一、什麼是WCF?
根據微軟官方的解釋,WCF(之前的版本名為“Indigo”)是使用托管代碼建立和運行面向服務(Service Oriented)應用程序的統一框架。它使得開發者能夠建立一個跨平台的安全、可信賴、事務性的解決方案,且能與已有系統兼容協作。WCF是微軟分布式應用程序開發的集大成者,它整合了.Net平台下所有的和分布式系統有關的技術,例如.Net Remoting、ASMX、WSE和MSMQ。以通信(Communiation)范圍而論,它可以跨進程、跨機器、跨子網、企業網乃至於Internet;以宿主程序而論,可以以ASP.NET,EXE,WPF,Windows Forms,NT Service,COM+作為宿主(Host)。WCF可以支持的協議包括TCP,HTTP,跨進程以及自定義,安全模式則包括SAML,Kerberos,X509,用戶/密碼,自定義等多種標准與模式。也就是說,在WCF框架下,開發基於SOA的分布式系統變得容易了,微軟將所有與此相關的技術要素都包含在內,掌握了WCF,就相當於掌握了叩開SOA大門的鑰匙。
WCF是建立在.Net Framework 2.0基礎之上的,正式的版本應該會作為Windows Vista的核心部分而Release。然而,這並不代表WCF只能運行在Windows Vista下。只要安裝了WinFX Runtime Components,在Windows XP和Windows 2003操作系統下,仍然可以使用。Visual Studio 2005中並沒有包含WCF,但是當安裝好了WinFX Runtime Components後,我們就可以在Visual Studio 2005環境下開發和創建WCF的程序了。
目前最新的WCF版本是February 2006 CTP,下載頁面是:http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=F51C4D96-9AEA-474F-86D3-172BFA3B828B&displaylang=en。使用WCF需要用到一些相關的工具,如SvcUtil.exe,所以還需要下載WinFX Runtime Components的SDK,其下載頁面是:http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=9BE1FC7F-0542-47F1-88DD-61E3EF88C402&displaylang=en。安裝SDK可以選擇網絡安裝或本地安裝。如果是本地安裝,文件大小為1.1G左右,是ISO文件。安裝了SDK後,在program files目錄下,有microsoft SDK目錄。
WCF是微軟重點介紹的產品,因此也推出了專門的官方網站(http://windowscommunication.net),該網站有最新的WCF新聞發布,以及介紹WCF的技術文檔和樣例代碼。
二、WCF的優勢
在David Chappell所撰的《Introducing Windows Communication Foundation》一文中,用了一個活鮮鮮的例子,來說明WCF的優勢所在。假定我們要為一家汽車租賃公司開發一個新的應用程序,用於租車預約服務。該租車預約服務會被多種應用程序訪問,包括呼叫中心(Call Center),基於J2EE的租車預約服務以及合作伙伴的應用程序(Partner Application),如圖所示:
呼叫中心運行在Windows平台下,是在.Net Framework下開發的應用程序,用戶為公司員工。由於該汽車租賃公司兼並了另外一家租賃公司,該公司原有的汽車預約服務應用程序是J2EE應用程序,運行在非Windows操作系統下。呼叫中心和已有的汽車預約應用程序都運行在Intranet環境下。合作伙伴的應用程序可能會運行在各種平台下,這些合作伙伴包括旅行社、航空公司等等,他們會通過Internet來訪問汽車預約服務,實現對汽車的租用。
這樣一個案例是一個典型的分布式應用系統。如果沒有WCF,利用.Net現有的技術應該如何開發呢?
首先考慮呼叫中心,它和我們要開發的汽車預約服務一樣,都是基於.Net Framework的應用程序。呼叫中心對於系統的性能要求較高,在這樣的前提下,.Net Remoting是最佳的實現技術。它能夠高性能的實現.Net與.Net之間的通信。
要實現與已有的J2EE汽車預約應用程序之間的通信,只有基於SOAP的Web Service可以實現此種目的,它保證了跨平台的通信;而合作伙伴由於是通過Internet來訪問,利用ASP.Net Web Service,即ASMX,也是較為合理的選擇,它保證了跨網絡的通信。由於涉及到網絡之間的通信,我們還要充分考慮通信的安全性,利用WSE(Web Service Enhancements)可以為ASMX提供安全的保證。
一個好的系統除了要保證訪問和管理的安全,高性能,同時還要保證系統的可信賴性。因此,事務處理是企業應用必須考慮的因素,對於汽車預約服務而言,同樣如此。在.Net中,Enterprise Service(COM+)提供了對事務的支持,其中還包括分布式事務(Distributed Transactions)。不過對於Enterprise Service而言,它僅支持有限的幾種通信協議。
如果還要考慮到異步調用、脫機連接、斷點連接等功能,我們還需要應用MSMQ(Microsoft Message Queuing),利用消息隊列支持應用程序之間的消息傳遞。
如此看來,要建立一個好的汽車租賃預約服務系統,需要用到的.Net分布式技術,包括.Net Remoting、Web Service,COM+等五種技術,這既不利於開發者的開發,也加大了程序的維護難度和開發成本。正是因應於這樣的缺陷,WCF才會在.Net 2.0中作為全新的分布式開發技術被微軟強勢推出,它整合了上述所屬的分布式技術,成為了理想的分布式開發的解決之道。下圖展示了WCF與之前的相關技術的比較:
從功能的角度來看,WCF完全可以看作是ASMX,.Net Remoting,Enterprise Service,WSE,MSMQ等技術的並集。(注:這種說法僅僅是從功能的角度。事實上WCF遠非簡單的並集這樣簡單,它是真正面向服務的產品,它已經改變了通常的開發模式。)因此,對於上述汽車預約服務系統的例子,利用WCF,就可以解決包括安全、可信賴、互操作、跨平台通信等等需求。開發者再不用去分別了解.Net Remoting,ASMX等各種技術了。
概括地說,WCF具有如下的優勢:
1、統一性
前面已經敘述,WCF是對於ASMX,.Net Remoting,Enterprise Service,WSE,MSMQ等技術的整合。由於WCF完全是由托管代碼編寫,因此開發WCF的應用程序與開發其它的.Net應用程序沒有太大的區別,我們仍然可以像創建面向對象的應用程序那樣,利用WCF來創建面向服務的應用程序。
2、互操作性
由於WCF最基本的通信機制是SOAP,這就保證了系統之間的互操作性,即使是運行不同的上下文中。這種通信可以是基於.Net到.Net間的通信,如下圖所示:
可以跨進程、跨機器甚至於跨平台的通信,只要支持標准的Web Service,例如J2EE應用服務器(如WebSphere,WebLogic)。應用程序可以運行在Windows操作系統下,也可以運行在其他的操作系統,如Sun Solaris,HP Unix,Linux等等。如下圖所示:
3、安全與可信賴
WS-Security,WS-Trust和WS-SecureConversation均被添加到SOAP消息中,以用於用戶認證,數據完整性驗證,數據隱私等多種安全因素。
在SOAP的header中增加了WS-ReliableMessaging允許可信賴的端對端通信。而建立在WS-Coordination和WS-AtomicTransaction之上的基於SOAP格式交換的信息,則支持兩階段的事務提交(two-phase commit transactions)。
上述的多種WS-Policy在WCF中都給與了支持。對於Messaging而言,SOAP是Web Service的基本協議,它包含了消息頭(header)和消息體(body)。在消息頭中,定義了WS-Addressing用於定位SOAP消息的地址信息,同時還包含了MTOM(消息傳輸優化機制,Message Transmission Optimization Mechanism)。如圖所示:
4、兼容性
WCF充分的考慮到了與舊有系統的兼容性。安裝WCF並不會影響原有的技術如ASMX和.Net Remoting。即使對於WCF和ASMX而言,雖然兩者都使用了SOAP,但基於WCF開發的應用程序,仍然可以直接與ASMX進行交互。