ASP.NET伺服器端非同步Web方法

 

摘要：Matt Powell 介紹了如何在伺服器端使用非同步 Web 方法，來建立高效能的 Microsoft ASP.NET Web 服務。
簡介
　　在九月份的第三篇專欄（英文）中，我談到了利用 Microsoft? .NET Framework 的用戶端功能通過 HTTP 非同步呼叫 Web 服務的問題。這種調用 Web 服務的方法非常有用，使用時不必鎖定您的應用程式或產生過多後台線程。現在我們瞭解一下在伺服器端提供類似功能的非同步 Web 方法。非同步 Web 方法在編寫 ISAPI 擴充方面具有與 HSE_STATUS_PENDING 方法類似的高效能，但不需要為管理自己的線程池編寫代碼，同時又具有以Managed 程式碼方式啟動並執行所有優點。 　　首先我們考慮一下常規的同步 Microsoft? ASP.NET Web 方法。當您從同步 Web方法返回時，將發送對該方法的響應。如果需要較長的時間來完成請求，則處理請求的線程會一直被佔用，直到方法調用結束。不幸的是，多數較長的調用是由較長的資料庫查詢或對另一個 Web 服務的調用等事件引起的。例如，如果您調用資料庫，當前線程會一直等待調用完成。線程無事可做，只是等待，直至聽到查詢的返回。當線程等待完成對 TCP 通訊端或後端 Web 服務的調用時，也會出現類似的問題。
　　讓線程處於等待狀態很不好，特別是在伺服器的運行壓力很大的情況下。等待中的線程不會進行任何有效工作，例如為其他請求提供服務。我們需要找到一種方法，能夠在伺服器上開始較長的後台進程，同時又能將當前線程返回到 ASP.NET 進程池。然後，當較長的後台進程完成時，我們調用一個回呼函數，結束對請求的處理，並通過某種方式通知 ASP.NET 請求已完成。實際上，這種功能可由 ASP.NET 使用非同步 Web 方法提供。
非同步 Web 方法的工作原理
　　當您使用 Web 方法編寫典型的 ASP.NET Web 服務時，Microsoft? Visual Studio? .Net 只是編譯您的代碼以建立程式集；當收到對其 Web 方法的請求時，將調用該程式集。程式集本身並不知道關於 SOAP 的任何事情。因此，當您的應用程式初次開機時，ASMX 處理常式必須反映您的程式集，以確定提供哪些 Web 方法。對於常規的同步請求，這些操作都很簡單：找出哪些方法具有關聯的 WebMethod 屬性、基於 SOAPAction HTTP 標題來設定調用正確方法的邏輯。
　　對於非同步請求，在反映過程中，ASMX 處理常式尋找具有某種簽名並將簽名識別為非同步 Web 方法。該處理常式將尋找符合以下規則的方法對：
BeginXXX 和 EndXXX Web 方法，其中 XXX 是任一字元串，表示要提供的方法的名稱。
BeginXXX 函數返回一個 IAsyncResult 介面，並分別接受 AsyncCallback 和一個對象，作為其最後兩個輸入參數。
EndXXX 函數接受一個 IAsyncResult 介面，作為其唯一的參數。
　　兩個方法都必須使用 WebMethod 屬性進行標識。
　　如果 ASMX 處理常式發現兩個方法符合上述所有條件，則將方法 XXX 作為常規的 Web 方法在其 WSDL 中提供。該方法將接受在 BeginXXX 的簽名中的 AsyncCallback 參數之前定義的參數作為輸入，並返回由 EndXXX 函數返回的內容。因此，如果某個 Web 方法具有如下同步聲明：

[WebMethod]
public string LengthyProcedure（int milliseconds） {...}

　　則非同步聲明將為：

[WebMethod]
public IAsyncResult BeginLengthyProcedure（
int milliseconds,
AsyncCallback cb,
object s） {...}
[WebMethod]
public string EndLengthyProcedure（IAsyncResult call） {...}

　　每個方法的 WSDL 都是相同的。
　　在 ASMX 處理常式反映程式集並檢測到某個非同步 Web 方法後，它必須以不同於處理同步請求的方式處理對該方法的請求。它將調用 BeginXXX 方法，而不是某個簡單方法。它將傳入的請求還原序列化到要傳遞到函數的參數中（與處理同步請求時一樣）；但是它還將指標傳遞到一個內部回呼函數（作為 BeginXXX 方法的額外 AsyncCallback 參數）。
　　這種方法類似於 .NET Framework 中 Web 服務用戶端應用程式的非同步編程模式。如果用戶端支援非同步 Web 服務調用，則可以為用戶端電腦釋放佔用的線程；如果伺服器端支援非同步 Web 服務調用，則可以釋放伺服器電腦上佔用的線程。但這裡有兩個關鍵的區別。首先，不是由伺服器代碼調用 BeginXXX 和 EndXXX 函數，而是由 ASMX 處理常式調用。其次，您要為 BeginXXX 和 EndXXX 函數編寫代碼，而不能使用由 WSDL.EXE 或 Visual Studio .NET 中的 Add Web Reference（添加 Web 參考）嚮導產生的程式碼。但結果是相同的，即釋放線程以使其能夠執行其他進程。
ASMX 處理常式調用伺服器的 BeginXXX 函數後，會將線程返回到進程線程池，使之能夠處理接收到的任何其他請求。但是，還不能釋放請求的 HttpContext。ASMX 處理常式將等待，直到它傳遞給 BeginXXX 函數的回呼函數被調用，它才結束處理請求。
　　一旦回呼函數被調用，ASMX 處理常式將調用 EndXXX 函數，使您的 Web 方法可以完成任何所要執行的處理，並且可以得到被序列化到 SOAP 響應中的返回資料。EndXXX 函數返回後將發送響應，只有此時該請求的 HttpContext 才得到釋放。

簡單的非同步 Web 方法
　　為舉例說明非同步 Web 方法，我從一個名為 LengthyProcedure 的簡單同步 Web 方法開始，其代碼如下所示。然後我們再看一看如何非同步完成相同的任務。LengthyProcedure 只佔用給定的毫秒數。

[WebService]
public class SyncWebService : System.Web.Services.WebService
{
[WebMethod]
public string LengthyProcedure（int milliseconds）
{
System.Threading.Thread.Sleep（milliseconds）;
return "成功";
}
}

　　現在我們將 LengthyProcedure 轉換為非同步 Web 方法。我們必須建立如前所述的 BeginLengthyProcedure 函數和 EndLengthyProcedure 函數。請記住，我們的 BeginLengthyProcedure 調用需要返回一個 IAsyncResult 介面。這裡，我打算使用一個委託以及該委託上的 BeginInvoke 方法，讓我們的 BeginLengthyProcedure 調用進行非同步方法呼叫調用。傳遞到 BeginLengthyProcedure 的回呼函數將被傳遞到委託上的 BeginInvoke 方法，從 BeginInvoke 返回的 IAsyncResult 將被 BeginLengthyProcedure 方法返回。
　　當委託完成時，將調用 EndLengthyProcedure 方法。我們將調用委託上的 EndInvoke 方法，以傳入 IAsyncResult，並將其作為 EndLengthyProcedure 調用的輸入。返回的字串將是從該 Web 方法返回的字串。下面是其代碼：

[WebService]
public class AsyncWebService : System.Web.Services.WebService
{
public delegate string LengthyProcedureAsyncStub（
int milliseconds）;
public string LengthyProcedure（int milliseconds）
{
System.Threading.Thread.Sleep（milliseconds）;
return "成功";
}
public class MyState
{
public object previousState;
public LengthyProcedureAsyncStub asyncStub;
}
[ System.Web.Services.WebMethod ]
public IAsyncResult BeginLengthyProcedure（int milliseconds,
AsyncCallback cb, object s）
{
LengthyProcedureAsyncStub stub
= new LengthyProcedureAsyncStub（LengthyProcedure）;
MyState ms = new MyState（）;
ms.previousState = s;
ms.asyncStub = stub;
return stub.BeginInvoke（milliseconds, cb, ms）;
}
[ System.Web.Services.WebMethod ]
public string EndLengthyProcedure（IAsyncResult call）
{
MyState ms = （MyState）call.AsyncState;
return ms.asyncStub.EndInvoke（call）;
}
}

何時採用非同步 Web 方法
　　在確定是否適合在您的應用程式中採用非同步 Web 方法時，有幾個問題需要考慮。首先，調用的 BeginXXX 函數必須返回一個 IAsyncResult 介面。IAsyncResult 是從多個非同步 I/O 操作返回的，這些操作包括訪問資料流、進行 Microsoft? Windows? 通訊端調用、執行檔案 I/O、與其他硬體裝置互動、調用非同步方法呼叫，當然也包括調用其他 Web 服務。您可以從這些非同步作業中得到 IAsyncResult，以便從 BeginXXX 函數返回它。您也可以建立自己的類以實現 IAsyncResult 介面，但隨後可能需要以某種方式封裝前面提到的某個 I/O 操作。
　　對於前面提到的大多數非同步作業，使用非同步 Web 方法封裝後端非同步呼叫很有意義，可以使 Web 服務代碼更有效。但使用委託進行非同步方法呼叫調用時除外。委託會導致非同步方法呼叫調用佔用進程線程池中的某個線程。不幸的是，ASMX 處理常式為進入的請求提供服務時同樣要使用這些線程。所以與對硬體或網路資源執行真正 I/O 操作的調用不同，使用委託的非同步方法呼叫調用在執行時仍將佔用其中一個進程線程。您也可以佔用原來的線程，同步運行您的 Web 方法。
　　下面的樣本顯示了一個調用後端 Web 服務的非同步 Web 方法。它已經使用 WebMethod 屬性標識了 BeginGetAge 和 EndGetAge 方法，以便非同步運行。此非同步 Web 方法的代碼調用名為 UserInfoQuery 的後端 Web 方法，以獲得它需要返回的資訊。對 UserInfoQuery 的調用被非同步執行，並被傳遞到 AsyncCallback 函數，後者被傳遞到 BeginGetAge 方法。這將導致當後端請求完成時，調用內部回呼函數。然後，回呼函數將調用 EndGetAge 方法以完成請求。此樣本中的代碼比前面樣本中的代碼簡單得多，並且還具有另外一個優點，即沒有在與為中介層 Web 方法請求提供服務的相同線程池中啟動後端處理。

[WebService]
public class GetMyInfo : System.Web.Services.WebService
{
[WebMethod]
public IAsyncResult BeginGetAge（AsyncCallback cb, Object state）
{
// 調用非同步 Web 服務調用。
localhost.UserInfoQuery proxy
= new localhost.UserInfoQuery（）;
return proxy.BeginGetUserInfo（"使用者名稱",
cb,
proxy）;
}
[WebMethod]
public int EndGetAge（IAsyncResult res）
{
localhost.UserInfoQuery proxy
= （localhost.UserInfoQuery）res.AsyncState;
int age = proxy.EndGetUserInfo（res）.age;
// 在此對 Web 服務的結果進行其他
// 處理。
return age;
}
}

　　發生在 Web 方法中的最常見的 I/O 操作類型之一是對 SQL 資料庫的調用。不幸的是，目前 Microsoft? ADO.NET 尚未定義一個完好的非同步呼叫機制；而只是將 SQL 調用封裝到非同步委託調用中對提高效率沒有什麼協助。雖然有時可以選擇緩衝結果，但是也應當考慮使用 Microsoft SQL Server 2000 Web Services Toolkit（英文）將您的資料庫發布為 Web 服務。這樣您就可以利用 .NET Framework 中的支援，非同步呼叫 Web 服務以查詢或更新資料庫。
　　通過 Web 服務調用訪問 SQL 時，需要注意眾多的後端資源。如果您使用了 TCP 通訊端與 Unix 電腦通訊，或者通過專用的資料庫驅動程式訪問其他一些可用的 SQL 平台，甚至具有使用 DCOM 訪問的資源，您都可以考慮使用眾多的 Web 服務工具包將這些資源發布為 Web 服務。
　　使用這種方法的優點之一是您可以利用用戶端 Web 服務結構的優勢，例如使用 .NET Framework 的非同步 Web 服務調用。這樣您將免費獲得非同步呼叫能力，而您的用戶端訪問機制會與非同步 Web 方法高效率地配合工作。
使用非同步 Web 方法彙總資料
　　現在，許多 Web 服務都訪問後端的多個資源並為前端的 Web 服務彙總資訊。儘管調用多個後端資源會增加非同步 Web 方法模型的複雜性，但最終還是能夠顯著提高效率。
　　假設您的 Web 方法調用兩個後端 Web 服務：服務 A 和服務 B。從您的 BeginXXX 函數，您可以非同步呼叫服務 A 和服務 B。您應該向每個非同步呼叫傳遞自己的回呼函數。在從服務 A和服務 B 接收到結果後，為觸發 Web 方法的完成，您提供的回呼函數將驗證所有的請求都已完成，在返回的資料上進行所有的處理，然後調用傳遞到 BeginXXX 函數的回呼函數。這將觸發對 EndXXX 函數的調用，此函數的返回將導致非同步 Web 方法的完成。
小結
　　非同步 Web 方法在 ASP.NET Web 服務中提供了一個有效機制，可以調用後端服務，而不會導致佔用卻不利用進程線程池中的寶貴線程。通過結合對後端資源的非同步請求，伺服器可以使用自己的 Web 方法使同時處理的請求數目達到最大。您應該考慮使用此方法開發高效能的 Web 服務應用程式。

http://msd2d.com/newsletter_tip.aspx?section=dotnet&id=887a74f8-e8dc-4b67-8072-bc45da89facb

一 定義AsyncCallback 委託

private AsyncCallback CallbackHandler;

初始化必須在表單的執行個體函數裡（最好建構函式)

CallbackHandler = new AsyncCallback(MyCallback);

(自己做的執行個體就是因為在這樣定義

private AsyncCallback CallbackHandler= new AsyncCallback(MyCallback);而編譯通不過找了好長的原因

但是現在還是不明白引起這種問題的原理

二利用代理的beginInvoke方法調用代理並且綁定一個回呼函數

TargetHandler.BeginInvoke( CallbackHandler, Nothing)

這裡代理的傳回值會作為參數傳送給AsyncCallback委託CallbackHandler

MyCallback的定義必須如下

private void MyCallback(IAsyncResult Iar)

獲得 傳回值得方法為 =GetCustomersHandler.EndInvoke(Iar);

函數MyCallback處理需要做的事情

總之非同步呼叫是通過FCL委託AsyncCallback來實現的