在上一篇文章中([原创]我所理解的Remoting(2):远程对象生命周期的管理—Part I ),我简要的讲述了CLR的垃圾回收机制和Remoting 基于Lease的对象生命周期的管理。在这篇文章中,我们将以此为基础,继续我们的话题。在文章的开始,我将以我的理解详细地讲述Remoting中两个重要的概念——Lease和Sponsorship。然后我通过一个Sample,为大家演示如何以不同的方法延长远程对象的生命周期。
我们先不谈远程对象、本地对象。 不管是远程的对象,还是本地对象,都对于程序Application Domain 所在地址空间的一块连续的托管堆(managed heap)内存区域。在.NET环境下,其对象的生命周期,也就是对应托管堆的回收,都由垃圾回收器(garbage collector)负责。当需要进行垃圾回收时(如果不是强制进行垃圾回收,和程序卸载,垃圾回收操作一般出现在第0代对象充满的时候),垃圾回收器扫描托管堆,标记垃圾对象(实际上是标记非垃圾对象,未被标记的则是垃圾对象),并最终回收垃圾对象。
通过前面章节的介绍,我们知道了,CLR通过当前程序运行时的一个根(root)的列表来判断一个对象是否是垃圾对象——没有被根直接或者间接引用的对象则是垃圾对象。从另一个角度讲,如果想让一个对象存活,或者你试图让一个对象具有更长的生命周期,那么不就必须使它被一个根直接或者间接引用——比如你可以使用一个全局变量引用它,那么在这个全局变量的生命周期内,这个对象就会一直存活;你甚至可以让一个静态变量引用它,那么这个对象将永远不会被垃圾回收,直到所在的AppDomain被卸载。而我们现在来讨论Remoting 中远程对象生命周期的管理,说白了,其本质就是在Remoting Framework中,如何创建一些具有根性质的对象引用创建的远程对象(相对于Client端来讲),从而适当地(我们不能让远程对象具有太长的生命周期,那样会见中内存的压力,同样我们也不能使远程对象,那样会造成频繁的对象的频繁创建进而影响系统的性能)阻止垃圾回收器回收该对象。
那么这个引用远程对象的对象是谁呢?它就是我们要讲的Lease。当Client端的Proxy通过Marshal传到Host环境的时候,Remoting Framework 激活对应的远程对象。与此同时,Lease Manager(整个机遇Lease生命周期管理的总负责)会为该远程对象创建对应的Lease,从垃圾回收的角度讲,远程对象有了Lease对象的引用,则可以在垃圾收器的铡刀下得以幸存。但是通过前面的分析,远程对象不能老是存活者,他是具有一定的生命周期的,也就是说,一旦到了该寿终正寝的时候,垃圾回收器就该对他动刀子。而且,这个生命周期应该是可以配置的,系统地设计人员根据具体的程序运作状况,计算出一个合理的生命周期,在部署的时候,通过配置文件为之设定。
那么这样的机制又是如何实现的呢?到现在为止我们知道,远程对象存在的唯一条件就是它的Lease存在,Lease一旦垃圾回收了,那么它的死期也不远了。这样我们就可以通过Lease对象的生命周期来间接地控制远程对象的生命周期。而Lease对象的生命周期是可以配置的。那么现在我们可以把我们的关注点放在如果控制Lease的生命周期上来。在Remoting中,Lease是实现System.Runtime.Remoting.Lifetime. ILease的类的对象。
namespaceSystem.Runtime.Remoting.Lifetime
{
//Summary:
//Definesalifetimeleaseobjectthatisusedbytheremotinglifetimeservice.
[ComVisible(true)]
publicinterfaceILease
{
LeaseStateCurrentState{get;}
TimeSpanInitialLeaseTime{get;set;}
TimeSpanRenewOnCallTime{get;set;}
TimeSpanSponsorshipTimeout{get;set;}
voidRegister(ISponsorobj);
voidRegister(ISponsorobj,TimeSpanrenewalTime);
TimeSpanRenew(TimeSpanrenewalTime);
voidUnregister(ISponsorobj);
}
}
了解在托管环境下Lease是怎样一个对象之后,我们来看看,在Remoting中Lease的生命周期是如果决定的。在前面一节我们提到过我们有3种方式来设置Lease 的各个属性(初始的时间:InitialLeaseTime,一个远程调用所能延续的时间:RenewOnCallTime,Lease Manager联系对应的Sponsor的时间:SponsorshipTimeout)——通过Configuration;通过设置LifetimeServices的静态属性(LeaseTime,RenewOnCallTime,LeaseManagerPollTime,SponsorshipTimeout);同过Override MarshalByRefObj的InitializeLifetimeService。当Lease对象创建之后,Lease Manager会为Lease设置通过上面方式设定的属性。随后Lease Manager会每隔一定的时间(由LeaseManagerPollTime设定)轮询每个Lease,查看Lease是否过期;随着时间的推移,Lease的租期(InitialLeaseTime - Expired time)越来越少。在这期间,Clien端和Server端获得该Lease,调用Renew方法来延长Lease的租期;此外,来自Client端的远程调用也会把Lease的生命周期延长至一个设定的时间(由RenewOnCallTime设定)。
注:只有在Lease的生命周期小于由RenewOnCallTime设定的时间的条件下,远程调用才会对Lease的租期起作用,或者这样说:current lease time = MAX(lease time - expired time,renew on call time)
那么当Lease Manager在获知某个Lease的已经过期?他会做什么样的操作呢?它会马上结束该Lease吗?就像我在上一章所举的租房的例子一样,房东在房租到期之后,出于人性化的考虑,他会首先通知承租人是否有续租的意愿。如果有,可以续约。在Remoting中也存在这样一种状况,Client可以在Lease尚未到期的时候,为他注册一个或多个Sponsor,Lease Manger会首先联系注册到该Lease的Sponsor,如果获得这样的Sponsor,则调用Sponsor的Renewal,从而实现续约的目的。由于Sponsor处于Client端所在的Context,Lease Manager调用Sponsor实际上是一种远程调用,由于远程调用的不确定性,必须设定Lease Manager联系Sponsor的时间范围(由SponsorshipTimeout属性设定),如果超出这样的范围,则认为Sponsor不可得。
在Remoting中,一个Sponsor是一个是实现了System.Runtime.Remoting.Lifetime. ISponsor Interface的类对象。该接口只有一个成员方法:Renewal。还有一点需要特别说明的是,Spnosor是被设计来被处于Server端的Lease Manager调用的。由于这是一个跨AppDomain的调用,我们知道由于AppDomain的隔离性,在一个AppDomain创建的对象不能在另一个Appdomain中直接调用,需要经过一个Marshal的过程——Marshal By Refence 或者 Marshal By Value。我们一般采用Marshal By Refence的方式,我们经常使用的System.Runtime.Remoting.Lifetime.ClientSponsor就是直接继承自System. MarshalByRefObject。
namespaceSystem.Runtime.Remoting.Lifetime
{
publicinterfaceISponsor
{
TimeSpanRenewal(ILeaselease);
}
}
一旦Lease过期,在既定的时间内,不能获得对应的Sponsor(或者是Sponsor 的Renewal方法返回TimeSpan.Zero),那么Lease Manager就把该Lease标记为过期。如果这时有一个远程调用,Remoting Framework会通过Lease Manager得知Lease已经过期,如果Client Activation模式直接会抛出异常;如果是Singleton 模式的Server Activation,则会创建一个新的对象,原来对象的状态将不复存在。这里有一点需要特别注意的是,Lease Manager就把该Lease标记为过期,并不等于该Lease马上会被垃圾回收掉,同理,这时候虽然远程对象可能还是存在的,由于这时候我们不能保证调用的安全性——不能确定该对象什么时候被垃圾回收,对于远程调用来说,它已经没有任何意义。
从上面整个流程来看,为了保持远程对象,我们有Lease对象;为了保持Lease对象,我们有Sponsor对象,那么什么对象来保持Sponsor对象呢?那就要依赖于我们的Client代码了。如果注册的Sponsor对象如果一直不被回收的话,远程对象将永远存在。所以我们应该根据实际的需要,取消Sponsor对Lease的注册。
下面我们照例来展示一个Sample,在这个Sample中,我们设计一个计数器,获得某个对象某个方法的调用次数。
Step 1 :整个Solution的构架(Artech.LifetimeManagement.RemoteService被Artech.LifetimeManagement.Client和Artech.LifetimeManagement.Hosting引用)
Step 2:远程对象Artech.LifetimeManagement.RemoteService/CounterService.cs
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Text;
usingSystem.Runtime.Remoting.Lifetime;
namespaceArtech.LifetimeManagement.RemoteService
{
publicclassCounterService:MarshalByRefObject
{
privateint_count;
publicintGetCount()
{
this._count++;
returnthis._count;
}
publicCounterService()
{
Console.WriteLine("CounterObjecthasbeenactivated!");
}
~CounterService()
{
Console.WriteLine("CounterObjecthasbeendestroied!");
}
publicoverrideobjectInitializeLifetimeService()
{
ILeaselease=(ILease)base.InitializeLifetimeService();
if(lease.CurrentState==LeaseState.Initial)
{
lease.InitialLeaseTime=TimeSpan.FromSeconds(1);
lease.RenewOnCallTime=TimeSpan.FromSeconds(1);
lease.SponsorshipTimeout=TimeSpan.FromSeconds(1);
}
returnlease;
}
}
}
为了确定对象的创建和回收,我们定义了Constructor和重写了 Finalize方法。GetCouter是 远程调用的方法,每次调用,技术器一次递增并返回该计数。为了更容易地演示对象的生命周期,我们重写了InitializeLifetimeService,设置了一些列短时间的Lease属性(都为1s)。
Step 3 Host : Artech.LifetimeManagement.Hosting
App.config
<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?>
<configuration>
<system.runtime.remoting>
<applicationname="Artech.MyRemoting">
<service>
<wellknowntype="Artech.LifetimeManagement.RemoteService.CounterService,Artech.LifetimeManagement.RemoteService"
mode="Singleton"objectUri="Counter.rem"></wellknown>
<activatedtype="Artech.LifetimeManagement.RemoteService.CounterService,Artech.LifetimeManagement.RemoteService"></activated>
</service>
<channels>
<channeltype="System.Runtime.Remoting.Channels.Http.HttpChannel,System.Runtime.Remoting,Version=2.0.0.0,Culture=neutral,PublicKeyToken=b77a5c561934e089"
port="1234">
<serverProviders>
<providerref="wsdl"/>
<formatterref="binary"typeFilterLevel="Full"/>
</serverProviders>
<clientProviders>
<formatterref="binary"/>
</clientProviders>
</channel>
</channels>
</application>
</system.runtime.remoting>
</configuration>
我定义了两个Service,一个WellKnown Service,一个CAO Service。因为我们将同时比较两种不同激活方式的生命周期的管理。在前面我们不止一次地说,调用Sponsor是一种远程调用,说得更确切地,只一种远程回调(Remote Callback),所以我们要把Type Filter Level设为Full,其原因可以参考我们文章([原创].NET Remoting: 如何通过Remoting实现双向通信(Bidirectional Communication)),在这里就不再说明。
Program.cs
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Text;
usingSystem.Threading;
usingSystem.Runtime.Remoting;
namespaceArtech.LifetimeManagement.Hosting
{
classProgram
{
staticvoidMain(string[]args)
{
RemotingConfiguration.Configure("Artech.LifetimeManagement.Hosting.exe.config",false);
Console.WriteLine("Calculatorhasbeguntolisten");
GarbageCollect();
Console.Read();
}
staticvoidGarbageCollect()
{
while(true)
{
Thread.Sleep(10000);
GC.Collect();
}
}
}
}
通过上面的Code,我们先注册App.config的配置,为了更加清楚地看清对象的回收时间,我们每隔10s作一次垃圾回收。
Step 4 Client:Artech.LifetimeManagement.Client
App.config
<configuration>
<system.runtime.remoting>
<application>
<channels>
<channelref="http"port="0">
<clientProviders>
<formatterref="binary"/>
</clientProviders>
<serverProviders>
<formatterref="binary"typeFilterLevel="Full"/>
</serverProviders>
</channel>
</channels>
</application>
</system.runtime.remoting>
</configuration>
由于处于Server端的Lease Manager要CallbackClient端的Sponsor,Client端必须注册一个Channel用于回调。同样把Type Filter Level设为Full。
Program.cs
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