WCF技术剖析之十七：消息（Message）详解（中篇）

原文:WCF技术剖析之十七：消息（Message）详解（中篇）

[爱心链接：拯救一个25岁身患急性白血病的女孩[内有苏州电视台经济频道《天天山海经》为此录制的节目视频（苏州话）]]在上篇中大体上围绕着Message的两个话题进行讲述：消息版本（Message Version）和采用五种不同的方式创建Message。本篇文章将会详细介绍Message的另外两个主题：和消息的基本操作，比如读、写、拷贝、关闭等，以及消息状态机（Message State Machine）。

知道了消息是如何创建的，我们接着讨论消息的一些基本的操作。除了上面介绍的消息创建之外，一个消息涉及到的操作大体分为以下4类：

• 读消息：读取整个消息的内容或者有选择地读取报头或者主体部分内容；
• 写消息：将整个消息的内容或者主体部分内容写入文件或者流；
• 拷贝消息：通过消息拷贝生成另一个具有相同内容的新消息；
• 关闭消息：关闭消息，回收一些非托管资源。

上述的这些消息的基本操作都和消息的状态密切相关，消息操作和消息状态之间的关系体现在以下两个方面：

• 消息的状态决定了可以采取的操作；
• 消息操作伴随着消息状态的改变。

一、消息状态机（Message State Machine）

图1展示的是基于消息的状态机，从图中我们可以得出下面的一些关于Message对象状态转换的规则：

• 消息的读、写和拷贝操作只能作用于状态为Created的消息上；
• 消息的读、写和拷贝将消息状态从Created转换成Read、Written和Copied。
• 所有状态的消息都可以直接关闭，关闭后消息的状态转换为Closed。

图1 Message对象状态机

在WCF中，消息的状态通过System.ServiceModel.Channels.MessageState枚举表示，MessageState定义了5种消息状态，与上图所示的5种状态一一对应。MessageState的定义如下：

 1: public enum MessageState

 2: {

 3: Created,

 4: Read,

 5: Written,

 6: Copied,

 7: Closed

 8: }

二、消息的读取

读取消息主体部分的内容是最为常见的操作。如果主体部分的内容对应一个可以序列化的对象，可以通过GetBody<T>方法读取消息主体并反序列化生成相应的对象。而通过GetReaderAtBodyContents得到一个XmlDictionaryReader对象，通过这个对象可以进一步提取消息主体部分的内容。

 1: public abstract class Message : IDisposable

 2: {

 3: //其他成员

 4: public T GetBody<T>();

 5: public T GetBody<T>(XmlObjectSerializer serializer);

 6: public XmlDictionaryReader GetReaderAtBodyContents(); 

 7: }

我们演示一下GetBody<T>方法的例子。假设消息主体部分对应的类型为下面所示的Customer类，这是一个数据契约。

 1: [DataContract(Namespace = "http://www.artech.com")]

 2: public class Customer

 3: {

 4: [DataMember]

 5: public string Name

 6: { get; set; }

 7:  

 8: [DataMember]

 9: public string Compnay

 10: { get; set; }

 11:  

 12: [DataMember]

 13: public string Address

 14: { get; set; }

 15:  

 16: public override bool Equals(object obj)

 17: {

 18: Customer customer = obj as Customer;

 19: if (customer == null)

 20: {

 21: return false;

 22: }

 23: return this.Name == customer.Name && this.Compnay == customer.Compnay && this.Address == customer.Address;

 24: }

 25: }

在下面的程序中，通过Customer对象创建Message对象，调用GetBody<Customer>方法读取主体部分的内容并反序列化成Customer对象。可以想象开始创建的Customer对象和通过GetBody<Customer>方法得到的Customer对象的是得相等的，输出的结果证明了这一点。

 1: Customer customer = new Customer

 2: {

 3: Name = "Foo",

 4: Compnay = "NCS",

 5: Address = "#328, Airport Rd, Industrial Park, Suzhu Jiangsu Province"

 6: };

 7: Message message = Message.CreateMessage(MessageVersion.Default, "http://www.artech.com/myaction", customer);

 8: Customer cusomterToRead = message.GetBody<Customer>();

 9: Console.WriteLine("customer.Equals(cusomterToRead) = {0}", customer.Equals(cusomterToRead));

输出结果：

 1: customer.Equals(cusomterToRead) = True

按照我们上面介绍的消息状态机所描述的，只有状态为Created的消息才能执行读取操作，否则会抛出异常。无论是执行了GetBody<T>方法还是GetReaderAtBodyContents方法，Message对象的状态都将转换为Read。在上面代码的基础上，添加了两行额外的代码输出消息的状态，并再一次调用Message对象的GetBody<T>方法。程序运行输出消息的状态（message.State = Read），正执行到第2个GetBody<T>方法时，抛出如图2所示的InvalidOperationException异常。

 1: //省略代码

 2: Message message = Message.CreateMessage(MessageVersion.Default, "http://www.artech.com/myaction", customer);

 3: Customer cusomterToRead = message.GetBody<Customer>();

 4: Console.WriteLine("message.State = {0}", message.State);

 5: cusomterToRead = message.GetBody<Customer>();

 6: Console.WriteLine("customer.Equals(cusomterToRead) = {0}", customer.Equals(cusomterToRead));

输出结果：

 1: message.State = Read

图2 重复读取消息导致的异常

三、消息的写入

在Message类中，定义了一系列WriterXxx方法用于消息的写操作。通过这些方法，我们可以将整个消息或者是消息的主体部分内容写入XmlWriter或者XmlDictioanryWriter中，最终写入文件或者流。

 1: public abstract class Message : IDisposable

 2: { 

 3: //其他成员

 4: public void WriteBody(XmlDictionaryWriter writer);

 5: public void WriteBody(XmlWriter writer);

 6: public void WriteBodyContents(XmlDictionaryWriter writer);

 7: public void WriteMessage(XmlDictionaryWriter writer);

 8: public void WriteMessage(XmlWriter writer);

 9: public void WriteStartBody(XmlDictionaryWriter writer);

 10: public void WriteStartBody(XmlWriter writer);

 11: public void WriteStartEnvelope(XmlDictionaryWriter writer);

 12: }

我们在前面作演示时创建的辅助方法WriteMessage（如下面的代码所示），就是通过调用WriteMessage方法将消息的内容写入一个指定的XML文件中的。同消息的读取一样，写操作只能作用于状态为Created的消息。成功执行了消息写入操作后，状态转换为Written。

 1: static void WriteMessage(Message message, string fileName)

 2: {

 3: using (XmlWriter writer = new XmlTextWriter(fileName, Encoding.UTF8))

 4: {

 5: message.WriteMessage(writer);

 6: }

 7: Process.Start(fileName);

 8: }

四、消息的拷贝

通过前面的介绍和演示，相信读者对消息的状态转换已有一个清晰的认识：消息的读写都会改变消息的状态，而读写操作只能作用于状态为Created的消息。由此就出现了这样一个问题：在真正的WCF应用中，我们往往需要将消息进行日志记录。如果按照正常的方式进行消息的读取和写入，会导致状态的改变，如果消息传递到WCF的处理管道，作用于该消息对象的读、写操作都将失败。在这种情况下，我们需要使用到消息的拷贝功能。Message类中定义了一个CreateBufferedCopy方法，专门用于消息的拷贝。

 1: public abstract class Message : IDisposable

 2: {

 3: //其他成员

 4: public MessageBuffer CreateBufferedCopy(int maxBufferSize);

 5: }

CreateBufferedCopy方法的返回结果并不是我们想象的Message对象，而是一个System.ServiceModel.Channels.MessageBuffer对象，MessageBuffer表示消息在内存中缓存。当CreateBufferedCopy成功执行后，消息的状态转换成Copied，很显然后续的操作不能再使用该消息。但是却可以通过MessageBuffer对象创建一个新的Message对象，该对象具有与原来一样的内容，但是状态却是Created。在MessageBuffer中，定义了如下一个CreateMessage方法，用于新消息的创建。

 1: public abstract class MessageBuffer : IXPathNavigable, IDisposable

 2: {

 3: //其他成员

 4: public abstract Message CreateMessage();

 5: }

比如，我们通过下面的方式解决前面所演示的重复读取的问题，将不会在有InvalidOperatioException异常抛出。

 1: Message message = Message.CreateMessage(MessageVersion.Default, "http://www.artech.com/myaction", customer);

 2: MessageBuffer messageBuffer = message.CreateBufferedCopy(int.MaxValue);

 3: message = messageBuffer.CreateMessage(); 

 4: Customer cusomterToRead = message.GetBody<Customer>();

 5: message = messageBuffer.CreateMessage();

 6: cusomterToRead = message.GetBody<Customer>();

 7: Console.WriteLine("customer.Equals(cusomterToRead) = {0}", 

作者：Artech
出处：http://artech.cnblogs.com

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