WCF分布式开发步步为赢(10):请求应答(Request-Reply)、单向操作(One-Way)、回调操作(Call Back)

简介:
    WCF除了支持经典的请求应答(Request-Reply)模式外,还提供了什么操作调用模式,他们有什么不同以及我们如何在开发中使用这些操作调用模式。今天本节文章里会详细介绍。WCF分布式开发步步为赢(10):请求应答(Request-Reply)、单向操作(One-Way)、回调操作(Call Back).本文结构:【1】请求应答(Request-Reply)、【2】单向操作(One-Way)、【3】回调操作(Call Back)、【4】示例代码分析、【5】总结。最后上传本文的示例代码。
    WCF除了支持经典的请求/应答模式意外,还提供了对单向操作、双向回调操作模式的支持,此外还有流操作(后者与WSE3.0提供的优化传输机制类似,我曾经在这个文章里进行过讲解 WSE3.0构建Web服务安全(4):MTOM消息传输优化和文件上传、下载 )。今天我们会介绍几种操作调用模式的概念,区别,实现机制,以及如何在代码中实现他们,最后给出的要注意的细节问题。
【1】请求应答(Request-Reply):
       请求应答模式是默认的操作模式。这与经典的C/S编程类似,客户端发送请求,阻塞客户端进程,服务端返回操作结果。请求应答模式与绑定对应关系 :
  1. 绑定协议名称            支持可靠性         默认可靠性           支持有序传递       请求应答模式
  2. BasicHttpBinding                No               N/A                    No                  Yes
  3. NetTcpBinding                   Yes               Off                    Yes                  Yes
  4. NetPeerTcpBinding              No                N/A                   No                   No
  5. NetNamedPipeBinding          No                N/A (On)           Yes                  Yes
  6. WSHttpBinding                  Yes               Off                    Yes                  Yes
  7. WSFederationHttpBinding   Yes               Off                     Yes                  Yes
  8. WSDualHttpBinding            Yes               On                     Yes                  Yes
  9. NetMsmqBinding                 No                N/A                    No                   No
  10. MsmqIntegrationBinding       No               N/A                    No                   Yes
除了NetPeerTcpBinding和NetMsmqBinding绑定,所有的绑定均支持请求-应答操作。
【2】单向操作(One-Way):
【2.1】概念:
    简单来说,单向操作没有返回值,客户端只管调用,不管结果。单向操作客户端一旦发出请求,WCF会生成一个请求,不会给客户端返回任何消息。单向操作不同于异步操作,虽然单向操作只是在发出调用的瞬间阻塞客户端,但如果发出多个单向调用,WCF会将请求调用放入队列,并在某个时候执行。队列存储调用的个数是有限的,一旦发出的调用个数超出了队列存储调用的设置值,则会发生阻塞现象,因为调用无法放入队列。当队列的请求出列后,产生阻塞的调用就会放入队列,并解除对客户端的阻塞。绑定协议与单向请求模式关系:
绑定协议名称            支持可靠性         默认可靠性           支持有序传递       单向模式 BasicHttpBinding                No               N/A                    No                  Yes NetTcpBinding                   Yes               Off                    Yes                  Yes NetPeerTcpBinding              No                N/A                   No                   Yes NetNamedPipeBinding          No                N/A (On)           Yes                  Yes WSHttpBinding                  Yes               Off                    Yes                  Yes WSFederationHttpBinding   Yes               Off                     Yes                  Yes WSDualHttpBinding            Yes               On                     Yes                  Yes NetMsmqBinding                 No                N/A                    No                   Yes MsmqIntegrationBinding       No               N/A                    No                   Yes
和请求应答模式不同。所有的WCF绑定通信协议都支持单向操作。 
【2.2】实现方式:
    配置单向操作的方式也很简单,WCF的OperationContract 定义了IsOneWay属性。我们设置设置单向操作的方法是利用OperationContract特性的IsOneWay属性,例如:
         // 操作契约,单调操作,不返回应答消息,会话服务中,保证是最后一个操作
        [OperationContract(IsOneWay = true ,IsInitiating = false ,IsTerminating = true )] //
         void  SayHello2( string  name);
    单向操作配置的属性定义在操作契约级别上。而不是用在服务契约级别。
【2.3】单向操作小节:   
 (1)被设置为单向操作的方法不能包含返回值,即它的返回值只能为void,否则会抛出InvalidOperationException异常。 
 (2)在会话契约中虽然允许定义单向操作([ServiceContract( SessionMode =SessionMode.Required, Namespace = "http://www.cnblogs.com/frank_xl/")]),但由于单向操作服务端管理客户端会话状态十分困难,因而,单向操作的最佳适用场景是在单调服务或单例服务中。如果在会话契约中定义了单向操作,就必须保证单向操作是终止会话的最后一个操作,返回void类型值。这可以通过分步操作来实现。代码如下:
     // 1.单向服务契约,会话服务
    [ServiceContract( SessionMode  = SessionMode.Required, Namespace  =   " http://www.cnblogs.com/frank_xl/ " )]
    
public   interface  IWCFServiceOneWay
    {
        
// 操作契约,单调操作,不返回应答消息,会话服务中,保证是最后一个操作
        [OperationContract(IsOneWay = true ,IsInitiating = false ,IsTerminating = true )] //
         void  SayHello2( string  name);
        
// 操作契约,
        [OperationContract]
        
string  SayHello1( string  name);

    }
 (3)如果因为通信(地址宿主)问题,调用操作失败,单向操作如果抛出异常;客户端受服务端异常影响,取决于实例模式以及使用绑定。
【3】回调操作(Call Back):
【3.1】概念:
    回调不是一个新的概念,早在C语言里就有过,C#里更是有委托实现回调机制。软件模块之间总是存在着一定的接口,从调用方式上,可以把他们分为三类:同步调用、回调和异步调用。同步调用是一种阻塞式调用,调用方要等待对方执行完毕才返回,它是一种单向调用;回调是一种双向调用模式,也就是说,被调用方在接口被调用时也会调用对方的接口;异步调用是一种类似消息或事件的机制,不过它的调用方向刚好相反,接口的服务在收到某种讯息或发生某种事件时,会主动通知客户方(即调用客户方的接口)。回调和异步调用的关系非常紧密,通常我们使用回调来实现异步消息的注册,通过异步调用来实现消息的通知。同步调用是三者当中最简单的,而回调又常常是异步调用的基础,因此,下面我们着重讨论回调机制在WCF软件架构中的实现。回调机制如图所示: 
    并非所有的绑定协议都支持回调,http本质上是无连接的协议,TCP/IP协议才会在客户端和服务端维持通信信道。两者之间的对应关系如下:
绑定协议名称            支持可靠性         默认可靠性           支持有序传递       回调模式 BasicHttpBinding                No               N/A                    No                  No NetTcpBinding                   Yes               Off                    Yes                  Yes NetPeerTcpBinding              No                N/A                   No                   No NetNamedPipeBinding          No                N/A (On)           Yes                  Yes WSHttpBinding                  Yes               Off                    Yes                  No WSFederationHttpBinding   Yes               Off                     Yes                  No WSDualHttpBinding            Yes               On                     Yes                  Yes NetMsmqBinding                 No                N/A                    No                   No MsmqIntegrationBinding       No               N/A                    No                   No

    BasicHttpBinding,WSHttpBinding绑定协议不支持回调操作。NetTcpBinding和NetNamedPipeBinding绑定支持回调操作;具有可靠消息传输的WSDualHttpBinding绑定是通过设置两个HTTP信道来支持双向通信。  
【3.2】实现代码:
   一个服务契约只能包含一个回调契约。通过ServiceContract特性,可以指定回调契约:
     // 0.回调服务契约,由于回调方法在客户端执行,因此无须添加 ServiceContractAttribute。对于回调操作,服务器无须获取其返回信息,因此添加 IsOneWay=true 特性参数。
     public   interface  IWCFServiceCallBack
    {
        
// 操作契约
        [OperationContract(IsOneWay = true )] //
         void  SayHelloCalllBack();
    }
    
// 1.服务契约,指定 SessionMode 和回调类型。
    [ServiceContract(SessionMode  =  SessionMode.Required,CallbackContract  =   typeof (IWCFServiceCallBack))]
    
public   interface  IWCFService
    {
        
// 操作契约,
        [OperationContract]
        
string  SayHelloToUser( string  name);

    }
    回调契约无须标记ServiceContract特性,但是在回调契约中必须为服务的操作标记OperationContract特性。 
在导入回调契约的元数据中,回调契约以Callback结尾。服务端反序列化本地代码的时候会生成客户端回调操作契约Callback后缀。
【3.3】回调小节:
(1)如果使用了回调契约,回调契约不需要ServiceContract特性,设置为回调契约就默认了服务契约的特性。
(2)客户端通过回调传递给服务端的消息包含了回调契约终结点的引用。在服务端,可以通过OperationContext类的泛型方法GetCallbackChannel<T>()获得。代码如下: 
         // 获取客户端通道实例
        IWCFServiceCallBack callback  =  OperationContext.Current.GetCallbackChannel < IWCFServiceCallBack > ();
【4】示例代码分析:
    直接看概念还不能很好的理解回调的机制,下面我们来具体看看WCF里如何实现回调。客户端调用服务操作,服务操作通过客户端上下文实例调用客户端操作,这是回调操作的基本过程。一下是具体的代码实现讲解过程。这里只介绍回调操作的具体实现代码。单向操作过于简单,注释也比较详细,大家可以参考上传的代码。
【4.1】服务端:
     定义一个回调契约IWCFServiceCallBack,服务契约IWCFService、服务类WCFService : IWCFService继承服务契约。代码如下:
  // 1.回调服务契约,由于回调方法在客户端执行,因此无须添加 ServiceContractAttribute。对于回调操作,服务器无须获取其返回信息,因此添加 IsOneWay=true 特性参数。
     public   interface  IWCFServiceCallBack
    {
        
// 操作契约
        [OperationContract()] //
         void  SayHelloCalllBack();
    }
    
// 2.服务契约,指定 CallbackContract 回调契约。
    [ServiceContract(CallbackContract  =   typeof (IWCFServiceCallBack))]
    
public   interface  IWCFService
    {
        
// 操作契约,
        [OperationContract]
        
string  SayHelloToUser( string  name);

    }
    
// 3.服务类,继承接口。实现服务契约定义的操作
     public   class  WCFService : IWCFService
    {
        
// 获取当前操作客户端对象实例
        IWCFServiceCallBack callback  =  OperationContext.Current.GetCallbackChannel < IWCFServiceCallBack > ();

        
// 实现接口定义的方法
         public   string  SayHelloToUser( string  name)
        {
            
// Action<IWCFServiceCallBack> invoke = delegate(IWCFServiceCallBack callBack)
            
// { callBack.SayHelloCalllBack(); };
             /// /callback(invoke);
            Console.WriteLine( " Hello! {0} ,  " , name);
            callback.SayHelloCalllBack();
            
return   " Hello!  "   +  name;
        }
    }
   服务端 获取当前操作客户端对象实例
        IWCFServiceCallBack callback = OperationContext.Current.GetCallbackChannel<IWCFServiceCallBack>();callback.SayHelloCalllBack();执行回调客户端当前实例方法。
【4.2】宿主:
     宿主启动和绑定节点配置和前面几节讲解的配置过程类似。这里配置的协议是TCP。配置文件代码如下:
< service   behaviorConfiguration = " WCFService.WCFServiceBehavior "  name = " WCFService.WCFService " >
        
< endpoint
          address
= " net.tcp://localhost:9004/WCFService "
          binding
= " netTcpBinding "
          contract
= " WCFService.IWCFService " >
        
</ endpoint >
        
< endpoint address = " mex "  binding = " mexHttpBinding "  contract = " IMetadataExchange "   />
        
< host >
          
< baseAddresses >
            
< add baseAddress = " http://localhost:9003/ " />
            
< add baseAddress = " net.tcp://localhost:9004/ " />
          
</ baseAddresses >
        
</ host >
      
</ service >
 
【4.3】客户端:
    运行服务托管宿主,客户端添加服务引用,反序列化服务元数据,如图:
    修改客户端代码,重新实现回调契约的操作方法,如下:
    [System.CodeDom.Compiler.GeneratedCodeAttribute( " System.ServiceModel " " 3.0.0.0 " )]
    
public   class  WCFServiceCallback : IWCFServiceCallback
    {

        
public   void  SayHelloCalllBack()
        {
            Console.WriteLine(
" Client method is CallBacking " );
        }  
    }
  测试回调代码,我们实例化一个回调类的实例,然后作为上下文实例的参数。最后把上下文作为参数实例化一个客户端代理。具体代码如下:
             // CallBack 回调服务
            Console.WriteLine( " Call Back Operation Test " );
            WCFClientCallBack.IWCFServiceCallback callBack 
=   new  WCFClientCallBack.WCFServiceCallback();

            InstanceContext context 
=   new  InstanceContext(callBack);
            WCFClientCallBack.WCFServiceClient WCFServiceCallBackClientProxy 
=   new  WCFClientCallBack.WCFServiceClient(context,  " NetTcpBinding_IWCFService " );
            
// 通过代理调用调用SayHelloToUser,传递对象
            Console.WriteLine(WCFServiceCallBackClientProxy.SayHelloToUser( " Frank Xu Lei Call Back " ));
 
【4.4】运行结果:
    这里的运行结果包括单向操作和回调操作结果,客户端调用一个服务操作,服务操作再通过客户端上下文实例引用调用客户端操作。成功执行回调操作。结果如图:
【5】总结:
(1) 服务对回调的调用可能会产生死锁。就是指当回调的应答消息也需要获得与服务实例关联的相同的锁时,会导致死锁。此时服务线程已经被阻塞,服务操作正在等待回调操作执行完毕,而回调操作却又在等待服务释放锁。 解决死锁的办法:<1>将服务配置为允许多线程访问,会增加服务开发者负担。
<2>将回调设置为重入(Reentrancy)    //3.服务类,继承接口。实现服务契约定义的操作
    [ServiceBehavior(ConcurrencyMode=ConcurrencyMode.Reentrant)]
    public class WCFService : IWCFService
    {...}  
  。所谓“重入”,是指对同步域拥有独占访问权的线程A调用了同步域之外对象的方法,此时,另外的线程B若要访问该同步域,则线程A将释放对同步域的锁,允许线程B进入。直到线程B执行完毕并释放对同步域的锁后,线程A将重新进入该同步域。由于服务被配置为重入,则服务调用回调引用时会释放锁。然后将回调返回给客户端,控制权则返回给服务,服务会重入并重新获取锁。 
<3>将回调操作设置为单向操作(        [OperationContract(IsOneWay=true)]// void SayHelloCalllBack();)。此时,回调调用不会产生应答消息,服务操作一旦执行了回调操作,就会继续执行,回调对象不会争用与服务实例关联的锁,从而解决了死锁问题。  
 (2)单调服务的回调问题需要考虑回调对象的引用存储问题,因为每次调用结束都会释放服务实例对象,客户端的状态也会丢失。
(3)单例服务的问题是,犹豫所有的服务共享一个实例,而其生命周期的问题,回调的引用计数会增加。
(4)回调契约的层级问题,一旦一个服务契约提供了回调契约的定义,其所有的子接口必须生命和其一致的回调契约。
(5)NetTcpBinding和NetNamedPipeBinding绑定支持回调操作,并且和客户端共享一个通道端口;具有可靠消息传输的WSHttpBinding需要维护连个端口有可能产生端口冲突,编程时值得注意。
    以上就是本节的全部内容,下一节我们会介绍WCF流操作的一些内容,这里也值得学习。因为在前面的WSE3.0文章里我介绍了WSE优化文件传输的问题。当时也提到了流操作的概念。WCF框架也提供了流操作的支持,同样值得我们学习。这里对大规模数据对象的操作和处理有重要作用,下一个准备介绍一下。最后上传本文的示例代码供大家参考 /Files/frank_xl/WCFServiceOperationFrankXuLei20090503.rar
 参考文章:
1.Programming WCF Services



 本文转自 frankxulei 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/frankxulei/320414,如需转载请自行联系原作者


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