我們都知道，WCF支持Duplex的消息交換模式，它允許在service的執行過程中實現對client的回調。WCF這種雙向通信的方式是我們可以以Event Broker或者訂閱/發布的方式來定義和調用WCF Service。今天我們就給大家一個具體的例子：通過WCF的duplex communication方式現在Session管理。
1、Session 管理提供的具體功能
我們的例子實現了下面一些Session Management相關的功能：
Start/End Session：可以調用service開始一個新的Session或者結束掉一個現有的Session。當開始一個Session的時候，service根據client端傳入的client相關的信息（ClientInfo），創建一個SessionInfo對象，該對象由一個GUID類型的SessionID唯一標識，代表一個具體的Client和Service的Session。在service端，通過一個dictionary維護者一個當前所有的active session列表，key為SessionID，value是SessionInfo對象。當client調用相應的service，傳入對應的SessionID，該SessionID對應的SessionInfo從該session列表中移除。
Session Timeout：如同ASP.NET具有一個Timeout的時間一樣，我們的例子也具有timeout的機制。在client可以注冊timeout事件，某個session timeout，service會通過在start session中指定的callback回調相應的操作（OnTimeout）並處罰client注冊的timeout事件。session timeout後，SessionInfo對象從active session列表中移除。 比如在本例中，我們通過注冊事件使得timeout後，程序在顯示timeout message之後，自動退出。
Session Renew：session timeout判斷的依據是client最後活動的時間（last activity time），而該事件反映的是最後一次鼠標操作的時間（假設我們的client是一個GUI應用）。所以從session的生命管理來講，用戶的每次鼠標操作實際上將session的時間延長到session timeout的時間。
Session Listing Viewing：Administrator或者某個具有相應權限的用戶，可以查看當前活動的session列表和session相關的信息，比如IP地址、主機名稱、用戶名、session開始的時間和最後一次活動的時間，見下圖。
Session Killing：如何發現某個用戶正在做一些不該做的事情，或者發現當前的並發量太大，管理員可以強行殺掉某個正在活動的Session。同session timeout一樣，client端可以注冊session killed事件。當session被強行中止後，service回調client相應的方法（OnSessionKilled），觸發該事件。比如在本例中，我們通過注冊事件使得某個client對應的session被殺掉後，該client程序在顯示message之後，自動退出。
2、Session Timeout的實現原理
在該例子中，最重要的是如何實現timeout的功能，而該功能的核心在於如何探測session的狀態（Active、Timeout、Killed）。一般地我們有兩種截然不同的方式來實現這樣的功能：
I、客戶端驅動：這是大多數人會想得到的方式，通過這樣的方式實現session status的檢測功能：如下圖所示，client端調用相應的service開始一個session，並獲得SessionID。client端每隔一定的時間調用相應的操作（CheckSessionStatus），並將自己的SessionID傳入，進行session status的檢測（步驟1），根據返回的狀態進行相應的處理；用戶的鼠標操作將會調用相應的操作（RenewSession）將session的last active time修正為service端的當前時間（不應該是client的時間）（步驟2）。然而，不可能每次鼠標操作都進行service的調用，這樣會頻繁的調用service調用肯定會使程序不堪重負。所以會一般會設置一個service調用的時間間隔，也就是在一定的時間端內，只有一次鼠標操作會觸發service的調用。由於CheckSessionStatus和RenewSession的調用都是基於某個時間間隔的，所以實時性是怎麼也解決不了的。此外，這種形如輪詢方式的機制在高並發的情況下也會讓service端的壓力正大。
II、服務端驅動：設計服務端驅動模型是從.NET Remoting的remote instance生命周期管理機制得到的靈感。我們知道和WCF3種InstanceContext Mode（PerCall、PerSession和Single）相對應，Remoting也具有3種不同的對象激活方式（Object Activation）：SingleCall、CAO（client activated object）和Singleton。SingleCall和Singleton是兩個極端，不需要特殊的對象回收機制，而CAO模式下，Remoting采用了一種基於“租約”（lease）的service instance 生命周期管理機制：remote object被一個租約一個“租約”（lease：實現了System.Runtime.Remoting.Lifetime.ILease interface）對象引用。client端通過一個Sponsor（ System.Runtime.Remoting.Lifetime.ISponsor）引用lease對象. 當Lease Manager檢測到某個remote object的lease超時，Remoting不會馬上對其進行垃圾回收，而是找到該lease的Sponsor對象，通過Sponsor對象回調Renewal方法（Sponsor處於client端），返回一個Timespan對象，表明需要將remote object的lifetime延長的時間，如何該值小於或者等於零，則不需要延長，該對象將會被回收掉；否則將lifetime延長至相應的時間。同時，client的每次遠程調用，都會自動實現對lifetime的Renew功能。(詳細內容可以參考我的文章：[原創]我所理解的Remoting (2) ：遠程對象的生命周期管理-Part II)
我們實現與此相似的Session Management的功能，具體的流程如下圖所示：
步驟一：client端調用Guid StartSession(SessionClientInfo clientInfo, out TimeSpan timeout)方法，其中SessionClientInfo 表述client的一些基本的信息，比如IP地址、主機名稱、用戶名等等。service端接收到請求後，創建一個SessionInfo對象，該對象代表一個具體基於某個client的session，並同通過一GUID形式的SessionID唯一標識。同時將此SessionClientInfo 對象加入到表示當前所有活動的Session列表中，該列表通過一個dictionary表示（IDictionary<Guid, SessionInfo> CurrentSessionList），其中key是SessionID。最後service將SessionID和session timeout的時間返回到client端。
此外，client調用StartSession，除了指定SessionClientInfo 之外，還提供了一個Callback對象，Callback用在service在相應的時機（session輪詢、session timeout，kill session）實現對client的回調，下面是3個主要的callback操作：
TimeSpan Renew():對Session生命周期的延長。
void OnSessionKilled(SessionInfo sessionInfo):當client對應的session被殺掉之後，調用該方法實現實時通知。
void OnSessionTimeout(SessionInfo sessionInfo):當client對應的session timeout後，調用該方法實現實時通知。
除了維護一個當前活動session的列表之外，service還維護一個Callback列表（IDictionary<Guid, ISessionCallback> CurrentCallbackList），key仍然是SessionID。當StartSession被調用後，callback被加入到CurrentCallbackList中。
步驟二：service以一定的時間間隔對session列表進行輪詢（polling），根據SessionClientInfo的最後活動時間（LastActivityTime）和session timeout的時間判斷是否需要renew session（DateTime.Now - sessionInfo.LastActivityTime 〉 Timeout）。考慮到對實時性的要求，對於列表中每個session的狀態檢查都是通過異步的方式同時進行的。
步驟三：如何需要進行session renewal，則通過SessionID，從callback列表中找出與此對應的callback對象，調用Renew方法，並返回一個Timespan類型的值，如何該值大於零，表明需要延長session的生命周期，則將SessionInfo的LastActivityTime 加上該值；
步驟四: 當Renew方法返回Timespan小於或者等於零，表明session真正timeout，則調用callback對象的OnSessionTimeout通知client端session timeout。
步驟五：該步驟和上面的步驟二、三、四並沒時間上的先後順序。他的主要功能是，維護一個反映真正最後活動時間的全局變量，每個鼠標操作都將此值設為當前時間（這個通過注冊MouseMove事件很容易實現）。對於Renew方法的返回值，就是通過此全局變量和session timeout時間（通過StartSession獲得）計算得到：Timeout - (DateTime.Now - LastActivityTime)。
注：可能有人會說，為什麼不將LastActivityTime返回到service端，service將session的LastActivityTime設定成該值就可以了呀？實際上，這樣做依賴於這樣的一個假設：client端的時間和server端的時間是一致的。很顯然，我們不能作出這樣的假設。
3、整個應用的結構
在介紹具體實現之前，我們先來了解一下整個solution的總體結構：
我依然采用我常用的4層結構（Contract、Service、Hosting和Client），其中client采用一個windows application來模擬客戶端。熟悉我文章的人應該對這個結果有一定的了解了，在這裡就不多做介紹了。
4、Data Contract、Service Contract和Callback Contract
我們先來定義一些抽象層的東西Contract, 通過這些contract你會對提供的功能有一個大致的了解，首先來看看在client和service端傳輸的數據的定義：
I、Client的：SessionClientInfo
namespace Artech.SessionManagement.Contract
{
[DataContract]
public class SessionClientInfo
{
[DataMember]
public string IPAddress
{ get; set; }
[DataMember]
public string HostName
{ get; set; }
[DataMember]
public string UserName
{ get; set; }
[DataMember]
public IDictionary<string, string> ExtendedProperties
{ get; set; }
}
}
定義了一個描述述client的基本信息：IP地址、主機名稱、用戶名，同時定義了一個用於保存額外信息的ExtendedProperties。
II、Session的描述：SessionInfo
namespace Artech.SessionManagement.Contract
{
[DataContract]
[KnownType(typeof(SessionClientInfo))]
public class SessionInfo
{
[DataMember]
public Guid SessionID
{ get; set; }
[DataMember]
public DateTime StartTime
{ get; set; }
[DataMember]
public DateTime LastActivityTime
{get;set;}
[DataMember]
public SessionClientInfo ClientInfo
{ get; set; }
public bool IsTimeout
{ get; set; }
}
}
定義了Session的基本信息：Session的ID、開始的時間、最後一次活動的時間、客戶端基本信息以及表明Session是否Timeout的Flag。
III、Callback Contract：ISessionCallback
namespace Artech.SessionManagement.Contract
{
public interface ISessionCallback
{
[OperationContract]
TimeSpan Renew();
[OperationContract(IsOneWay = true)]
void OnSessionKilled(SessionInfo sessionInfo);
[OperationContract(IsOneWay = true)]
void OnSessionTimeout(SessionInfo sessionInfo);
}
}
Renew()通過獲得Session需要延長的時間；OnSessionKilled和OnSessionTimeout實現Session被殺掉和Timeout時的實時通知。
IV、ServiceContract：ISessionManagement
namespace Artech.SessionManagement.Contract
{
[ServiceContract(CallbackContract = typeof(ISessionCallback))]
public interface ISessionManagement
{
[OperationContract]
Guid StartSession(SessionClientInfo clientInfo, out TimeSpan timeout);
[OperationContract]
void EndSession(Guid sessionID);
[OperationContract]
IList<SessionInfo> GetActiveSessions();
[OperationContract]
void KillSessions(IList<Guid> sessionIDs);
}
}
StartSession和EndSession用戶Session的啟動和中止，GetActiveSessions獲得當前所有活動的Sesssion列表，KillSessions用於強行結束一個或多個Session。
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