WCF分布式開發步步為贏(10)

請求應答（Request-Reply）、單向操作(One-Way)、回調操作(Call Back)

WCF除了支持經典的請求應答（Request-Reply）模式外，還提供了什麼操作調用模式，他們有什麼不同以及我們如何在開發中使用這些操作調用模式。今天本節文章裡會詳細介紹。WCF分布式開發步步為贏(10):請求應答（Request-Reply）、單向操作(One-Way)、回調操作(Call Back).本文結構：【1】請求應答（Request-Reply）、【2】單向操作(One-Way)、【3】回調操作(Call Back)、【4】示例代碼分析、【5】總結。最後上傳本文的示例代碼。

WCF除了支持經典的請求/應答模式意外，還提供了對單向操作、雙向回調操作模式的支持，此外還有流操作（後者與WSE3.0提供的優化傳輸機制類似，我曾經在這個文章裡進行過講解WSE3.0構建Web服務安全(4):MTOM消息傳輸優化和文件上傳、下載）。今天我們會介紹幾種操作調用模式的概念，區別，實現機制，以及如何在代碼中實現他們，最後給出的要注意的細節問題。

【1】請求應答（Request-Reply）：

請求應答模式是默認的操作模式。這與經典的C/S編程類似，客戶端發送請求，阻塞客戶端進程，服務端返回操作結果。請求應答模式與綁定對應關系 ：

除了NetPeerTcpBinding和NetMsmqBinding綁定，所有的綁定均支持請求-應答操作。

【2】單向操作(One-Way)：

【2.1】概念：

簡單來說，單向操作沒有返回值，客戶端只管調用，不管結果。單向操作客戶端一旦發出請求，WCF會生成一個請求，不會給客戶端返回任何消息。單向操作不同於異步操作，雖然單向操作只是在發出調用的瞬間阻塞客戶端，但如果發出多個單向調用，WCF會將請求調用放入隊列，並在某個時候執行。隊列存儲調用的個數是有限的，一旦發出的調用個數超出了隊列存儲調用的設置值，則會發生阻塞現象，因為調用無法放入隊列。當隊列的請求出列後，產生阻塞的調用就會放入隊列，並解除對客戶端的阻塞。綁定協議與單向請求模式關系：

和請求應答模式不同。所有的WCF綁定通信協議都支持單向操作。

【2.2】實現方式：

配置單向操作的方式也很簡單，WCF的OperationContract 定義了IsOneWay屬性。我們設置設置單向操作的方法是利用OperationContract特性的IsOneWay屬性，例如：

//操作契約,單調操作，不返回應答消息,會話服務中，保證是最後一個操作
[OperationContract(IsOneWay=true,IsInitiating=false,IsTerminating=true)]//
void　SayHello2(string　name);

單向操作配置的屬性定義在操作契約級別上。而不是用在服務契約級別。

【2.3】單向操作小節：

（1）被設置為單向操作的方法不能包含返回值，即它的返回值只能為void，否則會拋出InvalidOperationException異常。

（2）在會話契約中雖然允許定義單向操作（[ServiceContract( SessionMode =SessionMode.Required, Namespace = "http://www.cnblogs.com/frank_xl/")]），但由於單向操作服務端管理客戶端會話狀態十分困難，因而，單向操作的最佳適用場景是在單調服務或單例服務中。如果在會話契約中定義了單向操作，就必須保證單向操作是終止會話的最後一個操作，返回void類型值。這可以通過分步操作來實現。代碼如下：

//1.單向服務契約,會話服務
[ServiceContract(　SessionMode　=SessionMode.Required,　Namespace　=　"http://www.cnblogs.com/frank_xl/")]
public　interface　IWCFServiceOneWay
{
　　//操作契約,單調操作，不返回應答消息,會話服務中，保證是最後一個操作
　　[OperationContract(IsOneWay=true,IsInitiating=false,IsTerminating=true)]//
　　void　SayHello2(string　name);
　　//操作契約，
　　[OperationContract]
　　string　SayHello1(string　name);

}

（3）如果因為通信（地址宿主）問題，調用操作失敗，單向操作如果拋出異常；客戶端受服務端異常影響，取決於實例模式以及使用綁定。

【3】回調操作(Call Back)：

【3.1】概念：

回調不是一個新的概念，早在C語言裡就有過，C#裡更是有委托實現回調機制。軟件模塊之間總是存在著一定的接口，從調用方式上，可以把他們分為三類：同步調用、回調和異步調用。同步調用是一種阻塞式調用，調用方要等待對方執行完畢才返回，它是一種單向調用；回調是一種雙向調用模式，也就是說，被調用方在接口被調用時也會調用對方的接口；異步調用是一種類似消息或事件的機制，不過它的調用方向剛好相反，接口的服務在收到某種訊息或發生某種事件時，會主動通知客戶方（即調用客戶方的接口）。回調和異步調用的關系非常緊密，通常我們使用回調來實現異步消息的注冊，通過異步調用來實現消息的通知。同步調用是三者當中最簡單的，而回調又常常是異步調用的基礎，因此，下面我們著重討論回調機制在WCF軟件架構中的實現。回調機制如圖所示：

並非所有的綁定協議都支持回調，http本質上是無連接的協議，TCP/IP協議才會在客戶端和服務端維持通信信道。兩者之間的對應關系如下：

BasicHttpBinding，WSHttpBinding綁定協議不支持回調操作。NetTcpBinding和NetNamedPipeBinding綁定支持回調操作；具有可靠消息傳輸的WSHttpBinding綁定是通過設置兩個HTTP信道來支持雙向通信。

【3.2】實現代碼：

一個服務契約只能包含一個回調契約。通過ServiceContract特性，可以指定回調契約：

//0.回調服務契約，由於回調方法在客戶端執行，因此無須添加　ServiceContractAttribute。對於回調操作，服務器無須獲取其返回信息，因此添加　IsOneWay=true　特性參數。
public　interface　IWCFServiceCallBack
{
　//操作契約
　[OperationContract(IsOneWay=true)]//
　void　SayHelloCalllBack();
}
//1.服務契約,指定　SessionMode　和回調類型。
[ServiceContract(SessionMode　=　SessionMode.Required,CallbackContract　=　typeof(IWCFServiceCallBack))]
public　interface　IWCFService
{
　//操作契約，
　[OperationContract]
　string　SayHelloToUser(string　name);

}

回調契約無須標記ServiceContract特性，但是在回調契約中必須為服務的操作標記OperationContract特性。

在導入回調契約的元數據中，回調契約以Callback結尾。服務端反序列化本地代碼的時候會生成客戶端回調操作契約Callback後綴。

【3.3】回調小節：

（1）如果使用了回調契約，回調契約不需要ServiceContract特性，設置為回調契約就默認了服務契約的特性。

（2）客戶端通過回調傳遞給服務端的消息包含了回調契約終結點的引用。在服務端，可以通過OperationContext類的泛型方法GetCallbackChannel<T>()獲得。代碼如下：　

//獲取客戶端通道實例
IWCFServiceCallBack　callback　=　OperationContext.Current.GetCallbackChannel<IWCFServiceCallBack>();

【4】示例代碼分析：

直接看概念還不能很好的理解回調的機制，下面我們來具體看看WCF裡如何實現回調。客戶端調用服務操作，服務操作通過客戶端上下文實例調用客戶端操作，這是回調操作的基本過程。一下是具體的代碼實現講解過程。這裡只介紹回調操作的具體實現代碼。單向操作過於簡單，注釋也比較詳細，大家可以參考上傳的代碼。

【4.1】服務端：

定義一個回調契約IWCFServiceCallBack，服務契約IWCFService、服務類WCFService : IWCFService繼承服務契約。代碼如下：

//1.回調服務契約，由於回調方法在客戶端執行，因此無須添加　ServiceContractAttribute。對於回調操作，服務器無須獲取其返回信息，因此添加　IsOneWay=true　特性參數。
public　interface　IWCFServiceCallBack
{
　　//操作契約
　　[OperationContract()]//
　　void　SayHelloCalllBack();
}
//2.服務契約,指定　CallbackContract　回調契約。
[ServiceContract(CallbackContract　=　typeof(IWCFServiceCallBack))]
public　interface　IWCFService
{
　//操作契約，
　[OperationContract]
　string　SayHelloToUser(string　name);

}
//3.服務類，繼承接口。實現服務契約定義的操作
public　class　WCFService　:　IWCFService
{
　　//獲取當前操作客戶端對象實例
　　IWCFServiceCallBack　callback　=　OperationContext.Current.GetCallbackChannel<IWCFServiceCallBack>();
　　//實現接口定義的方法
　　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;
　　}
}

服務端　獲取當前操作客戶端對象實例

IWCFServiceCallBack callback = OperationContext.Current.GetCallbackChannel<IWCFServiceCallBack>();callback.SayHelloCalllBack();執行回調客戶端當前實例方法。

【4.2】宿主：

宿主啟動和綁定節點配置和前面幾節講解的配置過程類似。這裡配置的協議是TCP。配置文件代碼如下：

<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】客戶端：

運行服務托管宿主，客戶端添加服務引用，反序列化服務元數據，如圖：

修改客戶端代碼，重新實現回調契約的操作方法，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");
　}
}

測試回調代碼，我們實例化一個回調類的實例，然後作為上下文實例的參數。最後把上下文作為參數實例化一個客戶端代理。具體代碼如下：

//CallBack　回調服務
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");
//通過代理調用調用SayHelloToUser,傳遞對象
Console.WriteLine(WCFServiceCallBackClientProxy.SayHelloToUser("Frank　Xu　Lei　Call　Back"));

【4.4】運行結果：

這裡的運行結果包括單向操作和回調操作結果，客戶端調用一個服務操作，服務操作再通過客戶端上下文實例引用調用客戶端操作。成功執行回調操作。結果如圖：

【5】總結：

（1）　服務對回調的調用可能會產生死鎖。就是指當回調的應答消息也需要獲得與服務實例關聯的相同的鎖時，會導致死鎖。此時服務線程已經被阻塞，服務操作正在等待回調操作執行完畢，而回調操作卻又在等待服務釋放鎖。解決死鎖的辦法：<1>將服務配置為允許多線程訪問，會增加服務開發者負擔。

<2>將回調設置為重入（Reentrancy）　[ServiceContract(ConcurrencyMode=ConcurrencyMode.Reentrant,CallbackContract = typeof(IWCFServiceCallBack))]

。所謂“重入”，是指對同步域擁有獨占訪問權的線程A調用了同步域之外對象的方法，此時，另外的線程B若要訪問該同步域，則線程A將釋放對同步域的鎖，允許線程B進入。直到線程B執行完畢並釋放對同步域的鎖後，線程A將重新進入該同步域。由於服務被配置為重入，則服務調用回調引用時會釋放鎖。然後將回調返回給客戶端，控制權則返回給服務，服務會重入並重新獲取鎖。

<3>將回調操作設置為單向操作（ [OperationContract(IsOneWay=true)]//　void SayHelloCalllBack();）。此時，回調調用不會產生應答消息，服務操作一旦執行了回調操作，就會繼續執行，回調對象不會爭用與服務實例關聯的鎖，從而解決了死鎖問題。

（2）單調服務的回調問題需要考慮回調對象的引用存儲問題，因為每次調用結束都會釋放服務實例對象，客戶端的狀態也會丟失。

（3）單例服務的問題是，猶豫所有的服務共享一個實例，而其生命周期的問題，回調的引用計數會增加。

（4）回調契約的層級問題，一旦一個服務契約提供了回調契約的定義，其所有的子接口必須生命和其一致的回調契約。

（5）NetTcpBinding和NetNamedPipeBinding綁定支持回調操作，並且和客戶端共享一個通道端口；具有可靠消息傳輸的WSHttpBinding需要維護連個端口有可能產生端口沖突，編程時值得注意。

以上就是本節的全部內容，下一節我們會介紹WCF流操作的一些內容，這裡也值得學習。因為在前面的WSE3.0文章裡我介紹了WSE優化文件傳輸的問題。當時也提到了流操作的概念。WCF框架也提供了流操作的支持，同樣值得我們學習。這裡對大規模數據對象的操作和處理有重要作用，下一個准備介紹一下。

本文配套源碼