详解WCF可扩展框架中的行为扩展

WCF以其灵活的可扩展架构为开发者提供了方便，其中对行为的扩展或许是应用中最为常见的。自定义对行为的扩展并不复杂，但仍有许多细节需要注意。

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在服务端，一般是对DispatchRuntime和DispatchOperation进行扩展，扩展点包括了对参数和消息的检查，以及操作调用程序，它们对应的接口分别为IParameterInspector，IDispatchMessageInspector以及 IOperationInvoker。而在客户端，则是对ClientRuntime和ClientOperation进行扩展，扩展点包括对参数和消息的检查，对应的接口分别为IParameterInspector和IClientMessageInspector。这些接口类型均被定义在 System.ServiceModel.Dispatcher命名空间下，其中IParameterInspector接口可以同时作用在服务端和客户端。

对这些接口的实现，有点类似于AOP的实现，可以对方法调用前和调用后注入一些额外的逻辑，所以通常会将这些扩展称为侦听器。例如IParameterInspector接口，就定义了如下方法：

void AfterCall(string operationName, object[] outputs,
object returnValue, object correlationState);
object BeforeCall(string operationName, object[] inputs);

在调用服务对象的目标方法前，会调用BeforeCall方法，而在调用后则会调用AfterCall方法。例如我们可在方法调用前检验计算方法的参数是否小于0，如果小于0则抛出异常：



     
      public class CalculatorParameterInspector:IParameterInspector
{
public void BeforeCall(string operationName, object[] inputs)
{
int x = inputs[0] as int;
int y = inputs[1] as int;
if (x <0 || y < 0)
{
 throw new FaultException("The number can not be less than zero.");
}
return null;
}
public void AfterCall(string operationName, object[] outputs, object returnValue,
object correlationState)
{
//empty;
}
}

对消息的检查区分了服务端和客户端，接口方法根据消息传递的顺序刚好相反[注]。我们可以通过接口方法对消息进行处理，例如打印消息的Header：

public class PrintMessageInterceptor : IDispatchMessageInspector
{
#region IDispatchMessageInspector Members
public object AfterReceiveRequest(ref System.ServiceModel.Channels.Message request, IClientChannel channel, InstanceContext instanceContext)
{
MessageBuffer buffer = request.CreateBufferedCopy(Int32.MaxValue);
request = buffer.CreateMessage();
Console.WriteLine("After Receive Request:");
foreach (MessageHeader header in request.Headers)
{
Console.WriteLine(header);
}
Console.WriteLine(new string('*', 20));
return null;
}
public void BeforeSendReply(ref System.ServiceModel.Channels.Message reply, object correlationState)
{
MessageBuffer buffer = reply.CreateBufferedCopy(Int32.MaxValue);
reply = buffer.CreateMessage();
Console.WriteLine("Before Send Request:");
foreach (MessageHeader header in reply.Headers)
{
Console.WriteLine(header);
}
Console.WriteLine(new string('*', 20));
}
#endregion
}

#p#

WCF提供了四种类型的行为：服务行为、终结点行为、契约行为和操作行为。这四种行为分别定义了四个接口：IServiceBehavior，IEndpointBehavior，IContractBehavior以及 IOperationBehavior。虽然是四个不同的接口，但它们的接口方法却基本相同，分别为 AddBindingParameters()，ApplyClientBehavior()以及ApplyDispatchBehavior()。注意，IServiceBehavior由于只能作用在服务端，因此并不包含ApplyClientBehavior()方法。

我们可以定义自己的类实现这些接口，但需要注意几点：

1、行为的作用范围，可以用如下表格表示：

2、可以利用自定义特性的方式添加扩展的服务行为、契约行为和操作行为，但不能添加终结点行为；可以利用配置文件添加扩展服务行为和终结点行为，但不能添加契约行为和操作行为。但这些扩展的行为都可以通过ServiceDescription添加。

利用特性添加行为，意味着我们在定义自己的扩展行为时，可以将其派生自Attribute类，然后以特性方式添加。例如：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class|AttributeTargets.Interface)]
public class MyServiceBehavior:Attribute, IServiceBehavior...
[MyServiceBehavior]
public interface IService...

如果以配置文件的方式添加行为，则必须定义一个类继承自BehaviorExtensionElement（属于命名空间System.ServiceModel.Configuration），然后重写属性BehaviorType以及 CreateBehavior()方法。BehaviorType属性返回的是扩展行为的类型，而CreateBehavior()方法则负责创建该扩展行为的对象实例：

public class MyBehaviorExtensionElement:BehaviorExtensionElement
{
public MyBehaviorExtensionElement() { }
public override Type BehaviorType
{
get { return typeof(MyServiceBehavior); }
}
protected override object CreateBehavior()
{
return new MyServiceBehavior();
}
}

如果配置的Element添加了新的属性，则需要为新增的属性应用ConfigurationPropertyAttribute，例如：

[ConfigurationProperty("providerName",IsRequired = true)]
public virtual string ProviderName
{
get
{
return this["ProviderName"] as string;
}
set
{
this["ProviderName"] = value;
}
}

配置文件中的配置方法如下所示：

address=" http://localhost:801/Calculator"
binding="basicHttpBinding"
contract="MessageInspectorDemo.ICalculator"/>
service>
services>

behavior>
serviceBehaviors>
behaviors>

type="MessageInspectorDemo.MyBehaviorExtensionElement, MessageInspectorDemo, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null"/>
behaviorExtensions>
extensions>
system.serviceModel>
configuration>

注意，在一节中，下的就是我们扩展的行为，providerName则是 MyBehaviorExtensionElement增加的属性。如果扩展了IEndpointBehavior，则配置节的名称为。节负责添加自定义行为的扩展。其中，中的name值与下的对应。

特别注意的是下的 type值，必须是类型的full name。第一个逗点前的内容为完整的类型名（包括命名空间），第二部分为完整的命名空间。Version，Culture以及 PublicKeyToken也是缺一不可的。每个逗点后必须保留一个空格，否则无法正确添加扩展行为的配置。这与反射有关，但太容易让人忽略这一小细节。希望微软能在后来的版本中修订这个瑕疵。

3、在行为扩展的适当方法中，需要添加参数检查、消息检查或操作调用程序的扩展。这之间存在一定的对应关系。对于参数检查，我们需要在IOperationBehavior接口类型中的ApplyClientBehavior()以及ApplyDispatchBehavior()中添加。例如对于之前的CalculatorParameterInspector，我们可以定义一个类CalculatorParameterValidation：

public class CalculatorParameterValidation:Attribute, IOperationBehavior
{
#region IOperationBehavior Members
public void AddBindingParameters(OperationDescription operationDescription, 
BindingParameterCollection bindingParameters)
{
}
public void ApplyClientBehavior(OperationDescription operationDescription, 
ClientOperation clientOperation)
{
CalculatorParameterInspector inspector = new CalculatorParameterInspector();
clientOperation.ParameterInspectors.Add(inspector);
}
public void ApplyDispatchBehavior(OperationDescription operationDescription, 
DispatchOperation dispatchOperation)
{
CalculatorParameterInspector inspector = new CalculatorParameterInspector();
dispatchOperation.ParameterInspectors.Add(inspector);
}
public void Validate(OperationDescription operationDescription)
{
}
#endregion
}

如果检查器与扩展行为在职责上没有分离的必要，一个更好的方法是定义一个类同时实现IParameterInspector和IOperationBehavior接口，例如：

public class CalculatorParameterValidation:Attribute, IParameterInspector, IOperationBehavior
{
#region IParameterInspector Members
public void BeforeCall(string operationName, object[] inputs)
{
int x = inputs[0] as int;
int y = inputs[1] as int;
if (x <0 || y < 0)
{
 throw new FaultException("The number can not be less than zero.");
}
return null;
}
public void AfterCall(string operationName, object[] outputs, object returnValue, object correlationState)
{
//empty;
}
#endregion 
#region IOperationBehavior Members
public void AddBindingParameters(OperationDescription operationDescription, 
BindingParameterCollection bindingParameters)
{
}
public void ApplyClientBehavior(OperationDescription operationDescription, 
ClientOperation clientOperation)
{
CalculatorParameterInspector inspector = new CalculatorParameterInspector();
clientOperation.ParameterInspectors.Add(thisinspector);
}
public void ApplyDispatchBehavior(OperationDescription operationDescription, 
DispatchOperation dispatchOperation)
{
CalculatorParameterInspector inspector = new CalculatorParameterInspector();
dispatchOperation.ParameterInspectors.Add(thisinspector);
}
public void Validate(OperationDescription operationDescription)
{
}
#endregion
}

操作调用程序虽然通过IOperationBehavior进行关联，但确是通过DispatchOperation的Invoker属性。假定我们已经定义了一个实现IOperationInvoker的类MyOperationInvoker，则关联的方法为：

public class MyOperationInvokerBehavior : Attribute, IOperationBehavior
{
#region IOperationBehavior Members
public void AddBindingParameters(OperationDescription operationDescription, 
BindingParameterCollection bindingParameters)
{
}
public void ApplyClientBehavior(OperationDescription operationDescription, 
ClientOperation clientOperation)
{
}
public void ApplyDispatchBehavior(OperationDescription operationDescription, 
DispatchOperation dispatchOperation)
{
dispatchOperation.Invoker = new MyOperationInvoker(dispatchOperation.Invoker);
}
public void Validate(OperationDescription operationDescription)
{
}
#endregion
}

#p#

至于对Dispatch的消息检查，则可以通过IServiceBehavior，IEndpointBehavior或 IContractBehavior中DispatchRuntime的MessageInspectors添加；而对Client的消息检查则可以通过 IEndpointBehavior或IContractBehavior中ClientRuntime的MessageInspectors添加（注意，此时与IServiceBehavior无关，因为它不会作用于客户端代理）。例如：

 public class PrintMessageInspectorBehavior : IDispatchMessageInspector,IEndpointBehavior
{
//略去IDispatchMessageInspector接口成员的实现;
#region IEndpointBehavior Members
public void AddBindingParameters(ServiceEndpoint endpoint, BindingParameterCollection bindingParameters)
{
//empty;
}
public void ApplyClientBehavior(ServiceEndpoint endpoint, ClientRuntime clientRuntime)
{
clientRuntime.MessageInspectors.Add(this);
}
public void ApplyDispatchBehavior(ServiceEndpoint endpoint, EndpointDispatcher endpointDispatcher)
{
endpointDispatcher.DispatchRuntime.MessageInspectors.Add(this);
}
public void Validate(ServiceEndpoint endpoint)
{
//empty;
}
#endregion
}
如果实现的是IServiceBehavior接口，则需要遍历ApplyDispatchBehavior()方法中的ServiceHostBase对象：
public void ApplyDispatchBehavior(ServiceDescription serviceDescription, ServiceHostBase serviceHostBase)
{
foreach (ChannelDispatcher channelDispatcher in serviceHostBase.ChannelDispatchers)
{
foreach (EndpointDispatcher endpointDispatcher in channelDispatcher .Endpoints)
{
endpointDispatcher.DispatchRuntime.MessageInspectors.Add(this);
}
}
}

注：IDispatchMessageInspector 接口的方法为BeforeSendReply()和AfterReceiveRequest()；而IClientMessageInspector接口的方法则为BeforeSendRequest()和AfterReceiveReply()。

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