1WCF的特性
根据微软官方的解释,WCF是使用托管代码建立和运行面向服务(Service Oriented)应用程序的统一框架。它使得开发者能够建立一个跨平台的安全、可信赖、事务性的解决方案,且能与已有系统兼容协作。它整合了.Net平台下所有的和分布式系统有关的技术,例如.Net Remoting、ASMX、WSE和MSMQ。以通信(Communiation)范围而论,它可以跨进程、跨机器、跨子网、企业网乃至于Internet;以宿主程序而论,可以以ASP.NET,EXE,WPF,Windows Forms,NT Service,COM+作为宿主(Host)。WCF可以支持的协议包括TCP,HTTP,跨进程以及自定义,安全模式则包括SAML,Kerberos,X509,用户/密码,自定义等多种标准与模式。也就是说,在WCF框架下,开发基于SOA的分布式系统变得容易了,微软将所有与此相关的技术要素都包含在内,掌握了WCF,就相当于掌握了叩开SOA大门的钥匙。
严格的说,WCF就是专门用于服务定制、发布与运行以及消息传递和处理的一组专门类的集合,也就是所谓的“类库”。这些类通过一定方式被组织起来,共同协作,并为开发者提供了一个统一的编程模式。WCF之所以特殊,是在于它所应对的场景与普通的.NET类库不同,它主要用于处理进程间乃至于机器之间消息的传递与处理,同时它引入了SOA的设计思想,以服务的方式公布并运行,以方便客户端跨进程和机器对服务进行调用。实际上,WCF就是微软对于分布式处理的编程技术的集大成者,它将DCOM、Remoting、Web Service、WSE、MSMQ 集成在一起,从而降低了分布式系统开发者的学习曲线,并统
一了开发标准。
整个.NET Framework(或者说是CLR)就可以认为是一个大的宿主,就像Java 的虚拟机一样。由于WCF对服务有着专门的需求,对于服务端,需要发布和运行服务;对于客户端,则需要调用服务;因而对于开发者,就需要编写定义、发布、运行、调用服务的相关代码。而服务就只能运行在特定的宿主上,这些宿主可以是控制台应用程序进程、Windows或Web应用程序进程,也可以是Windows 服务进程,或者为最常用的IIS宿主。在宿主内部,则封装了通道堆栈,其中又包含了对协议、编码、消息传输、代理的处理。而在通道层的顶部,还提供了一个高级运行时,以针对应用程序的开发人员。WCF并不能脱离.NET框架而单独存在(但非WCF客户端可以调用WCF服务),即如(java可以调用WCF服务,但是java不能发布WCF服务。)WCF的组成如下图。
2WCF是怎么运行的?
如果从宏观的角度来分析WCF的运行机制,它的实现并不复杂。WCF的体系架构是基于一种拦截机制来实现的,负责传递和拦截消息的组件为通道,在客户端发出对服务端服务的调用时,首先会通过一个服务代理对象,将调用方提供的对象序列化到消息中,然后该消息则通过通道进行传递。通道不只是包括一个,而是多个通道对消息进行处理,包括传输、消息编码、管理会话、传播事务等,但最底层的通道总是传输通道。这些通道的构成形成了一个通道堆栈。由于对象已经被序列化,因而此时通道传递的消息可以跨进程或机器进行传递,利用传输通道传递到服务端。服务端的构成与客户端基本相似,仍然是通过通道栈中最底层的传输通道接收消息,然后解析消息编码,并一层层地往上传输。在服务端的通道栈之上,则是一个分发器(Dispatcher,或者说是调度器),它会首先对消息进行检查,然后选择一个客户端要调用的操作。在这个过程中,消息会被反序列化。下图说明了WCF的整个运行过程:
由于WCF通过通道的方式传递消息,整个通道同时担当了侦听器和的功能,它可以根据服务的定义,在方法执行的前或后执行不同的操作,例如事务、会话管理、安全等。这些操作在WCF中,大多数都可以以Attribute的方式应用到服务契约上,这样的实现方式,就类似于采用了AOP(面向服务编程)的方法为服务提供了大量的基础功能,有助于简化服务开发者的工作。
3为什么选用WCF?
WCF既支持具有互操作性的Web服务,也能够实现.NET客户端与.NET 服务端的通信,提供了分布式事务的支持,同时在安全性上,它完全遵循了WS-*的标准,此外,它还支持队列服务,可以非常方便地利用消息队列完成异步操作与脱机调用。而这些功能,以前的技术都只是部分的实现。如下表所示:
WCF同时也使得面向服务编程更加简单而统一了。如果采用旧有的技术,由于各种技术的编程模型完全不一致,使得程序的迁移非常的困难。例如,最初采用.NET Remoting技术开发的分布式系统,由于业务需求的变化,要求发布具有互操作性的Web服务,就需要重新定义服务。并且,客户端的调用方式也发生了变化,需要添加Web引用,通过UDDI去发现服务。
采用WCF则不然。WCF引入了用通道,它封装了消息的通信细节,例如编码、事务处理、安全等,然后又通过引入绑定的概念,封装了通道的组成顺序与处理细节。最后,引入了独有的Endpoint元素,集成了地址、绑定和契约之间的“三位一体”,以最简单的方式定义和发布服务。
每种绑定对应不同的传输协议、消息编码格式和版本以及安全、可靠性和事务模式。WCF也提供了扩展绑定的方式,例如通过CustomBinding或者定义派生与Binding的类。
WCF的契约包括服务契约、数据契约和消息契约(特别的,还包括了错误契约,用于异常的处理)。其中服务契约为面向服务应用程序的核心,通过它可以定义服务。数据契约则为服务所要传递的数据。由于服务的调用需要跨进程或机器进行通信,就需要服务数据必须能够被序列化和反序列化。虽然.NET本身提供了数据的序列化功能,但WCF的数据契约更加符合服务数据的定义习惯。至于消息契约,则可以将服务数据定义为消息,包括XML文本格式、MTOM(消息传输优化机制)格式和二进制格式。
绑定(Binding)、契约(Contract)与服务的地址(Address)组合在一起,则形成了终结点(Endpoint),如下图所示:
Address是Endpoint的网络地址,它标记了消息发送的目的地。Binding 描述的是如何发送消息,例如消息发送的传输协议(如TCP,HTTP),安全(如SSL,SOAP消息安全)。Contract则描述的是消息所包含的内容,以及消息的组织和操作方式,例如是单向,双向还是请求/响应方式。
引入终结点可以说是WCF的一个伟大创举,通过它使得我们能够更加容易的发布和管理服务,尤其是发布和管理多个服务。每个服务必须至少拥有一个终结点,而客户端正是通过终结点知道服务的相关信息,例如地址、消息编码格式、传输协议以及服务的内容,然后在进行正确的调用。最特别的是,同一个服务可以定义多个终结点,每个终结点可以是不同的地址、不同的绑定方式,以便于满足多个客户端的不同需要。而对于服务的发布者而言,我们只需要管理终结点的配置,就可以完成对服务的管理,这也为服务的托管提供了便利。
4WCF包括什么?
Juval的《Programming WCF Services》一书基本已经涵盖了WCF技术的方方面面。概括来讲,主要包括绑定、契约、消息传递、实例模式、并发处理、事务处理、安全以及队列服务等。
1.绑定属于WCF基本的技术要素,是WCF进行通信处理的基础。了解绑定的相关知识,有助于开发WCF应用程序。因为在不同的业务需求下,可能对通信方式、协议、消息编码等多个方面会有不同的要求。在配制、发布和运行服务时,都需要对绑定进行操作。因而,我们必须掌握WCF内置绑定的相关属性,
熟悉绑定元素的相关配置。Binding是可以自定义实现的,可WCF框架已经为我们实现了足够多的Binding,供我们来选择,如下表所示:service fault
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