Wcf概述
Wcf
概述
Windows Communication Foundation (WCF) 是由微軟發展的一組數據通信的應用程序開發接口，它是.NET框架的一部分，由 .NET Framework 3.0 開始引入，與 Windows Presentation Foundation 及 Windows Workflow Foundation 并行為新一代 Windows 操作系統以及 WinFX 的三個重大應用程序開發類庫。在 .NET Framework 2.0 以及前版本中，微軟發展了 Web Service (SOAP with HTTP communication)，.NET Remoting (TCP/HTTP/Pipeline communication) 以及基礎的 Winsock 等通信支持，由于各個通信方法的設計方法不同，而且彼此之間也有相互的重疊性（例如 .NET Remoting 可以開發 SOAP, HTTP 通信），對于開發人員來說，不同的選擇會有不同的程序設計模型，而且必須要重新學習，讓開發人員在用戶有許多不便。同時，服務導向架構 (Service-Oriented Architecture) 也開始盛行于軟件工業中，因此微軟重新查看了這些通信方法，并設計了一個統一的程序開發模型，對于數據通信提供了最基本最有彈性的支持，這就是 Windows Communication Foundation。概念
???? 什么是WCF？
根據微軟官方的解釋，WCF（之前的版本名為“Indigo”）是使用托管代碼建立和運行面向服務（Service Oriented）應用程序的統一框架。它使得開發者能夠建立一個跨平臺的安全、可信賴、事務性的解決方案，且能與已有系統兼容協作。WCF是微軟分布式應用程序開發的集大成者，它整合了.Net平臺下所有的和分布式系統有關的技術，例如.Net Remoting、ASMX、WSE和MSMQ。以通信(Communiation)范圍而論，它可以跨進程、跨機器、跨子網、企業網乃至于Internet；以宿主程序而論，可以以ASP.NET，EXE，WPF，Windows Forms，NT Service，COM+作為宿主(Host)。WCF可以支持的協議包括TCP，HTTP，跨進程以及自定義，安全模式則包括SAML，Kerberos，X509，用戶/密碼，自定義等多種標準與模式。也就是說，在WCF框架下，開發基于SOA的分布式系統變得容易了，微軟將所有與此相關的技術要素都包含在內，掌握了WCF，就相當于掌握了叩開SOA大門的鑰匙。
WCF是建立在.Net Framework 2.0基礎之上的，正式的版本應該會作為Windows Vista的核心部分而Release。然而，這并不代表WCF只能運行在Windows Vista下。只要安裝了WinFX Runtime Components，在Windows XP和Windows 2003操作系統下，仍然可以使用。Visual Studio 2005中并沒有包含WCF，但是當安裝好了WinFX Runtime Components后，我們就可以在Visual Studio 2005環境下開發和創建WCF的程序了。
目前最新的WCF版本是February 2006 CTP，下載頁面是：http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=F51C4D96-9AEA-474F-86D3-172BFA3B828B&displaylang=en。使用WCF需要用到一些相關的工具，如SvcUtil.exe，所以還需要下載WinFX Runtime Components的SDK，其下載頁面是：http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=9BE1FC7F-0542-47F1-88DD-61E3EF88C402&displaylang=en。安裝SDK可以選擇網絡安裝或本地安裝。如果是本地安裝，文件大小為1.1G左右，是ISO文件。安裝了SDK后，在program files目錄下，有microsoft SDK目錄。
WCF是微軟重點介紹的產品，因此也推出了專門的官方網站（http://windowscommunication.net），該網站有最新的WCF新聞發布，以及介紹WCF的技術文檔和樣例代碼
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WCF 由于集合了幾乎由 .NET Framework 所提供的通信方法，因此學習曲線比較陡峭，開發人員必須要針對各個部份的內涵做深入的了解，才能夠操控 WCF 來開發應用程序。 通信雙方的溝通方式，由合約來訂定。通信雙方所遵循的通信方法，由協議綁定來訂定。通信期間的安全性，由雙方約定的安全性層次來訂定。合約（Contract）
WCF 的基本概念是以合約 (Contract) 來定義雙方溝通的協議，合約必須要以接口的方式來體現，而實際的服務代碼必須要由這些合約接口派生并實現。合約分成了四種： 數據合約 (Data Contract)，訂定雙方溝通時的數據格式。服務合約 (Service Contract)，訂定服務的定義。營運合約 (Operation Contract)，訂定服務提供的方法。消息合約 (Message Contract)，訂定在通信期間改寫消息內容的規范。一個 WCF 中的合約，就如同下列代碼所示： 代碼 using?System;using?System.ServiceModel;
namespace?Microsoft.ServiceModel.Samples
{
[ServiceContract(Namespace?=?"http://Microsoft.ServiceModel.Samples")]?//?服務合約 ?public?interface?ICalculator?
{?
??[OperationContract]?//?營運合約
double?Add(double?n1,?double?n2);?
??[OperationContract]?//?營運合約
double?Subtract(double?n1,?double?n2);
??[OperationContract]?//?營運合約?
double?Multiply(double?n1,?double?n2);
??[OperationContract]?//?營運合約
double?Divide(double?n1,?double?n2);?
}
}?
?
協議綁定 (Binding)
由于 WCF 支持了 HTTP，TCP，Named Pipe，MSMQ，Peer-To-Peer TCP 等協議，而 HTTP 又分為基本 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，雙方必須要統一通信的協議，并且也要在編碼以及格式上要有所一致。 一個設置通信協議綁定的示例如下： 代碼 <?xml?version="1.0"?encoding="utf-8"??><configuration>
????<system.serviceModel>
????????<!--?設定服務系結的資訊?-->
????????<services>
????????????<service?name="?CalculatorService"?>
????????????????<endpoint?address=""?binding="wsHttpBinding"?bindingConfiguration="Binding1"?contract="ICalculator"?/>
????????????</service>
????????</services>
????????<!--?設定通訊協定系結的資訊?-->
????????<bindings>
????????????<wsHttpBinding>
????????????????<binding?name="Binding1">?</binding>
????????????</wsHttpBinding>
????????</bindings>
????</system.serviceModel>
</configuration>
?
雖然 WCF 也可以使用 SOAP 做通信格式，但它和以往的 ASP.NET XML Web Services 不同，因此有部分技術文章中，會將 ASP.NET 的 XML Web Services 稱為 ASMX Service。 WCF 的服務可以掛載于 Console Application，Windows Application，IIS (ASP.NET) Application，Windows Service 以及 Windows Activation Services 中，但大多都會掛在 Windows Service。安全性層次
WCF 實現上已經支持了傳輸層次安全性 (Transport-level security) 以及消息層次安全性 (Message-level security) 兩種。 傳輸層次安全性：在數據傳輸時期加密，例如 SSL。消息層次安全性：在數據處理時就加密，例如使用數字簽章，散列 或是使用金鑰加密法等。客戶端 對于 WCF 的客戶端來說，WCF 服務就像是一個 Web Service 一樣，在 Visual Studio 2008 中，所有 WCF 服務的連接都是由客戶端的 WCF Service Proxy 來運行，開發人員不用花費太多心思在通信上，而 WCF Service Proxy 在 Visual Studio 中被稱為服務參考 (Service Reference)。 在 Visual Studio 中加入 WCF 的服務參考時，Visual Studio 會自動幫開發人員做掉一些必要工作（例如組態創建以及產生 Service Proxy 等），開發人員只需要在代碼中取用 WCF Service Proxy 對象即可。
下載地址 目前最新的WCF版本是February 2006 CTP，下載頁面是：http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=F51C4D96-9AEA-474F-86D3-172BFA3B828B&displaylang=en。使用WCF需要用到一些相關的工具，如SvcUtil.exe，所以還需要下載WinFX Runtime Components的SDK，其下載頁面是：http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=9BE1FC7F-0542-47F1-88DD-61E3EF88C402&displaylang=en。安裝SDK可以選擇網絡安裝或本地安裝。如果是本地安裝，文件大小為1.1G左右，是ISO文件。安裝了SDK后，在program files目錄下，有microsoft SDK目錄。 WCF是微軟重點介紹的產品，因此也推出了專門的官方網站（http://windowscommunication.net），該網站有最新的WCF新聞發布，以及介紹WCF的技術文檔和樣例代碼。
WCF的優勢
在David Chappell所撰的《Introducing Windows Communication Foundation》一文中，用了一個活鮮鮮的例子，來說明WCF的優勢所在。假定我們要為一家汽車租賃公司開發一個新的應用程序，用于租車預約服務。該租車預約服務會被多種應用程序訪問，包括呼叫中心(Call Center)，基于J2EE的租車預約服務以及合作伙伴的應用程序（Partner Application），如圖所示：
呼叫中心運行在Windows平臺下，是在.Net Framework下開發的應用程序，用戶為公司員工。由于該汽車租賃公司兼并了另外一家租賃公司，該公司原有的汽車預約服務應用程序是J2EE應用程序，運行在非Windows操作系統下。呼叫中心和已有的汽車預約應用程序都運行在Intranet環境下。合作伙伴的應用程序可能會運行在各種平臺下，這些合作伙伴包括旅行社、航空公司等等，他們會通過Internet來訪問汽車預約服務，實現對汽車的租用。
這樣一個案例是一個典型的分布式應用系統。如果沒有WCF，利用.Net現有的技術應該如何開發呢？
首先考慮呼叫中心，它和我們要開發的汽車預約服務一樣，都是基于.Net Framework的應用程序。呼叫中心對于系統的性能要求較高，在這樣的前提下，.Net Remoting是最佳的實現技術。它能夠高性能的實現.Net與.Net之間的通信。
要實現與已有的J2EE汽車預約應用程序之間的通信，只有基于SOAP的Web Service可以實現此種目的，它保證了跨平臺的通信；而合作伙伴由于是通過Internet來訪問，利用ASP.Net Web Service，即ASMX，也是較為合理的選擇，它保證了跨網絡的通信。由于涉及到網絡之間的通信，我們還要充分考慮通信的安全性，利用WSE（Web Service Enhancements）可以為ASMX提供安全的保證。
一個好的系統除了要保證訪問和管理的安全，高性能，同時還要保證系統的可信賴性。因此，事務處理是企業應用必須考慮的因素，對于汽車預約服務而言，同樣如此。在.Net中，Enterprise Service（COM+）提供了對事務的支持，其中還包括分布式事務（Distributed Transactions）。不過對于Enterprise Service而言，它僅支持有限的幾種通信協議。
如果還要考慮到異步調用、脫機連接、斷點連接等功能，我們還需要應用MSMQ（Microsoft Message Queuing），利用消息隊列支持應用程序之間的消息傳遞。
如此看來，要建立一個好的汽車租賃預約服務系統，需要用到的.Net分布式技術，包括.Net Remoting、Web Service，COM+等五種技術，這既不利于開發者的開發，也加大了程序的維護難度和開發成本。正是因應于這樣的缺陷，WCF才會在.Net 2.0中作為全新的分布式開發技術被微軟強勢推出，它整合了上述所屬的分布式技術，成為了理想的分布式開發的解決之道。下圖展示了WCF與之前的相關技術的比較：
從功能的角度來看，WCF完全可以看作是ASMX，.Net Remoting，Enterprise Service，WSE，MSMQ等技術的并集。（注：這種說法僅僅是從功能的角度。事實上WCF遠非簡單的并集這樣簡單，它是真正面向服務的產品，它已經改變了通常的開發模式。）因此，對于上述汽車預約服務系統的例子，利用WCF，就可以解決包括安全、可信賴、互操作、跨平臺通信等等需求。開發者再不用去分別了解.Net Remoting，ASMX等各種技術了。
概括地說，WCF具有如下的優勢：
1、統一性
前面已經敘述，WCF是對于ASMX，.Net Remoting，Enterprise Service，WSE，MSMQ等技術的整合。由于WCF完全是由托管代碼編寫，因此開發WCF的應用程序與開發其它的.Net應用程序沒有太大的區別，我們仍然可以像創建面向對象的應用程序那樣，利用WCF來創建面向服務的應用程序。
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2、互操作性
由于WCF最基本的通信機制是SOAP，這就保證了系統之間的互操作性，即使是運行不同的上下文中。這種通信可以是基于.Net到.Net間的通信，如下圖所示：
可以跨進程、跨機器甚至于跨平臺的通信，只要支持標準的Web Service，例如J2EE應用服務器（如WebSphere，WebLogic）。應用程序可以運行在Windows操作系統下，也可以運行在其他的操作系統，如Sun Solaris，HP Unix，Linux等等。如下圖所示：
3、安全與可信賴
WS-Security，WS-Trust和WS-SecureConversation均被添加到SOAP消息中，以用于用戶認證，數據完整性驗證，數據隱私等多種安全因素。
在SOAP的header中增加了WS-ReliableMessaging允許可信賴的端對端通信。而建立在WS-Coordination和WS-AtomicTransaction之上的基于SOAP格式交換的信息，則支持兩階段的事務提交（two-phase commit transactions）。
上述的多種WS-Policy在WCF中都給與了支持。對于Messaging而言，SOAP是Web Service的基本協議，它包含了消息頭（header）和消息體(body)。在消息頭中，定義了WS-Addressing用于定位SOAP消息的地址信息，同時還包含了MTOM（消息傳輸優化機制，Message Transmission Optimization Mechanism）。如圖所示：
4、兼容性
WCF充分的考慮到了與舊有系統的兼容性。安裝WCF并不會影響原有的技術如ASMX和.Net Remoting。即使對于WCF和ASMX而言，雖然兩者都使用了SOAP，但基于WCF開發的應用程序，仍然可以直接與ASMX進行交互。
?參考資料
1.MSDN .NET Framework Developer Center: WCF 2.MSDN Library: WCF Portal 3.http://dotnet.blog.51cto.com/272325/52076 本文中的示例均來自 MSDN Library: WCF Portal 中轉載于:https://www.cnblogs.com/jdmei520/archive/2010/10/12/1848430.html
總結
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