基于.Net FrameWork的 RestFul Service

关于本文

这篇文章的目的就是向大家阐述如何在.net framework 4.0中创建RestFul Service并且使用它。

什么是web Services，什么是WCF

首先讲到的是web Service, 它是一种能够让客户端程序在web页面上通过HTTP协议请求需要数据的部件。我们可以用Asp.net创建普通的Web Services并且让这些Services能够被客户端程序所调用。

其次说到的是Web Services，它是一个编程平台，它能够通过遵循Simple Object Access Protocol (SOAP)方式来接收或者是发送数据。

然后就是WCF了，它是能够编写基于service-oriented architecture (SOA)服务的编程模型。通过它，开发人员可以编写出跨平台的，安全的，可靠的解决方案出来。

WCF可以为各种各样的客户提供集中式的运算服务，客户可以调用多个服务，同时，相同的服务也能够被多个用户所调用。

在创建我们的WCF项目之前，我们最好能够看一下这篇文章：Introduction of Window Communication Foundation

下面是WebServices和WCF Services的数据比对：

Web Services	WCF Services
Web Services能够用来开发基于SOAP的消息发送和接收的应用，这些消息是XML格式的，这些xml格式的消息可以通过.net Framework 提供的工具类来进行序列化。这种可以能够自动生成元数据(metadata)来描述Web Services的技术，我们称为： The Web Services Description Language ( WSDL )(注意：WSDL是一种描述WebService服务以及说明如何与Web服务进行通信的XML语言。)	WCF Services能够用来开发基于多种协议格式的应用，SOAP只是其默认的格式。它的消息格式也是使用XML，但是序列化这些xml数据的方式有很多种。它可以通过WSDL自动的生成能够描述其应用的元数据，同时也能够利用工具来生成。对于WCF来说，发送消息不局限于HTTP方式，TCP或者是其他的网络协议也可以。并且在这些协议中进行切换，也是轻而易举的事儿。它除了能够放到服务器上运行之外，还能够支持宿主寄存，它同时能够非常容易的支持最新的Web Services标准(SOAP 1.2 and WS-*)，它除了能够以SOAP的方式发送数据，也能够用其他的方式来进行。
XmlSerializer	DataContractSerializer
当Asp.net从服务器发送数据或者是接收客户端传来的数据的时候，它是利用XmlSerializer来进行数据的转换的。	DataContractSerializer表明，有0个或者是多个属性或者是字段需要被序列化；而DataMemberAttribute 则表明一个指定的属性或者字段需要被序列化。DataContractAttribute可以被应用到具有Public 或者是Private的属性或者字段中，所有被标记上DataContractAttribute的属性或者字段，在WCF中被称作是数据契约（DataContracts），他们将会被DataContractSerializer序列化成XML结构。
在System.Xml.Serialization下的XmlSerializer类及其各种特性，可以让各种.net framework 类型转换成xml结构，它对XML提供了非常好的控制。	DataContractSerializer，DataContractAttribute，DataMemberAttribute对XML提供了很有限的控制，所以，你只能够通过命名空间去甄别。你可以利用DataContractSerializer去操控除了xml之外的各种数据结构，这种没有添加过多限制的操作，能够让DataContractSerializer更易于操控。
和DataContractSerializer相比，它的性能差一些	DataContractSerializer性能好一些，性能一般会提升10%左右
XmlSerializer不会预知应该或者是不应该包含什么字段或者是属性到XML中。	利用DataMemberAttribute，在DataContractSerializer进行序列化的时候，可以非常明确地知道数据结构。
XmlSerializer只能够将Public类型的成员进行序列化。	DataContractSerializer不会类型成员的属性进行检测。
只有继承自IEnumerable或者是ICollection接口的集合类型才能够被序列化成XML。	DataContractSerializer可以将任何.net类型转换成xml结构.
继承自IDictionary接口的类，比如说Hashtable，是不能够被序列化成XML的。	继承自IDictionary接口的类，比如说Hashtable，能够被序列化成XML。
XmlSerializer不支持版本控制	DataContractSerializer支持版本控制。
XmlSerializer对序列化的xml语义结构基本相同。	DataContractSerializer序列化为xml的时候，需提供明确的命名空间。

什么是REST和 RESTFul？

Representational State Transfer（REST）在2000年被Roy Fielding提出。它是利用World Wide Web的相关技术以及协议来构建大规模的网络软件的构架方式。它意在说明，数据资源是可以被定义，被发布的，尤其是在消息交换的简易性和可扩展性方面。

早在2000年的时候，制定HTTP规范的首席作者之一，Roy Fielding,写了一篇名为“Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures.”的博士论文，在文中，作者如是说。

REST，一种能够构建分布式超媒体驱动程序的构架方式，它包括通过利用标准的HTTP Verbs(GET, POST, PUT, and DELETE)来定义资源，从而构建Resource-Oriented Architecture （ROA）程序。这种构建可以通过Uniform Resource Identifier（URI）发布给使用者。

REST 是不绑定任何技术或者是平台的。它只是用来把工作设计成能像Web那样。人们经常把这种方式定义为“RESTFul Services”，但是事实上，利用REST 构架方式开发的WCF Services，也能够被称作是RESTFul Services。

WCF Services	RESTFul Services
各自的网络协议之间，需要创建端点。	可以通过HTTP Web方式来进行数据的收发操作。
需要Remote Procedural Call（RPC）的支持	需要定义基于HTTP的统一接口
客户端需要添加对服务端的引用	不需要客户端添加对服务端的引用

关于案例代码？

在WCF 中，REST，其实就是一系列的.net framework 类和visual studio的一些特性和模板，通过这些东西，用户可以创建并且使用基于REST方式的WCF服务。这些服务是需要.net 3.5 SP1中的WCF Web编程模型支持的。在后面的附件中，已经包含了所有的源代码，示例，以及单元测试。

创建基础的RESTFul Service

步骤一：

利用Visual Studio 2010创建一个新的WCF 项目：

步骤二：

删掉自带的IService1.cs以及Service1.svc文件，同时创建以下两个文件：IRESTService.cs &RESTService.cs.

步骤三：

在IService.cs文件中创建Person 实体类以及一些简单的属性，同时加上DataContract & DataMember特性以便于DataContractSerialization进行序列化：

[DataContract]

public class Person

    [DataMember(order=1)]

    public string ID;

    [DataMember(order=2)]

    public string Name;

    [DataMember(order=3)]

    public string Age;

    [DataMember(order=4)]

    public string Address;


} 
注意，一定要加上Order=*,否则，客户端向服务端添加数据的时候，会出现某些数据字段没有值的情况。

步骤四：

在IRESTService接口文件中创建方法，利用ServiceContract和OperationContrat进行修饰：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.ServiceModel;
using System.ServiceModel.Web;

namespace RESTFulDaemon
{
    [ServiceContract]
    public interface IRestSerivce
    {
        //POST operation
        [OperationContract]
        [WebInvoke(
             UriTemplate = ""
            ,ResponseFormat = WebMessageFormat.Xml
            ,RequestFormat = WebMessageFormat.Xml
            ,Method = "POST"
            )]
        Person CreatePerson(Person createPerson);

        //Get Operation
        [OperationContract]
        [WebGet(
            UriTemplate = ""
          , ResponseFormat = WebMessageFormat.Xml
          , RequestFormat = WebMessageFormat.Xml
            )]
        List<Person> GetAllPerson();

        [OperationContract]
        [WebGet(
            UriTemplate = "{id}"
          , ResponseFormat = WebMessageFormat.Json
          , RequestFormat = WebMessageFormat.Json
            )]
        Person GetAPerson(string id);

        //PUT Operation
        [OperationContract]
        [WebInvoke(
            UriTemplate = ""
          , ResponseFormat = WebMessageFormat.Json
          , RequestFormat = WebMessageFormat.Json
          , Method = "PUT"
          )]
        string UpdatePerson(Person updatePerson);

        //DELETE Operation
        [OperationContract]
        [WebInvoke(
              UriTemplate = ""
            , ResponseFormat = WebMessageFormat.Json
            , Method = "DELETE"
            )]
        string DeletePerson(string id);
    }
}

代码中，可以利用JSON来组织数据，也可以利用XML来组织数据

步骤五：

WebGet 操作只是从服务端接收数据的操作，它可以被REST编程模型所调用。它会和OperationContact一起被应用到方法上，并且会带有UriTemplate属性和HTTP中的Get操作。

WebInvoke 可以引发服务端操作，它可以被REST编程模型所调用。当它具有UriTemplate定义并且拥有传输方式（比如, HTTP POST, PUT, or DELETE），同时和OperationContact放在一块的时候，就表明当前方法支持的是不同类型的HTTP传输方式。默认是POST方式。

下面 是具体说明：

Person CreatePerson(Person createPerson);

//It is basically insert operation, so WebInvoke HTTP POST is used

List<person> GetAllPerson();

Person GetAPerson(string id);

//These two methods retrieve the information, so WebGet (HTTP Get) is used

 Person UpdatePerson(Person updatePerson);

//This method updates the available information, so WebInvoke HTTP PUT is used

void DeletePerson(string id);

//This method deletes the available information,

//so WebInvoke HTTP DELETE is used

步骤六：

实现在RESTService类中实现IRESTService接口:

public class RESTService:IRestSerivce
    {
        List<Person> persons = new List<Person>();
        private static int tCount = 0;
        public Person CreatePerson(Person person)
        {
            tCount++;
            person.ID = tCount.ToString();
            persons.Add(person);
            return person;
        }
        public List<Person> GetAllPerson()
        {
            return persons.ToList();
        }
        public Person GetAPerson(string id)
        {
            return persons.FirstOrDefault(e => e.ID.Equals(id));
        }
        public string UpdatePerson(Person updatePerson)
        {
            Person p = persons.FirstOrDefault(e => e.ID.Equals(updatePerson.ID));
            p.Name = updatePerson.Name+"[updated]";
            p.Age = updatePerson.Age+"[updated]";
            p.Address = updatePerson.Address+"[updated]";
            return "Updated success";
        }
        public string DeletePerson(string id)
        {
            persons.RemoveAll(e => e.ID.Equals(id));
            return "success";
        }
    }

步骤七:

为了让这个服务能够在ASP.NET兼容模式下运行,我们需要利用AspNetCompatibilityRequirements特性来修饰RESTService类:

 [AspNetCompatibilityRequirements(RequirementsMode = AspNetCompatibilityRequirementsMode.Allowed)]
    [ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.Single)]
    public class RESTService:IRestSerivce
    {
       //Code here
    }

所以目前的代码如下:

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.ServiceModel.Activation;
using System.ServiceModel;
using System;

namespace RESTFulDaemon
{
    [AspNetCompatibilityRequirements(RequirementsMode = AspNetCompatibilityRequirementsMode.Allowed)]
    [ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.Single)]
    public class RESTService:IRestSerivce
    {
        List<Person> persons = new List<Person>();
        private static int tCount = 0;
        public Person CreatePerson(Person person)
        {
            tCount++;
            person.ID = tCount.ToString();
            persons.Add(person);
            return person;
        }
        public List<Person> GetAllPerson()
        {
            return persons.ToList();
        }
        public Person GetAPerson(string id)
        {
            return persons.FirstOrDefault(e => e.ID.Equals(id));
        }
        public string UpdatePerson(Person updatePerson)
        {
            Person p = persons.FirstOrDefault(e => e.ID.Equals(updatePerson.ID));
            p.Name = updatePerson.Name+"[updated]";
            p.Age = updatePerson.Age+"[updated]";
            p.Address = updatePerson.Address+"[updated]";
            return "Updated success";
        }
        public string DeletePerson(string id)
        {
            persons.RemoveAll(e => e.ID.Equals(id));
            return "success";
        }
    }
}

在上述的类中,类前面被打上了ServiceBehavior特性,主要是用来说明这服务端只会存在这个类的一个实例.

步骤八:

如果要使用这个RESTFul Service应用,那么这个服务就必须得被寄宿.所以我们必须做如下的更改才能让RESTService跑起来.

在Web.config文件中,移除掉<system.servicemodel>下面的所有代码,并且加入如下的新的代码:

<system.serviceModel>

    <serviceHostingEnvironment aspNetCompatibilityEnabled="true">

    </serviceHostingEnvironment>

    <standardEndpoints>

      <webHttpEndpoint>

        <standardEndpoint name="" helpEnabled="true" automaticFormatSelectionEnabled="true"></standardEndpoint>

      </webHttpEndpoint>

    </standardEndpoints>

  </system.serviceModel>

其中,<serviceHostingEnvironment>标记用于制定当前应用将运行在Asp.net兼容模式下.

<standardEndpoints> 标记用于为RESTFul应用获取WebHelp.

然后,在Global.asax文件中,我们需要在Application_Start事件中添加如下代码:

RouteTable.Routes.Add(new ServiceRoute("RestService", new WebServiceHostFactory(), typeof(RESTSerivce)));

步骤九:

运行这个应用:

http://localhost:****/RestService

我们可以看到如下的页面：

当运行http://localhost:****/RestService/Help的时候，我们可以看到如下页面：

如何使用RESTFul Service呢？

客户端编程

这里我先贴出客户端代码：

using System.Text;
using System.Windows;
using System.Net;
using System.Xml.Serialization;
using System.IO;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Threading;
using System.Diagnostics;
using System.Runtime.Serialization.Json;
using System.Collections.Generic;

namespace ConsumingDaemon
{
    /// <summary>
    /// MainWindow.xaml 的交互逻辑
    /// </summary>
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void btnCreate_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            //Client entity
            Person p = new Person();
            p.ID = "1";
            p.Name = "scy";
            p.Age = "25";
            p.Address = "China HeNan";


            HttpWebRequest request = WebRequest.Create("http://localhost:11126/RESTService/") as HttpWebRequest;
            request.KeepAlive = false;
            request.Method = "POST";

            StringWriter sw = new StringWriter();
            XmlSerializer xs = new XmlSerializer(p.GetType());
            xs.Serialize(sw,(object)p);
            string result = sw.ToString();

            //generate xml that required
            result = result.Replace("<?xml version=\"1.0\" encoding=\"utf-16\"?>\r\n",string.Empty);
            Regex regex = new Regex("<Person.*?>");
            Match m = regex.Match(result);
            if (m.Success)
            {
               result =  result.Replace(m.Value,"<Person xmlns=\"http://schemas.datacontract.org/2004/07/RESTFulDaemon\">");
            }

            AutoResetEvent autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);

            byte[] buffer = Encoding.Default.GetBytes(result);
            request.ContentLength = buffer.Length;
            request.ContentType = "text/xml";
            request.BeginGetRequestStream((iar) =>
            {
                Stream PostData =  request.EndGetRequestStream(iar);
                PostData.Write(buffer, 0, buffer.Length);
                PostData.Close();
                autoResetEvent.Set();
            },null);

            autoResetEvent.WaitOne();

            HttpWebResponse resp = request.GetResponse() as HttpWebResponse;
            StreamReader loResponseStream = new StreamReader(resp.GetResponseStream(), Encoding.Default);

            string Response = loResponseStream.ReadToEnd();
            MessageBox.Show(Response);
            loResponseStream.Close();
            resp.Close();

        }

        private void btnGetAll_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            WebClient client = new WebClient();
            client.Headers["Content-type"] = "application/json";

            // invoke the REST method
            byte[] data = client.DownloadData("http://localhost:11126/RESTService");

            // put the downloaded data in a memory stream
            MemoryStream ms = new MemoryStream();
            ms = new MemoryStream(data);

            // deserialize from json
            DataContractJsonSerializer ser = new DataContractJsonSerializer(typeof(List<Person>));

            List<Person> result = ser.ReadObject(ms) as List<Person>;

            string resultEx = string.Empty;
            foreach (var r in result)
            {
                resultEx += r.ID + "--";
            }
            MessageBox.Show(resultEx);
        }

        private void btnGetOne_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            string id = txtGet.Text;
            Person result = GetOneByID(id);
            MessageBox.Show(result.ID + "|" + result.Name + "|" + result.Age + "|" + result.Address);
        }

        private Person GetOneByID(string id)
        {
            WebClient client = new WebClient();
            client.Headers["Content-type"] = "application/json";

            byte[] data = client.DownloadData("http://localhost:11126/RESTService/" + id);

            MemoryStream ms = new MemoryStream();
            ms = new MemoryStream(data);

            DataContractJsonSerializer ser = new DataContractJsonSerializer(typeof(Person));
            Person result = ser.ReadObject(ms) as Person;
            return result;
        }

        private void btnUpdateOne_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            #region The XML way
            //string id = txtUpdate.Text;

            ////Client entity
            //Person p = new Person();
            //p.ID = "3";
            //p.Name = "scy1";
            //p.Age = "28";
            //p.Address = "Amearican Person";


            //HttpWebRequest request = WebRequest.Create("http://localhost:11126/RESTService/") as HttpWebRequest;
            //request.KeepAlive = false;
            //request.Method = "PUT";

            //StringWriter sw = new StringWriter();
            //XmlSerializer xs = new XmlSerializer(p.GetType());
            //xs.Serialize(sw, (object)p);
            //string result = sw.ToString();

            ////generate xml that required
            //result = result.Replace("<?xml version=\"1.0\" encoding=\"utf-16\"?>\r\n", string.Empty);
            //Regex regex = new Regex("<Person.*?>");
            //Match m = regex.Match(result);
            //if (m.Success)
            //{
            //    result = result.Replace(m.Value, "<Person xmlns=\"http://schemas.datacontract.org/2004/07/RESTFulDaemon\">");
            //}

            //AutoResetEvent autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);

            //byte[] buffer = Encoding.Default.GetBytes(result);
            //request.ContentLength = buffer.Length;
            //request.ContentType = "text/xml";
            //request.BeginGetRequestStream((iar) =>
            //{
            //    Stream PostData = request.EndGetRequestStream(iar);
            //    PostData.Write(buffer, 0, buffer.Length);
            //    PostData.Close();
            //    autoResetEvent.Set();
            //}, null);

            //autoResetEvent.WaitOne();

            //HttpWebResponse resp = request.GetResponse() as HttpWebResponse;
            //StreamReader loResponseStream = new StreamReader(resp.GetResponseStream(), Encoding.Default);

            //string Response = loResponseStream.ReadToEnd();
            //MessageBox.Show(Response);
            //loResponseStream.Close();
            //resp.Close();
            #endregion

            #region The JSON way
            string id = txtUpdate.Text;

            Person p = GetOneByID(id);
            WebClient client = new WebClient();
            client.Headers["Content-type"] = "application/json";

            // serialize the object data in json format
            MemoryStream ms = new MemoryStream();
            DataContractJsonSerializer ser = new DataContractJsonSerializer(typeof(Person));
            ser.WriteObject(ms, p);

            byte[] resultData = client.UploadData("http://localhost:11126/RESTService/", "PUT", ms.ToArray());
            
            MessageBox.Show(Encoding.Default.GetString(resultData));
            #endregion
        }

        private void btnDeleteOne_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            string id = txtDelete.Text;
            WebClient client = new WebClient();
            client.Headers["Content-type"] = "application/json";
            // serialize the object data in json format
            MemoryStream ms = new MemoryStream();
            DataContractJsonSerializer ser =new DataContractJsonSerializer(typeof(string));
            ser.WriteObject(ms, id);

            // invoke the REST method
            byte[] data = client.UploadData("http://localhost:11126/RESTService/", "DELETE", ms.ToArray());

            MessageBox.Show(Encoding.Default.GetString(data));
        }
    }
}