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WCF技術剖析之三十三：你是否了解WCF事務框架體係內部的工作機製？[上篇]
WCF事務編程主要涉及到這麼三個方麵：通過服務（操作）契約確定TransactionFlow的策略；通過事務綁定實現事務流轉；通過服務操作行為控製事務的自動登記（Enlistment）行為，以及對事務超時時限、隔離級別和實例行為的設定。那麼，在WCF內部這三者之間究竟是如何通過相互協作實現分布式事務的呢？這就是本篇文章所要講述的內容，先來看看應用於服務契約中的某個操作的TransactionFlowAttribute到底為我們作了什麼。
一、TransactionFlowAttribute：將TransactionFlow選項存入綁定上下文（BindingContext）
通過前麵的介紹，我們知道了通過將TransactionFlowAttribute特性應用於服務契約的某個操作，實際上是指定了基於該操作事務流轉的策略（NotAllowed、Allowed和Mandatory）。綁定最終需要根據設置的TransactionFlow選項，決定是否對事務實施流轉，即客戶端是否需要將當前事務進行序列化並嵌入到出棧消息（Outgoing Message）中發送出去；服務端是否需要從入棧消息（Incoming Message）中提取事務相關信息並重新構建事務。那麼兩者是如何聯係在一起的呢？
在介紹TransactionFlowAttribute特性的時候，我們說過TransactionFlowAttribute並不是一個簡單的特性，它是一個實現了IOperationBehavior接口的操作行為。IOperationBehavior接口定義了4個方法（ApplyClientBehavior、ApplyDispatchBehavior、Validate和AddBindingParameters），處理AddBindingParameters，其餘三個都是空操作。大體上，TransactionFlowAttribute的定義可以通過下麵的偽代碼表示。
1: [AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
2: public sealed class TransactionFlowAttribute : Attribute, IOperationBehavior
3: {
4: public TransactionFlowAttribute(TransactionFlowOption transactions);
5: void IOperationBehavior.AddBindingParameters(OperationDescription description, BindingParameterCollection parameters)
6: {
7: //將TransactionFlow選項（NotAllwed、Allowed和Mandatory）存入綁定上下文
8: AddTransactionFlowOptionInBindingContext();
9: }
10: void IOperationBehavior.ApplyClientBehavior(OperationDescription description, ClientOperation proxy){ }
11: void IOperationBehavior.ApplyDispatchBehavior(OperationDescription description, DispatchOperation dispatch) { }
12: void IOperationBehavior.Validate(OperationDescription description) { }
13:
14: public TransactionFlowOption Transactions { get; }
15: }
也就是通過AddBindingParameters這個方法，將設置的TransactionFlow選項傳入了綁定上下文（Binding Context），使得通過綁定創建的信道（Channel）可以獲取該選項，並根據相應的值控製自身消息處理的行為。在這裏，真正使用到該TransactionFlow選項的信道，就是通過事務綁定的TransactionFlowBindingElement創建的事務信道。關於綁定、綁定元素和信道之間的關係，在《WCF技術剖析（卷1）》的第3章有詳細的介紹。
二、 事務綁定：實現事務的流轉
由於消息交換是WCF進行通信的唯一手段，所以事務的流轉最終需要將事務本身作為消息的一部分進行傳輸。WCF采用不同的事務處理協議（OleTx和WS-AT），反映在消息交換上就是采用怎樣的格式對事務進行格式化，以及將格式化的事務信息與消息（主要是SOAP）進行綁定。在WCF的整個事務處理體係結構中，事務的格式化和消息綁定的操作通過事務綁定實現。
我們所說的事務綁定就是包含有TransactionFlowBindingElement綁定元素，並且TransactionFlow開關被開啟的綁定。對於客戶端來說，TransactionFlowBindingElement創建事務信道工廠（TransactionChannelFactory），而基於不同的信道形狀（Channel Shape）和對會話的支持，事務信道工廠會創建相應的事務信道，比如事務輸出信道（TransactionOutputChannel）、事務請求信道（TransactionRequestChannel）和事務雙工信道（TransactionDuplexChannel）等等。對於服務端來說，TransactionFlowBindingElement會創建事務信道監聽器（TransactionChannelListener），與客戶端類似，事務信道監聽器也會創建基於不同信道形狀（Channel Shape）和對會話的支持的事務信道，比如事務輸入信道（TransactionInputChannel）、事務回複信道（TransactionReplyChannel）和事務雙工信道（TransactionDuplexChannel）等。事務流轉相關的綁定元素、綁定管理器（信道工廠和信道監聽器）和信道之間的關係如圖1所示。
圖1 事務流轉相關的綁定元素、信道管理器和信道結構
客戶端的事務信道需要將當前事務寫入消息，而服務端的事務信道則需要將流入的事務從服務中讀出來。WCF將事務的讀寫操作定義在一個稱為TransactionFormatter的類型中。不過，這是一個內部（Internal）類型不能直接使用。TransactionFormatter的定義大體上如下麵的代碼所示，其中ReadTransaction和WriteTransaction分別實現對事務的讀取和寫入操作。事務通過TransactionInfo對象的形式被讀取出來，TransactionInfo是也是一個內部對象，我們可以通過調用UnmarshalTransaction得到真正的Transaction對象。
1: internal abstract class TransactionFormatter
2: {
3: //其他成員
4: public abstract TransactionInfo ReadTransaction(Message message);
5: public abstract void WriteTransaction(Transaction transaction, Message message);
6: }
7: internal abstract class TransactionInfo
8: {
9: //其他成員
10: public abstract Transaction UnmarshalTransaction();
11: }
如果采用不同事務處理協議，相同的事務需要按照不同的方式進行格式化，所以WCF事務體係內部創建了繼承自TransactionFormatter的三個具體的TransactionFormatter類型：OleTxTransactionFormatter、WsatTransactionFormatter10和WsatTransactionFormatter11，它們分別對應於WCF支持的三種事務處理協議：OleTx、WS-AT 1.0和WS-AT 1.1。
我想很多人很想知道一個Transaction對象被不同的TransactionFormatter寫入到Message對象後，Message具有怎樣的格式呢？接下來我們通過一個簡單的實例來演示。
三、實例演示：通過TransactionFormatter進行事務的寫入
本實例是一個簡單的控製台應用，我們將用它來演示模擬事務綁定是如何將當前事務寫入消息。由於上麵提到的TransactionFormatter和TransactionInfo都是內部類型，我們隻能通過反射的方式使用它們。為此，我寫了一個簡單的工具類型ReflectUtil，用於通過反射的方式創建對象和調用某個方法，原理很簡單，在這裏就不多作介紹了。
1: internal static class ReflectUtil
2: {
3: public static object CreateInstance(string typeAssemblyQName, params object[] parameters)
4: {
5: Type typeofInstance = Type.GetType(typeAssemblyQName);
6: BindingFlags bindingFlags = BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic;
7: return Activator.CreateInstance(typeofInstance, bindingFlags, null, parameters, null);
8: }
9: public static object Invoke(string methodName, object targetInstance, params object[] parameters)
10: {
11: BindingFlags bindingFlags = BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Public;
12: return targetInstance.GetType().GetMethod(methodName, bindingFlags).Invoke(targetInstance, parameters);
13: }
14: }
然後我們創建我們自己的TransactionFormatter類型，它具有相同的方法ReadTransaction和WriteTransaction，ReadTransaction的返回類型直接使Transaction。相應的事務協議通過構造函數指定，事務協議決定了最終創建的真正TransactionFormatter的類型。真正的TransactionFormatter通過ReflectUtil創建，相應的方法也通過ReflectUtil調用。
1: public class TransactionFormatter
2: {
3: const string OleTxFormatterType = "System.ServiceModel.Transactions.OleTxTransactionFormatter,System.ServiceModel, Version=3.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089";
4: const string Wsat10FormatterType = "System.ServiceModel.Transactions.WsatTransactionFormatter10,System.ServiceModel, Version=3.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089";
5: const string Wsat11FormatterType = "System.ServiceModel.Transactions.WsatTransactionFormatter11,System.ServiceModel, Version=3.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089";
6:
7: public object InternalFormatter
8: { get; private set; }
9:
10: public TransactionFormatter(TransactionProtocol transactionProtocol)
11: {
12: if (transactionProtocol == TransactionProtocol.OleTransactions)
13: {
14: this.InternalFormatter = ReflectUtil.CreateInstance(OleTxFormatterType);
15: }
16: else if (transactionProtocol == TransactionProtocol.WSAtomicTransactionOctober2004)
17: {
18: this.InternalFormatter = ReflectUtil.CreateInstance(Wsat10FormatterType);
19: }
20: else
21: {
22: this.InternalFormatter = ReflectUtil.CreateInstance(Wsat11FormatterType);
23: }
24: }
25:
26: public Transaction ReadTransaction(Message message)
27: {
28: object transInfo = ReflectUtil.Invoke("ReadTransaction", this.InternalFormatter, message);
29: return ReflectUtil.Invoke("UnmarshalTransaction", transInfo) as Transaction;
30: }
31:
32: public void WriteTransaction(Transaction transaction, Message message)
33: {
34: ReflectUtil.Invoke("WriteTransaction", this.InternalFormatter, transaction, message);
35: }
36: }
然後我們基於三種不同的事務處理協議創建了相應的TransactionFormatter對象，並將相同的Transaction對象寫入到一個Message對象中，並且Message的主體部分為Transaction對象本身。最終的Message對象被寫入到3個XML文文件中。
1: static void Main(string[] args)
2: {
3: using (TransactionScope transactionScope = new TransactionScope())
4: {
5: WriteTransaction(TransactionProtocol.OleTransactions, Transaction.Current, "oletx.xml");
6: WriteTransaction(TransactionProtocol.WSAtomicTransactionOctober2004, Transaction.Current, "wsat10.xml");
7: WriteTransaction(TransactionProtocol.WSAtomicTransaction11, Transaction.Current, "wsat11.xml");
8: }
9: }
10:
11: static void WriteTransaction(TransactionProtocol transactionProtocol, Transaction transaction, string fileName)
12: {
13: string action = string.Format("https://www.artech.com/transactionformat/{0}", transactionProtocol.GetType().Name);
14: Message message = Message.CreateMessage(MessageVersion.Default, action, Transaction.Current);
15: TransactionFormatter formatter = new TransactionFormatter(transactionProtocol);
16: formatter.WriteTransaction(Transaction.Current, message);
17: using (XmlWriter writer = new XmlTextWriter(fileName, Encoding.UTF8))
18: {
19: message.WriteMessage(writer);
20: }
21: Process.Start(fileName);
22: }
程序成功運行後，你將會得到三個表示Message對象的XML文件，它們的內容如下。有興趣的讀者可以結合相應事務處理協議規範，認真分析一下對應消息的結構，相信可以加深你對事務處理協議的理解。
OleTx.xml（OleTx）
1: <s:Envelope xmlns:a="https://www.w3.org/2005/08/addressing" xmlns:s="https://www.w3.org/2003/05/soap-envelope">
2: <s:Header>
3: <a:Action s:mustUnderstand="1">https://www.artech.com/transactionformat/OleTransactionsProtocol</a:Action>
4: <OleTxTransaction s:mustUnderstand="1" d3p1:Expires="59392" xmlns:d3p1="https://schemas.xmlsoap.org/ws/2004/10/wscoor" xmlns="https://schemas.microsoft.com/ws/2006/02/tx/oletx">
5: <PropagationToken>AQAAAAMAAADknHb/v0zMQKhDZHfsF0Y1AAAQAAAAAACEAAAAAMW2bRzFtm00W6xnBOMYAHfXuW00W6xnTOQYADi1JADAu1YAkOMYADg5YjE0NzZkLTE2ZmYtNGI4MS05ZjEwLTE5MDE3ZTkwYjU1MgBiWWwMAAAAZM1kzSEAAABKSU5OQU4tVklTVEEAAAAAHAAAAEoASQBOAE4AQQBOAC0AVgBJAFMAVABBAAAAAAABAAAAAAAAABMAAAB0aXA6Ly9KaW5uYW4tVmlzdGEvAA==</PropagationToken>
6: </OleTxTransaction>
7: </s:Header>
8: <s:Body>
9: <Transaction xmlns:i="https://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:x="https://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:d3p3="https://schemas.datacontract.org/2004/07/System.Transactions.Oletx" z:FactoryType="d3p3:OletxTransaction" xmlns:z="https://schemas.microsoft.com/2003/10/Serialization/" xmlns="https://schemas.datacontract.org/2004/07/System.Transactions">
10: <OletxTransactionPropagationToken i:type="x:base64Binary" xmlns="">AQAAAAMAAADknHb/v0zMQKhDZHfsF0Y1AAAQAAAAAACEAAAAAMW2bRzFtm00W6xnBOMYAHfXuW00W6xnTOQYADi1JADAu1YAkOMYADg5YjE0NzZkLTE2ZmYtNGI4MS05ZjEwLTE5MDE3ZTkwYjU1MgDRiGgMAAAAZM1kzSEAAABKSU5OQU4tVklTVEEAAAAAHAAAAEoASQBOAE4AQQBOAC0AVgBJAFMAVABBAAAAAAABAAAAAAAAABMAAAB0aXA6Ly9KaW5uYW4tVmlzdGEvAA==</OletxTransactionPropagationToken>
11: </Transaction>
12: </s:Body>
13: </s:Envelope>
Wsat10.xml（WS-AT 1.0）：
1: <s:Envelope xmlns:a="https://www.w3.org/2005/08/addressing" xmlns:s="https://www.w3.org/2003/05/soap-envelope">
2: <s:Header>
3: <a:Action s:mustUnderstand="1">https://www.artech.com/transactionformat/ WSAtomicTransactionOctober2004Protocol</a:Action>
4: <CoordinationContext s:mustUnderstand="1" xmlns:mstx="https://schemas.microsoft.com/ws/2006/02/transactions" xmlns="https://schemas.xmlsoap.org/ws/2004/10/wscoor">
5: <wscoor:Identifier xmlns:wscoor="https://schemas.xmlsoap.org/ws/2004/10/wscoor">urn:uuid:ff769ce4-4cbf-40cc-a843-6477ec174635</wscoor:Identifier>
6: <Expires>59392</Expires>
7: <CoordinationType>https://schemas.xmlsoap.org/ws/2004/10/wsat</CoordinationType>
8: <RegistrationService>
9: <Address xmlns="https://schemas.xmlsoap.org/ws/2004/08/addressing">https://jinnan-vista/WsatService/Registration/Coordinator/ /</Address>
10: <ReferenceParameters xmlns="https://schemas.xmlsoap.org/ws/2004/08/addressing">
11: <mstx:RegisterInfo>
12: <mstx:LocalTransactionId>ff769ce4-4cbf-40cc-a843-6477ec174635</mstx:LocalTransactionId>
13: </mstx:RegisterInfo>
14: </ReferenceParameters>
15: </RegistrationService>
16: <mstx:IsolationLevel>0</mstx:IsolationLevel>
17: <mstx:LocalTransactionId>ff769ce4-4cbf-40cc-a843-6477ec174635</mstx:LocalTransactionId>
18: <PropagationToken xmlns="https://schemas.microsoft.com/ws/2006/02/tx/oletx">AQAAAAMAAADknHb/v0zMQKhDZHfsF0Y1AAAQAAAAAACEAAAAAMW2bRzFtm00W6xnBOMYAHfXuW00W6xnTOQYADi1JADAu1YAkOMYADg5YjE0NzZkLTE2ZmYtNGI4MS05ZjEwLTE5MDE3ZTkwYjU1MgDtiGgMAAAAZM1kzSEAAABKSU5OQU4tVklTVEEAAAAAHAAAAEoASQBOAE4AQQBOAC0AVgBJAFMAVABBAAAAAAABAAAAAAAAABMAAAB0aXA6Ly9KaW5uYW4tVmlzdGEvAA==</PropagationToken>
19: </CoordinationContext>
20: </s:Header>
21: <s:Body>
22: <Transaction xmlns:i="https://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:x="https://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:d3p3="https://schemas.datacontract.org/2004/07/System.Transactions.Oletx" z:FactoryType="d3p3:OletxTransaction" xmlns:z="https://schemas.microsoft.com/2003/10/Serialization/" xmlns="https://schemas.datacontract.org/2004/07/System.Transactions">
23: <OletxTransactionPropagationToken i:type="x:base64Binary" xmlns="">AQAAAAMAAADknHb/v0zMQKhDZHfsF0Y1AAAQAAAAAACEAAAAAMW2bRzFtm00W6xnBOMYAHfXuW00W6xnTOQYADi1JADAu1YAkOMYADg5YjE0NzZkLTE2ZmYtNGI4MS05ZjEwLTE5MDE3ZTkwYjU1MgAAAAAMAAAAZM1kzSEAAABKSU5OQU4tVklTVEEAJVwAHAAAAEoASQBOAE4AQQBOAC0AVgBJAFMAVABBAAAA//8BAAAAAAAAABMAAAB0aXA6Ly9KaW5uYW4tVmlzdGEvAA==</OletxTransactionPropagationToken>
24: </Transaction>
25: </s:Body>
26: </s:Envelope>
Wsat11.xml(WS-AT 1.1)
1: <s:Envelope xmlns:a="https://www.w3.org/2005/08/addressing" xmlns:s="https://www.w3.org/2003/05/soap-envelope">
2: <s:Header>
3: <a:Action s:mustUnderstand="1">https://www.artech.com/transactionformat/WSAtomicTransaction11Protocol</a:Action>
4: <CoordinationContext s:mustUnderstand="1" xmlns:mstx="https://schemas.microsoft.com/ws/2006/02/transactions" xmlns="https://docs.oasis-open.org/ws-tx/wscoor/2006/06">
5: <wscoor:Identifier xmlns:wscoor="https://docs.oasis-open.org/ws-tx/wscoor/2006/06">urn:uuid:ff769ce4-4cbf-40cc-a843-6477ec174635</wscoor:Identifier>
6: <Expires>59392</Expires>
7: <CoordinationType>https://docs.oasis-open.org/ws-tx/wsat/2006/06</CoordinationType>
8: <RegistrationService>
9: <a:Address>https://jinnan-vista/WsatService/Registration/Coordinator11</a:Address>
10: <a:ReferenceParameters>
11: <mstx:RegisterInfo>
12: <mstx:LocalTransactionId>ff769ce4-4cbf-40cc-a843-6477ec174635</mstx:LocalTransactionId>
13: </mstx:RegisterInfo>
14: </a:ReferenceParameters>
15: </RegistrationService>
16: <mstx:IsolationLevel>0</mstx:IsolationLevel>
17: <mstx:LocalTransactionId>ff769ce4-4cbf-40cc-a843-6477ec174635</mstx:LocalTransactionId>
18: <PropagationToken xmlns="https://schemas.microsoft.com/ws/2006/02/tx/oletx">AQAAAAMAAADknHb/v0zMQKhDZHfsF0Y1AAAQAAAAAACEAAAAAMW2bRzFtm00W6xnBOMYAHfXuW00W6xnTOQYADi1JADAu1YAkOMYADg5YjE0NzZkLTE2ZmYtNGI4MS05ZjEwLTE5MDE3ZTkwYjU1MgAAMAAMAAAAZM1kzSEAAABKSU5OQU4tVklTVEEAAGwAHAAAAEoASQBOAE4AQQBOAC0AVgBJAFMAVABBAAAAbgABAAAAAAAAABMAAAB0aXA6Ly9KaW5uYW4tVmlzdGEvAA==</PropagationToken>
19: </CoordinationContext>
20: </s:Header>
21: <s:Body>
22: <Transaction xmlns:i="https://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:x="https://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:d3p3="https://schemas.datacontract.org/2004/07/System.Transactions.Oletx" z:FactoryType="d3p3:OletxTransaction" xmlns:z="https://schemas.microsoft.com/2003/10/Serialization/" xmlns="https://schemas.datacontract.org/2004/07/System.Transactions">
23: <OletxTransactionPropagationToken i:type="x:base64Binary" xmlns="">AQAAAAMAAADknHb/v0zMQKhDZHfsF0Y1AAAQAAAAAACEAAAAAMW2bRzFtm00W6xnBOMYAHfXuW00W6xnTOQYADi1JADAu1YAkOMYADg5YjE0NzZkLTE2ZmYtNGI4MS05ZjEwLTE5MDE3ZTkwYjU1MgDRiGgMAAAAZM1kzSEAAABKSU5OQU4tVklTVEEAAAAAHAAAAEoASQBOAE4AQQBOAC0AVgBJAFMAVABBAAAAAAABAAAAAAAAABMAAAB0aXA6Ly9KaW5uYW4tVmlzdGEvAA==</OletxTransactionPropagationToken>
24: </Transaction>
25: </s:Body>
26: </s:Envelope>
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最後更新：2017-10-27 16:04:25