c#进阶（5）—— WCF 实现简单预订功能

1、WCF概述

WCF全称为Windows Communication Foundation,在.Net 3.0 中引入，用于客户端与服务端通信，替换了之前的一些技术，如.Net Remoting 及 WSE。

WCF 相比ASP.NET Web API 复杂，但提供了更多的功能，如

（1）、可靠性

（2）、事务

（3）、Web服务安全

如果不需要这些先进的通信功能，ASP.NET Web API是更好的选择。

2、WCF 主要功能

（1）、存储组件和服务，可以将WCF服务存放在ASP.NET 运行库、Windows服务、COM+进程或WPF应用程序中，进行对等计算

（2）、声明行为，不需要继承基类，可以使用属性定义服务。

（3）、通信信道，WCF提供了用HTTP、TCP、IPC信道进行通信的多条信道，支持自定义信道。

（4）、安全结构，为实现独立于平台的WEB服务，必须使用标准化的安全环境，标准用WSE3.0实现。

（5）、可扩展性，支持将功能注入客户端和服务端的消息流。

（6）总结

！最终目标：通过进程或不同系统，通过本地网络或Internet收发客户端和服务之间的消息，如果需要以独立于平台的方式尽快收发消息，就应该使用WCF。

！远距离视图

服务提供了一个端点，由协定、绑定、地址描述。

a:协定，定义了服务提供的操作

b:绑定，给出了协议和编码信息

c:地址，是服务的位置，客户端需要一个兼容的端点来进行访问。

3、WCF 组件及步骤解读

步骤解读：

（1）、客户端，客户端调用代理的一个方法

（2）、代理，代理将方法调用转化为一条消息，并把该消息传输到信道上。

（3）、信道，包含客户端部分及服务端部分，他们通过网络协议进行通信，在信道上，把消息传递给调度程序。

（4）、调度程序，将消息转换为服务调用的方法调用。

4、WCF 其他重要技术

（1）、SOAP协议

服务从客户端接收SOAP消息，并返回一条SOAP响应消息，SOAP消息包含信封，信封包含标题和正文。

（2）、WSDL

WSDL文档描述了服务的操作和消息,WSDL定义了服务的元数据，这些元数据用于为客户端应用程序创建代理。

WSDL包含如下信息：

a:消息的类型——用XML架构描述

b:从服务中收发的信息——消息的各部分用XML架构定义的类型

c:端口类型——映射服务协定，列出用服务协定定义的操作，操作包含信息，如与请求和响应序列一起使用的输入和输出消息

d:绑定信息——包含用端口类型列出的操作，并定义使用的SOAP变体

e:服务信息——把端口类型映射到端点地址

5、WCF实战——预定会议室

5.1 前言

业务场景，存储会议室预订信息，应用mysql数据库中的roomreservations表存储预订信息，

a:主要实施步骤包括

（1）创建服务和数据协定

（2）使用自定义类库访问数据库

（3）实现服务

（4）使用WCF服务宿主（Service Host）和WCF测试客户端（Test Client）

（5）创建定制的服务宿主

（6）使用元数据创建客户应用程序

（7）使用共享的协定创建客户应用程序

（8）配置诊断设置

b:主要包括：数据访问类、协定（服务协定、数据协定）、自定义宿主程序、客户端、服务实现。

类说明：

（1）Net.BCloudSoft.Core.DataAccess 数据访问底层代码。

RoomReservationData 调用数据访问提供的ExecuteNonQuery方法，实现数据的写入。

（2）RoomReservationContracts ,定义数据协定及服务协定，其中数据协定是数据实体映射，采用DataContract 及 DataMemeber 分别标记类及属性。服务协定，是一个接口类，包括服务协定及操作协定，接口类中声明方法，如ReserveRoom等，在类上添加ServiceContract，在方法上标记OperationContract。

（3）RoomReservationHost,自定义服务宿主，控制台程序，由StartService、StopService组成，Open方法会启动服务的监听器信道，Close方法会停止信道,主要用到的核心类是ServiceHost，ServiceHost类实例化时，可以将服务及服务地址进行处理。

（4）RoomReservationService 服务实现，实现服务协定中定义的接口方法。

（5）RoomReservationClient ,WPF作为客户端，右键添加服务引用，选取Service服务，此时会为RoomReservationService服务生成代理，代理类中会自动生成异步方法，使用async及await关键字调用ReserveRoomAsync() 异步方法，使订阅功能支持异步。

5.2 具体实现

（1）创建数据协定和服务协定

　整体结构：

1.1 创建数据协定

创建RoomReservationContracts类库，新建RoomReservation类，该类主要包含数据协定，具体属性字段与数据库中表对应。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.ComponentModel.DataAnnotations;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Runtime.Serialization;
namespace RoomReservationContracts
{/// <summary>/// 数据协定/// </summary>[DataContract]public class RoomReservation : INotifyPropertyChanged{private int _id;private string _roomName;private DateTime _startTime;private DateTime _endTime;private string _contact;private string _text;/// <summary>///要通过WCF服务发送数据， 引入DataContract 和 DataMember 特性对该类进行注解/// </summary>[DataMember]public int Id{get { return _id; }set { SetProperty(ref _id, value); }}[DataMember][StringLength(45)]public string RoomName{get { return _roomName; }set { SetProperty(ref _roomName, value); }}[DataMember]public DateTime StartTime{get { return _startTime; }set { SetProperty(ref _startTime, value); }}[DataMember]public DateTime EndTime{get { return _endTime; }set { SetProperty(ref _endTime, value); }}[DataMember][StringLength(45)]public string Contact{get { return _contact; }set { SetProperty(ref _contact, value); }}[DataMember][StringLength(45)]public string Text{get { return _text; }set { SetProperty(ref _text, value); }}/// <summary>///  接口需实现的事件方法/// </summary>public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;/// <summary>/// 得知属性发生变更时（定义为protected virtual 允许子类覆写本方法）/// </summary>/// <param name="propertyName">属性字段</param>protected virtual void OnNotifyPropertyChanged(string propertyName){PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));}/// <summary>/// 设置属性/// </summary>/// <typeparam name="T">传入的类型参数</typeparam>/// <param name="item">字段名</param>/// <param name="value">字段值</param>/// <param name="propertyName"></param>protected virtual void SetProperty<T>(ref T item,T value,[CallerMemberName] string propertyName = null){//如果两个类型的对象T 是否不等if (!EqualityComparer<T>.Default.Equals(item, value)){item = value;OnNotifyPropertyChanged(propertyName);}}}
}

1.2 创建服务协定

服务提供的操作可由接口定义，服务协定用ServiceContract特性定义，操作由OperationContract特性定义

using System;
using System.ServiceModel;
namespace RoomReservationContracts
{/// <summary>/// 服务协定/// </summary>[ServiceContract(Namespace ="http://www.myfirstwcfservice.com/RoomReservation/2017")]public interface IRoomService{[OperationContract]bool ReserveRoom(RoomReservation roomReservation);[OperationContract]RoomReservation[] GetRoomReservations(DateTime fromTime, DateTime dateTime);}
}

（2）、创建数据访问接口及实现类

本实例中使用自定义的数据访问类，基于反射实现的数据访问接口。采用该类添加RoomReservationData 类库，实现具体操作协定。

using System;
using RoomReservationContracts;
using Net.BCloudSoft.Core.DataAccess;
using System.Data;
using System.Collections.Generic;namespace RoomReservationData
{/// <summary>/// 实现服务类/// </summary>public class RoomReservationRepository{/// <summary>/// 预订房间/// </summary>/// <param name="roomReservation"></param>public bool ReserveRoom(RoomReservation roomReservation){try{IDataAccess dataAccess = DataAccessFactory.Instance().GetDataAccess("server=127.0.0.1;database=wcfstudy_db;uid=root;pwd=admin;");string insertSql = string.Format("INSERT INTO wcfstudy_db.roomreservations VALUES" +"({0},'{1}','{2}','{3}','{4}','{5}')",roomReservation.Id,roomReservation.RoomName,roomReservation.StartTime,roomReservation.EndTime,roomReservation.Contact,roomReservation.Text);dataAccess.ExecuteNonQuery(insertSql);return true;}catch (Exception ex){throw ex;}}/// <summary>/// 获取所有预订信息/// </summary>/// <param name="fromTime"></param>/// <param name="toTime"></param>/// <returns></returns>public RoomReservation[] GetReservations(DateTime fromTime,DateTime toTime){try{IDataAccess dataAccess = DataAccessFactory.Instance().GetDataAccess("MySqlDataAccess");DataTable dt = dataAccess.ExecuteDataTable(string.Format("SELECT * FROM [wcfstudy_db].[roomreservations] WHERE [StartTime] > '{0}' AND [EndTime] <'{1}'", fromTime, toTime));List<RoomReservation> list = new List<RoomReservation>();foreach (DataRow row in dt.Rows){RoomReservation roomReservation = new RoomReservation();roomReservation.Id = int.Parse(row["Id"].ToString());roomReservation.RoomName = row["RoomName"].ToString();roomReservation.StartTime = Convert.ToDateTime(row["StartTime"]);roomReservation.EndTime = Convert.ToDateTime(row["EndTime"]);roomReservation.Contact = row["Contact"].ToString();roomReservation.Text = row["Text"].ToString();list.Add(roomReservation);}return list.ToArray();}catch (Exception ex){throw ex;}}}
}

（3）、服务的实现

　　3.1 基于 WCF 服务库直接生成的模型，默认包含服务协定和服务实现。

　　a:根据模板创建的服务实现

　　b:根据模板创建的服务协定

　　3.2 如果客户应用程序只使用元数据信息来创建访问服务的代理，则使用visio studio 创建基于 WCF 服务库的模板是可行的。

但是，如果客户端直接使用协定类型，则最好把协定放在一个独立的程序集中，如本例所示。

　　3.3 本案例中服务的实现

using System;
using RoomReservationContracts;
using RoomReservationData;
using System.ServiceModel;namespace RoomReservationService
{[ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.PerCall)]public class RoomReservationService : IRoomService{/// <summary>/// 获取所有预订信息/// </summary>/// <param name="fromTime">开始时间</param>/// <param name="dateTime">结束时间</param>/// <returns></returns>public RoomReservation[] GetRoomReservations(DateTime fromTime, DateTime dateTime){RoomReservationRepository repository = new RoomReservationRepository();return repository.GetReservations(fromTime, dateTime);}/// <summary>/// 预订房间/// </summary>/// <param name="roomReservation"></param>/// <returns></returns>public bool ReserveRoom(RoomReservation roomReservation){RoomReservationRepository repository = new RoomReservationRepository();return repository.ReserveRoom(roomReservation);}}
}

　　　　3.4 配置AppConfig

　　在创建WCF 服务库时会创建AppConfig 文件，主要用于配置服务实现及服务协定，具体配置方法如下所示

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration><appSettings><add key="aspnet:UseTaskFriendlySynchronizationContext" value="true" /></appSettings><system.web><compilation debug="true" /></system.web><!-- 部署服务库项目时，必须将配置文件的内容添加到主机的 app.config 文件中。System.Configuration 不支持库的配置文件。 --><system.serviceModel><services><!--service 节点中 配置 实现类--><service name="RoomReservationService.RoomReservationService"><!--contract 节点中配置接口类--><endpoint address="" binding="basicHttpBinding" contract="RoomReservationContracts.IRoomService"><identity><dns value="localhost" /></identity></endpoint><endpoint address="mex" binding="mexHttpBinding" contract="IMetadataExchange" /><host><baseAddresses><add baseAddress="http://localhost:8733/Design_Time_Addresses/RoomReservationService/Service1/" /></baseAddresses></host></service></services><behaviors><serviceBehaviors><behavior><!-- 为避免泄漏元数据信息，请在部署前将以下值设置为 false --><serviceMetadata httpGetEnabled="True" httpsGetEnabled="True"/><!-- 要接收故障异常详细信息以进行调试，请将以下值设置为 true。在部署前设置为 false 以避免泄漏异常信息 --><serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="False" /></behavior></serviceBehaviors></behaviors></system.serviceModel></configuration>

（4）使用WCF服务宿主和WCF测试客户端

　　将RoomReservationService 类设置为启动项目，启动项目，WCF服务主机会启动WCF测试客户端，该测试客户端可用于测试应用程序，在输入参数后，点击‘调用’，会执行操作，输入测试数据可查看到响应结果。如下图：

　　　查看数据库，可知数据已经完成写入操作

（5）创建定制的服务宿主

使用WCF可以在任何宿主上运行服务，可以为对等服务创建一个WPF应用程序，可以创建一个Windows 服务，使用WAS 或 IIS 存放该服务，控制台程序也可以演示简单的自定义宿主。创建自定义宿主必须引入 System.ServiceModel和RoomReservationService。具体实现思路是，调用Open方法启动服务的监听器信道，该服务准备用于监听请求。Close方法会停止信道。代码如下：

using System;
using System.ServiceModel;
using System.ServiceModel.Description;
using RoomReservationService;
using static System.Console;/// <summary>
/// 自定义服务宿主
/// </summary>
namespace RoomReservationHost
{public class Program{internal static ServiceHost _serviceHost = null;/// <summary>/// 开启服务监听/// </summary>internal static void StartService(){try{//ServiceHost的构造函数第二个参数定义了服务的基地址，可以设置默认绑定，HTTP//的默认值是basicHttpBinding_serviceHost = new ServiceHost(typeof(RoomReservationService.RoomReservationService),new Uri("http://localhost:9000/RoomReservation"));_serviceHost.Description.Behaviors.Add(new ServiceMetadataBehavior{//获取设置一个值，指示是否发布服务元数据以使用Http/Get请求进行检索。HttpGetEnabled = true});}catch (AddressAccessDeniedException){WriteLine("地址禁止访问，使用netsh.exe 注册监听端口");throw;}}/// <summary>/// 停止服务监听/// </summary>internal static void StopService(){if(_serviceHost != null && _serviceHost.State== CommunicationState.Opened){_serviceHost.Close();}}static void Main(){StartService();WriteLine("服务正在运行，请退出");ReadLine();StopService();}}
}

除以上使用编码方式实现WCF配置外，还可以通过，右键RoomReservationServcie 的App.config文件，点击编辑 WCF 配置，如下图所示

（6）使用元数据创建客户应用程序

　　此业务场景下，创建一个包含控件的WPF应用程序,命名为RoomReservationClient。如下图所示

添加服务引用，右键选取RoomReservationClient类库，添加服务引用，点击发现，查找当前解决方案下的服务，将名称空间设置为RoomReservationService，这将为生成的代理类定义名称。如下图所示：

根据数据协定把RoomReservation 引入到RoomReservationClient 中，RoomServiceClient 是RoomReservationService的客户端代理类（RoomServiceClient 是由上图执行后生成的），该客户端包含由操作协定定义的方法，使用这个客户端，可以将会议室预定信息发送给正在运行的服务。

在代码MainWindow.xaml.cs中，通过click 事件调用的OnReserveRoom方法，通过代理类调用ReserveRoomAsync。_roomReservation 为操作的数据源。代码如下

using System;
using System.Windows;
using RoomReservationClient.RoomReservationService;namespace RoomReservationClient
{/// <summary>/// MainWindow.xaml 的交互逻辑/// </summary>public partial class MainWindow : Window{private RoomReservationService.RoomReservation _roomReservation;public MainWindow(){InitializeComponent();_roomReservation.StartTime = DateTime.Now;_roomReservation.EndTime = DateTime.Now.AddHours(1);this.DataContext = _roomReservation;}private async void onReserveRoom(object sender, RoutedEventArgs e){//RoomServiceClient 是客户端的代理，该客户端包含由操作协定定义的方法，使用这个客户端，//可以将会议室预定信息发送给正在运行的服务。var client = new RoomServiceClient();bool reserved = await client.ReserveRoomAsync(_roomReservation);client.Close();if (reserved){MessageBox.Show("实体保存成功！");}}}
}

6、最后

　　参考的案例还有诊断及与客户端共享协定程序集两部分内容，两部分内容的具体实现并没有跟着书本完成，有兴趣的同学可以自行查看，参考的源代码路径为http://www.wrox.com/go/professionalcsharp6

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