概述
它是.NET框架的一部分,由.NETFramework3.0開始引入,與WindowsPresentationFoundation及WindowsWorkflowFoundation並行為新一代Windows作業系統以及WinFX的三個重大應用程式開發類庫。在.NETFramework2.0以及前版本中,微軟發展了WebService(SOAPwithHTTPcommunication),.NETRemoting(TCP/HTTP/Pipelinecommunication)以及基礎的Winsock等通信支持。由於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.NETRemoting可以開發SOAP,HTTP通信),對於開發人員來說,不同的選擇會有不同的程式設計模型,而且必須要重新學習,讓開發人員在使用中有許多不便。同時,面向服務架構(Service-OrientedArchitecture)也開始盛行於軟體工業中,因此微軟重新查看了這些通信方法,並設計了一個統一的程式開發模型,對於數據通信提供了最基本最有彈性的支持,這就是WindowsCommunicationFoundation。
概念
WCF 由於集合了幾乎由.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 來開發應用程式。
通信雙方的溝通方式,由契約來訂定。通信雙方所遵循的通信方法,由協定綁定來訂定。通信期間的安全性,由雙方約定的安全性層次來訂定。
契約
WCF 的基本概念是以契約(Contract) 來定義雙方溝通的協定,契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契約接口派生並實現。契約分成了四種:
數據契約(Data Contract),訂定雙方溝通時的數據格式。服務契約(Service Contract),訂定服務的定義。操作契約(Operation Contract),訂定服務提供的方法。訊息契約(Message Contract),訂定在通信期間改寫訊息內容的規範。一個 WCF 中的契約,就如同下列代碼所示:
using System;
using System.ServiceModel;
namespace Microsoft.ServiceModel.Samples{
[ServiceContract(Namespace = "http://Microsoft.ServiceModel.Samples")] // 服務契約
public interface ICalculator
{
[OperationContract] // 操作契約
double Add(double n1, double n2);
[OperationContract] //操作契約
double Subtract(double n1, double n2);
[OperationContract] // 操作契約
double Multiply(double n1, double n2);
[OperationContract] //操作契約
double Divide(double n1, double n2);
}
}
協定綁定
由於 WCF 支持了HTTP,TCP,Named Pipe,MSMQ,Peer-To-Peer TCP 等協定,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定,並且也要在編碼以及格式上要有所一致。
一個設定通信協定綁定的示例如下:
雖然 WCF 也可以使用SOAP做通信格式,但它和以往的ASP. NETXML 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 的服務可以掛載於 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) 以及訊息層次安全性 (Message-level security) 兩種。
傳輸層次安全性:在數據傳輸時期加密,例如 SSL。訊息層次安全性:在數據處理時就加密,例如使用數字簽名,散列或是使用密鑰加密法等。
客戶端
對於 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 服務的連線都是由客戶端的 服務代理(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 中被稱為服務引用(Service Reference)。
在 Visual Studio 中加入 WCF 的服務引用時,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。
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式,用於租車預約服務。該租車預約服務會被多種應用程式訪問,包括呼叫中心(Call Center),基於J2EE的租車預約服務以及合作夥伴的應用程式(Partner Application)
從功能的角度來看,WCF完全可以看作是ASMX,.Net Remoting,Enterprise Service,WSE,MSMQ等技術的並集。(註:這種說法僅僅是從功能的角度。事實上WCF遠非簡單的並集這樣簡單,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,對於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、跨平台通信等等需求。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是對於ASMX,.Net Remoting,Enterprise Service,WSE,MSMQ等技術的整合。由於WCF完全是由託管代碼編寫,因此開發WCF的應用程式與開發其它的.Net應用程式沒
有太大的區別,我們仍然可以像創建面向對象的應用程式那樣,利用WCF來創建面向服務的應用程式。
2、互操作性
由於WCF最基本的通信機制是SOAP(Simple Object Access Protocol 簡易對象訪問協定),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。這種通信可以是基於.Net到.Net間的通信,如下圖所示:
可以跨進程、跨機器甚至於跨平台的通信,只要支持標準的Web Service,例如J2EE套用伺服器(如WebSphere,WebLogic)。應用程式可以運行在Windows作業系統下,也可以運行在其他的作業系統,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訊息中,以用於用戶認證,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之上的基於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。對於Messaging而言,SOAP是Web Service的基本協定,它包含了訊息頭(header)和訊息體(body)。在訊息頭中,定義了WS-Addressing用於定位SOAP訊息的地址信息,同時還包含了MTOM(訊息傳輸最佳化機制,Message Transmission Optimization Mechanism)。
4、兼容性
WCF充分的考慮到了與舊有系統的兼容性。安裝WCF並不會影響原有的技術如ASMX和.Net Remoting。即使對於WCF和ASMX而言,雖然兩者都使用了SOAP,但基於WCF開發的應用程式,仍然可以直接與ASMX進行互動。
下載地址
目前最新的WCF版本是February2006CTP,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WinFXRuntimeComponents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可以選擇網路安裝或本地安裝。如果是本地安裝,檔案大小為1.1G左右,是ISO檔案。安裝了SDK後,在programfiles目錄下,有microsoftSDK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。