• 我的WCF之旅(12):使用MSMQ进行Reliable Messaging


    一、为什么要使用MSMQ

    在一个分布式的环境中,我们往往需要根据具体的情况采用不同的方式进行数据的传输。比如在一个Intranet内,我们一般通过TCP进行高效的数据通信;而在一个Internet的环境中,我们则通常使用Http进行跨平台的数据交换。而这些通信方式具有一个显著的特点,那就是他们是基于Connection的,也就是说,交互双方在进行通信的时候必须保证有一个可用的Connection存在于他们之间。而在某些时候,比如那些使用拨号连接的用户、以及使用便携式计算机的用户,我们不能保证在他们和需要访问的Server之间有一个的可靠的连接,在这种情况下,基于Messaging Queue的连接就显得尤为重要了。我们今天就来谈谈在WCF中如何使用MSMQ。

    MSMQ不仅仅是作为支持客户端连接工具而存在,合理的使用MSMQ可以在很大程度上提升系统的Performance和Scalability。我们先来看看MSMQ能给我们带来怎样的好处:

    1.MSMQ是基于Disconnection

    MSMQ通过Message Queue进行通信,这种通信方式为离线工作成为了可能。比如在介绍MSMQ时都会提到的Order Delivery的例子:在一个基于B2C的系统中,订单从各种各样的客户传来,由于 客户的各异性,不能保证每个客户在每时每刻都和用于接收订单的Server保持一个可靠的连接,我们有时候甚至允许客户即使在离线的情况下也可以递交订单(虽然订单不能发送到订单的接收方,但是我们可以通过某种机制保证先在本地保存该订单,一旦连接建立,则马上向接收方递交订单),而MSMQ则有效地提供了这样的机制:Server端建立一个Message Queue来接收来个客户的订单,客户端通过向该Message Queue发送承载了订单数据的Message实现订单的递交。如果在客户离线的情况下,他仍然可以通过客户端程序进行订单递交的操作,存储着订单数据的Message会被暂时保存在本地的Message Queue中,一旦客户联机,MSMQ将Message从中取出,发送到真正的接收方,而这个动作对于用户的透明的。

    2.MSMQ天生是One-way、异步的

    在MSMQ中,Message始终以One-way的方式进行发送,所以MSMQ具有天生的异步特性。所以MSMQ使用于那些对于用户的请求,Server端无需立即响应的场景。也就是说Server对数据的处理无需和Client的数据的发送进行同步,它可以独自地按照自己的Schedule进行工作。这可以避免峰值负载。比如Server端可以在一个相对低负载的时段(比如深夜)来对接收到的Order进行批处理,而无需一天24小时一直进行Order的监听、接收和处理。

    3.MSMQ能够提供高质量的Reliable Messaging

    我们知道,在一般的情况下,如果Client端以异步的方式对Service进行调用就意味着:Client无法获知Message是否成功抵达Service端;也不会获得Service端执行的结果和出错信息。但是我们仍然说MSMQ为我们提供了可靠的传输(Reliable Messaging),这主要是因为MSMQ为我们提供一些列Reliable Messaging的机制:

    • 超时机制(Timeout):可以设置发送和接收的时间,超出该时间则被认为操作失败。
    • 确认机制(Acknowledgement):当Message成功抵达Destination Queue,或者被成功接收,向发送端发送一个Acknowledgement message用以确认操作的状态。
    • 日志机制(Journaling):当Message被发送或接收后,被Copy一份存放在Journal Queue中。

    此外,MSMQ还提供了死信队列(Dead letter Queue)用以保存发送失败的message。这一切保证了保证了Reliable Messaging。

    二、 MSMQ在WCF的运用

    在WCF中,MSMQ提供的数据传输功能被封装在一个Binding中,提供WCF Endpoint之间、以及Endpoint和现有的基于MSMQ的Application进行通信的实现。为此WCF为我们提供了两种不同的built-in binding:

    • NetMsmqBinding:从提供的功能和使用 方式上看,NetMsmqBinding和一般使用的binding,比如basicHttpBinding,netTcpBinding没有什么区别:在两个Endpoint之间实现了数据的通信,所不同的是,它提供的是基于MSMQ的Reliable Messaging。从变成模式上看,和一般的binding完全一样。
    • MsmqIntegrationBinding:从命名上我们可以看出,MsmqIntegrationBinding主要用于需要将我们的WCF Application和现有的基于MSMQ的Application集成的情况。MsmqIntegrationBinding实现了WCF Endpoint和某个Message Queue进行数据的通信,具体来说,就是实现了单一的向某个Message Queue 发送Message,和从某个Message Queue中接收Message的功能。从编程模式上看,也有所不同,比如Operation只接收一个MsmqMessage<T>的参数。

    这是Client和Service通信的图示:

     

    三、MSMQ和Transaction

    MSMQ提供对Transaction的支持。在一般的情况下,MSMQ通过Message Queue Transaction实现对Transaction的原生的支持,借助Message Queue Transaction,可以把基于一个或多个Message Queue的相关操作纳入同一个Transaction中。

    Message Queue Transaction仅仅限于基于Message Queue的操作,倘若操作涉及到另外一些资源,比如SQL Server, 则可以使用基于DTC的分布式Transaction

    对于WCF中MSMQ,由于Client和Service的相对独立(可能Client发送Message到Service处理Message会相隔很长一段时间),所以Client和Service的操作只能纳入不同的Transaction中,如下图。

    四、Sample1:NetMsmqBinding

    我们首先做一个基于NetMsmqBinding Sample,实现的功能就是我们开篇所提出的Order Delivery。我们说过,NetMsmqBinding和一般的binding在实现的功能和变成模式上完全一样。下面是我们熟悉的4层结构:

     


    1.Contract

    DataContract:Order & OrderItem

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Text;
    using System.Runtime.Serialization;

    namespace Artech.QueuedService.Contract
    {
        [DataContract]
        [KnownType(
    typeof(OrderItem))]
        
    public class Order
        
    {
            
    #region Private Fields
            
    private Guid _orderNo;
            
    private DateTime _orderDate;
            
    private Guid _supplierID;
            
    private string _supplierName;
            
    private IList<OrderItem> _orderItems;
            
    #endregion


            
    #region Constructors
            
    public Order()
            
    {
                
    this._orderItems = new List<OrderItem>();
            }


            
    public Order(Guid orderNo, DateTime orderDate, Guid supplierID, string supplierName)
            
    {
                
    this._orderNo = orderNo;
                
    this._orderDate = orderDate;
                
    this._supplierID = supplierID;
                
    this._supplierName = supplierName;

                
    this._orderItems = new List<OrderItem>();
            }


            
    #endregion


            
    #region Public Properties
            [DataMember]
            
    public Guid OrderNo
            
    {
                
    get return _orderNo; }
                
    set { _orderNo = value; }
            }


            [DataMember]
            
    public DateTime OrderDate
            
    {
                
    get return _orderDate; }
                
    set { _orderDate = value; }
            }


            [DataMember]
            
    public Guid SupplierID
            
    {
                
    get return _supplierID; }
                
    set { _supplierID = value; }
            }


            [DataMember]
            
    public string SupplierName
            
    {
                
    get return _supplierName; }
                
    set { _supplierName = value; }
            }


            [DataMember]
            
    public IList<OrderItem> OrderItems
            
    {
                
    get return _orderItems; }
                
    set { _orderItems = value; }
            }


            
    #endregion


            
    #region Public Methods
            
    public override string ToString()
            
    {
                
    string description = string.Format("General Informaion:/n/tOrder No./t: {0}/n/tOrder Date/t: {1}/n/tSupplier No./t: {2}/n/tSupplier Name/t: {3}"this._orderNo, this._orderDate.ToString("yyyy/MM/dd"), this._supplierID, this._supplierName);
                StringBuilder productList 
    = new StringBuilder();
                productList.AppendLine(
    "/nProducts:");

                
    int index = 0;
                
    foreach (OrderItem item in this._orderItems)
                
    {
                    productList.AppendLine(
    string.Format("/n{4}. /tNo./t/t: {0}/n/tName/t/t: {1}/n/tPrice/t/t: {2}/n/tQuantity/t: {3}", item.ProductID, item.ProductName, item.UnitPrice, item.Quantity, ++index));
                }


                
    return description + productList.ToString();
            }

            
    #endregion

        }

    }


    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Text;
    using System.Runtime.Serialization;

    namespace Artech.QueuedService.Contract
    {
        [DataContract]
        
    public class OrderItem
        
    {
            
    #region Private Fields
            
    private Guid _productID;
            
    private string _productName;
            
    private decimal _unitPrice;
            
    private int _quantity;
            
    #endregion


            
    #region Constructors
            
    public OrderItem()
            
    { }

            
    public OrderItem(Guid productID, string productName, decimal unitPrice, int quantity)
            
    {
                
    this._productID = productID;
                
    this._productName = productName;
                
    this._unitPrice = unitPrice;
                
    this._quantity = quantity;
            }

            
    #endregion


            
    #region Public Properties
            [DataMember]
            
    public Guid ProductID
            
    {
                
    get return _productID; }
                
    set { _productID = value; }
            }


            [DataMember]
            
    public string ProductName
            
    {
                
    get return _productName; }
                
    set { _productName = value; }
            }


            [DataMember]
            
    public decimal UnitPrice
            
    {
                
    get return _unitPrice; }
                
    set { _unitPrice = value; }
            }


            [DataMember]
            
    public int Quantity
            
    {
                
    get return _quantity; }
                
    set { _quantity = value; }
            }

            
    #endregion

        }

    }

    ServiceContract: IOrderProcessor

     

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Text;
    using System.ServiceModel;

    namespace Artech.QueuedService.Contract
    {
        [ServiceContract] 
        [ServiceKnownType(
    typeof(Order))]
        
    public interface IOrderProcessor
        
    {
            [OperationContract(IsOneWay 
    = true)]
            
    void Submit(Order order);
        }

    }

    2.Service:IOrderProcessor

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Text;
    using Artech.QueuedService.Contract;
    using System.ServiceModel;

    namespace Artech.QueuedService.Service
    {
        
    public class OrderProcessorService:IOrderProcessor
        
    {
            
    #region ISubmitOrder Members

            [OperationBehavior(TransactionScopeRequired 
    = true, TransactionAutoComplete = true)]
            
    public void Submit(Order order)
            
    {
                Orders.Add(order);
                Console.WriteLine(
    "Receive an order.");
                Console.WriteLine(order.ToString());
            }


            
    #endregion

        }

    }

     

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Text;
    using Artech.QueuedService.Contract;

    namespace Artech.QueuedService.Service
    {
        
    public static class Orders
        
    {
            
    private static IDictionary<Guid, Order> _orderList = new Dictionary<Guid, Order>();

            
    public static void Add(Order order)
            
    {
                _orderList.Add(order.OrderNo, order);
            }


            
    public static Order GetOrder(Guid orderNo)
            
    {
                
    return _orderList[orderNo];
            }

        }

    }

    3.Hosting

    Configuration

     

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
    <configuration>
        
    <system.serviceModel>
            
    <bindings>
                
    <netMsmqBinding>
                    
    <binding name="msmqBinding">
                        
    <security>
                            
    <transport msmqAuthenticationMode="None" msmqProtectionLevel="None" />
                            
    <message clientCredentialType="None" />
                        
    </security>
                    
    </binding>
                
    </netMsmqBinding>
            
    </bindings>
            
    <services>
                
    <service name="Artech.QueuedService.Service. OrderProcessorService">
                    
    <endpoint address="net.msmq://localhost/private/orders" binding="netMsmqBinding"
                        bindingConfiguration
    ="msmqBinding" contract="Artech.QueuedService.Contract.IOrderProcessor" />
                
    </service>
            
    </services>
        
    </system.serviceModel>
    </configuration>

    在默认的情况下,netMsmqBinding 的msmqAuthenticationModeWindowsDomain,由于基于WindowsDomain必须安装AD,利于在本机模拟,我把msmqAuthenticationMode改为None,相应的ProtectionLevel和clientCredentialType改为None。

    Program:

     

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Text;
    using System.Messaging;
    using System.ServiceModel;
    using Artech.QueuedService.Service;

    namespace Artech.QueuedService.Hosting
    {
        
    class Program
        
    {
            
    static void Main(string[] args)
            
    {
                
    string path = @"./private$/orders";
                
    if(!MessageQueue.Exists(path))
                
    {
                    MessageQueue.Create(path,
    true);
                }


                
    using (ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(OrderProcessorService)))
                
    {
                    host.Opened 
    += delegate
                    
    {
                        Console.WriteLine(
    "Service has begun to listen/n/n");
                    }
    ;

                    host.Open();

                    Console.Read();
                }

            }

        }

    }

    在Host Service之前,通过MessageQueue.Create创建一个Message Queue,第二个参数为表明Queue是否支持Transaction的indicator,这里支持Transaction。

    4.Client:

    Configuration

     

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
    <configuration>
        
    <system.serviceModel>
            
    <bindings>
                
    <netMsmqBinding>
                    
    <binding name="msmqBinding">
                        
    <security>
                            
    <transport msmqAuthenticationMode="None" msmqProtectionLevel="None" />
                            
    <message clientCredentialType="None" />
                        
    </security>
                    
    </binding>
                
    </netMsmqBinding>
            
    </bindings>
            
    <client>
                
    <endpoint address="net.msmq://localhost/private/orders" binding="netMsmqBinding"
                    bindingConfiguration
    ="msmqBinding" contract="Artech.QueuedService.Contract.IOrderProcessor"
                    name
    ="defaultEndpoint" />
            
    </client>
        
    </system.serviceModel>
    </configuration>

    Program

     

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Text;
    using Artech.QueuedService.Contract;
    using System.ServiceModel;
    using System.Transactions;

    namespace Artech.QueuedService.Client
    {
        
    class Program
        
    {
            
    static void Main(string[] args)
            
    {
                ChannelFactory
    <IOrderProcessor> channelFactory = new ChannelFactory<IOrderProcessor>("defaultEndpoint");
                IOrderProcessor channel 
    = channelFactory.CreateChannel();

                Order order 
    = new Order(Guid.NewGuid(),DateTime.Today,Guid.NewGuid(),"A Company");
                order.OrderItems.Add(
    new OrderItem(Guid.NewGuid(),"PC",5000,20));
                order.OrderItems.Add(
    new OrderItem(Guid.NewGuid(),"Printer",7000,2));

                Console.WriteLine(
    "Submit order to server");
                
    using (TransactionScope scope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required))
                

                     channel.Submit(order);
                     scope.Complete();
                }
           
                Console.Read();
            }

        }

    }

    先后运行Host和Client,Host端有下面的输出:

     

    出处:http://artech.cnblogs.com
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