引言
從本質上說，WCF是一個通信服務框架，它允許我們使用不同的傳輸 協議，使用不同的消息編碼形式，跟不同的WS-*系列規范交互，而所有這些細節 都是由通道堆棧來處理的。為了簡化這些處理，在WCF中提供了兩種模型，一是 針對開發者的應用程序編程模型；二是用來通信的通道模型，這樣對於開發者來 說，只要了解應用程序編程模型就足夠了，而不會涉及到通道模型，然而，對於 通道模型進行必要的學習，可以讓我們真正理解WCF中“通信”概念 ，了解WCF的 整個架構體系，從而構建出更加健壯的WCF服務或者對WCF框架進行 擴展。在本文中，我們將進行深度了解WCF中的通道模型是如何設計的。
通道模型概述
在WCF中，提供了一系列的接口和其它類型模型，它們為消息的 發送和接收提供了一個底層的編程模型，該模型稱之為WCF通道模型。在通道模 型中，一個很重要的概念是通道堆棧，它是具有一個或多個消息處理通道的分層 的通信堆棧，堆棧中放置了各種類型的通道，用來對象進行處理，如在通道堆棧 的最底層放置了傳輸通道，它負責使通道堆棧適應基礎傳輸，如圖1所示：
圖1
在通道堆棧中，不僅僅提供消息的傳輸方式，還提供了其 它諸如對消息的內容或者消息頭進行處理的功能，這些功能同樣是以通道的方式 放置在通道堆棧中，甚至於我們可以編寫自己的通道，加入到通道堆棧中。
消息在通道堆棧中傳輸時，將作為Message對象流過通信堆棧，如傳輸通 道負責在發送方和接收方之間轉換消息，之後消息將通過傳輸通道繼續往上流， 依次經過通道堆棧中的各個通道，這些通道各自負責提供一種通信功能，如在消 息頭中添加信息，對消息的正文進行加密等等。
通道對象模型
通道對 象模型是實現通道、通道偵聽器和通道工廠所必需的一組核心接口。還提供一些 基類以輔助自定義實現。可以看到通道模型中最重要的有三組接口：通道、通道 偵聽器和通道工廠。每個通道均實現一個或多個接口，稱為通道形狀接口或通道 形狀；通道偵聽器負責偵聽傳入消息，即在消息的接收端，然後通過由通道偵聽 器創建的通道將這些消息傳送到上面的層；通道工廠負責創建通道用於發送消息 ，即在消息的發送方，並在通道工廠關閉時，關閉通道工廠創建的所有通道。
在通道模型中，最重要的一個接口是ICommunicationObject，它定義了 所有通信對象實現的基本狀態機的核心接口，自定義通道通信對象可以直接實現 ICommunicationObject，如圖2所示：
圖2
只有圖2中的這些接口，才屬於WCF的通道模型，在WCF中同 樣提供了一些基類如CommunicationObject、ChannelFactoryBase等，在實現自 定義的通道通信對象時，也可以直接繼承於這些基類，但要注意，這些基類僅僅 是為實現自定義通道通信對象提供了方便，它們本身並不屬於通道模型的一部分 。
ICommunicationObject接口為WCF中所有面向通信的對象提供了契約， 除了通道、通道偵聽器、通道工廠外，還有調度程序和服務主機，定義了基本狀 態的協定。它包括一組用於啟動狀態轉換的打開、關閉和中止方法，打開和關閉 方法的異步版本，一組提供狀態轉換通知的事件和一個個用於檢查對象狀態的公 開State屬性，它的定義如下所示：
public interface ICommunicationObject
{
// 狀態屬性
CommunicationState State { get; }
// 事件
event EventHandler Closed;
event EventHandler Closing;
event EventHandler Faulted;
event EventHandler Opened;
event EventHandler Opening;
// 方法
void Abort ();
void Close();
void Close(TimeSpan timeout);
void Open();
void Open(TimeSpan timeout);
// 異步方法
IAsyncResult BeginClose(AsyncCallback callback, object state);
IAsyncResult BeginClose(TimeSpan timeout, AsyncCallback callback, object state);
IAsyncResult BeginOpen(AsyncCallback callback, object state);
IAsyncResult BeginOpen(TimeSpan timeout, AsyncCallback callback, object state);
void EndClose(IAsyncResult result);
void EndOpen (IAsyncResult result);
}
ICommunicationObject 的初始狀態 是“已創建”，此時可以配置它的各種屬性。 一旦處於“已打 開”狀態，對象就可用於發送和接收消息，但它的屬性將視為不可變。 一 旦處在“正在關閉”狀態，對象就不能再處理新的發送或接收請求， 但在到達“關閉”超時前有可能完成現有的請求。 如果發生不可恢 復的錯誤，則對象將轉換到“出錯”狀態，此時可以檢查該對象以獲 取有關錯誤的信息，該對象最終將關閉。 處於“已關閉”狀態時， 該對象實質上已到達狀態機的終點。 對象一旦從一個狀態轉換到下一個狀態， 它將不會返回至前一狀態，整個過程圖3所示：
圖 3
通道形狀
每個通道均實現一個或多個接口，稱為通道 形狀接口或通道形狀。通道形狀的最底層是 IChannel 接口，該接口提供一個 GetProperty<T> 方法，用作訪問由通道堆棧中的通道公開的任意功能的 分層機制。擴展 IChannel 的五種通道形狀為：
1.IInputChannel：用於 接收消息
2.IOutputChannel：用於發送消息
3.IRequestChannel ：用於發送請求
4.IReplyChannel：用於發送回復
5.IDuplexChannel：用於雙向消息傳遞
它們之間的關系如圖4所 示：
圖 4
其實可以看出，IDuplexChannel接口是IInputChannel和 IOutputChannel接口的聯合，所有的通道形狀都同時擴展了 ICommunicationObject和IChannel。這5種通道模型分別對應於不同的消息交換 模式，在使用數據報模式時，消息發送方通道實現了IOutputChannel接口，而消 息接收方通道實現了IInputChannel接口；在請求響應模式中，客戶端通道實現 IRequestChannel接口，而服務通道實現IReplyChannel接口；在雙工通信模式中 ，由於雙方都能發送和接收消息，客戶端和服務通道實現了IDuplexChannel接口 ，如圖5所示：
圖 5
服務端通道
在通道對象模型中，除了IChannel接口， 另外一個接口IChannelListener用於消息的接收端，通過綁定來生成通道偵聽器 （在綁定中有關於協議、編碼和傳輸的信息，關於綁定可以參考WCF專題系列（6 ）：消息如何傳遞之綁定Part 1），用於偵聽傳入的消息。通道偵聽器負責創建 通道並從下面的層或者從網絡接收消息，收到的消息將借助於通道偵聽器所創建 的通道傳送到上面的層中。整個過程如圖6所示：
圖 6
在WCF的內部，對於消息的每一個處理（即通道堆棧中的 通道），都會對應一個內部的通道偵聽器，如針對事務處理的 TransactionChannelListener和使用TCP傳輸的TcpChannelListener，分別用於 創建各自對應的通道。
客戶端通道
在WCF的客戶端，通道的創建使用 通道工廠，創建的這些通道負責獲取來自上一層的消息，對消息進行必要的處理 ，然後將消息發送到下一層，如圖7所示：
圖 7
在WCF內部，同樣對於消息的每一個處理，都會有相應的 通道工廠，如使用TCP傳輸的TcpChannelFactory，用於創建對應的通道。
總結
本文詳細介紹了WCF中的通道編程模型以及關於通道、通道監聽 器和通道工廠等，大多數都是純理論的知識，在下一篇文章中，將會通過一個示 例來加深對於本文所講知識的認識。
