[原创]WCF后续之旅(12): 线程关联性（Thread Affinity）对WCF并发访问的影响
[原创]WCF后续之旅(12): 线程关联性（Thread Affinity）对WCF并发访问的影响
在本系列的上一篇文章中,我们重点讨论了线程关联性对service和callback的操作执行的影响:在service host的时候，可以设置当前线程的SynchronizationContext，那么在默认情况下，service操作的执行将在该SynchronizationContext下执行（也就将service操作包装成delegate传入SynchronizationContext的Send或者Post方法）；同理，对于Duplex同行方式来讲，在client调用service之前，如果设置了当前线程的SynchronizationContext，callback操作也将自动在该SynchronizationContext下执行。
对于Windows Form Application来讲，由于UI Control的操作执行只能在control被创建的线程中被操作，所以一这样的方式实现了自己的SynchronizationContext（WindowsFormsSynchronizationContext）：将所有的操作Marshal到UI线程中。正因为如此，当我们通过Windows Form Application进行WCF service的host的时候，将会对service的并发执行带来非常大的影响。
详细讲，由于WindowsFormsSynchronizationContext的Post或者Send方法，会将目标方法的执行传到UI主线程，所以可以说，所有的service操作都在同一个线程下执行，如果有多个client的请求同时抵达，他们并不能像我们希望的那样并发的执行，而只能逐个以串行的方式执行。(Source Code从这里下载)
一、通过实例证明线程关联性对并发的影响
我们可以通过一个简单的例子证明：在默认的情况下，当我们通过Windows Form Application进行service host的时候，service的操作都是在同一个线程中执行的。我们照例创建如下的四层结构的WCF service应用：
1、Contract:IService
1: namespace Artech.ThreadAffinity2.Contracts
2: {
3: [ServiceContract]
4: public interface IService
5: {
6: [OperationContract]
7: void DoSomething();
8: }
9: }2、Service：Service
1: namespace Artech.ThreadAffinity2.Services
2: {
3: public class Service:IService
4: {
5: public static ListBox DispalyPanel
6: { get; set; }
7:
8: public static SynchronizationContext SynchronizationContext
9: { get; set; }
10:
11: #region IService Members
12:
13: public void DoSomething()
14: {
15: Thread.Sleep(5000);
16: int threadID = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
17: DateTime endTime = DateTime.Now;
18: SynchronizationContext.Post(delegate
19: {
20: DispalyPanel.Items.Add(string.Format("Serice execution ended at {0}, Thread ID: {1}",
21: endTime, threadID));
22: }, null);
23: }
24:
25: #endregion
26: }
27: }为了演示对并发操作的影响，在DoSomething（）中，我将线程休眠10s以模拟一个相对长时间的操作执行；为了能够直观地显示操作执行的线程和执行完成的时间，我将他们都打印在host该service的Windows Form的ListBox中，该ListBox通过static property的方式在host的时候指定。并将对ListBox的操作通过UI线程的SynchronizationContext（也是通过static property的方式在host的时候指定）的Post中执行（实际上，在默认的配置下，不需要如此，因为service操作的执行始终在Host service的UI线程下）。
3、Hosting
我们将service 的host放在一个Windows Form Application的某个一个Form的Load事件中。该Form仅仅具有一个ListBox：
1: namespace Artech.ThreadAffinity2.Hosting
2: {
3: public partial class HostForm : Form
4: {
5: private ServiceHost _serviceHost;
6:
7: public HostForm()
8: {
9: InitializeComponent();
10: }
11:
12: private void HostForm_Load(object sender, EventArgs e)
13: {
14: this.listBoxResult.Items.Add(string.Format("The ID of the Main Thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId));
15: this._serviceHost = new ServiceHost(typeof(Service));
16: this._serviceHost.Opened += delegate
17: {
18: this.Text = "Service has been started up!";
19: };
20: Service.DispalyPanel = this.listBoxResult;
21: Service.SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
22: this._serviceHost.Open();
23: }
24:
25: private void HostForm_FormClosed(object sender, FormClosedEventArgs e)
26: {
27: this._serviceHost.Close();
28: }
29: }
30: }
31:在HostForm_Load，先在ListBox中显示当前线程的ID，然后通过Service.DispalyPanel和Service.SynchronizationContext 为service的执行设置LisBox和SynchronizationContext ，最后将servicehost打开。下面是Configuration：
1: <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
2: <configuration>
3: <system.serviceModel>
4: <services>
5: <service name="Artech.ThreadAffinity2.Services.Service">
6: <endpoint binding="basicHttpBinding" contract="Artech.ThreadAffinity2.Contracts.IService" />
7: <host>
8: <baseAddresses>
9: <add baseAddress="http://127.0.0.1/service" />
10: </baseAddresses>
11: </host>
12: </service>
13: </services>
14: </system.serviceModel>
15: </configuration>4、Client
我们通过一个Console Application来模拟client端程序，先看看configuration：
1: <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
2: <configuration>
3: <system.serviceModel>
4: <client>
5: <endpoint address="http://127.0.0.1/service" binding="basicHttpBinding"
6: contract="Artech.ThreadAffinity2.Contracts.IService" name="service" />
7: </client>
8: </system.serviceModel>
9: </configuration>下面是service调用的代码：
1: namespace Clients
2: {
3: class Program
4: {
5: static void Main(string[] args)
6: {
7: using (ChannelFactory<IService> channelFactory = new ChannelFactory<IService>("service"))
8: {
9: IList<IService> channelList = new List<IService>();
10: for (int i = 0; i < 10; i++)
11: {
12: channelList.Add(channelFactory.CreateChannel());
13: }
14:
15: Array.ForEach<IService>(channelList.ToArray<IService>(),
16: delegate(IService channel)
17: {
18: ThreadPool.QueueUserWorkItem(
19: delegate
20: {
21: channel.DoSomething();
22: Console.WriteLine("Service invocation ended at {0}", DateTime.Now);
23: }, null);
24: } );
25: Console.Read();
26: }
27: }
28: }
29: }
30:首先通过ChannelFactory<IService> 先后创建了10个Proxy对象，然后以异步的方式进行service的调用（为了简单起见，直接通过ThreadPool实现异步调用），到service调用结束将当前时间输出来。我们来运行一下我们的程序，看看会出现怎样的现象。先来看看service端的输出结果：
通过上面的结果，从执行的时间来看service执行的并非并发，而是串行；从输出的线程ID更能说明这一点：所有的操作的执行都在同一个线程中，并且service执行的线程就是host service的UI线程。这充分证明了service的执行具有与service host的线程关联性。通过Server端的执行情况下，我们不难想象client端的执行情况。虽然我们是以异步的方式进行了10次service调用，但是由于service的执行并非并发执行，client的执行结果和同步下执行的情况并无二致：
二、解除线程的关联性
在本系列的上一篇文章，我们介绍了service的线程关联性通过ServiceBeahavior的UseSynchronizationContext控制。UseSynchronizationContext实际上代表的是是否使用预设的SynchronizationContext（实际上是DispatchRuntime的SynchronizationContext属性中制定的）。我们对service的代码进行如下简单的修改，使service执行过程中不再使用预设的SynchronizationContext。
1: namespace Artech.ThreadAffinity2.Services
2: {
3: [ServiceBehavior(UseSynchronizationContext = false)]
4: public class Service:IService
5: {
6:
7: //...
8: }
9: }再次运行我们的程序，看看现在具有怎样的表现。首先看server端的输出结果：
我们可以看出，service的执行并不在service host的主线程下，因为Thread ID不一样，从时间上看，也可以看出它们是并发执行的。从Client的结果也可以证明这一点：
结论：当我们使用Windows Form Application进行service host的时候，首先应该考虑到在默认的情况下具有线程关联特性。你需要评估的service的整个操作是否真的需要依赖于当前UI线程，如果不需要或者只有部分操作需要，将UseSynchronizationContext 设成false，将会提高service处理的并发量。对于依赖于当前UI线程的部分操作，可以通过SynchronizationContext实现将操作Marshal到UI线程中处理，对于这种操作，应该尽力那个缩短执行的时间。