创建一个简单的WCF程序

为了使读者对基于WCF的编程模型有一个直观的映像，我将带领读者一步一步地创建一个完整的WCF应用。本应用功能虽然简单，但它涵盖了一个完整WCF应用的基本结构。对那些对WCF不是很了解的读者来说，这个例子将带领你正式进入WCF的世界。

在这个例子中，我们将实现一个简单的计算服务（CalculatorService），提供基本的加、减、乘、除的运算。和传统的分布式通信框架一 样，WCF本质上提供一个跨进程、跨机器以致跨网络的服务调用。在本例中，客户端和服务通过运行在相同的同一台机器上不同进程模拟，图1体现了客户端和服务端进程互相调用的关系。

图1 计算服务应用运行环境

WCF的服务不能孤立地存在，需要寄宿于一个运行着的进程中，我们把承载WCF服务的进程称为宿主，为服务指定宿主的过程称为服务寄宿 （Service Hosting）。在我们的计算服务应用中，采用了两种服务寄宿方式：通过自我寄宿（Self-Hosting）的方式创建一个控制台应用作为服务的宿主 （寄宿进程为Hosting.exe）；通过IIS寄宿方式将服务寄宿于IIS中（寄宿进程为IIS的工作进行W3wp.exe）。客户端通过另一个控制 台应用模拟（进程为Client.exe）。接下来，我们就一步一步来构建这样的一个WCF应用。

步骤一：构建整个解决方案

通过VS 2008创建一个空白的解决方案，添加如下四个项目。项目的类型、承载的功能和相互引用关系如下，整个项目在VS下的结构如图2所示。

• Contracts：一个类库项目，定义服务契约（Service Contract），引用System.ServiceMode程序集（WCF框架的绝大部分实现和API定义在该程序集中）；
• Services：一个类库项目，提供对WCF服务的实现。定义在该项目中的所有WCF服务实现了定义在Contracts中相应的服务契约，所以Services具有对Contracts项目的引用；
• Hosting：一个控制台（Console）应用，实现对定义在Services项目中的服务的寄宿，该项目须要同时引用Contracts和Services两个项目和System.ServiceMode程序集；
• Client：一个控制台应用模拟服务的客户端，该项目引用System.ServiceMode程序集。

图2 计算服务在VS中的结构

步骤二：创建服务契约

WCF采用基于契约的交互方式实现了服务的自治，以及客户端和服务端之间的松耦合。WCF包含四种类型的契约：服务契约、数据契约、消息契约和错误 契约，这里着重于服务契约。从功能上讲，服务契约抽象了服务提供的所有操作；而站在消息交换的角度来看，服务契约则定义了基于服务调用的消息交换过程中， 请求消息和回复消息的结构，以及采用的消息交换模式。第4章将提供对服务契约的详细介绍。

一般地，我们通过接口的形式定义服务契约。通过下面的代码，将一个接口ICalculator定义成服务契约。WCF广泛采用基于自定义特性（Custom Attribtue）的声明式编程模式，我们通过在接口上应用System.ServiceModel.ServiceContractAttribute特性将一个接口定义成服务契约。在应用ServiceContractAttribute特性的同时，还可以指定服务契约的名称和命名空间。至于契约名称和命名空间的含义和作用，在本人拙著《WCF技术剖析(卷1)》第4章，在这里我们将契约名称和命名空间设置成CalculatorService和http://www.artech.com/)。

通过应用ServiceContractAttribute特性将接口定义成服务契约之后，接口的方法成员并不能自动成为服务的操作。在此方 面，WCF采用的是显式选择（Explicit Opt-in）的策略:我们须要在相应的操作方法上面显式地应用OperationContractAttribute特性。

using System.ServiceModel;
namespace Artech.WcfServices.Contracts
{
    [ServiceContract(Name="CalculatorService", Namespace="http://www.artech.com/")]
    public interface ICalculator
    {
        [OperationContract]
        double Add(double x, double y);

        [OperationContract]
        double Subtract(double x, double y);

        [OperationContract]
        double Multiply(double x, double y);

        [OperationContract]
        double Divide(double x, double y);
    }
}

步骤三：创建服务

当服务契约成功创建时，我们需要通过实现服务契约来创建具体的WCF服务。WCF服务CalculatorService定义在Services项目中，实现了服务契约接口ICalculator，实现了所有的服务操作。CalculatorService定义如下：

using Artech.WcfServices.Contracts;
namespace Artech.WcfServices.Services
{
   public class CalculatorService:ICalculator
    {
        public double Add(double x, double y)
        {
            return x + y;
        }

        public double Subtract(double x, double y)
        {
            return x - y;
        }

        public double Multiply(double x, double y)
        {
            return x * y;
        }

        public double Divide(double x, double y)
        {
            return x / y;
        }
    }
}

步骤四：通过自我寄宿的方式寄宿服务

WCF服务需要依存一个运行着的进程（宿主），服务寄宿就是为服务指定一个宿主的过程。WCF是一个基于消息的通信框架，采用基于终结点（Endpoint）的通信手段。终结点由地址（Address）、绑定（Binding）和契约（Contract）三要素组成，如图3所示。由于三要素应为首字母分别为ABC，所以就有了易于记忆的公式：Endpoint = ABC。一个终结包含了实现通信所必需的所有信息，我们可以这样认识终结点的ABC：

• 地址（Address）：地址决定了服务的位置，解决了服务寻址的问题，《WCF技术剖析(卷1)》第2章提供了对地址和寻址机制的详细介绍；
• 绑定（Binding）：绑定实现了通信的所有细节，包括网络传输、消息编码，以及其他为实现某种功能（比如安全、可靠传输、事务等）对消息进行的相应处理。WCF中具有一系列的系统定义绑定，比如BasicHttpBinding、WsHttpBinding、NetTcpBinding等，《WCF技术剖析(卷1)》第3章提供对绑定的详细介绍；
• 契约（Contract）：契约是对服务操作的抽象，也是对消息交换模式以及消息结构的定义。《WCF技术剖析(卷1)》第4章提供对服务契约的详细介绍。

 

图3 终结点三要素

服务寄宿的目的就是开启一个进程，为WCF服务提供一个运行的环境。通过为服务添加一个或多个终结点，使之暴露给潜给的服务消费者。服务消费者最终 通过相匹配的终结点对该服务进行调用。我们可以完全通过代码的方式完成所有的服务寄宿工作，下面的代码体现了通过一个控制台应用对 CalculatorService的寄宿：

using System;
using System.ServiceModel;
using System.ServiceModel.Description;
using Artech.WcfServices.Contracts;
using Artech.WcfServices.Services;
namespace Artech.WcfServices.Hosting
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(CalculatorService)))
            {
                host.AddServiceEndpoint(typeof(ICalculator), new WSHttpBinding(), "http://127.0.0.1:9999/calculatorservice");
                if (host.Description.Behaviors.Find<ServiceMetadataBehavior>() == null)
                {
                    ServiceMetadataBehavior behavior = new ServiceMetadataBehavior();
                    behavior.HttpGetEnabled = true;
                    behavior.HttpGetUrl = new Uri("http://127.0.0.1:9999/calculatorservice/metadata");
                    host.Description.Behaviors.Add(behavior);
                }
                host.Opened += delegate
                {
                    Console.WriteLine("CalculaorService已经启动，按任意键终止服务！");
                };

                host.Open();
                Console.Read();
            }
        }
    }
}

WCF服务寄宿通过一个特殊的对象完成：ServiceHost。在上面的例子中，基于WCF服务的类型（typeof(CalculatorService)）创建了ServieHost对象，并添加了一个终结点。具体的地址为http://127.0.0.1:9999/calculatorservice，采用了WSHttpBinding，并指定了服务契约的类型ICalculator。

松耦合是SOA的一个基本的特征，WCF应用中客户端和服务端的松耦合体现在客户端只须要了解WCF服务基本的描述，而无须知道具体的实现细节，就 可以实现正常的服务调用。WCF服务的描述通过元数据（Metadata）的形式发布出来。WCF中元数据的发布通过一个特殊的服务行为ServiceMetadataBehavior实现。在上面提供的服务寄宿代码中，我们为创建的ServiceHost添加了ServiceMetadataBehavior，并采用了基于HTTP-GET的元数据获取方式，元数据的发布地址通过ServiceMetadataBehavior的HttpGetUrl指定。在调用ServiceHost的Open方法对服务成功寄宿后，我们可以通过该地址获取服务相关的元数据。在IE地址栏上键入http://127.0.0.1:9999/calculatorservice/metadata，你将会得到以WSDL形式体现的服务元数据，如图4所示。

图4 通过HTTP-GET的方式获取WCF服务的元数据

在进行真正的WCF应用开发时，一般不会直接通过编码的方式进行终结点的添加和服务行为的定义，而是通过配置的方式进行。上面添加终结点和定义服务行为的代码可以用下面的配置代替：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <system.serviceModel>
        <behaviors>
            <serviceBehaviors>
                <behavior name="metadataBehavior">
                    <serviceMetadata httpGetEnabled="true" httpGetUrl="http://127.0.0.1:9999/calculatorservice/metadata" />
                </behavior>
            </serviceBehaviors>
        </behaviors>
        <services>
            <service behaviorConfiguration="metadataBehavior" name="Artech.WcfServices.Services.CalculatorService">
                <endpoint address="http://127.0.0.1:9999/calculatorservice" binding="wsHttpBinding"                    contract="Artech.WcfServices.Contracts.ICalculator" />
            </service>
        </services>
    </system.serviceModel>
</configuration>

对于初学者来说，WCF的配置显得过于复杂，直接对配置文件进行手工编辑不太现实。在这种情况下，可以直接使用VS提供的配置工具。你可以通过VS 的工具（Tools）菜单，选择“WCF Service Configuration Editor”子项，开启这样的一个配置编辑器，如图5所示。

如果采用了上诉的配置，服务寄宿代码将会得到极大的精简，只需包含下面几行代码：

namespace Artech.WcfServices.Hosting
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(CalculatorService)))
            {
                host.Opened += delegate
                {
                    Console.WriteLine("CalculaorService已经启动，按任意键终止服务！");
                };

                host.Open();
                Console.Read();
            }
        }
    }
}

图5 如何获得WCF服务配置编辑器

步骤五：创建客户端调用服务

服务被成功寄宿后，服务端便开始了服务调用请求的监听工作。此外，服务寄宿将服务描述通过元数据的形式发布出来，相应的客户端就可以获取这些元数据 创建客户端程序进行服务的消费。在VS下，当我们添加服务引用的时候，VS在内部帮我们实现元数据的获取，并借助这些元数据通过代码生成工具 （SvcUtil.exe）自动生成用于服务调用的服务代理相关的代码和相应的配置。

在运行服务寄宿程序（Hosting.exe）的情况下，右键点击Client项目，在弹出的上下文菜单中选择“添加服务引用（Add Service References）”，如图6所示的添加服务引用的对话会显示出来。在地址栏上键入服务元数据发布的源地址：http://127.0.0.1:9999/calculatorservice/metadata，并指定一个命名空间，点击OK按钮，VS为为你生成一系列用于服务调用的代码和配置。

图6 添加服务引用

在一系列自动生成的类中，包含一个服务契约接口、一个服务代理对象和其他相关的类。被客户端直接用于服务调用的是一个继承自 ClientBase<CalculatorService>并实现了CalculatorService接口 （CalculatorService为客户端生成的服务契约接口类型）的服务代理类。 ClientBase<CalculatorService>的定义如下所示：

namespace Artech.WcfServices.Client.CalculatorServices
{
    //其他类型成员
    [System.Diagnostics.DebuggerStepThroughAttribute()]
    [System.CodeDom.Compiler.GeneratedCodeAttribute("System.ServiceModel", "4.0.0.0")]
    public partial class CalculatorServiceClient : System.ServiceModel.ClientBase<Artech.WcfServices.Client.CalculatorServices.CalculatorService>, Artech.WcfServices.Client.CalculatorServices.CalculatorService {

        public CalculatorServiceClient() {
        }

        public CalculatorServiceClient(string endpointConfigurationName) :
                base(endpointConfigurationName) {
        }

        public CalculatorServiceClient(string endpointConfigurationName, string remoteAddress) :
                base(endpointConfigurationName, remoteAddress) {
        }

        public CalculatorServiceClient(string endpointConfigurationName, System.ServiceModel.EndpointAddress remoteAddress) :
                base(endpointConfigurationName, remoteAddress) {
        }

        public CalculatorServiceClient(System.ServiceModel.Channels.Binding binding, System.ServiceModel.EndpointAddress remoteAddress) :
                base(binding, remoteAddress) {
        }

        public double Add(double x, double y) {
            return base.Channel.Add(x, y);
        }

        public double Subtract(double x, double y) {
            return base.Channel.Subtract(x, y);
        }

        public double Multiply(double x, double y) {
            return base.Channel.Multiply(x, y);
        }

        public double Divide(double x, double y) {
            return base.Channel.Divide(x, y);
        }
}

我们可以创建CalculatorServiceClient对象，执行相应方法调用服务操作。客户端进行服务调用的代码如下：

using System;
using Artech.WcfServices.Client.CalculatorServices;
namespace Artech.WcfServices.Client
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (CalculatorServiceClient proxy = new CalculatorServiceClient())
            {
                Console.WriteLine("x + y = {2} when x = {0} and y = {1}", 1, 2, proxy.Add(1, 2));
                Console.WriteLine("x - y = {2} when x = {0} and y = {1}", 1, 2, proxy.Subtract(1, 2));
                Console.WriteLine("x * y = {2} when x = {0} and y = {1}", 1, 2, proxy.Multiply(1, 2));
                Console.WriteLine("x / y = {2} when x = {0} and y = {1}", 1, 2, proxy.Divide(1, 2));
            }
        }
    }
}

运行后输出：

x + y = 3 when x = 1 and y = 2
x - y = -1 when x = 1 and y = 2
x * y = 2 when x = 1 and y = 2
x / y = 0.5 when x = 1 and y = 2

客户端通过服务代理对象进行服务的调用，上面的例子通过创建自动生成的、继承自ClientBase<T>的类型对象进行服务调用。实 际上，我们还具有另外一种创建服务代理的方法，就是通过ChannelFactory<T>。此外，WCF采用基于契约的服务调用方法，从上 面的例子我们也可以看到，VS在进行服务引用添加的过程中，会在客户端创建一个与服务端等效的服务契约接口。在我们的例子中，由于服务端和客户端都是在同 一个解决方案中，完全可以让服务端和客户端引用相同的契约。

为了演示这种场景，我们将添加的服务引用移除，并为Client项目添加对Contracts项目的引用。借助于这个服务契约，并通过 ChannelFactory<ICalculator>创建服务代理对象，直接进行相应的服务调用。下面的代码演示了基于 ChannelFacotory<T>进行服务代理的创建和服务调用的方式。

using System;
using System.ServiceModel;
using Artech.WcfServices.Contracts;
namespace Artech.WcfServices.Client
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (ChannelFactory<ICalculator> channelFactory = new ChannelFactory<ICalculator>(new WSHttpBinding(), "http://127.0.0.1:9999/calculatorservice"))
            {
                ICalculator proxy = channelFactory.CreateChannel();
                using (proxy as IDisposable)
                {
                    Console.WriteLine("x + y = {2} when x = {0} and y = {1}", 1, 2, proxy.Add(1, 2));
                    Console.WriteLine("x - y = {2} when x = {0} and y = {1}", 1, 2, proxy.Subtract(1, 2));
                    Console.WriteLine("x * y = {2} when x = {0} and y = {1}", 1, 2, proxy.Multiply(1, 2));
                    Console.WriteLine("x / y = {2} when x = {0} and y = {1}", 1, 2, proxy.Divide(1, 2));
                }
            }
        }
    }
}

由于终结点是WCF进行通信的唯一手段，ChannelFactory<T>本质上是通过指定的终结点创建用于进行服务调用的服务代 理。在上面的代码中，在创建ChannelFactory<T>的时候再在构造函数中指定终结点的相关要素（契约通过范型类型表示，地址和绑 定则通过参数指定）。在真正的WCF应用中，大都采用配置的方式进行终结点的定义。我们可以通过下面的配置指定终结点的三要素，并为相应的终结点指定一个 终结点配置名称（calculatorservice）。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <system.serviceModel>
        <client>
            <endpoint address="http://127.0.0.1:9999/calculatorservice" binding="wsHttpBinding" contract="Artech.WcfServices.Contracts.ICalculator" name="calculatorservice" />
        </client>
    </system.serviceModel>
</configuration>

那么在创建ChannelFactory<T>的时候，就无须再指定终结点的绑定和地址了，而只须制定对应的终结点配置名称。

using System;
using System.ServiceModel;
using Artech.WcfServices.Contracts;
namespace Artech.WcfServices.Client
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (ChannelFactory<ICalculator> channelFactory = new ChannelFactory<ICalculator>( "calculatorservice"))
            {
            //省略代码
            }
        }
    }
}

步骤六：通过IIS寄宿服务

上面演示了通过自我寄宿的方式寄宿服务，现在我们来演示如何将WCF服务寄宿到IIS中。寄宿IIS的服务寄宿比较简单，基本上包含两个步骤：为WCF服务创建.svc文件和创建IIS虚拟目录。

1、为WCF服务创建.svc文件

我们知道，每一个ASP.NET Web服务都具有一个.asmx文本文件，客户端通过访问.asmx文件实现对相应Web服务的调用。与之类似，每个WCF服务也具有一个对应的文本文 件，其文件扩展名为.svc。基于IIS的服务寄宿要求相应的WCF服务具有相应的.svc文件，.svc文件部署于IIS站点中，对WCF服务的调用体 现在对.svc文件的访问上。

.svc文件的内容很简单，仅仅包含一个ServiceHost指令（Directive），该指令具有一个必须的Service属性和一些可选的 属性。所以最简单的.svc仅仅具有一个包含Service属性（该属性指明了相应的WCF服务的有效类型）的ServiceHost指令。 CalculatorService对应的.svc如下所示，我们把该.svc放在Services项目的根目录下，并将文件命名为 CalculatorService.svc。

<%@ServiceHost Service="Artech.WcfServices.Services.CalculatorService"%>

2、为WCF服务创建虚拟目录

和一般的寄宿于IIS下的Web应用一样，需要在IIS下创建相应的虚拟目录。在本应用中，为了方便，我们直接把Services项目的根目录映射为IIS虚拟目录，并把该虚拟目录的命名为WcfServices。

接下来需要为通过IIS寄宿的CalculatorService创建配置文件，我们只须在Services的根目录下创建一个 Web.config，将WCF相应的配置添加到该配置文件中即可。Web.config所有配置内容如下所示，可以看出，这基本上和上面通过自我寄宿方 式定义的配置一致。唯一不同的是在添加的终结点中无须指定地址，因为.svc所在的地址就是服务的地址。也就是说，CalculatorService的 地址为http://127.0.0.1/wcfservices/calculatorservice.svc。你可以通过http://127.0.0.1/wcfservices/calculatorservice.svc?wsdl得到相应的元数据。由于WSHttpBinding在默认情况下采用Windows认证，所以在IIS中将Windows集成认证开启。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <system.serviceModel>
        <behaviors>
            <serviceBehaviors>
                <behavior name="metadataBehavior">
                    <serviceMetadata httpGetEnabled="true"/>
                </behavior>
            </serviceBehaviors>
        </behaviors>
        <services>
            <service behaviorConfiguration="metadataBehavior" name="Artech.WcfServices.Services.CalculatorService">
                <endpoint  binding="wsHttpBinding" contract="Artech.WcfServices.Contracts.ICalculator" />
            </service>
        </services>
</system.serviceModel>
</configuration>

由于在创建Services项目的时候，我们并不曾引用System.ServiceMode程序集，所以须要加上这样一个引用。此外，一个Web 应用在运行的时候会默认从位于根目录下的Bin目录加载程序集，而默认的情况下，我们编译后的程序集会自动保存到BinDebug|Release目录 下，所以须要通过VS修改Services项目属性，将编译输出目录设置成Bin。

客户端仅仅须要修改终结点的地址，从而转向对寄宿于IIS下的CalculatorService的访问，该地址即为.svc文件的网络地址：http://127.0.0.1/wcfservices/calculatorservice.svc。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <system.serviceModel>
        <client>
            <endpoint address="http://127.0.0.1/wcfservices/calculatorservice.svc" binding="wsHttpBinding" contract="Artech.WcfServices.Contracts.ICalculator" name="calculatorservice" />
        </client>
    </system.serviceModel>
</configuration>

作者：Artech
出处：http://artech.cnblogs.com/