C#訊息佇列應用程式 -1

簡介

　　Microsoft近期推出一種用於產生整合應用程式的新平台——Microsoft
.NET架構。.NET 架構允許開發人員使用任何程式設計語言迅速組建和部署Web
服務和應用程式。Microsoft Intermediate Language （MSIL）和即時
（JIT ）編譯器使這種不依賴語言的架構得以實現。

　　與.NET架構同時面世的還有一種新的程式設計語言C#（讀“C sharp”）。
C#是一種簡單、新穎、物件導向和型別安全的程式設計語言。利用 .NET 架構
和 C# （除 Microsoft？ Visual Basic ？和 Managed C++之外），使用者
可以編寫功能強大的 Microsoft Windows？和 Web應用程式及服務。本文
提供了這樣的一個解決方案，它的重點是 .NET 架構和 C# 而不是編程語
言。C#語言的介紹可以在“ C# 簡介和概述（英文）”找到。

　　近期的文章“MSMQ：可伸縮、高可用性的Server Load Balancer解決方案（英文）”
介紹了一種解決方案，用於高可用性訊息佇列（MSMQ）的可伸縮Server Load Balancer
方案架構。此解決方案中涉及了一種將 Windows服務用作智能消
息路由器的開發方案。這樣的解決方案以前只有 Microsoft Visual C++
程式員才能實現，而 .NET 架構的出現改變了這種情況。從下面的解決方
案中，您可以看到這一點。

.NET 架構應用程式

　　這裡介紹的解決方案是一種用來處理若干訊息佇列的 Windows服務；
其中每個隊列都是由多個線程進行處理（接收和處理訊息）。處理常式使
用迴圈法技術或應用程式特定值（訊息 AppSpecific屬性）從目的隊列列
表中路由訊息，並使用訊息屬性來調用組件方法。（樣本進程也屬於這種
情況。）在後一種情況下，組件的要求是它能夠實現給定的介面IWeb
Message要處理錯誤，應用程式需要將不能處理的訊息發送到錯誤隊列中。

　　訊息應用程式的結構與以前的Active Template Library（ATL ）應用程式相似，它
們之間的主要不同在於用於管理服務的代碼的封裝和 .NET 架構組件的使
用。要建立Windows服務，.NET架構使用者僅僅需要建立一個從 ServiceBase
（來自System.ServiceControl程式集）繼承的類。這毫不奇怪，因為.NET
架構是物件導向的。

應用程式結構

　　應用程式中主要的類是 ServiceControl ，它是從 ServiceBase繼承
的。因而，它必須實現 OnStart和 OnStop 方法，以及可選的 OnPause和
OnContinue方法。事實上，類是在靜態方法 Main 內構造的：

using System;
using System.ServicePRocess;

public class ServiceControl: ServiceBase
{
　 // 建立服務物件的主進入點
　 public static void Main()
　 {
　　　ServiceBase.Run(new ServiceControl());
　 }

　 // 定義服務參數的構造對象
　 public ServiceControl()
　 {
　　　CanPauseAndContinue = true;
　　　ServiceName = "MSDNMessageService";
　　　AutoLog = false;
　 }

　 protected override void OnStart(string[] args) {...}
　 protected override void OnStop() {...}
　 protected override void OnPause() {...}
　 protected override void OnContinue() {...}
}

　　ServiceControl類建立一系列 CWorker對象，即，為需要處理的每個
訊息佇列建立 CWorker類的一個執行個體。根據定義中處理隊列所需的線程數
目，CWorker 類依次建立了一系列的 CWorkerThread對象。CWorkerThread
類建立的一個處理線程將執行實際的服務工作。

　　使用 CWorker和 CWorkerThread類的主要目的是確認服務控制項 Start、
Stop、Pause 和 Continue 命令。因為這些進程必須是無阻塞的，命令操
作最終將在幕後處理線程上執行。

　　CWorkerThread 是一個抽象類別，被 CWorkerThreadAppSpecific 、
CWorkerThreadRoundRobin 和 CWorkerThreadAssembly繼承。這些類以不
同的方式處理訊息。前兩個類通過給另一隊列發送訊息來處理訊息（其不
同之處在於確定接收隊列路徑的方式），最後一個類則使用訊息屬性來調
用組件方法。

　　.NET 架構內部的錯誤處理是以基類 Exception為基礎的。當系統引
發或捕獲錯誤時，這些錯誤必須是從 Exception中匯出的類。CWorker
ThreadException 類就是這樣一種實現，它通過附加額外屬性（用於定義
服務是否應繼續運行）來擴充基類。

　　最後，應用程式套件組合含兩種結構。這些實值型別定義了輔助進程或線程的
運行時參數，以簡化 CWorker和 CWorkerThread對象的結構。使用實值型別
結構（而不是參考型別類）能夠確保這些運行時參數維護的是數值（而不
是引用）。

IWebMessage 介面

　　CWorkerThread 的實現之一是一個調用組件方法的類。這個名為
CWorkerThreadAssembly 的類使用 IWebMessage介面來定義服務和組件之
間的約定。

　　與目前的版本的 Microsoft Visual Studio？不同，C#介面可以在任何
語言中顯式定義，而不需要建立和編譯 IDL檔案。C# IWebMessage介面的
定義如下：
public interface IWebMessage
{
　 WebMessageReturn Process(string sMessageLabel, string sMessage
　 Body, int iAppSpecific);
　 void Release();
}

ATL 代碼中的 Process 方法是為處理訊息而指定的。Process 方法的返
回代碼定義為枚舉類型 WebMessageReturn：

public enum WebMessageReturn
{
　 ReturnGood,
　 ReturnBad,
　 ReturnAbort
}

　　枚舉的定義如下：Good表示繼續處理，Bad 表示將訊息寫入錯誤隊列，
Abort 表示終止處理。Release 方法為服務提供了輕鬆清除類執行個體的途徑。
因為僅在記憶體回收的過程中才調用類執行個體的解構函式，所以確保所有佔用
昂貴資源（例如資料庫連接）的類都有一個能夠在析構之前被調用的方法，
用來釋放這些資源，這是一種非常好的構思。

名稱空間

　　在這裡先簡單介紹一下名稱空間。名稱空間允許在內部和外部表格示中
將應用程式組織成為邏輯元素。服務內的所有代碼都包含在 MSDNMessage
Service.Service 名稱空間內。儘管服務程式碼封裝含在若干檔案中，但是由
於它們包含在同一名稱空間中，因此使用者不需要引用其他檔案。

　　由於 IWebMessage介面包含在 MSDNMessageService.Interface 名稱
空間中，因此使用此介面的線程類具有一個介面名稱空間。

服務類

　　應用程式的目的是監視和處理訊息佇列，每一隊列在收到訊息時都執
行不同的進程。應用程式是作為 Windows服務來實現的。

ServiceBase 類

　　如前所述，服務的基本結構是從 ServiceBase繼承的類。重要的方法
包括 OnStart、OnStop、OnPause 和 OnContinue ，每一個替代方法都與
一個服務控制操作直接對應。OnStart 方法的目的是建立 CWorker對象，
而 CWorker類又建立 CWorkerThread對象，然後在該對象中建立執行服務
工作的線程。

　　服務的運行時配置（以及 CWorker和 CWorkerThread對象的屬性）是
在基於 xml的設定檔中維護的。它的名稱與建立的 .exe 檔相同，但
帶有一個 .cfg 尾碼。配置樣本如下：
〈?xml version="1.0"?〉
〈configuration〉
〈ProcessList〉
　〈ProcessDefinition
　　　　ProcessName="Worker1"
　　　　ProcessDesc="Message Worker with 2 Threads"
　　　　ProcessType="AppSpecific"
　　　　ProcessThreads="2"
　　　　InputQueue=".\private$\test_load1"
　　　　ErrorQueue=".\private$\test_error"〉
　　〈OutputList〉
　　　〈OutputDefinition OutputName=".\private$\test_out11" /〉
　　　〈OutputDefinition OutputName=".\private$\test_out12" /〉
　　〈/OutputList〉
　〈/ProcessDefinition〉
　〈ProcessDefinition
　　　　ProcessName="Worker2"
　　　　ProcessDesc="Assembly Worker with 1 Thread"
　　　　ProcessType="Assembly"
　　　　ProcessThreads="1"
　　　　InputQueue=".\private$\test_load2"
　　　　ErrorQueue=".\private$\test_error"〉
　　〈OutputList〉
　　　〈OutputDefinition OutputName="C:\MSDNMessageService\Message
　　　Example.dll" /〉
　　　〈OutputDefinition OutputName="MSDNMessageService.Message
　　　Sample.ExampleClass"/〉
　　〈/OutputList〉
　〈/ProcessDefinition〉
〈/ProcessList〉
〈/configuration〉

　　對此資訊的訪問通過來自 System.Configuration 程式集的 Config
Manager 類來管理。靜態 Get方法返回資訊的集合，這些集合將被枚舉以
獲得單個屬性。這些屬性集的設定決定了輔助對象的運行時特徵。除了這
一設定檔，您還應該建立定義 XML檔案結構的圖元檔案，並在其中引用
位於伺服器 machine.cfg設定檔中的圖元檔案：

〈?xml version ="1.0"?〉
〈MetaData xmlns="x-schema:CatMeta.xms"〉
　　〈DatabaseMeta InternalName="MessageService"〉
　　〈ServerWiring Interceptor="Core_XMLInterceptor"/〉
　　〈Collection
　　　　　InternalName="Process" PublicName="ProcessList"
　　　　　PublicRowName="ProcessDefinition"
　　　　　SchemaGeneratorFlags="EMITXMLSCHEMA"〉
　　　〈Property InternalName="ProcessName" Type="String" Meta
　　　Flags="PRIMARYKEY" /〉
　　　〈Property InternalName="ProcessDesc" Type="String" /〉
　　　〈Property InternalName="ProcessType" Type="Int32" Default
　　　Value="RoundRobin" 〉
　　　　　〈Enum InternalName="RoundRobin"　Value="0"/〉
　　　　　〈Enum InternalName="AppSpecific" Value="1"/〉
　　　　　〈Enum InternalName="Assembly" Value="2"/〉
　　　〈/Property〉
　　　〈Property InternalName="ProcessThreads" Type="Int32"
　　　DefaultValue="1" /〉
　　　〈Property InternalName="InputQueue" Type="String" /〉
　　　〈Property InternalName="ErrorQueue" Type="String" /〉
　　　〈Property InternalName="OutputName" Type="String" /〉
　　　〈QueryMeta InternalName="All" MetaFlags="ALL" /〉
　　　〈QueryMeta InternalName="QueryByFile" CellName="__FILE"
　　　Operator="EQUAL"　/〉
　　〈/Collection〉
　　〈Collection
　　　　　InternalName="Output" PublicName="OutputList"
　　　　　PublicRowName="OutputDefinition"
　　　　　SchemaGeneratorFlags="EMITXMLSCHEMA"〉
　　　〈Property InternalName="ProcessName" Type="String" Meta
　　　Flags="PRIMARYKEY" /〉
　　　〈Property InternalName="OutputName" Type="String" Meta
　　　Flags="PRIMARYKEY" /〉
　　　〈QueryMeta InternalName="All" MetaFlags="ALL" /〉
　　　〈QueryMeta InternalName="QueryByFile" CellName="__FILE"
　　　Operator="EQUAL"　/〉
　　〈/Collection〉
　　〈/DatabaseMeta〉
　　〈RelationMeta　　
　　　PrimaryTable="Process" PrimaryColumns="ProcessName"
　　　ForeignTable="Output"　ForeignColumns="ProcessName"
　　　MetaFlags="USECONTAINMENT"/〉
〈/MetaData〉

　　由於 Service類必須維護一個已建立輔助對象的列表，因此使用了
Hashtable 集合，用於保持類型對象的名稱/ 數值對列表。Hashtable 不
僅支援枚舉，還允許通過關鍵字來查詢值。在應用程式中，XML 進程名稱
是唯一的關鍵字：
private Hashtable htWorkers = new Hashtable();
IConfigCollection cWorkers = ConfigManager.Get("ProcessList", new
AppDomainSelector());
foreach (IConfigItem ciWorker in cWorkers)
{
　 WorkerFormatter sfWorker = new WorkerFormatter();
　 sfWorker.ProcessName = (string)ciWorker["ProcessName"];
　 sfWorker.ProcessDesc = (string)ciWorker["ProcessDesc"];
　 sfWorker.NumberThreads = (int)ciWorker["ProcessThreads"];
　 sfWorker.InputQueue = (string)ciWorker["InputQueue"];
　 sfWorker.ErrorQueue = (string)ciWorker["ErrorQueue"];

// 計算並定義進程類型
　 switch ((int)ciWorker["ProcessType"])
　 {
　　　case 0:
　　　　 sfWorker.ProcessType = WorkerFormatter.SFProcessType.
　　　　 ProcessRoundRobin;
　　　　 break;
　　　case 1:
　　　　 sfWorker.ProcessType = WorkerFormatter.SFProcessType.
　　　　 ProcessAppSpecific;
　　　　 break;
　　　case 2:
　　　　 sfWorker.ProcessType = WorkerFormatter.SFProcessType.
　　　　 ProcessAssembly;
　　　　 break;
　　　default:
　　　　 throw new Exception("Unknown Processing Type");
　 }
　 // 執行更多的工作以讀取輸出資訊
　 string sProcessName = (string)ciWorker["ProcessName"];
　 if (htWorkers.ContainsKey(sProcessName))
　　　throw new ArgumentException("Process Name Must be Unique: "
　　　+ sProcessName);
　 htWorkers.Add(sProcessName, new CWorker(sfWorker));
}

　　在這段代碼中沒有包含的主要資訊是輸出資料的擷取。每一個進程定
義中都有一組相應的輸出定義項。該資訊是通過如下的簡單查詢讀取的：

string sQuery = "SELECT * FROM OutputList WHERE ProcessName=" +
　 sfWorker.ProcessName + " AND Selector=appdomain://";
ConfigQuery QQuery = new ConfigQuery(sQuery);
IConfigCollection cOutputs = ConfigManager.Get("OutputList",
qQuery);
int iSize = cOutputs.Count, iLoop = 0;
sfWorker.OutputName = new string[iSize];
foreach (IConfigItem ciOutput in cOutputs)
　 sfWorker.OutputName[iLoop++] = (string)ciOutput["OutputName"];

　　CWorkerThread 和 Cworker類都有相應的服務控制方法，根據服務控
制操作進行調用。由於 Hashtable中引用了每一個 CWorker對象，因此需
要枚舉 Hashtable的內容，以調用適當的服務控制方法：
foreach (CWorker cWorker in htWorkers.Values)
　 cWorker.Start();

　　類似地，實現的 OnPause、OnContinue和 OnStop 方法是通過調用
CWorker 對象上的相應方法來執行操作的。

CWorker 類

　　CWorker 類的主要功能是建立和管理 CWorkerThread對象。Start 、
Stop、Pause 和 Continue 方法調用相應的 CWorkerThread方法。實際的
CWorkerThread 對象是在Start 方法中建立的。與使用 Hashtable管理輔
助對象引用的 Service類相似，CWorker 使用 ArrayList（簡單的動態數
組）來維護線程對象的列表。

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