《Windows Communication Foundation之旅》系列之四
六、定义DataContract
我在介绍如何定义一个ServiceContract时，举了这样的一个例子，代码如下：
[ServiceContract]
public class BookTicket
{
[OperationContract]
public bool Check(Ticket ticket)
{
bool flag;
//logic to check whether the ticket is none;
return flag;
}
[OperationContract]
private bool Book(Ticket ticket)
{
//logic to book the ticket
}
}
在Service类BookTicket中，两个服务方法Check和Book的参数均为Ticket类型。这个类型是自定义类型，根据WCF的要求，该类型必须支持序列化的操作，方才可以在服务方法中作为消息被传递。
在.Net中，除了基本类型如int，long，double，以及枚举类型和String类型外，一个自定义的类型如要支持序列化操作，应该标记该类型为[Serializable]，或者使该类型实现ISerializable接口。而在WCF中，推荐的一种方式是为这些类型标记DataContractAttribute。方法如下：
[DataContract]
public class Ticket
{
private string m_movieName;
[DataMember]
public int SeatNo;
[DataMember]
public string MovieName
{
get {return m_movieName;}
set {m_movieName = value;}
}
[DataMember]
private DateTime Time;
}
其中，[DataMember]是针对DataContract类的成员所标记的Attribute。与服务类中的OperationContractAttribute相同，DataMemberAttribute与对象的访问限制修饰符（public，internal，private等）没有直接关系。即使该成员为private，只要标记了[DataMember]，仍然可以被序列化。虽然DataMemberAttribute可以被施加给类型的字段和属性，但如果被施加到static成员时，WCF会忽略该DataMemberAttribute。
当我们为一个类型标注DataContractAttribute时，只有被显式标注了DataMemberAttribute的成员方才支持序列化操作。这一点与SerializableAttribute大相径庭。一个被标记了SerializableAttribute的类型，在默认情况下，其内部的成员，不管是public还是private都支持序列化，除非是那些被施加了NonSerializedAttribute的成员。DataContractAttribute采用这种显式标注法，使得我们更加专注于服务消息的定义，只有需要被传递的服务消息成员，方才被标注DataMemberAttribute。
如果DataContract类中的DataMember成员包含了泛型，那么泛型类型参数必须支持序列化，如下代码所示：
[DataContract]
public class MyGeneric
{
[DataMember]
T theData;
}
在类MyGeneric中，泛型参数T必须支持序列化。如实例化该对象：
MyGeneric intObject = new MyGeneric();
MyGeneric customObject = new MyGeneric();
对象intObject由于传入的泛型参数为int基本类型，因此可以被序列化；而对象customObject是否能被序列化，则要看传入的泛型参数CustomType类型是否支持序列化。
DataContract以Namespace和Name来唯一标识，我们可以在DataContractAttribute的Namespace属性、Name属性中进行设置。如未设置DataContract的Name属性，则默认的名字为定义的类型名。DataMember也可以通过设置Name属性，默认的名字为定义的成员名。如下代码所示：
namespace MyCompany.OrderProc
{
[DataContract]
public class PurchaseOrder
{
// DataMember名字为默认的Amount;
[DataMember]
public double Amount;
// Name属性将重写默认的名字Ship_to,此时DataMember名为Address;
[DataMember(Name = “Address”)]
public string Ship_to;
}
//Namespace为默认值：
// http://schemas.datacontract.org/2004/07/MyCompany.OrderProc
//此时其名为PurchaseOrder而非MyInvoice
[DataContract(Name = “PurchaseOrder”)]
public class MyInvoice
{
// Code not shown.
}
// 其名为Payment而非MyPayment
// Namespace被设置为http://schemas.example.com
[DataContract(Name = “Payment”,
Namespace = “http://schemas.example.com“)]
public class MyPayment
{
// Code not shown.
}
}
// 重写MyCorp.CRM下的所有DataContract的Namespace
[assembly:ContractNamespace(
ClrNamespace = “MyCorp.CRM”,
Namespace= “http://schemas.example.com/crm“)]
namespace MyCorp.CRM
{
// 此时Namespace被设置为http://schemas.example.com/crm.
// 名字仍然为默认值Customer
[DataContract]
public class Customer
{
// Code not shown.
}
}
由于DataContract将被序列化以及反序列化，因此类型中成员的顺序也相当重要，在DataMemberAttribute中，提供了Order属性，用以设置成员的顺序。在WCF中对成员的序列化顺序规定如下：
1、默认的顺序依照字母顺序；
2、如成员均通过Order属性指定了顺序，且顺序值相同，则以字母顺序；
3、未指定Order属性的成员顺序在指定了Order顺序之前；
4、如果DataContract处于继承体系中，则不管子类中指定的Order值如何，父类的成员顺序优先。
下面的代码很好的说明了DataMember的顺序：
[DataContract]
public class BaseType
{
[DataMember] public string zebra;
}
[DataContract]
public class DerivedType : BaseType
{
[DataMember(Order = 0)] public string bird;
[DataMember(Order = 1)] public string parrot;
[DataMember] public string dog;
[DataMember(Order = 3)] public string antelope;
[DataMember] public string cat;
[DataMember(Order = 1)] public string albatross;
}
序列化后的XML内容如下：
<DerivedType>
<zebra/>
<cat/>
<dog/>
<bird/>
<albatross/>
<parrot/>
<antelope/>
</DerivedType>
因为成员zebra为父类成员，首先其顺序在最前面。cat和dog未指定Order，故在指定了Order的其它成员之前，两者又按照字母顺序排列。parrot和albatross均指定Order值为1，因此也按照字母顺序排列在Order值为0的bird之后。
判断两个DataContract是否相同，应该根据DataContract的Namespace和Name，以及DataMember的Name和Order来综合判断。例如下面代码所示的类Customer和Person其实是同一个DataContract：
[DataContract]
public class Customer
{
[DataMember]
public string fullName;
[DataMember]
public string telephoneNumber;
}
[DataContract(Name=”Customer”)]
public class Person
{
[DataMember(Name = “fullName”)]
private string nameOfPerson;
private string address;
[DataMember(Name= “telephoneNumber”)]
private string phoneNumber;
}
再例如下面代码所示的类Coords1、Coords2、Coords3也是相同的DataContract，而类Coords4则因为顺序不同，因而与前面三个类是不同的：
[DataContract(Name= “Coordinates”)]
public class Coords1
{
[DataMember] public int X;
[DataMember] public int Y;
}
[DataContract(Name= “Coordinates”)]
public class Coords2
{
[DataMember] public int Y;
[DataMember] public int X;
}
[DataContract(Name= “Coordinates”)]
public class Coords3
{
[DataMember(Order=2)] public int Y;
[DataMember(Order=1)] public int X;
}
[DataContract(Name= “Coordinates”)]
public class Coords4
{
[DataMember(Order=1)] public int Y;
[DataMember(Order=2)] public int X;
}
当DataContract处于继承体系时，还需要注意的是对象的“多态”问题。如果在服务端与客户端之间要传递消息，经常会涉及到类型的动态绑定。根据规定，如果消息的类型是子类类型，那么发送消息一方就不能传递基类类型。相反，如果消息类型是父类类型，那么发送消息一方就可以是父类本身或者其子类。从这一点来看，WCF的规定是与面向对象思想并行不悖的。但是可能存在的问题是，当消息类型定义为父类类型，而发送消息一方传递其子类时，服务端有可能对该子类类型处于“未知”状态，从而不能正常地反序列化。所以，WCF为DataContract提供了KnownTypeAttribute，通过设置它来告知服务端可能存在的动态绑定类类型。
举例来说，如果我们定义了这样三个类：
[DataContract]
public class Shape { }
[DataContract(Name = “Circle”)]
public class CircleType : Shape { }
[DataContract(Name = “Triangle”)]
public class TriangleType : Shape { }
然后在类CompanyLogo中定义Shape类型的字段，如下所示：
[DataContract]
public class CompanyLogo
{
[DataMember]
private Shape ShapeOfLogo;
[DataMember]
private int ColorOfLogo;
}
此时的CompanyLogo类由于正确的设置了[DataContract]和[DataMember]，而Shape类型也是支持序列化的，因此该类型是可以被序列化的。然而一旦客户端在调用CompanyLogo类型的对象时，为字段ShapeOfLogo设置其值为CircleType或TriangleType类型的对象，就会发生反序列化错误，因为服务端并不知道CircleType或TriangleType类型，从而无法进行正确的匹配。所以上述的CompanyLogo类的定义应修改如下：
[DataContract]
[KnownType(typeof(CircleType))]
[KnownType(typeof(TriangleType))]
public class CompanyLogo
{
[DataMember]
private Shape ShapeOfLogo;
[DataMember]
private int ColorOfLogo;
}
类的继承如此，接口的实现也是同样的道理，如下例所示：
public interface ICustomerInfo
{
string ReturnCustomerName();
}
[DataContract(Name = “Customer”)]
public class CustomerType : ICustomerInfo
{
public string ReturnCustomerName()
{
return “no name”;
}
}
[DataContract]
[KnownType(typeof(CustomerType))]
public class PurchaseOrder
{
[DataMember]
ICustomerInfo buyer;
[DataMember]
int amount;
}
由于PurchaseOrder中定义了ICustomerInfo接口类型的字段，如要该类能被正确的反序列化，就必须为类PurchaseOrder加上[KnownType(typeof(CustomerType))]的标注。
对于集合类型也有相似的规定。例如Hashtable类型，其内存储的均为object对象，但实际设置的值可能是一些自定义类型，此时也许要通过KnownType进行标注。例如在类LibraryCatalog中，定义了Hashtable类型的字段theCatalog。该字段可能会设置为Book类型和Magazine类型，假定Book类型和Magazine类型均被定义为DataContract，则类LibraryCatalog的正确定义应如下所示：
[DataContract]
[KnownType(typeof(Book))]
[KnownType(typeof(Magazine))]
public class LibraryCatalog
{
[DataMember]
System.Collections.Hashtable theCatalog;
}
如果在一个DataContract中，定义一个object类型的字段。由于object类型是所有类型的父类，所以需要我们利用KnownType标明客户端允许设置的类型。例如类MathOperationData：
[DataContract]
[KnownType(typeof(int[]))]
public class MathOperationData
{
private object numberValue;
[DataMember]
public object Numbers
{
get { return numberValue; }
set { numberValue = value; }
}
//[DataMember]
//public Operation Operation;
}
属性Numbers其类型为object，而KnownType设置的类型是int[]，因此可以接受的类型就包括：整型，整型数组以及List类型。如下的调用都是正确的：
static void Run()
{
MathOperationData md = new MathOperationData();
int a = 100;
md.Numbers = a;
int[] b = new int[100];
md.Numbers = b;
List c = new List();
md.Numbers = c;
}
但如果设置Number属性为ArrayList，即使该ArrayList对象中元素均为int对象，也是错误的：
static void Run()
{
MathOperationData md = new MathOperationData();
ArrayList d = new ArrayList();
md.Numbers = d;
}
一旦一个DataContract类型标注了KnownTypeAttribute，则该Attribute的作用域可以施加到其子类中，如下所示：
[DataContract]
[KnownType(typeof(CircleType))]
[KnownType(typeof(TriangleType))]
public class MyDrawing
{
[DataMember]
private object Shape;
[DataMember]
private int Color;
}
[DataContract]
public class DoubleDrawing : MyDrawing
{
[DataMember]
private object additionalShape;
}
虽然DoubleDrawing没有标注KnowTypeAttribute，但其字段additionalShape仍然可以被设置为CircleType类型或TriangleType类型，因为其父类已经被设置为KnowTypeAttribute。
注：KnowTypeAttribute可以标注类和结构，但不能标注接口。此外，DataContract同样不能标注接口，仅可以标注类、结构和枚举。要使用DataContractAttribute、DataMemberAttribute和KnownTypeAttribute，需要添加WinFx版本的System.Runtime.Serialization程序集的引用。
