WCF技术的不同应用场景及其实现分析
这一篇文章，是总结一下WCF技术，以及基于这个技术发展出来的几个典型应用场景，并且我将尝试对这些不同的WCF实现的原理进行一些比较分析。
关于WCF这个技术的基本概念，如果你不是很清楚，可以参考一下有关的文档
微软开发者中心
http://msdn.microsoft.com/en-us/netframework/aa663324
我的博客中先前也有很多这方面的介绍
http://zzk.cnblogs.com/s?w=blog%3achenxizhang+wcf&p=1
言归正传，我将先概括一下WCF技术的背景、核心要素、目前的典型应用场景。然后针对这些应用场景进一步地展开一些分析和比较，以便帮助大家更好地理解，并且知道在何时应该选用哪一种场景。（即便你没有时间去看那么多资料，通过本文也将有一个提纲挈领的认识）
历史背景：
WCF，全称是Windows Communication Founcation，它作为微软新一代的通讯技术，首先正式出现在.NET Framework 3.0中，伴随着Windows Vista的发布而名噪一时。在此之前，曾经作为Winfx的一部分为人所知，其代号为indigo。
作为Foundation（基础模块），WCF是定位在微软.NET平台上实现统一的消息服务通讯机制。它很好地吸收了之前的多种分布式开发技术的优点，并且提供了统一的编程和访问的模型，逐渐成为SOA解决方案中的主流技术，受到了广泛的关注和使用。
核心要素：
从技术层面理解WCF，可以分为三个要素（俗称WCF的ABC)
1.Address（where)：地址，是指访问服务的URI（可以是一个http地址，也可以是tcp的地址）
2.Binding（how）：绑定，是指通讯所使用的协议，例如http,net.tcp,msmq等等
3.Contract（what）：合约，是指通讯的规范，例如服务的合约，数据的合约等等。
从系统层面理解WCF,可以分为四个要素
1.Contract：合约，定义一套合约，通常是WCF开发的起点。这也是唯一需要在宿主和客户端之间共享的信息，通常是一些接口(interface)定义。
2.Service：服务，基于合约实现的一个具体服务。通常是一些类型（class)定义，实现了业务逻辑。
3.Host：宿主，既然服务是一个class，它自身是无法对客户端请求进行响应的。所以需要有一个宿主程序来提供持续的监听。WCF的宿主可以是任意的应用程序，非常灵活。
4.Client：客户端，任何客户端（例如Windows Forms，WPF, Silverlight，Console Application，甚至Javascript，或者java，php等等）都可以通过自己的方式来访问WCF.
应用场景：
WCF 从发布到现在的将近5年左右的时间，经过了多次增强和改进，从最开始单纯的SOAP Service的方式，发展出来其他多种应用场景，分别是
1. SOAP Services
2. WebHttp Services
3. Data Services
4. Workflow Services
5. RIA Services
下面我将针对这些应用场景一一进行讲解
【注意】我经常使用WCF技术以及一些讲座中，都会感慨WCF配置的强大。宿主和客户端都可以通过配置文件的方式定义、更改WCF服务的行为。可以这么说，在WCF中，几乎什么都可以配置。这确实很酷。所以下面的讲解，很多都是用配置文件的方式来说明问题。
1. SOAP Services
这种场景是WCF一开始就支持的，也是最完整的一个。
为什么称为SOAP Services呢？这是因为WCF服务是基于消息的通讯机制，而它的消息是被封装为一个SOAP Envelope（SOAP 信封的）
【备注】SOAP的全称是Simple Object Access Protocol，我们一般翻译为简单对象访问协议。
一个典型的SOAP Request（代表了客户端发到服务器的请求）
一个典型的SOAP Response
这种服务是以操作(Operation)为中心的，也就是说，我们可以完全控制服务的所有细节，包括定义合约，实现服务，实现宿主等等。这里面有两层意思，我们将有足够的灵活性，因为所有一切都是可以控制的；同时，我们也需要具备足够的专业知识，因为所有一切都需要你自己控制。
我们来看一个典型的WCF SOAP Service的配置文件
<system.serviceModel> <services> <service name="WcfService2.Service1" behaviorConfiguration="WcfService2.Service1Behavior"> <!-- Service Endpoints --> <endpoint address="" binding="wsHttpBinding" contract="WcfService2.IService1"> <!-- Upon deployment, the following identity element should be removed or replaced to reflect the identity under which the deployed service runs. If removed, WCF will infer an appropriate identity automatically. --> <identity> <dns value="localhost"/> </identity> </endpoint> <endpoint address="mex" binding="mexHttpBinding" contract="IMetadataExchange"/> </service> </services> <behaviors> <serviceBehaviors> <behavior name="WcfService2.Service1Behavior"> <!-- To avoid disclosing metadata information, set the value below to false and remove the metadata endpoint above before deployment --> <serviceMetadata httpGetEnabled="true"/> <!-- To receive exception details in faults for debugging purposes, set the value below to true. Set to false before deployment to avoid disclosing exception information --> <serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="false"/> </behavior> </serviceBehaviors> </behaviors> </system.serviceModel>
SOAP Services是从.NET Framework 3.0一开始就提供的，在后续版本中，也有很多改进，包括对WS-*标准更好的支持，以及提供了很多默认的配置选项，简化了配置的工作。
【备注】值得一提的是，微软研发集团上海办公室这边有一个团队，直接参与了WCF的新版本的很多功能和工具的设计和开发，包括对于配置的简化设计。感谢他们的工作。
我们来看一个.NET Framework 4.0下面的WCF服务默认的配置文件
<system.serviceModel> <behaviors> <serviceBehaviors> <behavior> <!-- To avoid disclosing metadata information, set the value below to false and remove the metadata endpoint above before deployment --> <serviceMetadata httpGetEnabled="true"/> <!-- To receive exception details in faults for debugging purposes, set the value below to true. Set to false before deployment to avoid disclosing exception information --> <serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="false"/> </behavior> </serviceBehaviors> </behaviors> <serviceHostingEnvironment multipleSiteBindingsEnabled="true" /> </system.serviceModel>
通过简单地比较就可以知道，在.NET Framework 4.0中，我们并没有看到端点（EndPoint）的定义，这是怎么回事呢？难道现在不需要定义端点了吗？当然不是，区别在于，.NET Framework4的ServiceHost将自动地注册几个默认的EndPoint。
【备注】如果不是为了在开发阶段调试需要而开启元数据和调试支持，上面的配置文件，甚至可以是空的，什么都不需要定义。
关于ServiceHost以及默认的端点的信息，有兴趣可以参考
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.servicemodel.servicehost.aspx
总结：采用这种方式进行开发的WCF，可以根据我们的需求，使用任意的Binding，以支持不同的客户端，并且提供在不同的场合下最好的速度，还可以实现诸如缓存，队列，事务协调等高级功能。
2. WebHttp Services
这种服务的出现，是基于一个比较热的概念：RESTFul。可以这么说，这是WCF Restful的一个具体实现。从.NET Framework 3.5开始提供。
所谓RESTFul的概念，有兴趣可以参考 http://zh.wikipedia.org/wiki/REST 以及我之前写过的一些博客文章：http://zzk.cnblogs.com/s?w=blog%3Achenxizhang%20rest
大致的意思是：
表象化状态转变（英文：Representational State Transfer，简称REST）是Roy Fielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。
目前在三种主流的Web服务实现方案中，因为REST模式的Web服务与复杂的SOAP和XML-RPC对比来讲明显的更加简洁，越来越多的web服务开始采用REST风格设计和实现。例如，Amazon.com提供接近REST风格的Web服务进行图书查找；雅虎提供的Web服务也是REST风格的。
REST 从资源的角度来观察整个网络，分布在各处的资源由URI确定，而客户端的应用通过URI来获取资源的表形。获得这些表形致使这些应用程序转变了其状态。随着不断获取资源的表形，客户端应用不断地在转变着其状态，所谓表形化的状态转变（Representational State Transfer）。
今天不是专门来探讨REST的，我们主要看看WCF是如何实现对REST支持，以及如何使用这种风格的服务。
实现WCF Restful，关键在于一个新的Binding方式，也就是WebHttpBinding。所以这种服务，我这里将其称为WebHttp Services。
WebHttp Services是在传统的SOAP Services基础上的一个增强，它仍然是基于操作（Operation）的，只不过这些Operation可以直接通过Uri访问到，而无需客户去编写一个特殊的客户端。
同时，WebHttp Services提供了两种不同的消息格式，第一种是XML，第二种是Json。这将更加有利于诸如Javascript这种客户端来访问服务。
要实现WebHttp，我们首先要添加一个引用，如下
然后 ，我们可以定义一个特殊的Operation
[OperationContract]
[WebGet]
string HelloWorld();
【注意】这里通过WebGet这个Attribute，声明该操作是可以直接在Http访问中访问的
下面是该操作的实现
using System; using System.ServiceModel.Activation; namespace WcfService1 { // NOTE: You can use the "Rename" command on the "Refactor" menu to change the class name "Service1" in code, svc and config file together. [AspNetCompatibilityRequirements(RequirementsMode= AspNetCompatibilityRequirementsMode.Required)] public class Service1 : IService1 { public string GetData(int value) { return string.Format("You entered: {0}", value); } public CompositeType GetDataUsingDataContract(CompositeType composite) { if (composite == null) { throw new ArgumentNullException("composite"); } if (composite.BoolValue) { composite.StringValue += "Suffix"; } return composite; } public string HelloWorld() { return "Hello,world"; } } }
【备注】该服务必须声明为AspNetCompatibility
为了使用该服务支持WebHttpBinding,我们需要修改配置文件如下（粗体部分是我们这次添加的）
<?xml version="1.0"?> <configuration> <system.web> <compilation debug="true" targetFramework="4.0" /> </system.web> <system.serviceModel> <services> <service name="WcfService1.Service1"> <endpoint address="" behaviorConfiguration="WcfService1.Service1AspNetAjaxBehavior" binding="webHttpBinding" contract="WcfService1.IService1" /> </service> </services> <behaviors> <endpointBehaviors> <behavior name="WcfService1.Service1AspNetAjaxBehavior"> <enableWebScript /> </behavior> </endpointBehaviors> <serviceBehaviors> <behavior name=""> <serviceMetadata httpGetEnabled="true" /> <serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="false" /> </behavior> </serviceBehaviors> </behaviors> <serviceHostingEnvironment aspNetCompatibilityEnabled="true" multipleSiteBindingsEnabled="true" /> </system.serviceModel> <system.webServer> <modules runAllManagedModulesForAllRequests="true"/> </system.webServer> </configuration>
如果是这样的定义，那么在浏览器中我们就可以直接访问该服务及其操作
既然是RESTful，那么就可以直接在地址栏像下面这样访问
我们发现它的返回值是application/json格式的
具体返回的是什么内容呢？
也就是说,WebHttp Service默认是返回json格式的数据的，这就很容易在JAVASCRIPT中使用该服务。例如
<%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true" CodeBehind="default.aspx.cs" Inherits="WcfService1._default" %> <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"> <head runat="server"> <title></title> <script src="jquery-1.4.3.min.js" type="text/javascript"></script> <script type="text/javascript" language="javascript"> $(function () { $("#btHelloworld").click(function () { var uri = "Service1.svc/HelloWorld"; $.getJSON(uri, null, function (result) { alert(result.d); }); }); }); </script> </head> <body> <form id="form1" runat="server"> <div> <input type="button" id="btHelloworld" value="call webhttp Service"/> </div> </form> </body> </html>
在页面中测试的效果如下
值得注意的是，WebHttp Service除了支持Json格式之外，也支持XML格式，我们可以通过修改WebGet这个Attribute的设置来达到目的
[OperationContract]
[WebGet(ResponseFormat=WebMessageFormat.Xml)]
string HelloWorld();
也可以通过配置文件的方式来设置（注意粗体部分）
<?xml version="1.0"?> <configuration> <system.web> <compilation debug="true" targetFramework="4.0" /> </system.web> <system.serviceModel> <services> <service name="WcfService1.Service1"> <endpoint address="" behaviorConfiguration="WcfService1.Service1AspNetAjaxBehavior" binding="webHttpBinding" contract="WcfService1.IService1" /> </service> </services> <behaviors> <endpointBehaviors> <behavior name="WcfService1.Service1AspNetAjaxBehavior"> <enableWebScript /> <webHttp defaultOutgoingResponseFormat="Xml"/> </behavior> </endpointBehaviors> <serviceBehaviors> <behavior name=""> <serviceMetadata httpGetEnabled="true" /> <serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="false" /> </behavior> </serviceBehaviors> </behaviors> <serviceHostingEnvironment aspNetCompatibilityEnabled="true" multipleSiteBindingsEnabled="true" /> </system.serviceModel> <system.webServer> <modules runAllManagedModulesForAllRequests="true"/> </system.webServer> </configuration>
如果用XML格式的话，那么在浏览器测试的效果如下
总结：WebHttp Services是在SOAP Services基础上的一个改进，它不是返回SOAP Evenlope，而是根据需要返回XML或者JSON数据。这样的设计，目的是让服务更加易于使用。同时，该服务是WCF Restful的具体实现。
【备注】 由于篇幅过长，另外三种服务，我将另外单独用一篇文章来分析比较，敬请期待
3. Data Services
4. Workflow Services
5. RIA Services
