Sliverlight调用Rest服务的一点思考和实践

    最近在写一个SL的小工具，用于图形化编辑一些东西。刚好调用的服务是WCF的Rest方式，于是就碰到了在SL里面直接调用Rest服务的问题，本来Rest服务就是只要有url和内容就可以直接调用的，事实上如果搜索该主题，也可以得到漫山遍野的WebClient方案。不过看看Framework下的WebChannelFactory<TChannel>这个类（这个类型在SL下面不支持...），又感觉用WebClient方式太寒酸了点。。。

    这里讨论的前提是：

• 已经有Rest服务的契约
• 不想自己去拼请求

    期望的结果应该是类似与调用WebService的方式。

    然后，就慢慢开始达成我们的目标吧。

    第一步，Copy契约。。。废话，而且只要会按Ctrl+C和Ctrl+V的人都会做，问题是Copy过来的契约不能直接用，SL没提供这样的类，为了方便示例，就准备一个Sample契约：

    [ServiceContract]

    public interface ISample

    {

        [WebInvoke(UriTemplate = "/echo/?name={name}",

            BodyStyle = WebMessageBodyStyle.Bare, RequestFormat = WebMessageFormat.Json, ResponseFormat = WebMessageFormat.Json)]

        [OperationContract]

        EchoResponse Echo(string name, string message);

    }

    [DataContract]

    public class EchoResponse

    {

        [DataMember]

        public string Name { get; set; }

        [DataMember]

        public string Message { get; set; }

    }

    第二步，实现契约，等等，这里是客户端怎么冒出来个实现契约了？这里实现契约，实际上是指做一个代理类，只不过平时WebService的时候是自动生成代理类的，而Rest服务没有生成代理类的手段，只能人工做了。。。

    当然，立即想到的是，代理类底层一定是调用WebClient，毕竟服务是Rest方式提供的，问题是形式，如果全部人工翻译，这个代价有点大，更重要的是：我很懒，能只写一次的代码，绝不写两次，有任何共性的代码结构+无限可能的类型组合，都倾向于使用代码生成来实现。

代理类代码准备

    首先，准备好基本的代码：

    public class RestClient<T>

        where T : class

    {



        private static readonly Type s_proxyType = CreateProxyType();

        private readonly T m_proxy;



        public RestClient(string baseUrl)

        {

            m_proxy = Activator.CreateInstance(s_proxyType, baseUrl) as T;

        }



        private static Type CreateProxyType()

        {

            // todo : 生成代理类型

            return null;

        }



        public T Channel { get { return m_proxy; } }

    这里的T需要是契约类型，也就是示例中的ISample，泛型约束不给力，不能约束到T必须是接口，只能退而求其次，约束必须是引用类型（接口类型一定是引用类型，如果想到了值类型可以实现接口，那是因为值类型的装箱形式实现了接口，值类型的装箱形式也是引用类型）

    那为什么要给一个BaseUri哪？别忘了，契约接口里面的（例如：ISample）只提供了相对地址，没有基地址的话，根本找不到终结点。

    然后，开始添加类型生成代码：

        private static Type CreateProxyType()

        {

            if (!typeof(T).IsInterface)

                throw new NotSupportedException();

            if (!Attribute.IsDefined(typeof(T), typeof(ServiceContractAttribute)))

                throw new NotSupportedException();

            var interfaces = Enumerable.Repeat(typeof(T), 1).Concat(typeof(T).GetInterfaces()).ToArray();

            return CreateProxyType(interfaces);

        }



        private static Type CreateProxyType(Type[] interfaces)

        {

            var assembly = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(new AssemblyName("^_^." + typeof(T).FullName), AssemblyBuilderAccess.Run);

            var module = assembly.DefineDynamicModule("^_^");

            var tb = module.DefineType("$_$." + typeof(T).FullName, TypeAttributes.Public | TypeAttributes.Class, typeof(object), interfaces);

            var field = tb.DefineField("f", typeof(string), FieldAttributes.Private | FieldAttributes.InitOnly);

            CreateProxyCtor(tb, field);

            int methodCount = 0;

            foreach (var i in interfaces)

                foreach (var m in i.GetMethods(BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance))

                    CreateProxyMethod(tb, m, field, ref methodCount);

            return tb.CreateType();

    这里正好可以把泛型约束的遗憾给不上，还可以变本加厉的要求接口上必须标注了ServiceContract，不满足要求的也泛型过来的话，直接给个不支持（对了别忘了接口是可以多继承的，所以实现的时候要实现全部接口，别只实现其中的一两个哦）

    现在，问题变成了如何生成这么一个类型来实现这一个或多个接口，不过，这个问题先放一下，考虑一下，如果已经提取到了地址和Method，以及可能有的Post内容，如何获得返回值哪？问题的解决方案晚上到处都有——用WebClient，先把这个实现了吧（这里仅仅实现Json的）：

        public static TResp PostJson<TReq, TResp>(string baseUri, string uri, string method, TReq data)

        {

            string req;

            {

                DataContractJsonSerializer jsonSerializer = new DataContractJsonSerializer(typeof(TReq));

                var ms = new MemoryStream();

                jsonSerializer.WriteObject(ms, data);

                ms.Seek(0L, SeekOrigin.Begin);

                req = new StreamReader(ms).ReadToEnd();

            }

            ManualResetEvent mre = new ManualResetEvent(false);

            UploadStringCompletedEventArgs acArgs = null;

            WebClient client = new WebClient();

            client.UploadStringCompleted += (sender, e) =>

            {

                acArgs = e;

                mre.Set();

            };

            client.Headers[HttpRequestHeader.ContentType] = "application/json; charset=UTF-8";

            client.UploadStringAsync(new Uri(baseUri + uri), method, req);

            mre.WaitOne();

            if (acArgs.Cancelled)

                throw new TimeoutException();

            if (acArgs.Error != null)

                throw new WebException("Rest Error:" + acArgs.Error.Message, acArgs.Error);

            var str = acArgs.Result;

            {

                DataContractJsonSerializer respSerializer = new DataContractJsonSerializer(typeof(TResp));

                var ms = new MemoryStream();

                var sw = new StreamWriter(ms);

                sw.Write(acArgs.Result);

                sw.Flush();

                ms.Seek(0L, SeekOrigin.Begin);

                return (TResp)respSerializer.ReadObject(ms);

            }

        }



        public static TResp GetJson<TResp>(string baseUri, string uri, string method)

        {

            ManualResetEvent mre = new ManualResetEvent(false);

            DownloadStringCompletedEventArgs acArgs = null;

            WebClient client = new WebClient();

            client.DownloadStringCompleted += (sender, e) =>

            {

                acArgs = e;

                mre.Set();

            };

            client.DownloadStringAsync(new Uri(baseUri + uri), method);

            mre.WaitOne();

            if (acArgs.Cancelled)

                throw new TimeoutException();

            if (acArgs.Error != null)

                throw new WebException("Rest Error:" + acArgs.Error.Message, acArgs.Error);

            var str = acArgs.Result;

            {

                DataContractJsonSerializer respSerializer = new DataContractJsonSerializer(typeof(TResp));

                var ms = new MemoryStream();

                var sw = new StreamWriter(ms);

                sw.Write(acArgs.Result);

                sw.Flush();

                ms.Seek(0L, SeekOrigin.Begin);

                return (TResp)respSerializer.ReadObject(ms);

            }

    现在可以继续思考前面的问题，我们有了契约的信息，有了如何请求Rest服务的原始代码，剩下的工作就是：

• 所有参数的名称+他们的值+UriTemplate=实际的Uri+post内容的参数

    看起来就是个数组的查找和字符串替换的事情，问题已经被化解的差不多了，突然想起来一个蛋疼的东西。。。BodyStyle=WebMessageBodyStyle.Wrapped | WrappedRequest | WrapperResponse

    这东西还要给他们生成一个类型才能玩，算了不陪WCF玩了，其它的几种一律不支持

    既然决定不完全支持，那干脆在加几条：

• 不支持自定义类型转换器 - 不是不能支持，而是嫌其麻烦（统一用ToString代替转换器）
• 不支持Fault契约 - 还是麻烦
• 不支持KnownType - 依然是麻烦

    在成功的“减赋”之后，终于真的感觉事情少了很多，现在再去实现那堆接口：

        private static void CreateProxyCtor(TypeBuilder tb, FieldBuilder field)

        {

            var ctor = tb.DefineConstructor(MethodAttributes.Public, CallingConventions.Standard, new Type[] { typeof(string) });

            var il = ctor.GetILGenerator();

            il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

            il.Emit(OpCodes.Call, typeof(object).GetConstructor(Type.EmptyTypes));

            il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

            il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);

            il.Emit(OpCodes.Stfld, field);

            il.Emit(OpCodes.Ret);

        }



        private static void CreateProxyMethod(TypeBuilder tb, MethodInfo mi, FieldBuilder field, ref int methodCount)

        {

            var m = tb.DefineMethod(

                "M" + (++methodCount).ToString(),

                MethodAttributes.Private | MethodAttributes.Virtual | MethodAttributes.Final,

                mi.ReturnType,

                (from pi in mi.GetParameters() select pi.ParameterType).ToArray());

            if (!Attribute.IsDefined(mi, typeof(OperationContractAttribute)))

            {

                CreateEmptyMethod(m);

            }

            else

            {

                string template = null;

                string method = null;

                {

                    var wga = (WebGetAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(mi, typeof(WebGetAttribute));

                    if (wga != null)

                    {

                        template = wga.UriTemplate;

                        method = "GET";

                    }

                }

                {

                    var wia = (WebInvokeAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(mi, typeof(WebInvokeAttribute));

                    if (wia != null)

                    {

                        template = wia.UriTemplate;

                        method = wia.Method ?? "POST";

                    }

                }

                if (template == null)

                {

                    CreateEmptyMethod(m);

                }

                else

                {

                    CreateCoreMethod(m, mi, template, method, field);

                }

            }

            tb.DefineMethodOverride(m, mi);

        }



        private static void CreateCoreMethod(MethodBuilder m, MethodInfo mi, string template, string method, FieldBuilder field)

        {

            var il = m.GetILGenerator();

            il.DeclareLocal(typeof(string));

            il.Emit(OpCodes.Ldstr, template);

            il.Emit(OpCodes.Stloc_0);

            var pis = mi.GetParameters();

            int postParameter = -1;

            for (int i = 0; i < pis.Length; i++)

            {

                if (template.Contains("{" + pis[i].Name + "}"))

                {

                    // template = template.Replace("{?.Name}", HttpUtility.UrlEncode(?.ToString()));

                    il.Emit(OpCodes.Ldloc_0);

                    il.Emit(OpCodes.Ldstr, "{" + pis[i].Name + "}");

                    il.Emit(OpCodes.Ldarg, i + 1);

                    if (pis[i].ParameterType.IsValueType)

                        il.Emit(OpCodes.Box, pis[i].ParameterType);

                    il.Emit(OpCodes.Callvirt, typeof(object).GetMethod("ToString"));

                    il.Emit(OpCodes.Call, typeof(HttpUtility).GetMethod("UrlEncode"));

                    il.Emit(OpCodes.Call, typeof(string).GetMethod("Replace", new Type[] { typeof(string), typeof(string) }));

                    il.Emit(OpCodes.Stloc_0);

                }

                else

                {

                    if (postParameter > 0)

                        throw new NotSupportedException();

                    postParameter = i;

                    if (method == "GET")

                        method = "POST";

                }

            }

            if (postParameter == -1)

            {

                il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

                il.Emit(OpCodes.Ldfld, field);

                il.Emit(OpCodes.Ldloc_0);

                il.Emit(OpCodes.Ldstr, method);

                il.Emit(OpCodes.Call, typeof(RestClient).GetMethod("GetJson").MakeGenericMethod(mi.ReturnType));

            }

            else

            {

                il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

                il.Emit(OpCodes.Ldfld, field);

                il.Emit(OpCodes.Ldloc_0);

                il.Emit(OpCodes.Ldstr, method);

                il.Emit(OpCodes.Ldarg, postParameter + 1);

                il.Emit(OpCodes.Call, typeof(RestClient).GetMethod("PostJson").MakeGenericMethod(pis[postParameter].ParameterType, mi.ReturnType));

            }

            il.Emit(OpCodes.Ret);

        }



        private static void CreateEmptyMethod(MethodBuilder m)

        {

            var il = m.GetILGenerator();

            if (m.ReturnType != typeof(void))

            {

                if (m.ReturnType.IsValueType)

                {

                    il.DeclareLocal(m.ReturnType);

                    il.Emit(OpCodes.Ldarga_S, (byte)0);

                    il.Emit(OpCodes.Initobj, m.ReturnType);

                }

                else

                {

                    il.Emit(OpCodes.Ldnull);

                }

            }

            il.Emit(OpCodes.Ret);

    这里，做了几件额外的事情：

• 如果接口里面有非契约的方法 - 用返回默认值来实现（当然也可以修改成throw）
• 如果发现参数中多余1个未在UriTemplate中出现的参数，直接报错 - 因为不支持Wrapper
• 如果方法为GET并且带Post信息，将方法更改为POST

    不过，还有几件事情没做：

• 参数的值为null时会抛空引用 - 有空的话可以自己改，我这里反正都传空字符串的。。。而且，在后面的外壳部分也可以包装掉

 使用代理类

    类看看这个代理类怎么用：

var client = new RestClient<ISample>("http://127.0.0.1:12345/");

var result = client.Channel.Echo("Zhenway", "Hello world!");

    是不是有点调用WebService的感觉？

    不过还有点欠缺，多了个Channel，而且随便调用那个方法，都要出现这个Channel，感觉不爽

    干脆再学一次WebService，来个外壳（当然，也可以直接拿着Channel去干活）：

    public class SampleClient

        : RestClient<ISample>, ISample

    {

        public SampleClient()

            : base("the default uri") { }

        public SampleClient(string uri)

            : base(uri) { }

        public EchoResponse Echo(string name, string message)

        {

            return Channel.Echo(name, message);

        }

    }

    这样用起来就会舒服一些（而且也可以做些额外的工作）

var client = new SampleClient("http://127.0.0.1:12345/");

var result = client.Echo("Zhenway", "Hello world!");

    这样明显更舒服一些。

 暗藏的危机

    看起来万事俱备，但是实际上一使用才发现神马都是浮云。

    如果在用户界面上调用client.Echo，那么就算等上一万年，也拿不到结果，而且整个浏览器也会因为Sliverlight插件而出现假死。

    为什么会这样哪？分析一下原因：可以发现在实现PostJson和GetJson方法中的

mre.WaitOne();

    永远等不到被Set的那一刻，看看代码逻辑似乎没什么问题，不过仔细想想，就可以发现问题：

• 首先，Sliverlight的UI线程是基于消息的
• 其次，webclient的回调事件是会回到请求Async方法的同步上下文上的

    那么，是不是发现问题了，UI线程请求了client.Echo，client.Echo请求了channel.Echo，channel.Echo请求了WebClient的DownloadStringAsync，然后等待mre信号。

    WebClient在开始DownloadStringAsync时，抓取了当时的同步上下文，也就是UI的同步上下文，再开始异步下载，下载完成时，告诉同步上下文，可以执行回调事件了。

    而此时，同步上下文-也就是UI线程的消息处理机制却无法工作，之前的一个消息尚未处理完成（被迫在等待mre的信号中），于是出现了死锁。

    发现了问题所在，要排除问题，也就很简单了，只要破坏这个死锁中的一个环节，自然就能让UI活起来。

    最简单的方式是从入口下手：UI线程不直接请求client.Echo，而是修改成UI线程新开个线程（直接用线程池就可以了），请求client.Echo，这样就把同步上下文从UI线程的上下文切换到了另一个上下文。

    来看看修改后的代码：

ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ =>

{

    var client = new SampleClient("http://127.0.0.1:12345/");

    var result = client.Echo("Zhenway", "Hello world!");

    // do something ...

});

    看起来不错，不过要修改界面的话（90%的情况下都要修改界面的吧），还要回归到UI线程，干脆根据Silverlight的基于事件的异步方式，重写我们的Client

        public void EchoAsync(string name, string message)

        {

            EchoAsync(name, message, null);

        }



        public void EchoAsync(string name, string message, object userState)

        {

            var sc = SynchronizationContext.Current;

            ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ =>

            {

                EchoResponse result = null;

                Exception ex1 = null;

                try

                {

                    result = Channel.Echo(name, message);

                }

                catch (Exception ex)

                {

                    ex1 = ex;

                }

                try

                {

                    var handler = EchoCompleted;

                    if (handler != null)

                        sc.Post(__ => handler(this, new EchoAsyncCompletedEventArgs(result, ex1, false, userState)), null);

                }

                catch (Exception) { }

            });

        }



        public event EventHandler<EchoAsyncCompletedEventArgs> EchoCompleted;



        public class EchoAsyncCompletedEventArgs

            : AsyncCompletedEventArgs

        {

            public EchoAsyncCompletedEventArgs(EchoResponse response,

                Exception error, bool cancelled, object userState)

                : base(error, cancelled, userState)

            {

                Response = response;

            }

            public EchoResponse Response { get; private set; } 

    这样，Echo就可以很好的工作了（在UI线程中调用EchoAsync后，EchoCompleted事件也会在UI线程中执行）：

var client = new SampleClient("http://127.0.0.1:12345/");

client.EchoCompleted += (sender, e) =>

{

  // update UI elements, here.

};

var result = client.EchoAsync("Zhenway", "Hello world!");

    是不是看起来还不错，不过，想想如果一个服务有10来个方法，每个这么搞一下，这个量依然很高。。。

再次使用动态代理

    遇到这类重复性工作，第一反应，就是再动态一把，把这些重复工作消除成一次性的静态行为，这里就可以通过再次动态代理，来消除原来动态代理的种种不爽之处。

    只不过，这次的动态代理不是用动态生成类型，而是换dynamic，也给大家换换口味

    这次动态代理的功能自然是完成“重写后的Client”的功能，这里分两大块，一个是异步方法，一个是事件

    public class DynamicAsyncClient

        : DynamicObject

    {



        private readonly object m_channel;

        private readonly HashSet<string> m_methods;

        private readonly Dictionary<string, DynamicAsyncCompletedEventHandler> m_events;



        public DynamicAsyncClient(object channel)

        {

            if (channel == null)

                throw new ArgumentNullException("channel");

            m_channel = channel;

            m_methods = new HashSet<string>(from m in channel.GetType().GetMethods(BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance)

                                            select m.Name);

            m_events = new Dictionary<string, DynamicAsyncCompletedEventHandler>();

        }



        public override bool TryInvokeMember(InvokeMemberBinder binder, object[] args, out object result)

        {

            if (m_methods.Contains(binder.Name))

            {

                result = m_channel.GetType().InvokeMember(binder.Name, BindingFlags.InvokeMethod | BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance, null, m_channel, args);

                return true;

            }

            if (binder.Name.EndsWith("Completed"))

            {

                lock (m_events)

                    m_events[binder.Name] = (DynamicAsyncCompletedEventHandler)args[0];

                result = null;

                return true;

            }

            if (binder.Name.EndsWith("Async"))

            {

                try

                {

                    AsyncInvoke(binder.Name.Remove(binder.Name.Length - "Async".Length), args, null);

                    result = null;

                    return true;

                }

                catch (MissingMethodException) { }

            }

            return base.TryInvokeMember(binder, args, out result);

        }



        private void AsyncInvoke(string name, object[] args)

        {

            var sc = SynchronizationContext.Current;

            ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ =>

            {

                dynamic result = null;

                Exception ex1 = null;

                try

                {

                    result = m_channel.GetType().InvokeMember(name, BindingFlags.InvokeMethod | BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance, null, m_channel, args);

                }

                catch (Exception ex)

                {

                    ex1 = ex;

                }

                try

                {

                    DynamicAsyncCompletedEventHandler handler;

                    lock (m_events)

                        if (m_events.TryGetValue(name + "Completed", out handler))

                            sc.Post(__ => handler(this, new DynamicAsyncCompletedEventArgs(result, ex1, false, null)), null);

                }

                catch (Exception) { }

            });

        }



    }



    public delegate void DynamicAsyncCompletedEventHandler(object sender, DynamicAsyncCompletedEventArgs e);



    public class DynamicAsyncCompletedEventArgs

        : AsyncCompletedEventArgs

    {



        public DynamicAsyncCompletedEventArgs(dynamic response, Exception error, bool cancelled, object userState)

            : base(error, cancelled, userState)

        {

            Response = response;

        }



        public dynamic Response { get; private set; }

    再删除SampleClient中前面添加的两个异步方法后，来看看如何跑起来：

var client = new DynamicAsyncClient(new SampleClient("http://127.0.0.1:12345/"));

client.EchoCompleted += (sender, e) =>

{

  // update UI elements, here.

  textbox1.Text = e.Response.Name;

  textbox2.Text = e.Response.Message;

};

var result = client.EchoAsync("Zhenway", "Hello world!");

小节

    到这里，整个主题也告一段落，当然这里面可以改良的东西还有很多，例如，对WCF的Rest服务更多的支持，动态异步代理支持userState等，众多改良尚可去做，不过这些暂时省略了