本文及程序不是介绍WCF怎么用,而是研究如何在WCF通信时的通道两端自动进行数据压缩和解压缩,从而增加分布式数据传输速度。
 
而且,这个过程是完全透明的,用户及编程人员根本不需要知道它的存在,相当于HOOK在两端的一个组件。可以使用中网络带宽较小
的网络环境中。当WCF在两个实体间通讯的时候,便自动创建一个信息通道转接通讯,这个消息包含数据请求和相应。WCF使用特殊的
编码器将请求和响应数据转换成一系列的字节。
 
    我所带的项目里遇到大文件分布式传输问题,经过分析考虑采用WCF通道压缩技术来解决此问题。执行这样的编码是需要传输大文件(XML格式)由一台机器到另一台机器传输,而连接有速度限制。经过查看了一些国外英文网站,发现我不用写一个特殊的函数边压缩和边解压,而是配置传输通道可以做到这一点,这种方式压缩可重复使用的任何契约。我发现自己编写的消息编码器是最简单的方式来实现功能,真正的问题是如何编写信息编码器,在MSDN上没有找到任何关于此应用的实例。消息契约编码器的想法是Hook连接两端发送和接收信息的渠道。程序是采用Microsoft Visual Studio 2008 WCF设计。
              
                                  图1 WCF消息通道编码过程时序图    
 
发送方:代码中加入方法,该方法及其参数的序列化成SOAP消息,消息编码序列化的信息将成为一个字节数组,字节数组发送传输层。
 接收方:传输层接收字节数组,消息编码器并行化字节数组到一条消息,该方法及其参数并行化到一个SOAP消息,方法是被监听的。 当加入压缩信息编码器,该方法要求有一点改变:发送方:代码中加入方法,该方法及其参数的序列化成SOAP消息,消息契约编码让其内在的信息编码序列的信息成为一个字节数组,消息契约编码压缩的字节数组第二个字节数组,字节数组发送传输层。

     接收方:传输层接收字节数组,消息契约编码的字节数组解压到第二字节数组,消息契约编码让其内在的信息编码化的第二个字节数组消息,该方法及其参并行化到SOAP消息,方法是被监听的。
 
     这个消息契约编码分为几个类:

     CompactMessageEncoder //这个类提供了信息编码实施。

     CompactMessageEncoderFactory //这个类是负责提供契约信息编码实例。

     CompactMessageEncodingBindingElement //这个类负责通道的协议约束规范。
 
     CompactMessageEncodingElement //这个类使信息编码通过增加应用程序配置文件。
                
                              图2 消息通道编码器静态类图 
 
     压缩方法:契约消息编码器是使用gzip压缩的NET Framework范围内执行的,是调用System.IO.Compression.GZipStream名字空间类中。

     加入引用CompactMessageEncoder.dll,修改app.config文件引用,应用程序必须要在客户端和服务器端。
压缩缓冲代码:
private static ArraySegment<byte> CompressBuffer(ArraySegment<byte> buffer, BufferManager bufferManager, int messageOffset)
        {
            
// Create a memory stream for the final message
            MemoryStream memoryStream = new MemoryStream();

            
// Copy the bytes that should not be compressed into the stream
            memoryStream.Write(buffer.Array, 0, messageOffset);

            
// Compress the message into the stream
            using (GZipStream gzStream = new GZipStream(memoryStream, CompressionMode.Compress, true))
            {
                gzStream.Write(buffer.Array, messageOffset, buffer.Count);
            }

            
// Convert the stream into a bytes array
            byte[] compressedBytes = memoryStream.ToArray();

            
// Allocate a new buffer to hold the new bytes array
            byte[] bufferedBytes = bufferManager.TakeBuffer(compressedBytes.Length);

            
// Copy the compressed data into the allocated buffer
            Array.Copy(compressedBytes, 0, bufferedBytes, 0, compressedBytes.Length);

             
// Release the original buffer we got as an argument
            bufferManager.ReturnBuffer(buffer.Array);

            
// Create a new ArraySegment that points to the new message buffer
            ArraySegment<byte> byteArray = new ArraySegment<byte>(bufferedBytes, messageOffset, compressedBytes.Length - messageOffset);

            
return byteArray;
        }
解压缓冲代码:
Code
   
private static ArraySegment<byte> DecompressBuffer(ArraySegment<byte> buffer, BufferManager bufferManager)
        {
            
// Create a new memory stream, and copy into it the buffer to decompress
            MemoryStream memoryStream = new MemoryStream(buffer.Array, buffer.Offset, buffer.Count);

            
// Create a memory stream to store the decompressed data
            MemoryStream decompressedStream = new MemoryStream();

            
// The totalRead stores the number of decompressed bytes
            int totalRead = 0;

            
int blockSize = 1024;

            
// Allocate a temporary buffer to use with the decompression
            byte[] tempBuffer = bufferManager.TakeBuffer(blockSize);

            
// Uncompress the compressed data
            using (GZipStream gzStream = new GZipStream(memoryStream, CompressionMode.Decompress))
            {
                
while (true)
                {
                    
// Read from the compressed data stream
                    int bytesRead = gzStream.Read(tempBuffer, 0, blockSize);
                    
if (bytesRead == 0)
                        
break;
                    
// Write to the decompressed data stream
                    decompressedStream.Write(tempBuffer, 0, bytesRead);
                    totalRead 
+= bytesRead;
                }
            }
            
// Release the temporary buffer
            bufferManager.ReturnBuffer(tempBuffer);

            
// Convert the decompressed data stream into bytes array
            byte[] decompressedBytes = decompressedStream.ToArray();

            
// Allocate a new buffer to store the message 
            byte[] bufferManagerBuffer = bufferManager.TakeBuffer(decompressedBytes.Length + buffer.Offset);

            
// Copy the bytes that comes before the compressed message in the buffer argument
            Array.Copy(buffer.Array, 0, bufferManagerBuffer, 0, buffer.Offset);

            
// Copy the decompressed data
            Array.Copy(decompressedBytes, 0, bufferManagerBuffer, buffer.Offset, decompressedBytes.Length);

            
// Create a new ArraySegment that points to the new message buffer
            ArraySegment<byte> byteArray = new ArraySegment<byte>(bufferManagerBuffer, buffer.Offset, decompressedBytes.Length);

            
// Release the original message buffer
            bufferManager.ReturnBuffer(buffer.Array);

            
return byteArray;
        }
改变服务端配置
   加入消息契约编码器之前app.config的实例:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration> 
    
<system.serviceModel> 
        
<services> 
            
<service name="Server.MyService">
                
<endpoint 
                    
address="net.tcp://localhost:1234/MyService" 
                    binding
="netTcpBinding"
                    contract
="Server.IMyService" /> 
            
</service> 
        
</services> 
    
</system.serviceModel>
</configuration>
加入消息契约编码器后app.config的例子:
Code
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration> 
    
<system.serviceModel> 
        
<services> 
            
<service name="Server.MyService">

            
<!-- Set the binding of the endpoint to customBinding -->                 
            
<endpoint 
                    
address="net.tcp://localhost:1234/MyService" 
                    binding
="customBinding"
                    contract
="Server.IMyService" /> 
            
</service> 
        
</services> 

        
<!-- Defines a new customBinding that contains the compactMessageEncoding -->         
        
<bindings> 
            
<customBinding> 
                
<binding name="compactBinding"> 
                    
<compactMessageEncoding>

                
<!-- Defines the inner message encoder as binary encoder -->                        
                
<binaryMessageEncoding /> 
                    
</compactMessageEncoding> 
                    
<tcpTransport /> 
                
</binding> 
            
</customBinding> 
        
</bindings> 

    
<!-- Adds the extension dll so the WCF can find the compactMessageEncoding -->
        
<extensions> 
            
<bindingElementExtensions> 
                
<add name="compactMessageEncoding" type="Amib.WCF.CompactMessageEncodingElement, CompactMessageEncoder, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null" />
            
</bindingElementExtensions> 
        
</extensions> 

     
</system.serviceModel>
</configuration>
客户端配置变化
加入消息契约编码器之前app.config的实例:
Code
加入消息契约编码器后app.config的例子:
Code
  
这种压缩方法,消息堵塞的几率很小。使用CompactMessageEncoder在同一台机器运行客户端和服务器上可能会降低效率。