Windows Communication Foundation(WCF)是由微软开发的一系列支持数据通信的应用程序框架,可以翻译为Windows 通讯开发平台。整合了原有的windows通讯的 .net Remoting,WebService,Socket的机制,并融合有HTTP和FTP的相关技术。是Windows平台上开发分布式应用最佳的实践方式。简单的归结为四大部分:
1.网络服务的协议,即用什么网络协议开放客户端接入。
2.业务服务的协议,即声明服务提供哪些业务。
3.数据类型声明,即对客户端与服务器端通信的数据部分进行一致化。
4.传输安全性相关的定义。
它是.NET框架的一部分,由 .NET Framework3.0 开始引入,与Windows Presentation Foundation及Windows Workflow Foundation并行为新一代 Windows操作系统以及 WinFX 的三个重大应用程序开发类库。在 .NET Framework2.0 以及前版本中,微软发展了 Web Service(SOAP with HTTP communication),.NET Remoting (TCP/HTTP/Pipeline communication) 以及基础的 Winsock 等通信支持。由于各个通信方法的设计方法不同,而且彼此之间也有相互的重叠性,对于开发人员来说,不同的选择会有不同的程序设计模型,而且必须要重新学习,让开发人员在使用中有许多不便。同时,面向服务架构(Service-Oriented Architecture) 也开始盛行于软件工业中,因此微软重新查看了这些通信方法,并设计了一个统一的程序开发模型,对于数据通信提供了最基本最有弹性的支持,这就是 Windows Communication Foundation。
概念WCF 由于集合了几乎由.NET Framework提供的所有的通信方法,因此学习曲线比较陡峭,开发人员必须要针对各个部分的内涵做深入的了解,才能够操控 WCF 来开发应用程序。
通信双方的沟通方式,由合约来订定。通信双方所遵循的通信方法,由协议绑定来订定。通信期间的安全性,由双方约定的安全性层次来订定。
契约WCF 的基本概念是以契约(Contract) 来定义双方沟通的协议,合约必须要以接口的方式来体现,而实际的服务代码必须要由这些合约接口派生并实现。合约分成了四种:
数据契约(Data Contract),订定双方沟通时的数据格式。服务契约(Service Contract),订定服务的定义。操作契约(Operation Contract),订定服务提供的方法。消息契约(Message Contract),订定在通信期间改写消息内容的规范。一个 WCF 中的契约,就如同下列代码所示:
using System;
using System.ServiceModel;
namespace Microsoft.ServiceModel.Samples{
[ServiceContract(Namespace = "http://Microsoft.ServiceModel.Samples")] // 服务契约
public interface ICalculator
{
[OperationContract] // 操作契约
double Add(double n1, double n2);
[OperationContract] //操作契约
double Subtract(double n1, double n2);
[OperationContract] // 操作契约
double Multiply(double n1, double n2);
[OperationContract] //操作契约
double Divide(double n1, double n2);
}
}
协议绑定
由于 WCF 支持了HTTP,TCP,Named Pipe,MSMQ,Peer-To-Peer TCP 等协议,而 HTTP 又分为基本 HTTP 支持 (BasicHttpBinding) 以及 WS-HTTP 支持 (WsHttpBinding),而 TCP 亦支持 NetTcpBinding,NetPeerTcpBinding 等通信方式,因此,双方必须要统一通信的协议,并且也要在编码以及格式上要有所一致。
一个设置通信协议绑定的示例如下:
虽然 WCF 也可以使用SOAP做通信格式,但它和以往的ASP. NETXML Web Services不同,因此有部分技术文章中,会将 ASP. NET 的 XML Web Services 称为ASMX Service。
WCF 的服务可以挂载于 Console Application,Windows Application,IIS (ASP. NET) Application,Windows Service以及Windows Activation Services中,但大多都会挂在 Windows Service。
安全性层次WCF 实现上已经支持了传输层次安全性 (Transport-level security) 以及消息层次安全性 (Message-level security) 两种。
传输层次安全性:在数据传输时期加密,例如 SSL。消息层次安全性:在数据处理时就加密,例如使用数字签名,散列或是使用密钥加密法等。
客户端对于 WCF 的客户端来说,WCF 服务就像是一个 Web Service 一样,在 Visual Studio 2008 中,所有 WCF 服务的连接都是由客户端的 服务代理(WCF Service Proxy,服务代理屏蔽通讯细节) 来运行,开发人员不用花费太多心思在通信上,而 WCF Service Proxy 在 Visual Studio 中被称为服务引用(Service Reference)。
在 Visual Studio 中加入 WCF 的服务引用时,Visual Studio 会自动帮开发人员做掉一些必要工作(例如组态创建以及产生 Service Proxy 等),开发人员只需要在代码中取用 WCF Service Proxy 对象即可。
WCF的优势在David Chappell所撰的《Introducing Windows Communication Foundation》一文中,用了一个活鲜鲜的例子,来说明WCF的优势所在。假定我们要为一家汽车租赁公司开发一个新的应用程序,用于租车预约服务。该租车预约服务会被多种应用程序访问,包括呼叫中心(Call Center),基于J2EE的租车预约服务以及合作伙伴的应用程序(Partner Application)
从功能的角度来看,WCF完全可以看作是ASMX,.Net Remoting,Enterprise Service,WSE,MSMQ等技术的并集。(注:这种说法仅仅是从功能的角度。事实上WCF远非简单的并集这样简单,它是真正面向服务的产品,它已经改变了通常的开发模式。)因此,对于上述汽车预约服务系统的例子,利用WCF,就可以解决包括安全、可信赖、互操作、跨平台通信等等需求。开发者再不用去分别了解.Net Remoting,ASMX等各种技术了。
概括地说,WCF具有如下的优势:
1、统一性
前面已经叙述,WCF是对于ASMX,.Net Remoting,Enterprise Service,WSE,MSMQ等技术的整合。由于WCF完全是由托管代码编写,因此开发WCF的应用程序与开发其它的.Net应用程序没有太大的区别,我们仍然可以像创建面向对象的应用程序那样,利用WCF来创建面向服务的应用程序。
2、互操作性
由于WCF最基本的通信机制是SOAP(Simple Object Access Protocol 简易对象访问协议),这就保证了系统之间的互操作性,即使是运行不同的上下文中。这种通信可以是基于.Net到.Net间的通信,如下图所示:
可以跨进程、跨机器甚至于跨平台的通信,只要支持标准的Web Service,例如J2EE应用服务器(如WebSphere,WebLogic)。应用程序可以运行在Windows操作系统下,也可以运行在其他的操作系统,如Sun Solaris,HP Unix,Linux等等。如下图所示:
3、安全与可信赖
WS-Security,WS-Trust和WS-SecureConversation均被添加到SOAP消息中,以用于用户认证,数据完整性验证,数据隐私等多种安全因素。
在SOAP 的header中增加了WS-ReliableMessaging允许可信赖的端对端通信。而建立在WS-Coordination和WS- AtomicTransaction之上的基于SOAP格式交换的信息,则支持两阶段的事务提交(two-phase commit transactions)。
上述的多种WS-Policy在WCF中都给与了支持。对于Messaging而言,SOAP是Web Service的基本协议,它包含了消息头(header)和消息体(body)。在消息头中,定义了WS-Addressing用于定位SOAP消息的地址信息,同时还包含了MTOM(消息传输优化机制,Message Transmission Optimization Mechanism)。
4、兼容性
WCF充分的考虑到了与旧有系统的兼容性。安装WCF并不会影响原有的技术如ASMX和.Net Remoting。即使对于WCF和ASMX而言,虽然两者都使用了SOAP,但基于WCF开发的应用程序,仍然可以直接与ASMX进行交互。
WCF程序结构-
契约(Contracts):主要定义了实现那些服务,如何访问服务
-
服务(Services):实现契约定义的方法
-
宿主程序(Hosting):提供低层传输功能的支持
-
客户端(Client):根据契约访问服务
namespace WcfStudy
{
// 注意: 使用“重构”菜单上的“重命名”命令,可以同时更改代码和配置文件中的接口名“IMyFirstSerice”。
[ServiceContract]
public interface IMyFirstSerice
{
[OperationContract]
string SayHello(string name);
}
}
服务(所谓服务就是接口实现)
namespace WcfStudy
{
// 注意: 使用“重构”菜单上的“重命名”命令,可以同时更改代码、svc 和配置文件中的类名“MyFirstSerice”。
// 注意: 为了启动 WCF 测试客户端以测试此服务,请在解决方案资源管理器中选择 MyFirstSerice.svc 或 MyFirstSerice.svc.cs,然后开始调试。
public class MyFirstSerice : IMyFirstSerice
{
public string SayHello(string name)
{
return "Hello "+name;
}
}
}
宿主程序
WCF在运行时必寄宿在“宿主程序”之上,WCF本身不能够独自运行(每个WCF服务必须宿主在一个Windows进程中)。
WCF服务应用程序与WCF服务库的不同
WCF服务应用程序,是一个可以执行的程序,它有独立的进程,WCF服务类契约的定义,可以直接看到运行的效果。此项目模板基于IIS托管的程序
WCF服务库,可以认为是一个包含WCF服务以及契约定义的类库。不能直接运行,你可以在其他项目里引用,在宿主里启用托管这个库,有点类似于我们在Web项目中应用的类库。我们需要为此服务库添加一个宿主
WCF的宿主可以是 Windows 服务、COM+应用程序、WAS(Windows Activation Services,Windows进程激活服务)或IIS、Windows应用程序,或简单的控制台应用程序及任何.net程序。
如何为wcf添加一个宿主?
1.使用控制台应用程序作为wcf宿主
//创建宿主的基地址
Uri baseAddress = new Uri("http://localhost:8080/User");
//创建宿主
using (ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(User), baseAddress))
{
//向宿主中添加终结点
host.AddServiceEndpoint(typeof(IUser), new WSHttpBinding(), "");
//将HttpGetEnabled属性设置为true
ServiceMetadataBehavior smb = new ServiceMetadataBehavior();
smb.HttpGetEnabled = true;
//将行为添加到Behaviors中
host.Description.Behaviors.Add(smb);
//打开宿主
host.Open();
Console.WriteLine("WCF中的HTTP监听已启动....");
Console.ReadLine();
host.Close();
}
为客户端添加wcf服务引用
public ActionResult GetWcfResult()
{
return View();
}
[HttpPost]
public ActionResult GetWcfResult(string name)
{
//UserClient userClient = new UserClient();
MyFirstSericeClient myFirstSericeClient = new MyFirstSericeClient();
string temp = myFirstSericeClient.SayHello(name);
ViewBag.username = temp;
return View();
}
在mvc客户端中调用wcf服务
MyFirstSericeClient是在客户端添加服务引用后生成的,其命名规则是为服务名+Client
基本类似的添加宿主服务和上边差不多,总之wcf一定是要寄宿在宿主程序中去的
客户端这里使用一个简单的mvc例子作为客户端,客户端只需要添加服务引用后即可对wcf服务使用
WCF非常好的上屏蔽了低层细节(服务器和客户端之间的通信、数据传输等),开发者只需要关注业务逻辑即可,并且非常灵活