在九月份的第三篇專欄(英文)中，我談到了利用 Microsoftreg; .NET Framework 的客戶端功能通過 HTTP 異步調(diào)用 Web 服務(wù)的問題。這種調(diào)用 Web 服務(wù)的方法非常有用，使用時(shí)不必鎖定您的應(yīng)用程序或產(chǎn)生過多后臺(tái)線程。現(xiàn)在我們了解一下在服務(wù)器端提供類似功能的異步 Web 方法。異步 Web 方法在編寫 ISAPI 擴(kuò)展方面具有與 HSE_STATUS_PENDING 方法類似的高性能，但不需要為管理自己的線程池編寫代碼，同時(shí)又具有以托管代碼方式運(yùn)行的所有優(yōu)點(diǎn)。

首先我們考慮一下常規(guī)的同步 Microsoftreg; ASP.NET Web 方法。當(dāng)您從同步 Web 方法返回時(shí)，將發(fā)送對(duì)該方法的響應(yīng)。如果需要較長(zhǎng)的時(shí)間來完成請(qǐng)求，則處理請(qǐng)求的線程會(huì)一直被占用，直到方法調(diào)用結(jié)束。不幸的是，多數(shù)較長(zhǎng)的調(diào)用是由較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢或?qū)α硪粋€(gè) Web 服務(wù)的調(diào)用等事件引起的。例如，如果您調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)前線程會(huì)一直等待調(diào)用完成。線程無事可做，只是等待，直至聽到查詢的返回。當(dāng)線程等待完成對(duì) TCP 套接字或后端 Web 服務(wù)的調(diào)用時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)類似的問題。

讓線程處于等待狀態(tài)很不好，特別是在服務(wù)器的運(yùn)行壓力很大的情況下。等待中的線程不會(huì)進(jìn)行任何有效工作，例如為其他請(qǐng)求提供服務(wù)。我們需要找到一種方法，能夠在服務(wù)器上開始較長(zhǎng)的后臺(tái)進(jìn)程，同時(shí)又能將當(dāng)前線程返回到 ASP.NET 進(jìn)程池。然后，當(dāng)較長(zhǎng)的后臺(tái)進(jìn)程完成時(shí)，我們調(diào)用一個(gè)回調(diào)函數(shù)，結(jié)束對(duì)請(qǐng)求的處理，并通過某種方式通知 ASP.NET 請(qǐng)求已完成。實(shí)際上，這種功能可由 ASP.NET 使用異步 Web 方法提供。

異步 Web 方法的工作原理

當(dāng)您使用 Web 方法編寫典型的 ASP.NET Web 服務(wù)時(shí)，Microsoftreg; Visual Studioreg; .Net 只是編譯您的代碼以創(chuàng)建程序集;當(dāng)收到對(duì)其 Web 方法的請(qǐng)求時(shí)，將調(diào)用該程序集。程序集本身并不知道關(guān)于 SOAP 的任何事情。因此，當(dāng)您的應(yīng)用程序首次啟動(dòng)時(shí)，ASMX 處理程序必須反映您的程序集，以確定提供哪些 Web 方法。對(duì)于常規(guī)的同步請(qǐng)求，這些操作都很簡(jiǎn)單：找出哪些方法具有關(guān)聯(lián)的 WebMethod 屬性、基于 SOAPAction HTTP 標(biāo)頭來設(shè)置調(diào)用正確方法的邏輯。

對(duì)于異步請(qǐng)求，在反映過程中，ASMX 處理程序?qū)ふ揖哂心撤N簽名并將簽名識(shí)別為異步的 Web 方法。該處理程序?qū)ふ曳弦韵乱?guī)則的方法對(duì)：

BeginXXX 和 EndXXX Web 方法，其中 XXX 是任意字符串，表示要提供的方法的名稱。

BeginXXX 函數(shù)返回一個(gè) IAsyncResult 接口，并分別接受 AsyncCallback 和一個(gè)對(duì)象，作為其最后兩個(gè)輸入?yún)?shù)。

EndXXX 函數(shù)接受一個(gè) IAsyncResult 接口，作為其唯一的參數(shù)。

兩個(gè)方法都必須使用 WebMethod 屬性進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

如果 ASMX 處理程序發(fā)現(xiàn)兩個(gè)方法符合上述所有條件，則將方法 XXX 作為常規(guī)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(shù)之前定義的參數(shù)作為輸入，并返回由 EndXXX 函數(shù)返回的內(nèi)容。因此，如果某個(gè) Web 方法具有如下同步聲明：

[WebMethod]

public string LengthyProcedure(int milliseconds) {...}

則異步聲明將為：

[WebMethod]

public IAsyncResult BeginLengthyProcedure(

int milliseconds,

AsyncCallback cb,

object s) {...}

[WebMethod]

public string EndLengthyProcedure(IAsyncResult call) {...}

每個(gè)方法的 WSDL 都是相同的。

在 ASMX 處理程序反映程序集并檢測(cè)到某個(gè)異步 Web 方法后，它必須以不同于處理同步請(qǐng)求的方式處理對(duì)該方法的請(qǐng)求。它將調(diào)用 BeginXXX 方法，而不是某個(gè)簡(jiǎn)單方法。它將傳入的請(qǐng)求還原序列化到要傳遞到函數(shù)的參數(shù)中(與處理同步請(qǐng)求時(shí)一樣);但是它還將指針傳遞到一個(gè)內(nèi)部回調(diào)函數(shù)(作為 BeginXXX 方法的額外 AsyncCallback 參數(shù))。

這種方法類似于 .NET Framework 中 Web 服務(wù)客戶端應(yīng)用程序的異步編程模式。如果客戶端支持異步 Web 服務(wù)調(diào)用，則可以為客戶端計(jì)算機(jī)釋放占用的線程;如果服務(wù)器端支持異步 Web 服務(wù)調(diào)用，則可以釋放服務(wù)器計(jì)算機(jī)上占用的線程。但這里有兩個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別。首先，不是由服務(wù)器代碼調(diào)用 BeginXXX 和 EndXXX 函數(shù)，而是由 ASMX 處理程序調(diào)用。其次，您要為 BeginXXX 和 EndXXX 函數(shù)編寫代碼，而不能使用由 WSDL.EXE 或 Visual Studio .NET 中的 Add Web Reference(添加 Web 引用)向?qū)傻拇a。但結(jié)果是相同的，即釋放線程以使其能夠執(zhí)行其他進(jìn)程。

ASMX 處理程序調(diào)用服務(wù)器的 BeginXXX 函數(shù)后，會(huì)將線程返回到進(jìn)程線程池，使之能夠處理接收到的任何其他請(qǐng)求。但是，還不能釋放請(qǐng)求的 HttpContext。ASMX 處理程序?qū)⒌却钡剿鼈鬟f給 BeginXXX 函數(shù)的回調(diào)函數(shù)被調(diào)用，它才結(jié)束處理請(qǐng)求。

一旦回調(diào)函數(shù)被調(diào)用，ASMX 處理程序?qū)⒄{(diào)用 EndXXX 函數(shù)，使您的 Web 方法可以完成任何所要執(zhí)行的處理，并且可以得到被序列化到 SOAP 響應(yīng)中的返回?cái)?shù)據(jù)。EndXXX 函數(shù)返回后將發(fā)送響應(yīng)，只有此時(shí)該請(qǐng)求的 HttpContext 才得到釋放。

簡(jiǎn)單的異步 Web 方法

為舉例說明異步 Web 方法，我從一個(gè)名為 LengthyProcedure 的簡(jiǎn)單同步 Web 方法開始，其代碼如下所示。然后我們?cè)倏匆豢慈绾萎惒酵瓿上嗤娜蝿?wù)。LengthyProcedure 只占用給定的毫秒數(shù)。

[WebService]

public class SyncWebService : System.Web.Services.WebService

{

[WebMethod]

public string LengthyProcedure(int milliseconds)

{

System.Threading.Thread.Sleep(milliseconds);

return "成功";

}

}

現(xiàn)在我們將 LengthyProcedure 轉(zhuǎn)換為異步 Web 方法。我們必須創(chuàng)建如前所述的 BeginLengthyProcedure 函數(shù)和 EndLengthyProcedure 函數(shù)。請(qǐng)記住，我們的 BeginLengthyProcedure 調(diào)用需要返回一個(gè) IAsyncResult 接口。這里，我打算使用一個(gè)委托以及該委托上的 BeginInvoke 方法，讓我們的 BeginLengthyProcedure 調(diào)用進(jìn)行異步方法調(diào)用。傳遞到 BeginLengthyProcedure 的回調(diào)函數(shù)將被傳遞到委托上的 BeginInvoke 方法，從 BeginInvoke 返回的 IAsyncResult 將被 BeginLengthyProcedure 方法返回。

當(dāng)委托完成時(shí)，將調(diào)用 EndLengthyProcedure 方法。我們將調(diào)用委托上的 EndInvoke 方法，以傳入 IAsyncResult，并將其作為 EndLengthyProcedure 調(diào)用的輸入。返回的字符串將是從該 Web 方法返回的字符串。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(shí)采用異步 Web 方法

在確定是否適合在您的應(yīng)用程序中采用異步 Web 方法時(shí)，有幾個(gè)問題需要考慮。首先，調(diào)用的 BeginXXX 函數(shù)必須返回一個(gè) IAsyncResult 接口。IAsyncResult 是從多個(gè)異步 I/O 操作返回的，這些操作包括訪問數(shù)據(jù)流、進(jìn)行 Microsoftreg; Windowsreg; 套接字調(diào)用、執(zhí)行文件 I/O、與其他硬件設(shè)備交互、調(diào)用異步方法，當(dāng)然也包括調(diào)用其他 Web 服務(wù)。您可以從這些異步操作中得到 IAsyncResult，以便從 BeginXXX 函數(shù)返回它。您也可以創(chuàng)建自己的類以實(shí)現(xiàn) IAsyncResult 接口，但隨后可能需要以某種方式包裝前面提到的某個(gè) I/O 操作。

對(duì)于前面提到的大多數(shù)異步操作，使用異步 Web 方法包裝后端異步調(diào)用很有意義，可以使 Web 服務(wù)代碼更有效。但使用委托進(jìn)行異步方法調(diào)用時(shí)除外。委托會(huì)導(dǎo)致異步方法調(diào)用占用進(jìn)程線程池中的某個(gè)線程。不幸的是，ASMX 處理程序?yàn)檫M(jìn)入的請(qǐng)求提供服務(wù)時(shí)同樣要使用這些線程。所以與對(duì)硬件或網(wǎng)絡(luò)資源執(zhí)行真正 I/O 操作的調(diào)用不同，使用委托的異步方法調(diào)用在執(zhí)行時(shí)仍將占用其中一個(gè)進(jìn)程線程。您也可以占用原來的線程，同步運(yùn)行您的 Web 方法。

下面的示例顯示了一個(gè)調(diào)用后端 Web 服務(wù)的異步 Web 方法。它已經(jīng)使用 WebMethod 屬性標(biāo)識(shí)了 BeginGetAge 和 EndGetAge 方法，以便異步運(yùn)行。此異步 Web 方法的代碼調(diào)用名為 UserInfoQuery 的后端 Web 方法，以獲得它需要返回的信息。對(duì) UserInfoQuery 的調(diào)用被異步執(zhí)行，并被傳遞到 AsyncCallback 函數(shù)，后者被傳遞到 BeginGetAge 方法。這將導(dǎo)致當(dāng)后端請(qǐng)求完成時(shí)，調(diào)用內(nèi)部回調(diào)函數(shù)。然后，回調(diào)函數(shù)將調(diào)用 EndGetAge 方法以完成請(qǐng)求。此示例中的代碼比前面示例中的代碼簡(jiǎn)單得多，并且還具有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即沒有在與為中間層 Web 方法請(qǐng)求提供服務(wù)的相同線程池中啟動(dòng)后端處理。

[WebService]

public class GetMyInfo : System.Web.Services.WebService

{

[WebMethod]

public IAsyncResult BeginGetAge(AsyncCallback cb, Object state)

{

// 調(diào)用異步 Web 服務(wù)調(diào)用。

localhost.UserInfoQuery proxy

= new localhost.UserInfoQuery();

return proxy.BeginGetUserInfo("用戶名",

cb,

proxy);

}

[WebMethod]

public int EndGetAge(IAsyncResult res)

{

localhost.UserInfoQuery proxy

= (localhost.UserInfoQuery)res.AsyncState;

int age = proxy.EndGetUserInfo(res).age;

// 在此對(duì) Web 服務(wù)的結(jié)果進(jìn)行其他

// 處理。

return age;

}

}

發(fā)生在 Web 方法中的最常見的 I/O 操作類型之一是對(duì) SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用。不幸的是，目前 Microsoftreg; ADO.NET 尚未定義一個(gè)完好的異步調(diào)用機(jī)制;而只是將 SQL 調(diào)用包裝到異步委托調(diào)用中對(duì)提高效率沒有什么幫助。雖然有時(shí)可以選擇緩存結(jié)果，但是也應(yīng)當(dāng)考慮使用 Microsoft SQL Server 2000 Web Services Toolkit(英文)將您的數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布為 Web 服務(wù)。這樣您就可以利用 .NET Framework 中的支持，異步調(diào)用 Web 服務(wù)以查詢或更新數(shù)據(jù)庫(kù)。

通過 Web 服務(wù)調(diào)用訪問 SQL 時(shí)，需要注意眾多的后端資源。如果您使用了 TCP 套接字與 Unix 計(jì)算機(jī)通信，或者通過專用的數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序訪問其他一些可用的 SQL 平臺(tái)，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(wù)工具包將這些資源發(fā)布為 Web 服務(wù)。

使用這種方法的優(yōu)點(diǎn)之一是您可以利用客戶端 Web 服務(wù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，例如使用 .NET Framework 的異步 Web 服務(wù)調(diào)用。這樣您將免費(fèi)獲得異步調(diào)用能力，而您的客戶端訪問機(jī)制會(huì)與異步 Web 方法高效率地配合工作。

使用異步 Web 方法聚合數(shù)據(jù)

現(xiàn)在，許多 Web 服務(wù)都訪問后端的多個(gè)資源并為前端的 Web 服務(wù)聚合信息。盡管調(diào)用多個(gè)后端資源會(huì)增加異步 Web 方法模型的復(fù)雜性，但最終還是能夠顯著提高效率。

假設(shè)您的 Web 方法調(diào)用兩個(gè)后端 Web 服務(wù)：服務(wù) A 和服務(wù) B。從您的 BeginXXX 函數(shù)，您可以異步調(diào)用服務(wù) A 和服務(wù) B。您應(yīng)該向每個(gè)異步調(diào)用傳遞自己的回調(diào)函數(shù)。在從服務(wù) A 和服務(wù) B 接收到結(jié)果后，為觸發(fā) Web 方法的完成，您提供的回調(diào)函數(shù)將驗(yàn)證所有的請(qǐng)求都已完成，在返回的數(shù)據(jù)上進(jìn)行所有的處理，然后調(diào)用傳遞到 BeginXXX 函數(shù)的回調(diào)函數(shù)。這將觸發(fā)對(duì) EndXXX 函數(shù)的調(diào)用，此函數(shù)的返回將導(dǎo)致異步 Web 方法的完成。

小結(jié)

異步 Web 方法在 ASP.NET Web 服務(wù)中提供了一個(gè)有效的機(jī)制，可以調(diào)用后端服務(wù)，而不會(huì)導(dǎo)致占用卻不利用進(jìn)程線程池中的寶貴線程。通過結(jié)合對(duì)后端資源的異步請(qǐng)求，服務(wù)器可以使用自己的 Web 方法使同時(shí)處理的請(qǐng)求數(shù)目達(dá)到最大。您應(yīng)該考慮使用此方法開發(fā)高性能的 Web 服務(wù)應(yīng)用程序。