WCF随录（2）—构建WCF的服务架构

     在前面我们简单的介绍了WCF的由来及在SOA系统中所处的重要地位。但需要向大家说明的是，SOA绝对不光只是WCF，SOA是一个复杂庞大的系统架构。而WCF只是它的一个技术开发平台。 企业部署SOA重在通过一定的投入进行组织的深刻变革以获得最大的利益。而并不关心是否用WCF来开发。真正需要注重它的则是技术人员。但肯定的是脱离了企业应用的技术实现是没有任何意义的。

     闲话不多说，还是让我们回到代码上来吧。这里我们完成一个简单的案例，在这个系统中，使用WCF来发布一个服务，用来完成摄氏温度的转换。为了实现这个架构，我们首先需要创建一个新的Soluting。

     这里我们使用VS2008，要创建WCF项目有多种方法，例如，可以在“新建项目”中选择“WCF服务库”。

     点击“确定”，IDE将为你完成一个基础的WCF架构模板，其架构如下：

     其中IService1为一个接口层，它定义服务端和客户端共同继承的接口，并通过Attribute将其转换为契约（契约的概念后面会详细讲到）。Service1为服务层，通过继承接口层的契约向外界提供服务。这样创建WCF项目非常简便，但有一问题，它创建的架构是在同一个项目中使用Class文件进行分层。这不适合企业级应用的需要。因此，我们选择自己创建WCF架构。

     1）新建一个“类库”解决方案，方案的名称改为MyWCF，项目名称为MyWCF.Contract，类名称改为IContract。

     2）首先为改项目添加System.ServiceModel的引用。

     3）在IContract.cs文件中，首先引用System.ServiceModel的命名空间。然后将namespace改为MyWCF.Contract。最后将主class改为interface。代码入下：

using System;
using System.ServiceModel;

namespace MyWCF.Contract
{
    [ServiceContract]
    public interface IContract
    {
        /// <summary>
        /// 温度转换
        /// </summary>
        /// <param name="celsius">摄氏温度</param>
        /// <returns>转换结果，华氏温度</returns>
        [OperationContract]
        float GetFahrenheit(float celsius);
    }

}

     

　　其中ServiceContract Attribute为接口服务契约，表示此接口能被作为WCF的契约，OperationContract Attribute为方法契约。使用Attribute申明的方式，使得契约的设计更为方便，结构也更加清晰。

　　这里我们还需要对契约的概念做一个简单说明，以利于大家理解前面讲的概念。在SOA架构中， 契约是一个非常重要的概念。SOA的核心是服务，既然是服务就要牵涉到两方，服务方和被服务方。就好比电信局向大家提供电话通讯服务，为了保障服务的顺利和安全，电信局（服务方）需要大家签订一个服务条款，约定电信局提供服务的形式，内容等信息，也约定了被服务方的权利和义务。签订了此协议后，服务双方都需要遵守这份合同条款。这个服务条款，就可以被理解成契约。被服务方要想接受服务方提供的服务，就必须和服务方遵守相同的契约。当然，WCF的契约远不只这么简单，在后面我们还会进行详细的介绍。

　　4）理解了契约的概念，我们再回头看刚才的程序。在上面的程序中，契约被表现为了一个接口和相关的方法，并使用不同的Attribute将其指定为契约。有了这个契约后，我们就可以在其基础上来创建服务了。因此接下来需要一个服务层，我们在解决方案中再添加一个类库项目，取名为MyWCF.Service。并在项目中添加System.ServiceModel的引用（具体添加方法见上面的操作）和对MyWCF.Contract项目的引用，如下图。

      

     5）有了对契约的引用后，服务就可以继承契约的接口了，代码如下：

using System;
using System.ServiceModel;
using MyWCF.Contract;

namespace MyWCF.Service
{
    /// <summary>
    /// 继承契约的服务
    /// </summary>
    public class TemperatureService : IContract
    {
        /// <summary>
        /// 稳定转换的方法
        /// </summary>
        /// <param name="celsius">摄氏温度</param>
        /// <returns>返回华氏温度</returns>
        public float GetFahrenheit(float celsius)
        {
            //将摄氏度转换为华氏度的公式“F=1.8（C）+32”
            celsius = celsius * 1.8F; //执行乘法
            return celsius + 32; //执行加法
        }
    }
}

     

     5）契约已签署，服务已设计完成，接下来需要一个发布服务的平台，这里我们建立一个ConsoleApplication作为服务的载体，在WCF中，称为对服务的“寄存”。

     这里我们顺便要提到一些新的概念，以便你对寄存过程的理解。前面我们讲到过，寄存实际上是用来发布服务。有了服务后，用户就可以通过这个服务进行通讯了。但你要和服务端通讯，就必须有一个通讯的渠道，好比你与电信签署了通讯协议，但最后通讯过程完全还是由电信局来控制。而这个通讯过程对于用户来说则是完全封闭的，用户也不需要去关系通讯的细节，反正只要拿起电话，拨通号码，能和对方通话就行了。但对于开发人员来说，就必须考虑到如何通讯，于是WCF为你提供了这样一个对象Endpoint，它负责服务端和客户端通讯的细节。

     既然涉及到通讯的细节，就需要考虑到几个东西，首先是地址Address，就好比我们的拨号号码。在Endpoint中，地址用uri对象表示。比如Uri uri = new Uri(http://localhost:8080/MyWCF); 表示地址在本机的8080端口上的MyWCF项目中。

     其次是Binding，这个概念在WCF中十分重要。因为除地址外，通讯还需要重要考虑的就是通讯所使用的协议、编码方式，已经安全性等内容。对于其它开发架构来说，要设置好这些内容是一件非常麻烦的事情，要考虑的东西很多。但对于WCF来说就再简单不过了，这些所有的东西只需要用一个已设置好的对象来指明就行了，因为WCF已为我们提供了一整套用于应付各种通讯的对象，这个在后面我们还会单独介绍。这里我们用BasicHttpBinding对象，这个对象表示使用HTTP协议，没有任何安全设置，消息都以明文传送，对客户端也不进行验证。

     最后一个是契约Contract，前面我们已经提到过，它用来描述服务提供的各种操作。看到这里，细心的朋友已经可以看出一个小技巧。就是Endpoint中的三要素取其每项的第一个字母，合起来就是ABC，呵呵，不知是凑巧还是故意这样设置，不过也倒方便我们记忆了。

     设置好Endpoint，实际上已能够进行通讯了，但要发布服务，还差一个东西，就是行为Behavior。行为的作用是把服务通过WSDL对外暴露对服务的Metadata描述。这句话很绕口，还是举个例子，我们在打10086充电话费时，首先会听到一个语音提示，说听到提示音后请按键选择服务项目，1为普通话，2为英语。按1进入后又会说为手机充值请按1，查询本手机花费请按2...... OK，这下你清楚了吧。行为好比提供一个服务清单，供你选择，如果没有它，即使服务发布出来了，你也无法知道该选择什么。当然，行为还有一些其它功能，这里我们不详述，还是留到后面去深入理解。

     6）好了，理解了这些，我们又可以继续项目的开发了，我们把上面刚添加的控制台项目的名称定为MyWCF.Hosting，在该项目中，需引用前面的两个项目，System.ServiceModel命名空间和System.ServiceModel.Description命名空间，其代码如下：

using System;
using System.ServiceModel;
using System.ServiceModel.Description;
using MyWCF.Service;
using MyWCF.Contract;

namespace MyWCF.Hosting
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            CreateHosting();
        }

        static void CreateHosting()
        {
            //创建服务地址信息，用来发布WCF服务的位置
            Uri uri = new Uri("http://localhost:8080/MyWCF");
            //创建服务寄存的对象
            using(ServiceHost host=new ServiceHost(typeof(TemperatureService),uri))
            {
                //为服务添加Endpoint，用于和客户端通讯
                host.AddServiceEndpoint(typeof(IContract), new BasicHttpBinding(),string.Empty);
                //创建服务的行为Behavior
                ServiceMetadataBehavior behavior = host.Description.Behaviors.Find<ServiceMetadataBehavior>();
                if (behavior == null)
                {
                    //创建Behavior对象
                    behavior = new ServiceMetadataBehavior();
                    //允许通过HTTP的get方法获取sevice的WSDL元数据
                    behavior.HttpGetEnabled = true;
                    //指示发布服务的WSDL的Url地址
                    behavior.HttpGetUrl = uri;
                    //将新建立的behavior添加到host中
                    host.Description.Behaviors.Add(behavior);
                }
                else
                {
                    behavior.HttpGetEnabled = true;
                    behavior.HttpGetUrl = uri;
                }
                //建立服务监听的事件，当服务启动时给出提示信息
                host.Opened += new EventHandler(host_Opened);
                //启动服务
                host.Open();
                Console.ReadLine();
            }
        }

        static void host_Opened(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.WriteLine("服务已启动，按回车键停止！");
        }
    }
}

      7）全部代码写完后，一个WCF的服务端实际上已经被建立起来了，这时候已经可以发布项目了。我们把MyWCF.Hosting项目定为启动项目，编译运行后得到如下画面。

     这表面服务已经在运行过程中了。我们可以测试这个服务，还记得前面设置的Uri吗，现在就可以通过这个Uri来访问服务页面。打开你的浏览器，将Uri的地址输入到里面并回车，会出现下面的页面。

     因为图太大，这里我们只截取了一部分。可以看到，我们在MyWCF.Service中定义的服务此时已被显示出来。并且可以通过svcutil.exe工具来创建客户端所需的信息。

     对于创建WCF服务，我们需要重点理解架构为何如此安排，再来看看VS2008中项目的架构。

     这个架构中，首先是把服务与契约分离。因为契约是服务端和客户端都需要遵循的，分离出来有助于降低耦合度。而服务端与提供服务的寄存方也单独分离开，这样，寄存方就不局限于单一的某种平台，可以是ConsoleApplication，也可以是WinForm，或是WebForm，当服务发生变化时，寄存方也不会受到耦合的影响。另外，在WCF的架构中，要求服务是自治的，每一个服务之间不应受到牵连，也是采用这种架构的主要原因。

     配置Endpoint和Behavior是一件较为繁琐的工作，特别是当服务器的Uri发生变化时（在网络环境下，这会较为非常频繁），难免要涉及到代码的修改。而WCF正是为了解决这些配置问题而生，利用.NET自身的优势，微软将这件工作变得非常简单。所有的工作都可以在配置文件中完成，这时候，我们只需要在MyWCF.Hosting项目中添加一个App.config文件，代码如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
  <system.serviceModel>
    <services>
      <service name="MyWCF.Service.TemperatureService" behaviorConfiguration="behavior">
        <host>
          <baseAddresses>
            <add baseAddress="http://localhost:8080/MyWCF"/>
          </baseAddresses>
        </host>
        <endpoint address="" binding="basicHttpBinding" contract="MyWCF.Contract.IContract"></endpoint>
      </service>
    </services>
    <behaviors>
      <serviceBehaviors>
        <behavior name="behavior">
          <serviceMetadata httpGetEnabled="true" httpGetUrl=""/>
        </behavior>
      </serviceBehaviors>
    </behaviors>
  </system.serviceModel>
</configuration>

     可以看到，在配置文件中，Uri、Endpoint和Behavior都被配置好了，这时候MyWCF.Hosting的代码变得异常简单：

using System;
using System.ServiceModel;
using System.ServiceModel.Description;
using MyWCF.Service;
using MyWCF.Contract;

namespace MyWCF.Hosting
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            CreateHosting();
        }

        static void CreateHosting()
        {
            using (ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(TemperatureService)))
            {
                host.Opened += new EventHandler(host_Opened);
                //启动服务
                host.Open();
                Console.ReadLine();
            }
        }

        static void host_Opened(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.WriteLine("服务已启动，按回车键停止！");
        }
    }
}

     

     配置好后，当服务启动时，自动到config文件中读取相应的配置。程序的结构被进一步简化，服务被彻底的从应用层分离开，完全具备了自治的特性。当你再看到这里时，是不是觉得整体系如此简单，清晰，这就是WCF来的深度体验。