基于云存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)用Windows Azure Storage增強(qiáng)應(yīng)用程序的引擎

概述：您可以在云中運(yùn)行后臺(tái)進(jìn)程。Kevin Hoffman 和 Nate Dudek 使用購(gòu)物車示例演示如何構(gòu)建應(yīng)用程序引擎，以及如何使用Azure Storage實(shí)現(xiàn)異步消息傳送和處理。

　開(kāi)發(fā)人員容易依賴其有形的、可感知的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，就像其是“安全毛毯”。他們知道如何使用、如何操作，如果出現(xiàn)問(wèn)題，他們知道問(wèn)題出在哪兒。而這通常會(huì)成為開(kāi)發(fā)人員采用更新的技術(shù)（例如云計(jì)算）的障礙。

　　心存懷疑的開(kāi)發(fā)人員提出的最大疑問(wèn)之一是他們?nèi)绾卧谠浦欣^續(xù)運(yùn)行后臺(tái)進(jìn)程，即他們的引擎如何繼續(xù)運(yùn)行。本文旨在通過(guò)向您演示如何構(gòu)建應(yīng)用程序引擎以及使用 Windows Azure Storage 實(shí)現(xiàn)異步消息傳送和處理來(lái)為您揭開(kāi)云中缺乏后臺(tái)處理的神秘面紗。

　　為了證明開(kāi)發(fā)人員可以拋開(kāi)其有形的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)這條“安全毛毯”并將其應(yīng)用程序引擎置于云中，我們將介紹如何實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)應(yīng)用程序的一個(gè)小型子集 Hollywood Hackers，您可以從中購(gòu)買到 Hollywood 用于完全忽略物理法則和過(guò)時(shí)的常識(shí)的所有神奇技術(shù)。

　　我們將介紹的兩個(gè)主要方案如下：

　　將異步文本消息 (“toasts”) 發(fā)送給使用該應(yīng)用程序的用戶，以通知他們發(fā)生的重要事件（如已提交他們的購(gòu)物車）或在員工之間發(fā)送消息。此方案使用 Windows Azure Queue、Windows Azure Table 和 Windows Azure 工作者角色。

　　此方案使用 Windows Azure Queue 和 Windows Azure 工作者角色將購(gòu)物車提交給執(zhí)行引擎。

　　使用隊(duì)列存儲(chǔ)進(jìn)行內(nèi)部應(yīng)用程序消息傳送

　　在介紹具體的方案之前，我們需要先介紹一些有關(guān) Windows Azure Queue 的基礎(chǔ)知識(shí)。云中的隊(duì)列與傳統(tǒng)的 .NET 應(yīng)用程序中的隊(duì)列的運(yùn)行方式不太一樣。在處理 AppDomain 中的數(shù)據(jù)時(shí)，您知道該數(shù)據(jù)只有一份，它完整地位于單一托管進(jìn)程中。

　　而在云中，您的一部分?jǐn)?shù)據(jù)可能在加利福尼亞，而另一部分可能在紐約，并且您可能會(huì)安排一個(gè)工作者角色在德克薩斯州對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而另一工作者角色在北達(dá)科他州進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

很多開(kāi)發(fā)人員在適應(yīng)這種分布式計(jì)算和分布式數(shù)據(jù)時(shí)面臨著一些不熟悉的問(wèn)題，例如對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行編碼、針對(duì)數(shù)據(jù)提交形成多次重試的概念甚至冪等性的理念。

　　只要您不將 Windows Azure Queue 視為進(jìn)程內(nèi)的常規(guī) CLR 隊(duì)列，其工作方式其實(shí)非常簡(jiǎn)單。首先，應(yīng)用程序?qū)⑾蜿?duì)列獲取一些數(shù)量的消息（需要記住，一次不會(huì)超過(guò) 20 條）并提供一個(gè)超時(shí)。此超時(shí)控制對(duì)其他隊(duì)列處理客戶端隱藏這些消息的時(shí)間。當(dāng)應(yīng)用程序成功完成需要對(duì)隊(duì)列消息進(jìn)行的所有處理后，將刪除該消息。

　　如果應(yīng)用程序引發(fā)異常或處理隊(duì)列消息失敗，則在超時(shí)期限過(guò)后，其他客戶端可以再次看到該消息。因此，當(dāng)一個(gè)工作者角色處理失敗后，其他工作者角色可以繼續(xù)進(jìn)行處理。向隊(duì)列提交消息非常簡(jiǎn)單：應(yīng)用程序直接或借助客戶端庫(kù)形成適當(dāng)?shù)?HTTP POST 消息，然后提交字符串或字節(jié)數(shù)組。隊(duì)列專門用于進(jìn)行內(nèi)部應(yīng)用程序消息傳送和非永久存儲(chǔ)，因此這些消息占用的空間需要相當(dāng)小。

　　如上所述，您可能安排多個(gè)工作者角色都嘗試處理同一消息。雖然隱藏當(dāng)前正在處理的消息的不可見(jiàn)超時(shí)很有幫助，但不能確保萬(wàn)無(wú)一失。要完全避免沖突，您應(yīng)該將您的引擎處理設(shè)計(jì)為冪等。換句話說(shuō)，同一隊(duì)列消息應(yīng)該可以由一個(gè)或多個(gè)工作者角色處理多次，而不會(huì)使應(yīng)用程序處于不一致的狀態(tài)。

　　理想情況下，您希望工作者角色可以檢測(cè)出是否已完成對(duì)給定消息的處理。在編寫(xiě)工作者角色來(lái)處理隊(duì)列消息時(shí)，請(qǐng)牢記您的代碼可能會(huì)嘗試處理已處理過(guò)的消息，盡管這個(gè)可能性微乎其微。

　　圖 1 中的代碼段顯示了如何使用隨 Windows Azure SDK 一起提供的 StorageClient 程序集創(chuàng)建消息并將其提交給 Windows Azure Queue。StorageClient 庫(kù)實(shí)際上只是 Windows Azure Storage HTTP 接口周圍的包裝。

　圖 1 創(chuàng)建消息并將其提交給 Windows Azure Queue

string　accountName;　
string　accountSharedKey;　
string　queueBaseUri;　
string　StorageCredentialsAccountAndKey　credentials;　
　
if　(RoleEnvironment.IsAvailable)　
{　
//　We　are　running　in　a　cloud　-　INCLUDING　LOCAL!　
　accountName　=　
　RoleEnvironment.GetConfigurationSettingValue(AccountName);　
　accountSharedKey　=　　
　RoleEnvironment.GetConfigurationSettingValue(AccountSharedKey);　
　queueBaseUri　=　RoleEnvironment.GetConfigurationSettingValue　
　(QueueStorageEndpoint);　
}　
else　
{　
　accountName　=　ConfigurationManager.AppSettings[AccountName];　
　accountSharedKey　=　
　ConfigurationManager.AppSettings[AccountSharedKey];　
　queueBaseUri　=　
　ConfigurationManager.AppSettings[QueueStorageEndpoint];　
}　
credentials　=　
new　StorageCredentialsAccountAndKey(accountName,　accountSharedKey);　
CloudQueueClient　client　=　
new　CloudQueueClient(queueBaseUri,　credentials);　
CloudQueue　queue　=　client.GetQueueReference(queueName);　
CloudQueueMessage　m　=　new　CloudQueueMessage(　
　/*　string　or　byte[]　representing　message　to　enqueue　*/);　
Queue.AddMessage(m);

　　對(duì)于本文中的其他示例，我們使用了可以簡(jiǎn)化此過(guò)程的一些包裝類（位于 Hollywood Hackers 的 CodePlex 站點(diǎn)中，網(wǎng)址為：hollywoodhackers.codeplex.com/SourceControl/ListDownloadableCommits.aspx）。

異步消息傳送 (Toast)

　　當(dāng)今，交互式網(wǎng)站不僅是一種時(shí)尚，更是一種需求。用戶已經(jīng)習(xí)慣了完全交互式網(wǎng)站，以致于當(dāng)他們遇到一個(gè)靜態(tài)的非交互式頁(yè)面時(shí)會(huì)認(rèn)為什么地方出問(wèn)題了。考慮到這一點(diǎn)，我們希望可以在我們的用戶使用這樣的站點(diǎn)時(shí)向他們發(fā)送通知。

　　為此，我們將利用 Windows Azure Queue 和 Windows Azure Table 存儲(chǔ)機(jī)制構(gòu)建一個(gè)消息傳遞框架。客戶端將使用與 jQuery Gritter 插件結(jié)合的 jQuery 在用戶的瀏覽器中將通知顯示為一個(gè) toast，類似于當(dāng)您收到新的 Outlook 電子郵件、即時(shí)消息或警報(bào)聲時(shí)在 Windows 系統(tǒng)托盤(pán)上方淡出的消息。

　　當(dāng)需要向某個(gè)用戶發(fā)送通知時(shí)，該用戶將被插入到隊(duì)列中。因?yàn)楣ぷ髡呓巧?fù)責(zé)處理隊(duì)列中的每個(gè)項(xiàng)目，所以該角色將動(dòng)態(tài)確定如何處理每個(gè)項(xiàng)目。在本例中，引擎只需要執(zhí)行一個(gè)操作，但在復(fù)雜的 CRM 網(wǎng)站或支持站點(diǎn)中，要執(zhí)行的操作可能不計(jì)其數(shù)。

　　工作者角色在隊(duì)列中遇到用戶通知時(shí)，會(huì)將該通知存儲(chǔ)在表存儲(chǔ)中并將其從隊(duì)列中刪除。這樣，消息可以保留很長(zhǎng)時(shí)間并等待用戶登錄進(jìn)行處理。隊(duì)列存儲(chǔ)中的消息的最大保存期限比較短，不會(huì)超過(guò)幾天。當(dāng)用戶訪問(wèn)網(wǎng)站時(shí)，我們的 jQuery 腳本將異步獲取表中的所有消息，并通過(guò)在控制器上調(diào)用可返回 JavaScript Object Notation (JSON) 的方法在瀏覽器中以常見(jiàn)的形式顯示這些消息。

　　盡管隊(duì)列只處理字符串或字節(jié)數(shù)組，但我們可以通過(guò)將任何類型的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)序列化為二進(jìn)制文件來(lái)將其存儲(chǔ)在隊(duì)列中，然后在我們需要使用時(shí)再將其轉(zhuǎn)換回來(lái)。這成為將強(qiáng)類型化的對(duì)象傳遞到隊(duì)列中的出色技術(shù)。我們會(huì)將此技術(shù)構(gòu)建到我們的隊(duì)列消息的基類中。然后，我們的系統(tǒng)消息類可以包含我們的數(shù)據(jù)，而且可以將整個(gè)對(duì)象提交到隊(duì)列中并根據(jù)需要進(jìn)行利用（請(qǐng)參見(jiàn)圖 2）。

　圖 2 在隊(duì)列中存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

namespace　HollywoodHackers.Storage.Queue　
{　
　　[Serializable]　
　　public　class　QueueMessageBase　
　　{　
　　　　public　byte[]　ToBinary()　
　　　　{　
　　　　　　BinaryFormatter　bf　=　new　BinaryFormatter();　
　　　　　　MemoryStream　ms　=　new　MemoryStream();　
　　　　　　ms.Position　=　0;　
　　　　　　bf.Serialize(ms,　this);　
　　　　　　byte[]　output　=　ms.GetBuffer();　
　　　　　　ms.Close();　
　　　　　　return　output;　
　　　　}　
　　　　public　static　T　FromMessageT>(CloudQueueMessage　m)　
　　　　{　
　　　　　　byte[]　buffer　=　m.AsBytes();　
　　　　　　MemoryStream　ms　=　new　MemoryStream(buffer);　
　　　　　　ms.Position　=　0;　
　　　　　　BinaryFormatter　bf　=　new　BinaryFormatter();　
　　　　　　return　(T)bf.Deserialize(ms);　
　　　　}　
　　}　
　　[Serializable]　
　　public　class　ToastQueueMessage　:　QueueMessageBase　
　　{　
　　public　ToastQueueMessage()　
　　　　　　:　base()　
　　　　{　
　　　　}　
　　　　public　string　TargetUserName　{　get;　set;　}　　　　　
　　　　public　string　MessageText　{　get;　set;　}　
　　　　public　string　Title　{　get;　set;　}　
　　　　public　DateTime　CreatedOn　{　get;　set;　}　　　　
　　}

　請(qǐng)記住，要使用 BinaryFormatter 類，需要以完全信任模式（可以通過(guò)服務(wù)配置文件啟用此模式）運(yùn)行 Windows Azure 工作者角色。