我的WCF之旅(8):WCF中的Session和Instancing Management

WCF中的Session

我们知道,WCF是MS基于SOA建立的一套在分布式环境中各个相对独立的Application进行Communication的构架。他实现了最新的基于WS-*规范。按照SOA的原则,相对独自的业务逻辑以service的形式封装,调用者通过Messaging的方式调用Service。对于承载着某个业务功能的实现的Service应该具有Context无关性、甚至是Solution无关性,也就是说个构成Service的operation不应该绑定到具体的调用上下文,对于任何调用,具有什么样的输入,就会有与之对应的输出。因为SOA的一个最大的目标就是尽可能地实现重用,只有具有Context无关性/Solution无关性,Service才能实现最大限度的重用。此外Service的Context无关性/Solution无关性还促进了另一个重要的面向服务的特征的实现:可组合性,把若干相关细粒度的Service封装成一个整体业务流程的Service。

在一个C/S(Client/Service)场景中,Context无关性体现在Client对Service的每次调用都是完全不相关的。但是在有些情况下,我们却希望系统为我们创建一个Session来保留某个Client和Service的进行交互的状态。所以,像Web Service一样,WCF也提供了对Session的支持。对于WCF来说,Client和Service之间的交互都通过Soap Message来实现的,每次交互的过程就是一次简单的Message Exchange。所以从Messaging的角度来讲,WCF的Session就是把某个把相关的Message Exchange纳入同一个Conversation。每个Session用一个Session ID来唯一标识。

WCF中的Session和ASP.NET的Session

在WCF中,Session属于Service Contract的范畴,是一个相对抽象的概念,并在Service Contract定义中通过SessionModel参数来实现。他具有以下几个重要特征:

  • Session的创建和结束都有来自Client端的调用来实现

我们知道,在WCF中Client通过创建的Proxy对象来和service的交互,在默认的支持Session的情况下,Session和具体的Proxy对象绑定在一起,当Client通过调用Proxy的某个方法来访问Service的时候,Session被初始化,直到Proxy被关闭,Session被终止,我们可以通过下面两种方式来关闭Proxy:

  1. 调用System.ServiceModel. ICommunicationObject对象(我们一般通过System.ServiceModel. ChannelFactory对象的CreateChannel方法获得)的Close方法。
  2. 调用System.ServiceModel. ClientBase对象(我们一半通过继承它来实现我们为某个特定的Service创建Proxy类)的Close方法。

此外,我们也可以人为地指定通过调用Service的某个operation来初始化、或者终止Session。我们一般通过System.ServiceModel. OperationContractAttribute的IsInitiating和IsTerminating参数来指定初始化和终止Session的Operation。

  • WCF保证处于某个Session中传递的Message按照他发送的次序被接收
  • WCF并没有为Session的支持而保存相关的状态数据。

说道WCF中的Session,我们很自然地联想到ASP.NET中的Session。实际上,他们之间具有很大的差异:

  • ASP.NET的Session总是在Server端初始化的。
  • ASP.NET并不提供Ordered Message Delivery的担保。
  • ASP.NET是通过在Serer以某种方式保存State来实现对Session的支持的,比如保存在Web Server的内存中,保存在State Server甚至是SQL Server中。

WCF中的Session的实现和Instancing Management

在上面我们说了,虽然WCF支持Session,但是并没有相关的状态信息被保存在某种介质中。WCF是通过怎样的方式来支持Session的呢?这就是我们本节要讲的Instancing Management。

对于Client来说,它实际上不能和Service进行直接交互,它只能通过客户端创建的Proxy来间接地实现和service的交互。Session的表现体现在以下两种方式:

  • Session的周期和Proxy的周期绑定,这种方式体现为默认的Session支持。
  • Session的周期绑定到开始和终止Session的方法调用之间的时间内,这种方式体现在我们在定义Operation Contract时通过IsInitiating和IsTerminating显式指定开始和终止Session的Operatoin。

我们很清楚,真正的逻辑实现是通过调用真正的Service instance中。在一个分布式环境中,我们把通过Client的调用来创建最终的Service Instance的过程叫做Activation。在Remoting中我们有两种Activation方式:Server Activation(Singleton和SingleCall),Client Activation。实际上对WCF也具有相似的Activation。不过WCF不仅仅创建对应的Service Instance,而且还构建相关的Context, 我们把这些统称为Instance Context。不同的Activation方式在WCF中体现为的Instance context model。不同的Instance Context Mode体现为Proxy、Service 调用和Service Instance之间的对应关系。可以这么说,Instance Context Mode决定着不同的Session表现。在WCF中,支持以下3中不同级别的Instance Context Mode:

  • PerCall:WCF为每个Serivce调用创建 一个Service Instance,调用完成后回收该Instance。这种方式和Remoting中的SingleCall相似。
  • PerSession:在Session期间的所有Service调用绑定到某一个Service Instance,Session被终止后,Service Instance被回收。所以在Session结束后使用同一个Proxy进行调用,会抛出Exception。这种方式和Remoting中的CAO相似。
  • Singleton:这种方式和Remoting的Singelton相似。不过它的激活方式又有点特别。当为对应的Service type进行Host的时候,与之对应的Service Instance就被创建出来,此后所有的Service调用都被forward到该Instance。

WCF的默认的Instance Context Mode为PerSession,但是对于是否对Session的支持,Instancing的机制有所不同。如果通过以下的方式定义ServiceContract使之不支持Session,或者使用不支持Session的Binding(顺便说一下,Session的支持是通过建立Sessionful Channel来实现的,但是并不是所有的Binding都支持Session,比如BasicHttpBinding就不支持Session),WCF实际上会为每个Service调用创建一个Service Instance,这实质上就是PerCall的Instance Context Mode,但我为什么会说默认的是PerSession呢?我个人觉得我们可以这样地来看看Session:Session按照本意就是Client和Service之间建立的一个持续的会话状态,不过这个Session状态的持续时间有长有短,可以和Client的生命周期一样,也可以存在于某两个特定的Operation调用之间,最短的则可以看成是每次Service的调用,所以按照我的观点,PerCall也可以看成是一种特殊的Session(我知道会有很多人不认同我的这种看法。)

   [ServiceContract(SessionMode = SessionMode.NotAllowed)]

Simple

接下来我们来看看一个简单的Sample,相信大家会对Session和Instancing Management会有一个深入的认识。这个Sample沿用我们Calculator的例子,Solution的结构如下,4个Project分别用于定义SeviceContract、Service Implementation、Hosting和Client。


我们先采用默认的Session和Instance Context Modle,在这之前我们看看整个Solution各个部分的定义:

1.    Service Contract:ICalculator

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

namespace Artech.SessionfulCalculator.Contract
{
    [ServiceContract]
    
public interface ICalculator
    
{
        [OperationContract(IsOneWay 
= true)]
        
void  Adds(double x);

        [OperationContract]
        
double GetResult();
    }

}

2.    Service Implementation:CalculatorService

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.ServiceModel;
using Artech.SessionfulCalculator.Contract;

namespace Artech.SessionfulCalculator.Service
{
    
public class CalculatorService:ICalculator
    
{

        
private double _result;

        
ICalculator Members

        
public CalculatorService()
        
{
            Console.WriteLine(
"Calculator object has been created");
        }


        
~CalculatorService()
        
{
            Console.WriteLine(
"Calculator object has been destoried");
        }


    }

}

为了让大家对Service Instance的创建和回收有一个很直观的认识,我特意在Contructor和Finalizer中作了一些指示性的输出。同时在每个Operation中输出的当前的Session ID

3.    Hosting

Program

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.ServiceModel;
using Artech.SessionfulCalculator.Service;
using System.Threading;

namespace Artech.SessionfulCalculator.Hosting
{
    
class Program
    
{
        
static void Main(string[] args)
        
{
            
using(ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(CalculatorService)))
            
{
                host.Opened 
+= delegate
                
{
                    Console.WriteLine(
"The Calculator service has begun to listen");
                }
;
                host.Open();
                Timer timer 
= new Timer(delegate { GC.Collect(); }null0100);
                Console.Read();
            }

        }

    }

}

除了Host CalculatorService之外,我还通过一个Timer对象每隔一个很短的时间(0.1s)作一次强制的垃圾回收,使我们通过输出看出Service Instance是否被回收了。

Configuration

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
  
<system.serviceModel>   
    
<behaviors>
      
<serviceBehaviors>
        
<behavior name="CalculatorBehavior">
          
<serviceMetadata httpGetEnabled="true" />
        
</behavior>
      
</serviceBehaviors>
    
</behaviors>
    
<services>
      
<service behaviorConfiguration="CalculatorBehavior" name="Artech.SessionfulCalculator.Service.CalculatorService">
        
<endpoint address="" binding="basicHttpBinding" bindingConfiguration=""
          contract
="Artech.SessionfulCalculator.Contract.ICalculator" />
        
<host>
          
<baseAddresses>
            
<add baseAddress="http://localhost:9999/SessionfulCalculator" />
          
</baseAddresses>
        
</host>
      
</service>
    
</services>
  
</system.serviceModel>
</configuration>

我们使用的是basicHttpBinding

4.    Client

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.ServiceModel;
using Artech.SessionfulCalculator.Contract;

namespace Artech.SessionfulCalculator.Client
{
    
class Program
    
{
        
static void Main(string[] args)
        
{
            ChannelFactory
<ICalculator> calculatorChannelFactory = new ChannelFactory<ICalculator>("httpEndpoint");
            Console.WriteLine(
"Create a calculator proxy: proxy1");
            ICalculator proxy1 
= calculatorChannelFactory.CreateChannel();
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy1.Adds(1)");
            proxy1.Adds(
1);
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy1.Adds(2)");
            proxy1.Adds(
2);
            Console.WriteLine(
"The result return via proxy1.GetResult() is : {0}", proxy1.GetResult());

            Console.WriteLine(
"Create a calculator proxy: proxy2");
            ICalculator proxy2
= calculatorChannelFactory.CreateChannel();
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy2.Adds(1)");
            proxy2.Adds(
1);
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy2.Adds(2)");
            proxy2.Adds(
2);
            Console.WriteLine(
"The result return via proxy2.GetResult() is : {0}", proxy2.GetResult());

            Console.Read();
        }

    }

}

我创建了两个Proxy:Proxy1和Proxy2,并以同样的方式调用它们的方法:Add->Add->GetResult。

Configuration

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    
<system.serviceModel>
        
<client>
            
<endpoint address="http://localhost:9999/SessionfulCalculator"
                binding
="basicHttpBinding" contract="Artech.SessionfulCalculator.Contract.ICalculator"
                name
="httpEndpoint" />
        
</client>
    
</system.serviceModel>
</configuration>

我们来看看运行的结果:

Client端:


虽然我们我们两次调用Add方法进行累加,但是最终的结果 依然是0。这好像和我们开始所说的WCF默认的Session支持不相符,默认的Session支持是这样:Service Instance和Proxy绑定在一起,当调用Proxy的任何一个方法的时候Session开始,从此Session将会和Proxy具有一样的生命周期。但是这样的一个前提的,我们需要通过支持Session的Binding来创建我们的Sessionful Channel。显然basicHttpBinding是不支持Session的,所以WCF会采用PerCall的方式创建Service Instance。同时由于不支持Session的Binding,Session ID为null。所以我们会很容易想到,我们进行的每次Service的调用都会在Service端创建一个不同Instance,Host的输出证明了这一点。


既然我们说上面的执行结构是由于不支持Session的basicHttpBinding造成的,那么我们现在来使用一个支持Session的Binding:wsHttpBinding。我们只需改变Hosting的Endpoint的配置:

<endpoint address="" binding="wsHttpBinding" bindingConfiguration=""
          contract
="Artech.SessionfulCalculator.Contract.ICalculator" />

和Client的Endpoint的配置:

<endpoint address="http://localhost:9999/SessionfulCalculator"
                binding
="wsHttpBinding" contract="Artech.SessionfulCalculator.Contract.ICalculator"
                name
="httpEndpoint" />

现在再来看看执行的结果,首先看看Client:


从两个Proxy的最后 结果返回3,可以看出我们默认的Session起作用了。而且我们会容易想到,此时Server端会有两个Service Instance被创建。进一步地,由于Client的Proxy还依然存在,Service Instance也不会被回收掉,我们通过Host的输出来验证这一点:


从输出可以看出,Constructor来两次调用,这说明了两个Service Instance被创建,基于同一个Service Instance的调用具有相同的Session ID。没有Finalizer相应的输出,说明Service Instance依然存在。除非你在Client端Close掉Proxy。

我现在就来通过修改Client端的来Close掉Proxy:通过ICommunicationObject.Close来显式地close掉Proxy

static void Main(string[] args)
        
{
            ChannelFactory
<ICalculator> calculatorChannelFactory = new ChannelFactory<ICalculator>("httpEndpoint");
            Console.WriteLine(
"Create a calculator proxy: proxy1");
            ICalculator proxy1 
= calculatorChannelFactory.CreateChannel();
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy1.Adds(1)");
            proxy1.Adds(
1);
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy1.Adds(2)");
            proxy1.Adds(
2);
            Console.WriteLine(
"The result return via proxy1.GetResult() is : {0}", proxy1.GetResult());
            (proxy1 
as ICommunicationObject).Close();

            Console.WriteLine(
"Create a calculator proxy: proxy2");
            ICalculator proxy2
= calculatorChannelFactory.CreateChannel();
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy2.Adds(1)");
            proxy2.Adds(
1);
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy2.Adds(2)");
            proxy2.Adds(
2);
            Console.WriteLine(
"The result return via proxy2.GetResult() is : {0}", proxy2.GetResult());
            (proxy1 
as ICommunicationObject).Close();

            Console.Read();
        }

那么我们现在看运行后Host的输出,就会发现Finalizer被调用了:


上面演示了默认的Session和Instancing Management,我们现在来显式地制定Session Model,我们先修改ServiceContract使之不支持Session:

[ServiceContract(SessionMode = SessionMode.NotAllowed)]
    
public interface ICalculator
    
{
        [OperationContract(IsOneWay 
= true)]
        
void  Adds(double x);

        [OperationContract]
        
double GetResult();
    }

看看Client的输出:


从最后的结果为0可以知道Session确实没有起作用。我们说用Client基于Session的表现,其根本是Server端的Instancing。从上面可以看出,Server实际上是采用PerCall的Instance Context Model。我们可以从Hosting的输出得到验证:


上面对不支持Session作了实验,我们现在来显式地允许Session,并制定开始和终止Session的Operation:

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

namespace Artech.SessionfulCalculator.Contract
{
    [ServiceContract(SessionMode 
= SessionMode.Required)]
    
public interface ICalculator
    
{
        [OperationContract(IsOneWay 
= true, IsInitiating = true, IsTerminating = false)]
        
void  Adds(double x);

        [OperationContract(IsInitiating 
= false,IsTerminating =true)]
        
double GetResult();
    }

}

为了模拟当Session终止后继续调用Proxy的场景,我进一步修改了Client的代码:

class Program
    
{
        
static void Main(string[] args)
        
{
            ChannelFactory
<ICalculator> calculatorChannelFactory = new ChannelFactory<ICalculator>("httpEndpoint");
            Console.WriteLine(
"Create a calculator proxy: proxy1");
            ICalculator proxy1 
= calculatorChannelFactory.CreateChannel();
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy1.Adds(1)");
            proxy1.Adds(
1);
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy1.Adds(2)");
            proxy1.Adds(
2);
            Console.WriteLine(
"The result return via proxy1.GetResult() is : {0}", proxy1.GetResult());
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy1.Adds(1)");
            
try
            
{
                proxy1.Adds(
1);
            }

            
catch (Exception ex)
            
{
                Console.WriteLine(
"It is fail to invocate the Add after terminating session because \"{0}\"", ex.Message);
            }



            Console.WriteLine(
"Create a calculator proxy: proxy2");
            ICalculator proxy2
= calculatorChannelFactory.CreateChannel();
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy2.Adds(1)");
            proxy2.Adds(
1);
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy2.Adds(2)");
            proxy2.Adds(
2);
            Console.WriteLine(
"The result return via proxy2.GetResult() is : {0}", proxy2.GetResult());
            

            Console.Read();
        }

现在看看 Client的输出结果:


我们发现当我们调用GetResult之后再次调用Add方法,Exception被抛出。原因很简单,因为我们把GetResult方法标识为终止Session的Operation。所以当该方法被调用之后,Session被终止,对应的Service Instance也标识为可回收对象,此时再次调用,显然不能保证有一个对应的Service Instance来Handle这个调用,显然这是不允许的。

以上我们对采用默认的Instance Context Model,不同的Session Model。现在我们反过来,在Session支持的前提下,采用不同Instance Context Model,看看结果又如何:

我们把Client端的代码回到最初的状态:

static void Main(string[] args)
        
{
            ChannelFactory
<ICalculator> calculatorChannelFactory = new ChannelFactory<ICalculator>("httpEndpoint");
            Console.WriteLine(
"Create a calculator proxy: proxy1");
            ICalculator proxy1 
= calculatorChannelFactory.CreateChannel();
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy1.Adds(1)");
            proxy1.Adds(
1);
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy1.Adds(2)");
            proxy1.Adds(
2);
            Console.WriteLine(
"The result return via proxy1.GetResult() is : {0}", proxy1.GetResult());

            Console.WriteLine(
"Create a calculator proxy: proxy2");
            ICalculator proxy2
= calculatorChannelFactory.CreateChannel();
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy2.Adds(1)");
            proxy2.Adds(
1);
            Console.WriteLine(
"Invocate  proxy2.Adds(2)");
            proxy2.Adds(
2);
            Console.WriteLine(
"The result return via proxy2.GetResult() is : {0}", proxy2.GetResult());

            Console.Read();
        }

通过在Calculator Service上面运用ServiceBehavior,并指定InstanceContextMode为PerCall:

[ServiceBehavior(InstanceContextMode =  InstanceContextMode.PerCall)]
    
public class CalculatorService:ICalculator
{
  
}

虽然我们ServiceContract被显式指定为支持Session,看看运行的结果是否如此:


看来并非如此,所以我们说client端表现出的Session实际上是对应的Instancing来实现的,现在采用PerCall的Instance Context Mode, Proxy的状态是不可能被保留的。如果现在我们把Instance Context Mode设为PerSession,运行结果将会如我们所愿,现在我就不再演示了。

我们来看看Single的Instance Context Mode:

ServiceBehavior(InstanceContextMode =  InstanceContextMode.Single)]
public class CalculatorService:ICalculator
{
  
}

我们这次先来看Hosting的输出结果,这是在刚刚启动Hosting,Client尚未启动时的Screenshot。


在这之前我们都是Client通过Proxy调用相应的Service之后,Service Instance才开始创建,但是对于InstanceContextMode.Single,Service Instance却早在Service Type被Host的时候就已经被创建了。

现在启动Client:


同原来不一样的是,第二个Proxy返回的结果是6而不是3,这是因为只有一个Service Instance,所有调用的状态都将保留。从Hosting的输出也可以验证这一点:


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posted @ 2007-06-13 01:59 Artech 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏