WCF 服務實例生命週期控制（下）：單例模式與並發擴展性

單例模式 (InstanceContextMode.Single) 下，WCF 僅建立唯一服務實例處理所有客戶端請求，狀態為所有客戶端共享。本文示範單一性驗證、已知單例與隱式單例、單例實例上下文建立機制，並探討並發模式對擴展性的影響。

一、實例演示：服務實例的單一性

累加器服務：Add 累加、GetResult 取值。兩個代理分別呼叫 Add(3)，第二個代理取得結果為 6，證實共享同一實例。

[ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.Single)]
public class CalculatorService : ICalculator
{
    private double _result;
    public void Add(double x) { this._result += x; }
    public double GetResult() { return this._result; }
}

二、單例服務實例上下文提供機制

1. 已知單例 vs 隱式單例

• 已知單例：自行建立服務實例，透過 new ServiceHost(singletonInstance, baseAddresses) 寄宿。可從 ServiceHost.SingletonInstance 或 OperationContext.Current.Host 取得。
• 隱式單例：由 WCF 內部於 ServiceHost 初始化階段透過無參建構函式建立，儲存於 ServiceBehaviorAttribute.hiddenSingleton。

2. 單例 InstanceContext 建立時機

發生於 ServiceHost.Open() 期間的「應用分發行為」步驟。ServiceBehaviorAttribute.ApplyDispatchBehavior 依據是否有已知單例，決定以哪個實例建立 SingletonInstanceContext，並設定至 DispatchRuntime.SingletonInstanceContext。因 DispatchRuntime 生命週期等同 ServiceHost，故達成真正單例。

三、單例服務與可擴展性

預設並發模式 ConcurrencyMode.Single 導致多線程同步存取單一實例，嚴重限制吞吐量。測試 5 併發請求，每請求耗時 5 秒：

• PerCall 模式：約 5 秒完成所有請求。
• Single + ConcurrencyMode.Single：串行執行，耗時 25 秒。
• Single + ConcurrencyMode.Multiple：並行執行，約 5 秒完成，但需自行處理狀態同步（如加鎖）。

ConcurrencyMode 可透過 [ServiceBehavior(ConcurrencyMode = ConcurrencyMode.Multiple)] 設定。選擇 Multiple 時，開發者須確保執行緒安全。