基于消息与.Net Remoting的分布式处理架构
[2] 基于消息与.Net Remoting的分布式处理架构
分布式处理在大型企业应用系统中，最大的优势是将负载分布。通过多台服务器处理多个任务，以优化整个系统的处理能力和运行效率。分布式处理的技术核心是完成服务与服务之间、服务端与客户端之间的通信。在.Net 1.1中，可以利用Web Service或者.Net Remoting来实现服务进程之间的通信。本文将介绍一种基于消息的分布式处理架构，利用了.Net Remoting技术，并参考了CORBA Naming Service的处理方式，且定义了一套消息体制，来实现分布式处理。
一、消息的定义
要实现进程间的通信，则通信内容的载体——消息，就必须在服务两端具有统一的消息标准定义。从通信的角度来看，消息可以分为两类：Request Messge和Reply Message。为简便起见，这两类消息可以采用同样的结构。
消息的主体包括ID，Name和Body，我们可以定义如下的接口方法，来获得消息主体的相关属性：
public interface IMessage:ICloneable
{
IMessageItemSequence GetMessageBody();
string GetMessageID();
string GetMessageName();
void SetMessageBody(IMessageItemSequence aMessageBody);
void SetMessageID(string aID);
void SetMessageName(string aName);
}
消息主体类Message实现了IMessage接口。在该类中，消息体Body为IMessageItemSequence类型。这个类型用于Get和Set消息的内容：Value和Item：
public interface IMessageItemSequence:ICloneable
{
IMessageItem GetItem(string aName);
void SetItem(string aName,IMessageItem aMessageItem);
string GetValue(string aName);
void SetValue(string aName,string aValue);
}
Value为string类型，并利用HashTable来存储Key和Value的键值对。而Item则为IMessageItem类型，同样的在IMessageItemSequence的实现类中，利用HashTable存储了Key和Item的键值对。
IMessageItem支持了消息体的嵌套。它包含了两部分：SubValue和SubItem。实现的方式和IMessageItemSequence相似。定义这样的嵌套结构，使得消息的扩展成为可能。一般的结构如下：
IMessage——Name
——ID
——Body（IMessageItemSequence）
——Value
——Item（IMessageItem）
——SubValue
——SubItem（IMessageItem）
——……
各个消息对象之间的关系如下：
在实现服务进程通信之前，我们必须定义好各个服务或各个业务的消息格式。通过消息体的方法在服务的一端设置消息的值，然后发送，并在服务的另一端获得这些值。例如发送消息端定义如下的消息体：
IMessageFactory factory = new MessageFactory();
IMessageItemSequence body = factory.CreateMessageItemSequence();
body.SetValue("name1","value1");
body.SetValue("name2","value2");
IMessageItem item = factory.CreateMessageItem();
item.SetSubValue("subname1","subvalue1");
item.SetSubValue("subname2","subvalue2");
IMessageItem subItem1 = factory.CreateMessageItem();
subItem1.SetSubValue("subsubname11","subsubvalue11");
subItem1.SetSubValue("subsubname12","subsubvalue12");
IMessageItem subItem2 = factory.CreateMessageItem();
subItem1.SetSubValue("subsubname21","subsubvalue21");
subItem1.SetSubValue("subsubname22","subsubvalue22");
item.SetSubItem("subitem1",subItem1);
item.SetSubItem("subitem2",subItem2);
body.SetItem("item",item);
//Send Request Message
MyServiceClient service = new MyServiceClient("Client");
IMessageItemSequence reply = service.SendRequest("TestService","Test1",body);
在接收消息端就可以通过获得body的消息体内容，进行相关业务的处理。
二、.Net Remoting服务
在.Net中要实现进程间的通信，主要是应用Remoting技术。根据前面对消息的定义可知，实际上服务的实现，可以认为是对消息的处理。因此，我们可以对服务进行抽象，定义接口IService:
public interface IService
{
IMessage Execute(IMessage aMessage);
}
Execute()方法接受一条Request Message，对其进行处理后，返回一条Reply Message。在整个分布式处理架构中，可以认为所有的服务均实现该接口。但受到Remoting技术的限制，如果要实现服务，则该服务类必须继承自MarshalByRefObject，同时必须在服务端被Marshal。随着服务类的增多，必然要在服务两端都要对这些服务的信息进行管理，这加大了系统实现的难度与管理的开销。如果我们从另外一个角度来分析服务的性质，基于消息处理而言，所有服务均是对Request Message的处理。我们完全可以定义一个Request服务负责此消息的处理。
然而，Request服务处理消息的方式虽然一致，但毕竟服务实现的业务，即对消息处理的具体实现，却是不相同的。对我们要实现的服务，可以分为两大类：业务服务与Request服务。实现的过程为：首先，具体的业务服务向Request服务发出Request请求，Request服务侦听到该请求，然后交由其侦听的服务来具体处理。
业务服务均具有发出Request请求的能力，且这些服务均被Request服务所侦听，因此我们可以为业务服务抽象出接口
IListenService：
public interface IListenService
{
IMessage OnRequest(IMessage aMessage);
}
//Request服务实现了IService接口，
//并包含IListenService类型对象的委派，以执行OnRequest()方法：
public class RequestListener:MarshalByRefObject,IService
{
public RequestListener(IListenService listenService)
{
m_ListenService = listenService;
}
private IListenService m_ListenService;
#region IService Members
public IMessage Execute(IMessage aMessage)
{
return this.m_ListenService.OnRequest(aMessage);
}
#endregion
public override object InitializeLifetimeService()
{
return null;
}
}
在RequestListener服务中，继承了MarshalByRefObject类，同时实现了IService接口。通过该类的构造函数，接收IListService对象。
由于Request消息均由Request服务即RequestListener处理，因此，业务服务的类均应包含一个RequestListener的委派，唯一的区别是其服务名不相同。业务服务类实现IListenService接口，但不需要继承MarshalByRefObject，因为被Marshal的是该业务服务内部的RequestListener对象，而非业务服务本身：
public abstract class Service:IListenService
{
public Service(string serviceName)
{
m_ServiceName = serviceName;
m_RequestListener = new RequestListener(this);
}
#region IListenService Members
public IMessage OnRequest(IMessage aMessage)
{
//……
}
#endregion
private string m_ServiceName;
private RequestListener m_RequestListener;
}
Service类是一个抽象类，所有的业务服务均继承自该类。最后的服务架构如下：
我们还需要在Service类中定义发送Request消息的行为，通过它，才能使业务服务被RequestListener所侦听。
public IMessageItemSequence SendRequest(string aServiceName,
string aMessageName,IMessageItemSequence aMessageBody)
{
IMessage message = m_Factory.CreateMessage();
message.SetMessageName(aMessageName);
message.SetMessageID("");
message.SetMessageBody(aMessageBody);
IService service = FindService(aServiceName);
IMessageItemSequence replyBody = m_Factory.CreateMessageItemSequence();
if (service != null)
{
IMessage replyMessage = service.Execute(message);
replyBody = replyMessage.GetMessageBody();
}
else
{
replyBody.SetValue("result","Failure");
}
return replyBody;
}
注意SendRequest()方法的定义，其参数包括服务名，消息名和被发送的消息主体。而在实现中最关键的一点是FindService()方法。我们要查找的服务正是与之对应的RequestListener服务。不过，在此之前，我们还需要先将服务Marshal：
public void Initialize()
{
RemotingServices.Marshal(this.m_RequestListener,
this.m_ServiceName + ".RequestListener");
}
我们Marshal的对象，是业务服务中的Request服务对象m_RequestListener，这个对象在Service的构造函数中被实例化：
m_RequestListener = new RequestListener(this);
注意，在实例化的时候是将this作为IListenService对象传递给RequestListener。因此，此时被Marshal的服务对象，保留了业务服务本身即Service的指引。可以看出，在Service和RequestListener之间，采用了“双重委派”的机制。
通过调用Initialize()方法，初始化了一个服务对象，其类型为RequestListener（或IService），其服务名为：Service的服务名 + ".RequestListener"。而该服务正是我们在SendRequest()方法中要查找的Service：
IService service = FindService(aServiceName);
下面我们来看看FindService()方法的实现：
protected IService FindService(string aServiceName)
{
lock (this.m_Services)
{
IService service = (IService)m_Services[aServiceName];
if (service != null)
{
return service;
}
else
{
IService tmpService = GetService(aServiceName);
AddService(aServiceName,tmpService);
return tmpService;
}
}
}
可以看到，这个服务是被添加到m_Service对象中，该对象为SortedList类型，服务名为Key，IService对象为Value。如果没有找到，则通过私有方法GetService()来获得：
private IService GetService(string aServiceName)
{
IService service = (IService)Activator.GetObject(typeof(RequestListener),
"tcp://localhost:9090/" + aServiceName + ".RequestListener");
return service;
}
在这里，Channel、IP、Port应该从配置文件中获取，为简便起见，这里直接赋为常量。
再分析SendRequest方法，在找到对应的服务后，执行了IService的Execute()方法。此时的IService为RequestListener，而从前面对RequestListener的定义可知，Execute()方法执行的其实是其侦听的业务服务的OnRequest()方法。
我们可以定义一个具体的业务服务类，来分析整个消息传递的过程。该类继承于Service抽象类：
public class MyService:Service
{
public MyService(string aServiceName):base(aServiceName)
{}
}
假设把进程分为服务端和客户端，那么对消息处理的步骤如下：
1、 在客户端调用MyService的SendRequest()方法发送Request消息；
2、 查找被Marshal的服务，即RequestListener对象，此时该对象应包含对应的业务服务对象MyService；
3、 在服务端调用RequestListener的Execute()方法。该方法则调用业务服务MyService的OnRequest()方法。
在这些步骤中，除了第一步在客户端执行外，其他的步骤均是在服务端进行。
