WCF分布式开发步步为赢(10):请求应答（Request-Reply）、单向操作(One-Way)、回调操作(Call Back)

WCF除了支持经典的请求应答（Request-Reply）模式外，还提供了什么操作调用模式，他们有什么不同以及我们如何在开发中使用这些操作调用模式。今天本节文章里会详细介绍。WCF分布式开发步步为赢(10):请求应答（Request-Reply）、单向操作(One-Way)、回调操作(Call Back).本文结构：【1】请求应答（Request-Reply）、【2】单向操作(One-Way)、【3】回调操作(Call Back)、【4】示例代码分析、【5】总结。最后上传本文的示例代码。
WCF除了支持经典的请求/应答模式意外，还提供了对单向操作、双向回调操作模式的支持，此外还有流操作（后者与WSE3.0提供的优化传输机制类似，我曾经在这个文章里进行过讲解WSE3.0构建Web服务安全(4):MTOM消息传输优化和文件上传、下载 ）。今天我们会介绍几种操作调用模式的概念，区别，实现机制，以及如何在代码中实现他们，最后给出的要注意的细节问题。
【1】请求应答（Request-Reply）：
请求应答模式是默认的操作模式。这与经典的C/S编程类似，客户端发送请求，阻塞客户端进程，服务端返回操作结果。请求应答模式与绑定对应关系 ：

绑定协议名称 支持可靠性 默认可靠性 支持有序传递 请求应答模式
BasicHttpBinding No N/A No Yes
NetTcpBinding Yes Off Yes Yes
NetPeerTcpBinding No N/A No No
NetNamedPipeBinding No N/A (On) Yes Yes
WSHttpBinding Yes Off Yes Yes
WSFederationHttpBinding Yes Off Yes Yes
WSDualHttpBinding Yes On Yes Yes
NetMsmqBinding No N/A No No
MsmqIntegrationBinding No N/A No Yes

除了NetPeerTcpBinding和NetMsmqBinding绑定，所有的绑定均支持请求-应答操作。
【2】单向操作(One-Way)：
【2.1】概念：
简单来说，单向操作没有返回值，客户端只管调用，不管结果。单向操作客户端一旦发出请求，WCF会生成一个请求，不会给客户端返回任何消息。单向操作不同于异步操作，虽然单向操作只是在发出调用的瞬间阻塞客户端，但如果发出多个单向调用，WCF会将请求调用放入队列，并在某个时候执行。队列存储调用的个数是有限的，一旦发出的调用个数超出了队列存储调用的设置值，则会发生阻塞现象，因为调用无法放入队列。当队列的请求出列后，产生阻塞的调用就会放入队列，并解除对客户端的阻塞。绑定协议与单向请求模式关系：
绑定协议名称 支持可靠性 默认可靠性 支持有序传递 单向模式
BasicHttpBinding No N/A No Yes
NetTcpBinding Yes Off Yes Yes
NetPeerTcpBinding No N/A No Yes
NetNamedPipeBinding No N/A (On) Yes Yes
WSHttpBinding Yes Off Yes Yes
WSFederationHttpBinding Yes Off Yes Yes
WSDualHttpBinding Yes On Yes Yes
NetMsmqBinding No N/A No Yes
MsmqIntegrationBinding No N/A No Yes
和请求应答模式不同。所有的WCF绑定通信协议都支持单向操作。
【2.2】实现方式：
配置单向操作的方式也很简单，WCF的OperationContract 定义了IsOneWay属性。我们设置设置单向操作的方法是利用OperationContract特性的IsOneWay属性，例如：
//操作契约,单调操作，不返回应答消息,会话服务中，保证是最后一个操作
[OperationContract(IsOneWay=true,IsInitiating=false,IsTerminating=true)]//
void SayHello2(string name);
单向操作配置的属性定义在操作契约级别上。而不是用在服务契约级别。
【2.3】单向操作小节：
（1）被设置为单向操作的方法不能包含返回值，即它的返回值只能为void，否则会抛出InvalidOperationException异常。
（2）在会话契约中虽然允许定义单向操作（[ServiceContract( SessionMode =SessionMode.Required, Namespace = "http://www.cnblogs.com/frank_xl/")]），但由于单向操作服务端管理客户端会话状态十分困难，因而，单向操作的最佳适用场景是在单调服务或单例服务中。如果在会话契约中定义了单向操作，就必须保证单向操作是终止会话的最后一个操作，返回void类型值。这可以通过分步操作来实现。代码如下：
//1.单向服务契约,会话服务
[ServiceContract( SessionMode =SessionMode.Required, Namespace = "http://www.cnblogs.com/frank_xl/")]
public interface IWCFServiceOneWay
{
//操作契约,单调操作，不返回应答消息,会话服务中，保证是最后一个操作
[OperationContract(IsOneWay=true,IsInitiating=false,IsTerminating=true)]//
void SayHello2(string name);
//操作契约，
[OperationContract]
string SayHello1(string name);

}
（3）如果因为通信（地址宿主）问题，调用操作失败，单向操作如果抛出异常；客户端受服务端异常影响，取决于实例模式以及使用绑定。
【3】回调操作(Call Back)：
【3.1】概念：
回调不是一个新的概念，早在C语言里就有过，C#里更是有委托实现回调机制。软件模块之间总是存在着一定的接口，从调用方式上，可以把他们分为三类：同步调用、回调和异步调用。同步调用是一种阻塞式调用，调用方要等待对方执行完毕才返回，它是一种单向调用；回调是一种双向调用模式，也就是说，被调用方在接口被调用时也会调用对方的接口；异步调用是一种类似消息或事件的机制，不过它的调用方向刚好相反，接口的服务在收到某种讯息或发生某种事件时，会主动通知客户方（即调用客户方的接口）。回调和异步调用的关系非常紧密，通常我们使用回调来实现异步消息的注册，通过异步调用来实现消息的通知。同步调用是三者当中最简单的，而回调又常常是异步调用的基础，因此，下面我们着重讨论回调机制在WCF软件架构中的实现。回调机制如图所示：



[align=left]并非所有的绑定协议都支持回调，http本质上是无连接的协议，TCP/IP协议才会在客户端和服务端维持通信信道。两者之间的对应关系如下：[/align]
绑定协议名称 支持可靠性 默认可靠性 支持有序传递 回调模式
BasicHttpBinding No N/A No No
NetTcpBinding Yes Off Yes Yes
NetPeerTcpBinding No N/A No No
NetNamedPipeBinding No N/A (On) Yes Yes
WSHttpBinding Yes Off Yes No
WSFederationHttpBinding Yes Off Yes No
WSDualHttpBinding Yes On Yes Yes
NetMsmqBinding No N/A No No
MsmqIntegrationBinding No N/A No No

BasicHttpBinding，WSHttpBinding绑定协议不支持回调操作。NetTcpBinding和NetNamedPipeBinding绑定支持回调操作；具有可靠消息传输的WSDualHttpBinding绑定是通过设置两个HTTP信道来支持双向通信。

【3.2】实现代码：
一个服务契约只能包含一个回调契约。通过ServiceContract特性，可以指定回调契约：
//0.回调服务契约，由于回调方法在客户端执行，因此无须添加 ServiceContractAttribute。对于回调操作，服务器无须获取其返回信息，因此添加 IsOneWay=true 特性参数。
public interface IWCFServiceCallBack
{
//操作契约
[OperationContract(IsOneWay=true)]//
void SayHelloCalllBack();
}
//1.服务契约,指定 SessionMode 和回调类型。
[ServiceContract(SessionMode = SessionMode.Required,CallbackContract = typeof(IWCFServiceCallBack))]
public interface IWCFService
{
//操作契约，
[OperationContract]
string SayHelloToUser(string name);

}
回调契约无须标记ServiceContract特性，但是在回调契约中必须为服务的操作标记OperationContract特性。
在导入回调契约的元数据中，回调契约以Callback结尾。服务端反序列化本地代码的时候会生成客户端回调操作契约Callback后缀。
【3.3】回调小节：
（1）如果使用了回调契约，回调契约不需要ServiceContract特性，设置为回调契约就默认了服务契约的特性。
（2）客户端通过回调传递给服务端的消息包含了回调契约终结点的引用。在服务端，可以通过OperationContext类的泛型方法GetCallbackChannel<T>()获得。代码如下：
//获取客户端通道实例
IWCFServiceCallBack callback = OperationContext.Current.GetCallbackChannel<IWCFServiceCallBack>();

【4】示例代码分析：
直接看概念还不能很好的理解回调的机制，下面我们来具体看看WCF里如何实现回调。客户端调用服务操作，服务操作通过客户端上下文实例调用客户端操作，这是回调操作的基本过程。一下是具体的代码实现讲解过程。这里只介绍回调操作的具体实现代码。单向操作过于简单，注释也比较详细，大家可以参考上传的代码。
【4.1】服务端：
定义一个回调契约IWCFServiceCallBack，服务契约IWCFService、服务类WCFService : IWCFService继承服务契约。代码如下：
//1.回调服务契约，由于回调方法在客户端执行，因此无须添加 ServiceContractAttribute。对于回调操作，服务器无须获取其返回信息，因此添加 IsOneWay=true 特性参数。
public interface IWCFServiceCallBack
{
//操作契约
[OperationContract()]//
void SayHelloCalllBack();
}
//2.服务契约,指定 CallbackContract 回调契约。
[ServiceContract(CallbackContract = typeof(IWCFServiceCallBack))]
public interface IWCFService
{
//操作契约，
[OperationContract]
string SayHelloToUser(string name);

}
//3.服务类，继承接口。实现服务契约定义的操作
public class WCFService : IWCFService
{
//获取当前操作客户端对象实例
IWCFServiceCallBack callback = OperationContext.Current.GetCallbackChannel<IWCFServiceCallBack>();

//实现接口定义的方法
public string SayHelloToUser(string name)
{
//Action<IWCFServiceCallBack> invoke = delegate(IWCFServiceCallBack callBack)
//{ callBack.SayHelloCalllBack(); };
////callback(invoke);
Console.WriteLine("Hello! {0} ,

", name);
callback.SayHelloCalllBack();
return "Hello! " + name;
}
}
服务端 获取当前操作客户端对象实例
IWCFServiceCallBack callback = OperationContext.Current.GetCallbackChannel<IWCFServiceCallBack>();callback.SayHelloCalllBack();执行回调客户端当前实例方法。
【4.2】宿主：
宿主启动和绑定节点配置和前面几节讲解的配置过程类似。这里配置的协议是TCP。配置文件代码如下：
<service behaviorConfiguration="WCFService.WCFServiceBehavior" name="WCFService.WCFService">
<endpoint
address="net.tcp://localhost:9004/WCFService"
binding="netTcpBinding"
contract="WCFService.IWCFService">
</endpoint>
<endpoint address="mex" binding="mexHttpBinding" contract="IMetadataExchange" />
<host>
<baseAddresses>
<add baseAddress="http://localhost:9003/"/>
<add baseAddress="net.tcp://localhost:9004/"/>
</baseAddresses>
</host>
</service>

【4.3】客户端：
运行服务托管宿主，客户端添加服务引用，反序列化服务元数据，如图：



修改客户端代码，重新实现回调契约的操作方法，如下：
[System.CodeDom.Compiler.GeneratedCodeAttribute("System.ServiceModel", "3.0.0.0")]
public class WCFServiceCallback : IWCFServiceCallback
{

public void SayHelloCalllBack()
{
Console.WriteLine("Client method is CallBacking

");
}
}
测试回调代码，我们实例化一个回调类的实例，然后作为上下文实例的参数。最后把上下文作为参数实例化一个客户端代理。具体代码如下：
//CallBack 回调服务
Console.WriteLine("Call Back Operation Test

");
WCFClientCallBack.IWCFServiceCallback callBack = new WCFClientCallBack.WCFServiceCallback();

InstanceContext context = new InstanceContext(callBack);
WCFClientCallBack.WCFServiceClient WCFServiceCallBackClientProxy = new WCFClientCallBack.WCFServiceClient(context, "NetTcpBinding_IWCFService");
//通过代理调用调用SayHelloToUser,传递对象
Console.WriteLine(WCFServiceCallBackClientProxy.SayHelloToUser("Frank Xu Lei Call Back"));

【4.4】运行结果：
这里的运行结果包括单向操作和回调操作结果，客户端调用一个服务操作，服务操作再通过客户端上下文实例引用调用客户端操作。成功执行回调操作。结果如图：



【5】总结：
（1） 服务对回调的调用可能会产生死锁。就是指当回调的应答消息也需要获得与服务实例关联的相同的锁时，会导致死锁。此时服务线程已经被阻塞，服务操作正在等待回调操作执行完毕，而回调操作却又在等待服务释放锁。 解决死锁的办法：<1>将服务配置为允许多线程访问，会增加服务开发者负担。
<2>将回调设置为重入（Reentrancy） //3.服务类，继承接口。实现服务契约定义的操作
[ServiceBehavior(ConcurrencyMode=ConcurrencyMode.Reentrant)]
public class WCFService : IWCFService
{...}

。所谓“重入”，是指对同步域拥有独占访问权的线程A调用了同步域之外对象的方法，此时，另外的线程B若要访问该同步域，则线程A将释放对同步域的锁，允许线程B进入。直到线程B执行完毕并释放对同步域的锁后，线程A将重新进入该同步域。由于服务被配置为重入，则服务调用回调引用时会释放锁。然后将回调返回给客户端，控制权则返回给服务，服务会重入并重新获取锁。
<3>将回调操作设置为单向操作（ [OperationContract(IsOneWay=true)]// void SayHelloCalllBack();）。此时，回调调用不会产生应答消息，服务操作一旦执行了回调操作，就会继续执行，回调对象不会争用与服务实例关联的锁，从而解决了死锁问题。
（2）单调服务的回调问题需要考虑回调对象的引用存储问题，因为每次调用结束都会释放服务实例对象，客户端的状态也会丢失。
（3）单例服务的问题是，犹豫所有的服务共享一个实例，而其生命周期的问题，回调的引用计数会增加。
（4）回调契约的层级问题，一旦一个服务契约提供了回调契约的定义，其所有的子接口必须生命和其一致的回调契约。
（5）NetTcpBinding和NetNamedPipeBinding绑定支持回调操作，并且和客户端共享一个通道端口；具有可靠消息传输的WSHttpBinding需要维护连个端口有可能产生端口冲突，编程时值得注意。
以上就是本节的全部内容，下一节我们会介绍WCF流操作的一些内容，这里也值得学习。因为在前面的WSE3.0文章里我介绍了WSE优化文件传输的问题。当时也提到了流操作的概念。WCF框架也提供了流操作的支持，同样值得我们学习。这里对大规模数据对象的操作和处理有重要作用，下一个准备介绍一下。最后上传本文的示例代码供大家参考/Files/frank_xl/WCFServiceOperationFrankXuLei20090503.rar。

参考文章：
1.Programming WCF Services
2.WSE3.0构建Web服务安全(4):MTOM消息传输优化和文件上传、下载
3.什么叫回调函数，http://hi.baidu.com/zhuyipeng/blog/item/863fefdb7c736c63d1164eec.htm