基于云存儲實現(xiàn)用Windows Azure Storage增強應(yīng)用程序的引擎

概述：您可以在云中運行后臺進程。Kevin Hoffman 和 Nate Dudek 使用購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實現(xiàn)異步消息傳送和處理。

　開發(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)問題，他們知道問題出在哪兒。而這通常會成為開發(fā)人員采用更新的技術(shù)（例如云計算）的障礙。

　　心存懷疑的開發(fā)人員提出的最大疑問之一是他們?nèi)绾卧谠浦欣^續(xù)運行后臺進程，即他們的引擎如何繼續(xù)運行。本文旨在通過向您演示如何構(gòu)建應(yīng)用程序引擎以及使用 Windows Azure Storage 實現(xiàn)異步消息傳送和處理來為您揭開云中缺乏后臺處理的神秘面紗。

　　為了證明開發(fā)人員可以拋開其有形的基礎(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，我們將介紹如何實現(xiàn)電子商務(wù)應(yīng)用程序的一個小型子集 Hollywood Hackers，您可以從中購買到 Hollywood 用于完全忽略物理法則和過時的常識的所有神奇技術(shù)。

　　我們將介紹的兩個主要方案如下：

　　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 工作者角色將購物車提交給執(zhí)行引擎。

　　使用隊列存儲進行內(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。云中的隊列與傳統(tǒng)的 .NET 應(yīng)用程序中的隊列的運行方式不太一樣。在處理 AppDomain 中的數(shù)據(jù)時，您知道該數(shù)據(jù)只有一份，它完整地位于單一托管進程中。

　　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，并且您可能會安排一個工作者角色在德克薩斯州對該數(shù)據(jù)進行處理，而另一工作者角色在北達科他州進行數(shù)據(jù)處理。

很多開發(fā)人員在適應(yīng)這種分布式計算和分布式數(shù)據(jù)時面臨著一些不熟悉的問題，例如對可能出現(xiàn)的故障進行編碼、針對數(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 視為進程內(nèi)的常規(guī) CLR 隊列，其工作方式其實非常簡單。首先，應(yīng)用程序?qū)⑾蜿犃蝎@取一些數(shù)量的消息（需要記住，一次不會超過 20 條）并提供一個超時。此超時控制對其他隊列處理客戶端隱藏這些消息的時間。當(dāng)應(yīng)用程序成功完成需要對隊列消息進行的所有處理后，將刪除該消息。

　　如果應(yīng)用程序引發(fā)異常或處理隊列消息失敗，則在超時期限過后，其他客戶端可以再次看到該消息。因此，當(dāng)一個工作者角色處理失敗后，其他工作者角色可以繼續(xù)進行處理。向隊列提交消息非常簡單：應(yīng)用程序直接或借助客戶端庫形成適當(dāng)?shù)?HTTP POST 消息，然后提交字符串或字節(jié)數(shù)組。隊列專門用于進行內(nèi)部應(yīng)用程序消息傳送和非永久存儲，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超時很有幫助，但不能確保萬無一失。要完全避免沖突，您應(yīng)該將您的引擎處理設(shè)計為冪等。換句話說，同一隊列消息應(yīng)該可以由一個或多個工作者角色處理多次，而不會使應(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出是否已完成對給定消息的處理。在編寫工作者角色來處理隊列消息時，請牢記您的代碼可能會嘗試處理已處理過的消息，盡管這個可能性微乎其微。

　　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 庫實際上只是 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);

　　對于本文中的其他示例，我們使用了可以簡化此過程的一些包裝類（位于 Hollywood Hackers 的 CodePlex 站點中，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)他們遇到一個靜態(tài)的非交互式頁面時會認(rèn)為什么地方出問題了?？紤]到這一點，我們希望可以在我們的用戶使用這樣的站點時向他們發(fā)送通知。

　　為此，我們將利用 Windows Azure Queue 和 Windows Azure Table 存儲機制構(gòu)建一個消息傳遞框架?？蛻舳藢⑹褂门c 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 toast，類似于當(dāng)您收到新的 Outlook 電子郵件、即時消息或警報聲時在 Windows 系統(tǒng)托盤上方淡出的消息。

　　當(dāng)需要向某個用戶發(fā)送通知時，該用戶將被插入到隊列中。因為工作者角色負(fù)責(zé)處理隊列中的每個項目，所以該角色將動態(tài)確定如何處理每個項目。在本例中，引擎只需要執(zhí)行一個操作，但在復(fù)雜的 CRM 網(wǎng)站或支持站點中，要執(zhí)行的操作可能不計其數(shù)。

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

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

　圖 2 在隊列中存儲結(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;　}　　　　
　　}

　請記住，要使用 BinaryFormatter 類，需要以完全信任模式（可以通過服務(wù)配置文件啟用此模式）運行 Windows Azure 工作者角色。