WCF后续之旅(9)：通过WCF的双向通信实现Session管理[上篇]

我们都知道，WCF支持Duplex的消息交换模式，它允许在service的执行过程中实现对client的回调。WCF这种双向通信的方式是我们可以以Event Broker或者订阅/发布的方式来定义和调用WCF Service。今天我们就给大家一个具体的例子：通过WCF的duplex communication方式现在Session管理。

一、Session 管理提供的具体功能

我们的例子实现了下面一些Session Management相关的功能：

Start/End Session：可以调用service开始一个新的Session或者结束掉一个现有的Session。当开始一个Session的时候，service根据client端传入的client相关的信息（ClientInfo），创建一个SessionInfo对象，该对象由一个GUID类型的SessionID唯一标识，代表一个具体的Client和Service的Session。在service端，通过一个dictionary维护者一个当前所有的active session列表，key为SessionID，value是SessionInfo对象。当client调用相应的service，传入对应的SessionID，该SessionID对应的SessionInfo从该session列表中移除。
Session Timeout：如同ASP.NET具有一个Timeout的时间一样，我们的例子也具有timeout的机制。在client可以注册timeout事件，某个session timeout，service会通过在start session中指定的callback回调相应的操作（OnTimeout）并处罚client注册的timeout事件。session timeout后，SessionInfo对象从active session列表中移除。比如在本例中，我们通过注册事件使得timeout后，程序在显示timeout message之后，自动退出。
Session Renew：session timeout判断的依据是client最后活动的时间（last activity time），而该事件反映的是最后一次鼠标操作的时间（假设我们的client是一个GUI应用）。所以从session的生命管理来讲，用户的每次鼠标操作实际上将session的时间延长到session timeout的时间。
Session Listing Viewing：Administrator或者某个具有相应权限的用户，可以查看当前活动的session列表和session相关的信息，比如IP地址、主机名称、用户名、session开始的时间和最后一次活动的时间，见下图。
Session Killing：如何发现某个用户正在做一些不该做的事情，或者发现当前的并发量太大，管理员可以强行杀掉某个正在活动的Session。同session timeout一样，client端可以注册session killed事件。当session被强行中止后，service回调client相应的方法（OnSessionKilled），触发该事件。比如在本例中，我们通过注册事件使得某个client对应的session被杀掉后，该client程序在显示message之后，自动退出。

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二、Session Timeout的实现原理

在该例子中，最重要的是如何实现timeout的功能，而该功能的核心在于如何探测session的状态（Active、Timeout、Killed）。一般地我们有两种截然不同的方式来实现这样的功能：

1、客户端驱动

这是大多数人会想得到的方式，通过这样的方式实现session status的检测功能：如下图所示，client端调用相应的service开始一个session，并获得SessionID。client端每隔一定的时间调用相应的操作（CheckSessionStatus），并将自己的SessionID传入，进行session status的检测（步骤1），根据返回的状态进行相应的处理；用户的鼠标操作将会调用相应的操作（RenewSession）将session的last active time修正为service端的当前时间（不应该是client的时间）（步骤2）。然而，不可能每次鼠标操作都进行service的调用，这样会频繁的调用service调用肯定会使程序不堪重负。所以会一般会设置一个service调用的时间间隔，也就是在一定的时间端内，只有一次鼠标操作会触发service的调用。由于CheckSessionStatus和RenewSession的调用都是基于某个时间间隔的，所以实时性是怎么也解决不了的。此外，这种形如轮询方式的机制在高并发的情况下也会让service端的压力正大。

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2、服务端驱动

设计服务端驱动模型是从.NET Remoting的remote instance生命周期管理机制得到的灵感。我们知道和WCF3种InstanceContext Mode（PerCall、PerSession和Single）相对应，Remoting也具有3种不同的对象激活方式（Object Activation）：SingleCall、CAO（client activated object）和Singleton。SingleCall和Singleton是两个极端，不需要特殊的对象回收机制，而CAO模式下，Remoting采用了一种基于“租约”（lease）的service instance 生命周期管理机制：remote object被一个租约一个“租约”（lease：实现了System.Runtime.Remoting.Lifetime.ILease inte易做图ce）对象引用。client端通过一个Sponsor（ System.Runtime.Remoting.Lifetime.ISponsor）引用lease对象. 当Lease Manager检测到某个remote object的lease超时，Remoting不会马上对其进行垃圾回收，而是找到该lease的Sponsor对象，通过Sponsor对象回调Renewal方法（Sponsor处于client端），返回一个Timespan对象，表明需要将remote object的lifetime延长的时间，如何该值小于或者等于零，则不需要延长，该对象将会被回收掉；否则将lifetime延长至相应的时间。同时，client的每次远程调用，都会自动实现对lifetime的Renew功能

我们实现与此相似的Session Management的功能，具体的流程如下图所示：

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步骤一

client端调用Guid StartSession(SessionClientInfo clientInfo, out TimeSpan timeout)方法，其中SessionClientInfo 表述client的一些基本的信息，比如IP地址、主机名称、用户名等等。service端接收到请求后，创建一个SessionInfo对象，该对象代表一个具体基于某个client的session，并同通过一GUID形式的SessionID唯一标识。同时将此SessionClientInfo 对象加入到表示当前所有活动的Session列表中，该列表通过一个dictionary表示（IDictionary<Guid, SessionInfo> CurrentSessionList），其中key是SessionID。最后service将SessionID和session timeout的时间返回到client端。

此外，client调用StartSession，除了指定SessionClientInfo 之外，还提供了一个Callback对象，Callback用在service在相应的时机（session轮询、session timeout，kill session）实现对client的回调，下面是3个主要的callback操作：

TimeSpan Renew():对Session生命周期的延长。
void OnSessionKilled(SessionInfo sessionInfo):当client对应的session被杀掉之后，调用该方法实现实时通知。
void OnSessionTimeout(SessionInfo sessionInfo):当client对应的session timeout后，调用该方法实现实时通知。

除了维护一个当前活动session的列表之外，service还维护一个Callback列表（IDictionary<Guid, ISessionCallback> CurrentCallbackList），key仍然是SessionID。当StartSession被调用后，callback被加入到CurrentCallbackList中。

步骤二

service以一定的时间间隔对session列表进行轮询（polling），根据SessionClientInfo的最后活动时间（LastActivityTime）和session timeout的时间判断是否需要renew session（DateTime.Now - sessionInfo.LastActivityTime 〉 Timeout）。考虑到对实时性的要求

补充：综合编程 , 其他综合 ,