简介
Microsoft近期推出一种用于生成集成应用程序的新平台――Microsoft .NET框架。.NET 框架允许开发人员使用任何编程语言迅速生成和部署Web服务和应用程序。Microsoft Intermediate Language (MSIL)和实时
(JIT )编译器使这种不依赖语言的框架得以实现。
与.NET框架同时面世的还有一种新的编程语言C#(读“C sharp”)。C#是一种简单、新颖、面向对象和类型安全的编程语言。利用 .NET 框架和 C# (除 Microsoft? Visual Basic ?和 Managed C++之外),用户 可以编写功能强大的 Microsoft Windows?和 Web应用程序及服务。本文提供了这样的一个解决方案,它的重点是.NET 框架和 C# 而不是编程语言。C#语言的介绍可以在“ C# 简介和概述(英文)”找到。
近期的文章“MSMQ:可伸缩、高可用性的负载平衡解决方案(英文)”介绍了一种解决方案,用于高可用性消息队列(MSMQ)的可伸缩负载平衡解决方案体系结构。此解决方案中涉及了一种将 Windows服务用作智能消息路由器的开发方案。这样的解决方案以前只有 Microsoft Visual C++程序员才能实现,而 .NET 框架的出现改变了这种情况。从下面的解决方案中,您可以看到这一点。
.NET 框架应用程序
这里介绍的解决方案是一种用来处理若干消息队列的 Windows服务;其中每个队列都是由多个线程进行处理(接收和处理消息)。处理程序使用循环法技术或应用程序特定值(消息 AppSpecific属性)从目的队列列表中路由消息,并使用消息属性来调用组件方法。(示例进程也属于这种情况。)在后一种情况下,组件的要求是它能够实现给定的接口IWebMessage要处理错误,应用程序需要将不能处理的消息发送到错误队列中。
消息应用程序的结构与以前的活动模板库(ATL )应用程序相似,它们之间的主要不同在于用于管理服务的代码的封装和 .NET 框架组件的使用。要创建Windows服务,.NET框架用户仅仅需要创建一个从 ServiceBase(来自System.ServiceControl程序集)继承的类。这毫不奇怪,因为.NET框架是面向对象的。
应用程序结构
应用程序中主要的类是 ServiceControl ,它是从 ServiceBase继承的。因而,它必须实现 OnStart和OnStop 方法,以及可选的 OnPause和OnContinue方法。事实上,类是在静态方法 Main 内构造的:
using System;
using System.ServiceProcess;
public class ServiceControl: ServiceBase
{
// 创建服务对象的主入口点
public static void Main()
{
ServiceBase.Run(new ServiceControl());
}
// 定义服务参数的构造对象
public ServiceControl()
{
CanPauseAndContinue = true;
ServiceName = "MSDNMessageService";
AutoLog = false;
}
protected override void OnStart(string[] args) {...}
protected override void OnStop() {...}
protected override void OnPause() {...}
protected override void OnContinue() {...}
}
ServiceControl类创建一系列 CWorker对象,即,为需要处理的每个消息队列创建 CWorker类的一个实例。根据定义中处理队列所需的线程数目,CWorker 类依次创建了一系列的 CWorkerThread对CWorkerThread
类创建的一个处理线程将执行实际的服务工作。
使用 CWorker和 CWorkerThread类的主要目的是确认服务控件 Start、Stop、Pause 和 Continue 命令。因为这些进程必须是无阻塞的,命令操作最终将在后台处理线程上执行。
CWorkerThread 是一个抽象类,被 CWorkerThreadAppSpecific 、CWorkerThreadRoundRobin 和 CWorkerThreadAssembly继承。这些类以不同的方式处理消息。前两个类通过给另一队列发送消息来处理消息(其不同之处在于确定接收队列路径的方式),最后一个类则使用消息属性来调用组件方法。
.NET 框架内部的错误处理是以基类 Exception为基础的。当系统引发或捕获错误时,这些错误必须是从 Exception中导出的类。CWorkerThreadException 类就是这样一种实现,它通过附加额外属性(用于定义服务是否应继续运行)来扩展基类。
最后,应用程序包含两种结构。这些值类型定义了辅助进程或线程的运行时参数,以简化 CWorker和 CWorkerThread对象的结构。使用值类型结构(而不是引用类型类)能够确保这些运行时参数维护的是数值(而不是引用)。
IWebMessage 接口
CWorkerThread 的实现之一是一个调用组件方法的类。这个名为CWorkerThreadAssembly 的类使用 IWebMessage接口来定义服务和组件之间的约定。
与当前版本的 Microsoft Visual Studio?不同,C#接口可以在任何语言中显式定义,而不需要创建和编译 IDL文件。C# IWebMessage接口的定义如下:
public interface IWebMessage
{
WebMessageReturn Process(string sMessageLabel, string sMessage
Body, int iAppSpecific);
void Release();
}
ATL 代码中的 Process 方法是为处理消息而指定的。Process 方法的返回代码定义为枚举类型WebMessageReturn:
public enum WebMessageReturn
{
ReturnGood,
ReturnBad,
ReturnAbort
}
枚举的定义如下:Good表示继续处理,Bad 表示将消息写入错误队列,Abort 表示终止处理。Release 方法为服务提供了轻松清除类实例的途径。因为仅在垃圾回收的过程中才调用类实例的析构函数,所以确保所有占用昂贵资源(例如数据库连接)的类都有一个能够在析构之前被调用的方法,用来释放这些资源,这是一种非常好的构思。
名称空间
在这里先简单介绍一下名称空间。名称空间允许在内部和外部表示中将应用程序组织成为逻辑元素。服务内的所有代码都包含在 MSDNMessageService.Service 名称空间内。尽管服务代码包含在若干文件中,但是由于它们包含在同一名称空间中,因此用户不需要引用其他文件。
由于 IWebMessage接口包含在 MSDNMessageService.Interface 名称空间中,因此使用此接口的线程类具有一个接口名称空间。
服务类
应用程序的目的是监视和处理消息队列,每一队列在收到消息时都执行不同的进程。应用程序是作为 Windows服务来实现的。
ServiceBase 类
如前所述,服务的基本结构是从 ServiceBase继承的类。重要的方法包括 OnStart、OnStop、OnPause 和 OnContinue ,每一个替代方法都与一个服务控制操作直接对应。OnStart 方法的目的是创建 CWorker对象,
而 CWorker类又创建 CWorkerThread对象,然后在该对象中创建执行服务工作的线程。
服务的运行时配置(以及 CWorker和 CWorkerThread对象的属性)是在基于 XML的配置文件中维护的。它的名称与创建的 .exe 文件相同,但带有一个.cfg 后缀。配置示例如下:
〈?xml version="1.0"?〉
〈configuration〉
〈ProcessList〉
〈ProcessDefinition
ProcessName="Worker1"
ProcessDesc="Message Worker with 2 Threads"
ProcessType="AppSpecific"
ProcessThreads="2"
InputQueue=".private$test_load1"
ErrorQueue=".private$test_error"〉
〈OutputList〉
〈OutputDefinition OutputName=".private$test_out11" /〉
〈OutputDefinition OutputName=".private$test_out12" /〉
〈/OutputList〉
〈/ProcessDefinition〉
〈ProcessDefinition
ProcessName="Worker2"
ProcessDesc="Assembly Worker with 1 Thread"
ProcessType="Assembly"
ProcessThreads="1"
InputQueue=".private$test_load2"
ErrorQueue=".private$test_error"〉
〈OutputList〉
〈OutputDefinition OutputName="C:MSDNMessageServiceMessage
Example.dll" /〉
〈OutputDefinition OutputName="MSDNMessageService.Message
Sample.ExampleClass"/〉
〈/OutputList〉
〈/ProcessDefinition〉
〈/ProcessList〉
〈/configuration〉
对此信息的访问通过来自System.Configuration 程序集的ConfigManager 类来管理。静态 Get方法返回信息的集合,这些集合将被枚举以获得单个属性。这些属性集的设置决定了辅助对象的运行时特征。除了这一配置文件,您还应该创建定义 XML文件结构的图元文件,并在其中引用位于服务器 machine.cfg配置文件中的图元文件:
〈?xml version ="1.0"?〉
〈MetaData xmlns="x-schema:CatMeta.xms"〉
〈DatabaseMeta InternalName="MessageService"〉
〈ServerWiring Interceptor="Core_XMLInterceptor"/〉
〈Collection
InternalName="Process" PublicName="ProcessList"
PublicRowName="ProcessDefinition"
SchemaGeneratorFlags="EMITXMLSCHEMA"〉
〈Property InternalName="ProcessName" Type="String" Meta
Flags="PRIMARYKEY" /〉
〈Property InternalName="ProcessDesc" Type="String" /〉
〈Property InternalName="ProcessType" Type="Int32" Default
Value="RoundRobin" 〉
〈Enum InternalName="RoundRobin"
Value="0"/〉
〈Enum InternalName="AppSpecific" Value="1"/〉
〈Enum InternalName="Assembly" Value="2"/〉
〈/Property〉
〈Property InternalName="ProcessThreads" Type="Int32"
DefaultValue="1" /〉
〈Property InternalName="InputQueue" Type="String" /〉
〈Property InternalName="ErrorQueue" Type="String" /〉
〈Property InternalName="OutputName" Type="String" /〉
〈QueryMeta InternalName="All" MetaFlags="ALL" /〉
〈QueryMeta InternalName="QueryByFile" CellName="__FILE"
Operator="EQUAL"
/〉
〈/Collection〉
〈Collection
InternalName="Output" PublicName="OutputList"
PublicRowName="OutputDefinition"
SchemaGeneratorFlags="EMITXMLSCHEMA"〉
〈Property InternalName="ProcessName" Type="String" Meta
Flags="PRIMARYKEY" /〉
〈Property InternalName="OutputName" Type="String" Meta
Flags="PRIMARYKEY" /〉
〈QueryMeta InternalName="All" MetaFlags="ALL" /〉
〈QueryMeta InternalName="QueryByFile" CellName="__FILE"
Operator="EQUAL"
/〉
〈/Collection〉
〈/DatabaseMeta〉
〈RelationMeta
PrimaryTable="Process" PrimaryColumns="ProcessName"
ForeignTable="Output"
ForeignColumns="ProcessName"
MetaFlags="USECONTAINMENT"/〉
〈/MetaData〉
由于 Service类必须维护一个已创建辅助对象的列表,因此使用了Hashtable 集合,用于保持类型对象的名称/ 数值对列表。Hashtable 不仅支持枚举,还允许通过关键字来查询值。在应用程序中,XML 进程名称是唯一的关键字:
private Hashtable htWorkers = new Hashtable();
IConfigCollection cWorkers = ConfigManager.Get("ProcessList", new
AppDomainSelector());
foreach (IConfigItem ciWorker in cWorkers)
{
WorkerFormatter sfWorker = new WorkerFormatter();
sfWorker.ProcessName = (string)ciWorker["ProcessName"];
sfWorker.ProcessDesc = (string)ciWorker["ProcessDesc"];
sfWorker.NumberThreads = (int)ciWorker["ProcessThreads"];
sfWorker.InputQueue = (string)ciWorker["InputQueue"];
sfWorker.ErrorQueue = (string)ciWorker["ErrorQueue"];
// 计算并定义进程类型
switch ((int)ciWorker["ProcessType"])
{
case 0:
sfWorker.ProcessType = WorkerFormatter.SFProcessType.
ProcessRoundRobin;
break;
case 1:
sfWorker.ProcessType = WorkerFormatter.SFProcessType.
ProcessAppSpecific;
break;
case 2:
sfWorker.ProcessType = WorkerFormatter.SFProcessType.
ProcessAssembly;
break;
default:
throw new Exception("Unknown Processing Type");
}
// 执行更多的工作以读取输出信息
string sProcessName = (string)ciWorker["ProcessName"];
if (htWorkers.ContainsKey(sProcessName))
throw new ArgumentException("Process Name Must be Unique: "
+ sProcessName);
htWorkers.Add(sProcessName, new CWorker(sfWorker));
}
在这段代码中没有包含的主要信息是输出数据的获取。每一个进程定义中都有一组相应的输出定义项。该信息是通过如下的简单查询读取的:
string sQuery = "SELECT * FROM OutputList WHERE ProcessName=" +
sfWorker.ProcessName + " AND Selector=appdomain://";
ConfigQuery qQuery = new ConfigQuery(sQuery);
IConfigCollection cOutputs = ConfigManager.Get("OutputList",
qQuery);
int iSize = cOutputs.Count, iLoop = 0;
sfWorker.OutputName = new string[iSize];
foreach (IConfigItem ciOutput in cOutputs)
sfWorker.OutputName[iLoop++] = (string)ciOutput["OutputName"];
CWorkerThread 和 Cworker类都有相应的服务控制方法,根据服务控制操作进行调用。由于 Hashtable中引用了每一个 CWorker对象,因此需要枚举 Hashtable的内容,以调用适当的服务控制方法: foreach (CWorker cWorker in htWorkers.Values)
cWorker.Start();
类似地,实现的 OnPause、OnContinue和 OnStop 方法是通过调用CWorker 对象上的相应方法来执行操作的。
CWorker 类
CWorker 类的主要功能是创建和管理 CWorkerThread对象。Start 、Stop、Pause 和 Continue 方法调用相应的 CWorkerThread方法。实际的CWorkerThread 对象是在Start 方法中创建的。与使用 Hashtable管理辅
助对象引用的 Service类相似,CWorker 使用 ArrayList(简单的动态数组)来维护线程对象的列表。