我的WCF之旅 (11): 再谈WCF的双向通讯-基于Http的双向通讯 V.S. 基于TCP的双向通讯
我的WCF之旅 (11): 再谈WCF的双向通讯-基于Http的双向通讯 V.S. 基于TCP的双向通讯
在一个基于面向服务的分布式环境中，借助一个标准的、平台无关的Communication Infrastructure，各个Service通过SOAP Message实现相互之间的交互。这个交互的过程实际上就是Message Exchange的过程。WCF支持不同形式的Message Exchange，我们把这称之为Message Exchange Pattern（MEP）, 常见的MEP包括: Request/Reply，Request/Forget（One-way）和Duplex。通过采用Duplex MEP，我们可以实现在Service端Callback Client的操作。虽然WCF为我们实现底层的通信细节，使得我们把精力转移到业务逻辑的实现，进行Transport无关的编程，但是对底层Transport的理解有利于我们根据所处的具体环境选择一个合适的Transport。说到Transport， WCF 经常使用的是以下4个：Http，TCP，Named Pipe，MSMQ。由于不同协议自身的差异，他们对具体MEP的支持方式也会不同，我们今天就来谈谈Http和TCP对Duplex的支持。
一、Sample
为了使大家对在WCF如何实现双向通信（Bidirectional Communication）有一个直观的理解，我们先来看一个简单的Sample。我们照例采用下面的4层结构和Calculator的例子：
1．Contract：Artech.DuplexWCF.Contract. ICalculator
using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.ServiceModel;namespace Artech.DuplexWCF.Contract{ [ServiceContract(CallbackContract = typeof(ICallback))] public interface ICalculator { [OperationContract(IsOneWay = true)] void Add(double x, double y); }}由于模拟的是通过Callback来显示Add方法计算的结果，我把Add Operation设置成One-way。在Service Contract中设置了Callback Contract，Callback Contract定义在Interface Artech.DuplexWCF.Contract. ICallback中：
using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.ServiceModel;namespace Artech.DuplexWCF.Contract{ [ServiceContract] public interface ICallback { [OperationContract(IsOneWay = true)] void DisplayResult(double result); }}2．Service: Artech.DuplexWCF.Service. CalculatorService
using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using Artech.DuplexWCF.Contract;using System.ServiceModel;namespace Artech.DuplexWCF.Service{ public class CalculatorService:ICalculator { ICalculator Members#region ICalculator Members public void Add(double x, double y) { double result = x + y; ICallback callback = OperationContext.Current.GetCallbackChannel<ICallback>(); callback.DisplayResult(result); } #endregion }}在Service端，通过OperationContext.Current.GetCallbackChannel来获得Ciient指定的CallbackContext instance，进而调用Client的Operation。
3．Hosting：
Configuration:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?><configuration> <system.serviceModel> <services> <service name="Artech.DuplexWCF.Service.CalculatorService"> <endpoint address="net.tcp://localhost:9999/calculator" binding="netTcpBinding" contract="Artech.DuplexWCF.Contract.ICalculator" /> </service> </services> </system.serviceModel></configuration>我们通过netTcpBinding来模拟基于TCP的双向通信。
Program：
using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.ServiceModel;using Artech.DuplexWCF.Service;namespace Artech.DuplexWCF.Hosting{ class Program { static void Main(string[] args) { using (ServiceHost calculatorHost = new ServiceHost(typeof(CalculatorService))) { calculatorHost.Opened += delegate { Console.WriteLine("The calculator service has begun to listen"); }; calculatorHost.Open(); Console.Read(); } } }}4．Client：
Configuration:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?><configuration> <system.serviceModel> <client> <endpoint address="net.tcp://localhost:9999/calculator" binding="netTcpBinding" bindingConfiguration="" contract="Artech.DuplexWCF.Contract.ICalculator" name="defaultEndpoint" /> </client> </system.serviceModel></configuration>Callback：Artech.DuplexWCF.Client. CalculatorCallback
using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using Artech.DuplexWCF.Contract;namespace Artech.DuplexWCF.Client{ public class CalculatorCallback:ICallback { ICallback Members#region ICallback Members public void DisplayResult(double result) { Console.WriteLine("The result is {0}", result); } #endregion }}Callback的操作-显示计算结果，实现在Artech.DuplexWCF.Client. CalculatorCallback中，他实现了在Contract中定义的Callback Contract：Artech.DuplexWCF.Contract. ICallback。
Program：
using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using Artech.DuplexWCF.Contract;using System.ServiceModel;namespace Artech.DuplexWCF.Client{ class Program { static void Main(string[] args) { DuplexChannelFactory<ICalculator> channelFactory = new DuplexChannelFactory<ICalculator>(new InstanceContext(new CalculatorCallback()),"defaultEndpoint"); ICalculator calculator = channelFactory.CreateChannel(); Console.WriteLine("Try to invoke the Add method"); try { calculator.Add(1, 2); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine("An Exception is thrown!\n\t:Type:{0}\n\tMessage:{1}", ex.GetType(), ex.Message); } Console.Read(); } }}在创建DuplexChannelFactory< ICalculator>中，指定了Callback Context Instance: 一个实现了Callback Contract的CalculatorCallback 对象。该对象在Service中通过OperationContext.Current.GetCallbackChannel<ICallback>()获得。
通过运行程序:
2. 基于Http的双向通讯V.S.基于TCP的双向通讯
由于Http和TCP在各自协议上的差异，他们实现双向通信的发式是不同的。
Http是一个应用层的协议，它的主要特征就是无连接和无状态（connectless & stateless ）。它采用传统的Request/Reply的方式进行通信，Client发送Http Request请求Server的某个资源，Server端接收到该Http Request, 回发对应的Http Response。当Client端接收到对应的Response，该Connection会关闭。也就是说Client和Server的Connection仅仅维持在发送Request到接收到Response这一段时间内。同时，每次基于Http的 connection是相互独立，互不相干的，当前connection无法获得上一次connection的状态。为了保存调用的的状态信息，ASP.NET通过把状态信息保存在Server端的方式实现了对Session的支持，具体的做法是：ASP.NET为每个Session创建一个Unique ID，与之关联一个HttpSessionState对象，并把状态信息保存在内存中或者持久的存储介质（比如SQL Server）中。而WCF则采用另外的方式实现对Session的支持：每个Session关联到某个Service Instance上。
回到我们WCF双向通信的问题上，当Client调用Service之前，会有一个Endpoint在Client端被创建，用于监听Service端对它的Request。Client对Service的调用会建立一个Client到Server的Connection，当Service在执行操作过程中需要Callback对应的Client，实际上会建立另一个Service到Client的Http connection。虽然我们时候说WCF为支持双向通信提供Duplex Channel，实际上这个Duplex channel是由两个Request/Reply Channel组成的。
而对于TCP/IP簇中的传输层协议TCP，它则是一个基于Connection的协议，在正式进行数据传输的之前，必须要在Client和Server之后建立一个Connection，Connection的建立通过经典的“3次握手”来实现。TCP天生就具有Duplex的特性，也就是说当Connection被创建之后，从Client到Sever，和从Server到Client的数据传递都可以利用同一个Connection来实现。对于WCF中的双向通信，Client调用Service，Service Callback Client使用的都是同一个Connection、同一个Channel。所以基于TCP的Duplex Channel才是真正意义上的Duplex Channel。