WCF的一个重要的机制了：Operation Selection。WCF的Channel Listener监听并接收request message后，Channel Dispatcher通过Contract Message Filter和Address Message Filter选择对应的Endpoint Dispatcher；Endpoint Dispatcher通过InstanceContext/InstanceProvider获得或者创建service intance，并通过reflection调用对应Operation。但是Operation是如何选择的呢？默认的情况下是根据Message的Action Header进行选择的，一般地将会按照这样的匹配规则进行：Contract Namespace（default：http://tempuri.org）/Contract Name（default：Interface name）/Action（default：method name）= action in SOAP header。如果将Action设为“*”将意味着：对intercept service的调用，无路SOAP Header中action是什么，都将交付Intercept来处理。

2、Service的定义：Artech.MessageInterceptor.Services.InterceptService

Intercept service将会完整这样的功能：拦截request message并将其显示到一个Windows form的TextBox中；将message原封不动地向service转发；向处理request message一样拦截并显示response message。

 
using System; 
using Artech.MessageInterceptor.Contracts; 
using System.ServiceModel.Channels; 
using System.Threading; 
using System.ServiceModel; 
using System.ServiceModel.Description; 
namespace Artech.MessageInterceptor.Services 
{ 
    [ServiceBehavior(UseSynchronizationContext = false, AddressFilterMode = AddressFilterMode.Any)] 
    public class InterceptService : IIntercept 
    { 
        private const string CalculateServiceEndpoint = "calculateService"; 
        public static SynchronizationContext SynchronizationContext 
        { get; set; } 
        public static System.Windows.Forms.TextBox MessageDisplayPanel 
        { get; set; }  
   
        #region IIntercept Members  
   
        public Message Intercept(Message request) 
        { 
            using (ChannelFactory<IIntercept> channelFactory = new ChannelFactory<IIntercept>(CalculateServiceEndpoint)) 
            { 
                 IIntercept interceptor = channelFactory.CreateChannel(); 
                using (interceptor as IDisposable) 
                { 
                    MessageBuffer requstBuffer = request.CreateBufferedCopy(int.MaxValue); 
                    Message response = interceptor.Intercept(requstBuffer.CreateMessage()); 
                    MessageBuffer responseBuffer = response.CreateBufferedCopy(int.MaxValue); 
                    SynchronizationContext.Post(delegate 
                    { 
                        MessageDisplayPanel.Text += string.Format("Request:{0}{1}{0}", Environment.NewLine, request); 
                        MessageDisplayPanel.Text += string.Format("Response:{0}{1}{0}", Environment.NewLine, response); 
                    }, null); 
                    return responseBuffer.CreateMessage(); 
                } 
            } 
        }  
   
        #endregion 
    } 
}  
   
  

对于InterceptService的定义，有下面几点需要说明：

UseSynchronizationContext 和SynchronizationContext：这是关于Windows Form 线程关联性的相关设置与应用，在我的前两篇已有详细的介绍，不清楚的可以参阅这篇文章（WCF下的线程关联性）
AddressFilterMode = AddressFilterMode.Any：在上面我们提到过，ChannelDispatcher在选择EndpointDispacher的时候是基于两个Message Filter：Address Filter和Contract Filter。也就是说，ChannelDispatcher通过这两个Filter选择合适Endpoint。在默认的情况下，Address Filter是根据SOAP的To Message Header的URI来进行栓选的，所以需要Endpoint的Address和To Header中的Addres完全匹配。但是在我们CalculateService的例子中，由于Client最终是访问的时CalculateService，所以生成的SOAP的To Headler的地址是CalculateService的地址：http://127.0.0.1:9999/calculateservice，而我们需要是用InterceptService 来处理该请求，Address Filtering肯定是不能通过的。好在我们可以在ServiceBehavior设置AddressFilterMode 来改变Address Filtering的方式。AddressFilterMode = AddressFilterMode.Any意味着，Address Filtering会被忽略。
Message的转发，直接通过CalculateService的endpoint name创建的Proxy对象的service调用完成。
CreateBufferedCopy：可能有人会奇怪，为什么不对request message和response message进行直接操作（将他们显示在TextBox上）？这是应为Message在WCF有一个特殊的处理机制：只有Message的State为Created的时候，才能获取MessageBody的内容，否则会抛出异常。而我们在对Message进行相应操作的时候，会改变Message 的State（Read,Written,Copied,Closed）。所以对response message来讲，对message的显示实际上将Sate改为Read，如何将response message直接返回到client，对该message的读取操作将是不允许的，所以先调用CreateBufferedCopy创建该message的一个memory buffer，最有返回的时通过该buffer重新创建的Message。

3、Service的Hosting：

我们创建了一个Windows Form Application来host InterceptService，并在一个Form的Load事件中完成host。

 
using System; 
using System.Windows.Forms; 
using System.ServiceModel; 
using Artech.MessageInterceptor.Services; 
using System.Threading; 
namespace Artech.MessageInterceptor.Interceptor 
{ 
    public partial class MessageInterceptor : Form 
    { 
        private ServiceHost _serviceHost; 
        public MessageInterceptor() 
        { 
            InitializeComponent(); 
        }  
   
        private void MessageInterceptor_Load(object sender, EventArgs e) 
        { 
            this._serviceHost = new ServiceHost(typeof(InterceptService)); 
            this._serviceHost.Opened += delegate 
            { 
                this.Text += ":Started"; 
            };  
   
            InterceptService.SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current; 
            InterceptService.MessageDisplayPanel = this.textBoxMessage; 
            this._serviceHost.Open(); 
        } 
    } 
}  
   
  

下面是configuration：

 
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> 
<configuration> 
    <system.serviceModel> 
        <bindings> 
            <customBinding> 
                <binding name="MyCustomBinding"> 
                    <textMessageEncoding /> 
                    <httpTransport manualAddressing="true" /> 
                </binding> 
            </customBinding> 
        </bindings> 
        <client> 
            <endpoint address="http://127.0.0.1:9999/calculateservice" binding="customBinding" 
                bindingConfiguration="MyCustomBinding" contract="Artech.MessageInterceptor.Contracts.IIntercept" 
                name="calculateService" /> 
        </client> 
        <services> 
            <service name="Artech.MessageInterceptor.Services.InterceptService"> 
                <endpoint binding="customBinding" bindingConfiguration="MyCustomBinding" 
                    contract="Artech.MessageInterceptor.Contracts.IIntercept"  
                          address="http://127.0.0.1:8888/Interceptservice"/> 
            </service> 
        </services> 
    </system.serviceModel> 
</configuration>  
   
  

这里需要注意的client的配置，可能有人会有这样的疑惑：Address是CalculateService的地址，但是Contract确是InterceptService的Contract，这不是不匹配吗？实际上由于IIntercept中Intercept方式的参数和返回值都是Message，所以他们代表一切操作。

三、应用InteceptService

现在我们将我们创建InteceptService应用到我们CalculateService中。我们在上面已经提到过，我们现在是方案时要client自动将message发送到InteceptService。在WCF中有一个特殊的EndpointBehavior。（System.ServiceModel.Description.ClientViaBehavior），来实现这样的功能：Message真正发送的地址不同是service真正的地址。基本的原理如下图所示：

我们现在只需要改变client端的配置即可：

 
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> 
<configuration> 
    <system.serviceModel> 
        <behaviors> 
            <endpointBehaviors> 
                <behavior name="ClientViaBehavior"> 
                    <clientVia viaUri="http://127.0.0.1:8888/Interceptservice" /> 
                </behavior> 
            </endpointBehaviors> 
        </behaviors> 
        <bindings> 
            <customBinding> 
                <binding name="MyCustomBinding"> 
                    <textMessageEncoding /> 
                    <httpTransport /> 
                </binding> 
            </customBinding> 
        </bindings> 
        <client> 
            <endpoint name="calculateservice" address="http://127.0.0.1:9999/calculateservice" behaviorConfiguration="ClientViaBehavior" 
                binding="customBinding" bindingConfiguration="MyCustomBinding" 
                contract="Artech.MessageInterceptor.Contracts.ICalculate" /> 
        </client> 
    </system.serviceModel> 
</configuration>  
   
  

当我们运行我们的程序（先启动两个host程序，然后是client），Interceptor Windows Forms Appliction的窗体上将会看到被拦截的request message和response message：

WCF后续之旅：
WCF后续之旅(1): WCF是如何通过Binding进行通信的
WCF后续之旅(2): 如何对Channel Layer进行扩展——创建自定义Channel
WCF后续之旅(3): WCF Service Mode Layer 的中枢—Dispatcher
WCF后续之旅(4)：WCF Extension Point 概览
WCF后续之旅(5): 通过WCF Extension实现Localization
WCF后续之旅(6): 通过WCF Extension实现Context信息的传递
WCF后续之旅(7)：通过WCF Extension实现和Enterprise Library Unity Container的集成
WCF后续之旅(8)：通过WCF Extension 实现与MS Enterprise Library Policy Injection Application Block 的集成
WCF后续之旅(9)：通过WCF的双向通信实现Session管理[Part I]
WCF后续之旅(9): 通过WCF双向通信实现Session管理[Part II]
WCF后续之旅(10): 通过WCF Extension实现以对象池的方式创建Service Instance
WCF后续之旅(11): 关于并发、回调的线程关联性（Thread Affinity）
WCF后续之旅(12): 线程关联性（Thread Affinity）对WCF并发访问的影响
WCF后续之旅(13): 创建一个简单的WCF SOAP Message拦截、转发工具[上篇]
WCF后续之旅(13)：创建一个简单的SOAP Message拦截、转发工具[下篇]
WCF后续之旅(14)：TCP端口共享
WCF后续之旅(15): 逻辑地址和物理地址
WCF后续之旅(16): 消息是如何分发到Endpoint的--消息筛选(Message Filter)
WCF后续之旅(17)：通过tcpTracer进行消息的路由

作者：蒋金楠
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WCF后续之旅(13): 创建一个简单的WCF SOAP Message拦截、转发工具[上篇]

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