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Windows Workflow Foundation の機能仕様

  • [アーティクル]

.NET Framework 4 では、Windows Workflow Foundation にいくつかの機能が追加されます。 このドキュメントでは、いくつかの新機能について説明し、役に立つ可能性のあるシナリオの詳細を示します。

メッセージング アクティビティ

メッセージング アクティビティ (Receive、SendReply、Send、ReceiveReply) は、ワークフローから WCF メッセージを送受信するために使用されます。 Receive および SendReply アクティビティは、標準の WCF Web サービスと同様に、WSDL 経由で公開される Windows Communication Foundation (WCF) サービス操作を形成するために使用されます。 Send と ReceiveReply は、WCF ChannelFactory と同様に Web サービスを使用するために使用されます。事前に構成されたアクティビティを生成する Workflow Foundation 用のサービス参照の追加エクスペリエンスもあります。

メッセージング アクティビティの概要

  • Visual Studio 2012 で、WCF ワークフロー サービス アプリケーション プロジェクトを作成します。 Receive と SendReply のペアがキャンバスに配置されます。

  • プロジェクトを右クリックし、 [サービス参照の追加] を選択します。 既存の Web サービス WSDL をポイントし、 [OK] をクリックします。 プロジェクトをビルドして、生成されたアクティビティ (Send と ReceiveReply を使用して実装) をツールボックスに表示します。

  • ワークフロー サービスのドキュメント

メッセージング アクティビティのシナリオ例

BestPriceFinder サービスでは、複数の航空会社サービスを呼び出して、特定の航路の最良チケット価格を探します。 このシナリオを実装するには、メッセージ アクティビティを使用して価格要求を受信し、バックエンド サービスから価格を取得して、価格要求に最良価格で応答する必要があります。 他の事前定義アクティビティを使用して、最良価格を計算するビジネス ロジックを作成する必要もあります。

WorkflowServiceHost

WorkflowServiceHost は、複数のインスタンス、構成、および WCF メッセージングをサポートする標準ワークフロー ホストです (ワークフローがホストされるためにメッセージングを使用する必要はありません)。 また、一連のサービス動作を介して永続性、追跡、およびインスタンス コントロールを統合します。 WCF の ServiceHost と同様に、WorkflowServiceHost は、コンソール/WinForms/WPF アプリケーションまたは Windows サービスでの自己ホスト、または IIS や WAS での Web ホスト (.xamlx ファイルとして) が可能です。

ワークフロー サービス ホストの概要

WorkflowServiceHost のシナリオ

BestPriceFinder サービスでは、複数の航空会社サービスを呼び出して、特定の航路の最良チケット価格を探します。 このシナリオを実装するには、WorkflowServiceHost にワークフローをホストする必要があります。 メッセージ アクティビティを使用して価格要求を受信し、バックエンド サービスから価格を取得して、価格要求に最良価格で応答する必要もあります。

相関関係

相関関係は次の 2 つのいずれかです。

  • メッセージをグループ化する方法。つまり、要求メッセージとその応答の関係。

  • サービス インスタンスにデータの一部をマッピングする方法。

作業の開始

  • 相関を開始するには、Visual Studio で新規プロジェクトを作成します。 CorrelationHandle 型の変数を作成します。

  • メッセージのグループ化に使用する相関関係の例は、メッセージをグループ化する要求/応答の相関関係です。

    • Receive アクティビティで、CorrelationInitializers プロパティをクリックし、前の最初のステップで作成した CorrelationHandle を使用して RequestReplyCorrelationInitializer を追加します。

    • Receive を右クリックし、[SendReply の作成] をクリックして SendReply アクティビティを作成します。 これをワークフローの Receive アクティビティの後に貼り付けます。

  • データの一部をサービス インスタンスにマッピングする例は、データの一部 (オーダー ID など) を特定のワークフロー インスタンスにマップするコンテンツ ベースの相関関係です。

    • 任意のメッセージング アクティビティで、CorrelationInitializers プロパティをクリックし、上記で作成した QueryCorrelationInitializer 変数を使用して CorrelationHandle を追加します。 ドロップダウン メニューで、メッセージ上の目的のプロパティ (OrderID など) をダブルクリックします。 CorrelatesWith プロパティを上記で使用した CorrelationHandle 変数に設定します。

  • 相関関係の概念説明ドキュメント

相関関係のシナリオ

注文処理ワークフローを使用して、新規注文の作成と、処理中の既存の注文の更新を処理します。 このシナリオを実装するには、ワークフローを WorkflowServiceHost にホストし、メッセージング アクティビティを使用する必要があります。 適切なワークフローに更新が行われるようにするために orderId に基づく相関関係も必要です。

簡略化された構成

WCF 構成スキーマは複雑であり、探すのが難しい多くの機能をユーザーに提供します。 .NET Framework 4.6.1 では、次の機能で WCF ユーザーによるサービスの構成を支援することに重点を置いていました。

  • サービスごとの明示的な構成の必要性をなくします。 サービスに対して <service> 要素を構成せず、かつ、サービスがプログラムを使用してエンドポイントを定義しない場合は、一連のエンドポイントが自動的にサービスに追加されます。この場合、サービスのベース アドレスごとに 1 つ、サービスによって実装されるコントラクトごとに 1 つのエンドポイントが追加されます。

  • 明示的な構成のないサービスに適用される WCF バインディングおよび動作の既定値をユーザーが定義できるようにします。

  • 標準のエンドポイントは、事前に構成された再利用可能なエンドポイントを定義します。このエンドポイントは、1 つ以上のエンドポイント プロパティ (アドレス、バインド、およびコントラクト) に対して固定値を持ち、カスタム プロパティを定義できるようにします。

  • 最後に、ConfigurationChannelFactory<TChannel> では WCF クライアント構成を集中管理できます。これは、アプリケーション ドメインの読み込み時の後に構成が選択または変更されるシナリオで役立ちます。

作業の開始

簡略化された構成のシナリオ

  • 経験豊富な ASMX 開発者が WCF の使用開始を希望しています。 しかし、WCF は複雑すぎると思われます。 構成ファイルに書き込む必要のある情報は何ですか。 .NET 4 では、構成ファイルをまったく使用しないこともできます。

  • 既存の WCF サービスのセットは構成とメンテナンスが非常に困難です。 構成ファイルには、変更するのが非常に危険な XML コードが何千行もあります。 コード量を管理しやすい量に減らすための支援が必要です。

データ コントラクト リゾルバー

.NET Framework 3.5 では、既知の型の設計にいくつかの制限がありました。

  • シリアル化または逆シリアル化中に既知の型を動的に追加することはできませんでした。

  • シリアライザーは不明な xsi:type の情報を処理できませんでした。

  • ユーザーは、ネットワーク上のシリアル化インスタンスのサイズを小さくするなど、ネットワーク上に出現する xsi:type を指定できませんでした。

DataContractResolver では、.NET Framework 4.5 でこれらの問題が解決されます。

作業の開始

データ コントラクト リゾルバーのシナリオ

  • 数十の KnownTypeAttribute オブジェクトをサービスで宣言する必要性の回避。

  • XML BLOB のサイズの削減。

フローチャート

フローチャートは、ドメインの問題を視覚的に表すための既知のパラダイムです。 これは .NET Framework 4 で導入される新しい制御フロー スタイルです。 フローチャートの主な特性は、一度に 1 つのアクティビティのみ実行されることです。 フローチャートはループと代替結果を表すことができますが、その性質上、複数ノードの同時実行を表すことはできません。

作業の開始

フローチャートのシナリオ

フローチャート アクティビティを使用して推測ゲームを実装できます。 推測ゲームは非常に単純です。コンピューターによってランダムな数値が選択され、プレーヤーはその数値を推測する必要があります。 プレーヤーが推測を送信すると、コンピューターにヒント ("もっと小さい数字を試してください" など) が表示されます。 プレーヤーが 6 回以下で数値を見つけた場合は、特別な祝福のメッセージがコンピューターに表示されます。 このゲームは、次の手続き型アクティビティの組み合わせで実装できます。

手続き型アクティビティ (Sequence、If、ForEach、Switch、Assign、DoWhile、While)

手続き型アクティビティは、プログラマになじみのある概念を使用してシーケンシャル制御フローをモデル化するメカニズムを提供します。 これらのアクティビティにより、従来の構造型プログラミング言語の構成要素が有効になり、該当する場合には C# や Visual Basic などの一般的な手続き型言語と同等の言語が提供されます。

作業の開始

手続き型アクティビティのシナリオ

  • Parallel: イントラネット ドキュメント管理システムにドキュメント承認ワークフローがあります。 ドキュメントは、イントラネットに公開する前に、複数の部門の担当者によって承認する必要があります。 設定されている承認順序はありません。ドキュメントが "承認保留" フェーズにあるときにいつでも行うことができます。 ユーザーがレビューのためにドキュメントを送信した場合は、直属のマネージャー、イントラネット管理者、および内部コミュニケーション マネージャーがそれを承認する必要があります。

  • ParallelForEach<T>: WF アプリケーションは、大規模企業内での企業購買を管理します。 企業の規則では、購買作業を計画する前に 3 社の異なるベンダーを評価する必要があると規定されています。 購買部門の従業員は、企業のベンダー リストから 3 社のベンダーを選択します。 これらのベンダーを選択し、通知した後で、企業は経済提案書を待ちます。 提案書は任意の順序で到着します。 WF でこのシナリオを実装するには、ベンダーのコレクションを反復処理して経済提案書を求める ParallelForEach<T> を使用します。 すべての提案が収集された後で、最良の提案が選択されて表示されます。

InvokeMethod

InvokeMethod アクティビティでは、オブジェクト内のパブリック メソッドまたはスコープ内の型を呼び出すことができます。 パラメーター付きまたはパラメーターなし (パラメーター配列を含む) でのインスタンス メソッドおよび静的メソッドの呼び出し、および汎用メソッドの呼び出しがサポートされます。 メソッドを同期および非同期で実行することもできます。

作業の開始

  • Visual Studio 2012 内で、ワークフロー コンソール アプリケーションを作成します。 ワークフロー デザイナーに InvokeMethod アクティビティを追加し、そこに静的メソッドとインスタンス メソッドを構成します。

  • デザイナー ドキュメント: InvokeMethod アクティビティ デザイナー

InvokeMethod のシナリオ

  • スコープ内のオブジェクトのメソッドを呼び出す必要があります。 たとえば、辞書に値を追加する必要があります。 辞書のインスタンスの Add メソッドが呼び出され、キーと値が指定されます。

  • レガシー CLR オブジェクトに対してメソッドを呼び出す必要があります。 カスタム アクティビティを作成してそのレガシー クラスの呼び出しをラップする代わりに、ワークフロー実行中にそのクラスがスコープ内にある場合には InvokeMethod を使用できます。

エラー処理アクティビティ

TryCatch アクティビティには、含まれるアクティビティのセットの実行中に発生する例外をキャッチするメカニズムが用意されています (C# や Visual Basic の Try/Catch コンストラクトに類似)。 TryCatch はワークフロー レベルの例外処理を提供します。 ハンドルされない例外がスローされると、ワークフローが中止され、Finally ブロックは実行されません。 この動作は C# と一貫性があります。

作業の開始

エラー処理のシナリオ

アクティビティのセットを実行する必要があり、エラーの発生時に特定のロジックを実行する必要があります。 そのエラー処理ロジック中にエラーが回復不能であることがわかった場合は、例外が再スローされ、親アクティビティ (またはホスト) によって問題が処理されます。

Pick アクティビティ

Pick アクティビティは、WF でイベント ベースの制御フロー モデリングを提供します。 Pick には、多数の分岐が含まれています。各分岐は、特定のイベントが発生すると実行されます。 この設定では、Pick は、アクティビティがリッスンしているイベント セットの 1 つのみを実行する Switch<T> と同様に動作します。 各分岐はイベント ドリブンなので、発生したイベントが対応する分岐を実行します。 他のすべての分岐は、イベントのリッスンをキャンセルし、停止します。

作業の開始

Pick のシナリオ

ユーザーに入力を求めるプロンプトを表示する必要があります。 通常の状況下では、開発者は ReadLine のようなメソッド呼び出しを使用してユーザーの入力を求めます。 この設定の問題は、ユーザーが何か入力するまでプログラムが待機することです。 このシナリオでは、ブロッキング アクティビティのブロックを解除するためにタイムアウトが必要です。 一般的なシナリオでは、特定の期間内にタスクが完了する必要があります。 ブロッキング アクティビティのタイムアウトは、Pick が大量の値を追加するシナリオです。

WCF ルーティング サービス

ルーティング サービスは、クライアントとサービス間で WCF メッセージがどのように流れるかを制御できる汎用ソフトウェア ルーターとなるように設計されています。 ルーティング サービスにより、クライアントをサービスから切り離し、サポートできる構成の自由度と、サービスをホストする方法を検討するときの柔軟性を高めることができます。 .NET Framework 3.5 では、クライアントとサービスが密接に結び付いていました。クライアントは、対話する必要のあるすべてのサービスについて、およびそれらが置かれている場所を知っている必要がありました。 また、.NET Framework 3.5 の WCF には次の制限がありました。

  • ロジックをクライアントにハードコーディングする必要があったため、エラー処理が複雑でした。

  • クライアントとサービスは常に同じバインディングを使用する必要がありました。

  • サービスが適切に分類されていることはほとんどありませんでした。複数のサービス間で選択するよりも、クライアントがすべてを実装する 1 つのサービスと対話する方が簡単です。

.NET 4 のルーティング サービスは、これらの問題を簡単に解決できるように設計されています。 新しいルーティング サービスには次の機能があります。

  1. コンテント ベースのルーティング (MessageFilter オブジェクトがメッセージを調べて送信先を判断します。)

  2. プロトコル ブリッジ (トランスポートとメッセージ)

  3. エラー処理 (ルーターは、通信例外をキャッチし、バックアップ エンドポイントにフェールオーバーします)

  4. MessageFilterTable<TFilterData> およびルーティング構成の動的 (メモリ内) 更新。

作業の開始

  1. ドキュメント: ルーティング

  2. サンプル: ルーティング サービス [WCF サンプル]

  3. ブログ: ルーティング規則

ルーティング シナリオ

ルーティング サービスは、次のシナリオに役立ちます。

  • クライアントは、複数のサービスを直接アドレス指定することなく、これらのサービスと対話できます。

  • クライアントは、ルーティング先を判断するためにクライアント要求で追加のロジックを実行できます。

  • クライアントをリファクタリングすることなく、クライアントが実行する操作を複数のサービス実装に分解します。

  • クライアントとサービスは、異なるセキュリティ設定の異なるバインディングで会話できます。

  • クライアントは、障害またはサービスの使用不能に対してより堅牢になることができます。

WCF Discovery

WCF Discovery は、アプリケーション インフラストラクチャに探索メカニズムを組み込むことのできるフレームワーク テクノロジです。 これを使用して、サービスを探索可能にし、サービスを検索するようにクライアントを構成できます。 クライアントはエンドポイントでハードコーディングする必要がなくなるため、アプリケーションはより堅牢になりフォールト トレランスが向上します。 探索は、アプリケーションに自動構成機能をビルドするための最適なプラットフォームです。

製品は、WS-Discovery 標準の上に構築されます。 相互運用可能、拡張可能、および汎用的になるように設計されています。 製品では 2 つの操作モードがサポートされます。

  1. マネージド: 既存のサービスに関する知識を持つエンティティがネットワーク上にあり、クライアントは情報を直接クエリします。 これは Active Directory に類似しています。

  2. アドホック: クライアントはマルチキャスト メッセージを使用してサービスを特定します。

さらに、探索メッセージはネットワーク プロトコルに依存しません。モード要件をサポートする任意のプロトコル上でこれらを使用できます。 たとえば、探索マルチキャスト メッセージを UDP チャネル上またはマルチキャスト メッセージングをサポートする他の任意のネットワーク上に送信できます。 これらの設計ポイントが機能の柔軟性と結合されて、探索をソリューションだけに適応させることができます。

作業の開始

探索のシナリオ

サービスがいつ使用可能になるかが不明なため、開発者はエンドポイントのハードコーディングを望みません。 代わりに、開発者は実行時にサービスを選択することを望んでいます。 アプリケーションのコンポーネント間に、切り離し、堅牢性、および自動構成がさらに必要です。

追跡

ワークフロー追跡では、ワークフロー インスタンスの実行を把握できます。 追跡イベントは、ワークフロー インスタンス レベルで、またワークフロー内のアクティビティの実行時にワークフローから出力されます。 追跡レコードを定期受信するにはワークフロー追跡参加要素をワークフロー ホストに追加する必要があります。 追跡レコードは、追跡プロファイルを使用してフィルター処理されます。 .NET Framework には ETW (Event Tracing for Windows) 追跡参加要素が用意されており、基本プロファイルが machine.config ファイルにインストールされます。

作業の開始

  1. Visual Studio 2010 で、WCF ワークフロー サービス アプリケーション プロジェクトを作成します。 開始するキャンバスに Receive と SendReply のペアが配置されます。

  2. web.config を開き、プロファイルなしで ETW 追跡動作を追加します。

    1. 既定のプロファイルが使用されます。

    2. イベント ビューアーを開き、 [イベント ビューアー] 、 [アプリケーションとサービス ログ] 、 [Microsoft] 、 [Windows] 、 [アプリケーション サーバー - アプリケーション] のノードで分析チャネルを有効にします。 [分析] を右クリックし、 [ログを有効にする] を選択します。

    3. ワークフロー サービスを実行します。

    4. イベント ビューアーでワークフロー追跡イベントを確認します。

  3. サンプル: 追跡

  4. 概念説明のドキュメント: ワークフローの追跡とトレース

SQL Workflow Instance Store

SqlWorkflowInstanceStore は、SQL Server ベースのインスタンス ストアの実装です。 インスタンス ストアは、実行中のインスタンスの状態を、そのインスタンスの読み込みと再開に必要なすべてのデータと共に格納します。 サービス ホストは、ワークフローが永続的な場合にインスタンス状態を保存するようインスタンス ストアに指示し、そのインスタンスのメッセージが到着するか遅延アクティビティが期限切れになったときにインスタンス状態を読み込むようインスタンス ストアに指示します。

作業の開始

  1. Visual Studio 2012 内で、暗黙的または明示的な Persist アクティビティを含むワークフローを作成します。 SqlWorkflowInstanceStore 動作をワークフロー サービス ホストに追加します。 これはコードまたはアプリケーション構成ファイルで行うことができます。

  2. サンプル:永続性

  3. 概念説明のドキュメント: SQL Workflow Instance Store。