实践重于理论 - 创建一个监控程序探测WCF的并发处理机制

为了使读者对采用不同实例上下文对并发的影响有一个深刻的认识，会创建一个简单的WCF应用，并在此基础上添加监控功能，主要监控各种事件的执行时间，比如客户端服务调用的开始和结束时间，服务操作开始执行和结束执行的时间等等。读者可以根据实时输出的监控信息，对WCF的并发处理情况有一个很直观的认识。 [源代码从这里下载]

一、服务契约定义

本实例依然采用我们熟悉的四层结构，即契约、服务、寄宿和客户端。为了以可视化的形式实时输出监控信息，对于客户端和服务寄宿程序均采用Windows Form应用类型。我们依然以计算服务作为例子，下面是服务契约的定义。

1:　using　System.ServiceModel; 2:　namespace　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service.Interface 3:　{ 4:　　　[ServiceContract(Namespace="http://www.artech.com/")] 5:　　　public　interface　ICalculator 6:　　　{ 7:　　　　　[OperationContract] 8:　　　　　double　Add(double　x,　double　y); 9:　　　} 10:　}

二、创建监控器：EventMonitor

由于我们需要监控各种事件的时间，所以我定义了一个名为EventType的枚举表示不同的事件类型。8个枚举值分别表示开始和结束服务调用（客户端）、开始和结束服务操作执行（服务端）、开始和结束回调（服务端）以及开始和结束回调操作的执行（客户端）。关于回调的事件枚举选项在本例中不会需要，主要是为了后续演示的需要。

1:　using　System; 2:　namespace　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service.Interface 3:　{ 4:　　　public　enum　EventType 5:　　　{　 6:　　　　　StartCall, 7:　　　　　EndCall, 8:　　　　　StartExecute, 9:　　　　　EndExecute, 10:　　　　　StartCallback, 11:　　　　　EndCallback, 12:　　　　　StartExecuteCallback, 13:　　　　　EndExecuteCallback 14:　　　}

　 15:　} 然后我定义了如下一个EventMonitor的静态类，该类通过两个重载的Send方法触发事件的形式发送事件通知。我定义了专门的事件参数类型 MonitorEventArgs，封装客户端ID、事件类型和触发时间。Send具有两个重载，一个具有用整数表示的客户端ID，另一个没有。前者用于客户端，可以显式指定客户端ID，后者需要从客户端手工添加的消息报头提取客户端ID，该消息报头的名称和命名空间通过两个常量定义。

1:　using　System; 2:　using　System.ServiceModel; 3:　namespace　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service.Interface 4:　{ 5:　　　public　static　class　EventMonitor 6:　　　{ 7:　　　　　public　const　string　CientIdHeaderNamespace　=　"http://www.artech.com/"; 8:　　　　　public　const　string　CientIdHeaderLocalName　=　"ClientId"; 9:　　　　　public　static　EventHandler<MonitorEventArgs>　MonitoringNotificationSended; 10: 11:　　　　　public　static　void　Send(EventType　eventType) 12:　　　　　{ 13:　　　　　　　if　(null　!=　MonitoringNotificationSended) 14:　　　　　　　{　 15:　　　　　　　　　int　clientId　=　OperationContext.Current.IncomingMessageHeaders.GetHeader<int>(CientIdHeaderLocalName,CientIdHeaderNamespace);　　　　　　　　 16:　　　　　　　　　MonitoringNotificationSended(null,new　MonitorEventArgs(clientId,eventType,DateTime.Now)); 17:　　　　　　　} 18:　　　　　} 19: 20:　　　　　public　static　void　Send(int　clientId,　EventType　eventType) 21:　　　　　{ 22:　　　　　　　if　(null　!=　MonitoringNotificationSended) 23:　　　　　　　{　 24:　　　　　　　　　MonitoringNotificationSended(null,new　MonitorEventArgs(clientId,eventType,DateTime.Now)); 25:　　　　　　　} 26:　　　　　} 27:　　　} 28: 29:　　　public　class　MonitorEventArgs　:　EventArgs 30:　　　{ 31:　　　　　public　int　ClientId{　get;　private　set;　} 32:　　　　　public　EventType　EventType{　get;　private　set;　} 33:　　　　　public　DateTime　EventTime{　get;　private　set;　} 34: 35:　　　　　public　MonitorEventArgs(int　clientId,　EventType　eventType,　DateTime　eventTime) 36:　　　　　{ 37:　　　　　　　this.ClientId　=　clientId; 38:　　　　　　　this.EventType　=　eventType; 39:　　　　　　　this.EventTime　=　eventTime; 40:　　　　　} 41:　　　} 42:　}三、创建服务类型：CalculatorService

EventMonitor的Send方法可以直接用在CalculatorService的Add操作方法中，实时输出操作方法开始和结束执行的时间，已经当前处理的客户端的ID。下面的代码是CalculatorService的定义，需要注意的是我通过 ServiceBehaviorAttribute将UseSynchronizationContext属性设置成False，至于为什么需要这么做，是后续文章需要讲述的内容。服务操作Add通过将当前线程挂起5秒钟，用以模拟一个相对耗时的操作，便于我们更好的通过监控输出的时间分析并发处理的情况。

1:　using　System.ServiceModel; 2:　using　System.Threading; 3:　using　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service.Interface; 4:　namespace　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service 5:　{ 6:　　　[ServiceBehavior(UseSynchronizationContext　=　false)] 7:　　　public　class　CalculatorService　:　ICalculator 8:　　　{ 9:　　　　　public　double　Add(double　x,　double　y) 10:　　　　　{ 11:　　　　　　　EventMonitor.Send(EventType.StartExecute); 12:　　　　　　　Thread.Sleep(5000); 13:　　　　　　　double　result　=　x　+　y;　　　　　　 14:　　　　　　　EventMonitor.Send(EventType.EndExecute); 15:　　　　　　　return　result; 16:　　　　　} 17:　　　} 18:　}

四、通过Windows Forms应用寄宿服务

然后，我们在一个Windows Form应用中对上面创建的CalculatorService进行寄宿，并将该应用作为服务端的监控器。在这个应用中，我只添加了如图1所示的简单的窗体，整个窗体仅仅有一个唯一的ListBox控件，在运行的是时候相应的监控信息就实时地逐条追加到该ListBox之中。

图1 服务端监控窗体设计界面我们通过注册EventMonitor的静态MonitoringNotificationSended事件的形式实时输出服务端监控信息。同时，对CalculatorService的寄宿实现在监控窗体的Load事件中，整个窗体后台代码如下所示。

1:　using　System; 2:　using　System.ServiceModel; 3:　using　System.Threading; 4:　using　System.Windows.Forms; 5:　using　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service; 6:　using　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service.Interface; 7:　namespace　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Hosting 8:　{ 9:　　　public　partial　class　MonitorForm　:　Form 10:　　　{ 11:　　　　　private　SynchronizationContext　_syncContext; 12:　　　　　private　ServiceHost　_serviceHost; 13:　　 14:　　　　　public　MonitorForm() 15:　　　　　{ 16:　　　　　　　InitializeComponent(); 17:　　　　　} 18:　　 19:　　　　　private　void　MonitorForm_Load(object　sender,　EventArgs　e) 20:　　　　　{ 21:　　　　　　　string　header　=　string.Format("{0,　-13}{1,　-22}{2}",　"Client",　"Time",　"Event"); 22:　　　　　　　this.listBoxExecutionProgress.Items.Add(header); 23:　　　　　　　_syncContext　=　SynchronizationContext.Current; 24:　　　　　　　EventMonitor.MonitoringNotificationSended　+=　ReceiveMonitoringNotification; 25:　　　　　　　this.Disposed　+=　delegate 26:　　　　　　　{ 27:　　　　　　　　　EventMonitor.MonitoringNotificationSended　-=　ReceiveMonitoringNotification; 28:　　　　　　　　　_serviceHost.Close(); 29:　　　　　　　}; 30:　　　　　　　_serviceHost　=　new　ServiceHost(typeof(CalculatorService)); 31:　　　　　　　_serviceHost.Open(); 32:　　　　　} 33:　　 34:　　　　　public　void　ReceiveMonitoringNotification(object　sender,　MonitorEventArgs　args) 35:　　　　　{　 36:　　　　　　　string　message　=　string.Format("{0,　-15}{1,　-20}{2}",　args.ClientId,　args.EventTime.ToLongTimeString(),　args.EventType); 37:　　　　　　　_syncContext.Post(state　=>　this.listBoxExecutionProgress.Items.Add(message),　null); 38:　　　　　} 39:　　　} 40:　}

下面是WCF相关的配置，我们采用WS2007HttpBinding作为终结点的绑定类型。

1:　<?xml　version="1.0"　encoding="utf-8"　?> 2:　<configuration> 3:　　　<system.serviceModel> 4:　　　　　<services> 5:　　　　　　　<service　name="Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service.CalculatorService"> 6:　　　　　　　　　<endpoint　address="http://127.0.0.1:3721/calculatorservice"　binding="ws2007HttpBinding"　contract="Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service.Interface.ICalculator"　/> 7:　　　　　　　</service> 8:　　　　　</services> 9:　　　</system.serviceModel> 10:　</configur五、创建客户端程序

最后我们编写客户端程序，这也是一个Windows Form应用。该应用既作为CalculatorService的客户端程序而存在，同时也是客户端的监控器。整个应用具有一个与图1一样的窗体。同样以注册EventMonitor的静态MonitoringNotificationSended事件的形式实时输出客户端监控信息。在监控窗体的Load时间中，利用ThreadPool创建5个服务代理以并发的形式进行服务调用。这五个服务代理对象对应的客户端ID分别为从1到5，并通过消息报头的形式发送到服务端。整个监控窗体的代码如下所示，相应的配置就不在列出来了。

1:　using　System; 2:　using　System.ServiceModel; 3:　using　System.Threading; 4:　using　System.Windows.Forms; 5:　using　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Service.Interface; 6:　namespace　Artech.ConcurrentServiceInvocation.Client 7:　{ 8:　　　public　partial　class　MonitorForm　:　Form 9:　　　{ 10:　　　　　private　SynchronizationContext　_syncContext; 11:　　　　　private　ChannelFactory<ICalculator>　_channelFactory; 12:　　　　　private　static　int　clientIdIndex　=　0; 13: 14:　　　　　public　MonitorForm() 15:　　　　　{ 16:　　　　　　　InitializeComponent(); 17:　　　　　} 18: 19:　　　　　private　void　MonitorForm_Load(object　sender,　EventArgs　e) 20:　　　　　{ 21:　　　　　　　string　header　=　string.Format("{0,　-13}{1,　-22}{2}",　"Client",　"Time",　"Event"); 22:　　　　　　　this.listBoxExecutionProgress.Items.Add(header);　 23:　　　　　　　_syncContext　=　SynchronizationContext.Current; 24:　　　　　　　_channelFactory　=　new　ChannelFactory<ICalculator>("calculatorservice"); 25: 26:　　　　　　　EventMonitor.MonitoringNotificationSended　+=　ReceiveMonitoringNotification; 27:　　　　　　　this.Disposed　+=　delegate 28:　　　　　　　{ 29:　　　　　　　　　EventMonitor.MonitoringNotificationSended　-=　ReceiveMonitoringNotification; 30:　　　　　　　　　_channelFactory.Close(); 31:　　　　　　　}; 32: 33:　　　　　　　for　(int　i　=　1;　i　<=　5;　i++) 34:　　　　　　　{ 35:　　　　　　　　　ThreadPool.QueueUserWorkItem(state　=> 36:　　　　　　　　　{ 37:　　　　　　　　　　　int　clientId　=　Interlocked.Increment(ref　clientIdIndex); 38:　　　　　　　　　　　ICalculator　proxy　=　_channelFactory.CreateChannel(); 39:　　　　　　　　　　　using　(proxy　as　IDisposable) 40:　　　　　　　　　　　{ 41:　　　　　　　　　　　　　EventMonitor.Send(clientId,　EventType.StartCall); 42:　　　　　　　　　　　　　using　(OperationContextScope　contextScope　=　new　OperationContextScope(proxy　as　IContextChannel)) 43:　　　　　　　　　　　　　{ 44:　　　　　　　　　　　　　　　MessageHeader<int>　messageHeader　=　new　MessageHeader<int>(clientId); 45:　　　　　　　　　　　　　　　OperationContext.Current.OutgoingMessageHeaders.Add(messageHeader.GetUntypedHeader(EventMonitor.CientIdHeaderLocalName,　EventMonitor.CientIdHeaderNamespace)); 46:　　　　　　　　　　　　　　　proxy.Add(1,　2); 47:　　　　　　　　　　　　　} 48:　　　　　　　　　　　　　EventMonitor.Send(clientId,　EventType.EndCall); 49:　　　　　　　　　　　} 50:　　　　　　　　　},　null); 51:　　　　　　　} 52:　　　　　} 53: 54:　　　　　public　void　ReceiveMonitoringNotification(object　sender,　MonitorEventArgs　args) 55:　　　　　{ 56:　　　　　　　string　message　=　string.Format("{0,　-15}{1,　-20}{2}",　args.ClientId,　args.EventTime.ToLongTimeString(),　args.EventType); 57:　　　　　　　_syncContext.Post(state　=>　this.listBoxExecutionProgress.Items.Add(message),　null); 58:　　　　　} 59:　　　} 60:　}

到此为止，我们的监控程序就完成了。接下来我将借助于这么一个监控程序对讲述不同的实例上下文模式、不同的并发模式、以及并发请求基于相同或者不同的代理的情况下，最终会表现出怎样的并发处理行为。比如在ConcurrencyMode.Single + InstanceContextMode.Single的情况下，客户端和服务端将会输出如图2所示的监控信息，从中我们会看出并发的请求最终却是以串行化执行的。具体分析，请关注下篇。