Microsoft Robotics Studio 開發指南：實作與擴展通用服務合約

Microsoft Robotics Developer Studio (MRDS) 採用 DSS (Decentralized Software Services) 架構，服務間透過通用服務合約 實現互通。本文基於 Service Tutorial 9 (C#)，詳細說明三種實作策略：直接實作、擴展合約、多頭服務，並附完整程式碼關鍵點解析。

專案結構與前置作業

• 專案位置：Samples\ServiceTutorials\Tutorial9\CSharp
• 參考 Service Tutorial 8 產生的 *Proxy.dll (位於 MRDS 安裝目錄 bin)，定義通用合約：GenericState、GenericServiceOperations、Contract.Identifier。
• 單一專案實作多個服務時，務必使用不同命名空間隔離。

策略一：直接實作通用合約

服務名：GenericServiceImplementation。不定義自身狀態與操作，完全委派給通用合約。

關鍵程式碼要點

1. 合約識別碼：自訂唯一 URI。

   public sealed class Contract {
       public const String Identifier = "https://schemas.tempuri.org/2007/08/servicetutorial9/genericservice/implementation.html";
   }
   

2. 引用通用合約 Proxy：using generic = ServiceTutorial8.Proxy;
3. 服務類別標記：

   [Contract(Contract.Identifier)]
   [AlternateContract(generic.Contract.Identifier)]  // 宣告支援通用合約
   [DisplayName(...)]
   [Description(...)]
   public class ImplementationService : DsspServiceBase
   

4. 狀態與主連接埠直接使用通用型別：

   [ServiceState] private generic.GenericState _state = new generic.GenericState();
   [ServicePort("/GenericServiceImplementation", AllowMultipleInstances = false)]
   private generic.GenericServiceOperations _mainPort = new generic.GenericServiceOperations();
   

5. 處理器只需實作通用操作 (Get、Replace 等)：

   [ServiceHandler(ServiceHandlerBehavior.Concurrent)]
   public virtual IEnumerator GetHandler(generic.Get get) {
       get.ResponsePort.Post(_state);
       yield break;
   }
   

執行結果

服務目錄顯示兩個服務節點：genericserviceimplementation 與 genericserviceimplementation/servicetutorial8，**狀態與操作完全相同**，後者為通用合約的標準投影。

策略二：擴展通用合約

服務名：GenericServiceExtension。保留通用合約功能，同時新增自有狀態 (Age) 與操作 (UpdateAge)，實現向後相容與功能擴展並存。

關鍵差異點

1. 自有合約識別碼：不同於通用合約 URI。
2. 狀態繼承與擴展：

   [DataContract]
   public class ExtensionState : generic.GenericState {
       private int _age;
       [DataMember] public int Age { get { return _age; } set { _age = value; } }
   
       // 從基底狀態建構 (用於 Replace 通用操作)
       internal ExtensionState(generic.GenericState state) {
           this.FirstName = state.FirstName;
           this.LastName = state.LastName;
           this.Age = -1;
       }
       // 顯式轉換為基底狀態 (用於 Get 通用操作回傳)
       internal generic.GenericState ToGenericState() {
           var gen = new generic.GenericState();
           gen.FirstName = this.FirstName;
           gen.LastName = this.LastName;
           return gen;
       }
   }
   

3. 操作連接埠擴展：新增 UpdateAge 至 PortSet。

   [ServicePort]
   public class GenericServiceExtensionOperations : PortSet { }
   

4. 雙連接埠架構：主連接埠用擴展操作，備用連接埠 (AlternateServicePort) 掛載通用操作。

   
   // 主連接埠 (擴展)
   [ServicePort("/GenericServiceExtension", AllowMultipleInstances = false)]
   private GenericServiceExtensionOperations _mainPort = new GenericServiceExtensionOperations();
   
   // 備用連接埠 (通用)
   [AlternateServicePort(AlternateContract = generic.Contract.Identifier)]
   private generic.GenericServiceOperations _altPort = new generic.GenericServiceOperations();
   

   注意：AlternateContract (用於類別) 與 AlternateServicePort (用於連接埠) **不可同時使用**。若主連接埠即為通用操作，用前者；若主連接埠為擴展操作，通用操作置於備用連接埠，用後者。

5. 處理器對應連接埠：主連接埠處理器無特殊標記；備用連接埠處理器需標記 PortFieldName = "_altPort"。

   [ServiceHandler(ServiceHandlerBehavior.Concurrent, PortFieldName = "_altPort")]
   public virtual IEnumerator GenericGetHandler(generic.Get get) {
       get.ResponsePort.Post(_state.ToGenericState()); // 回傳基底狀態
       yield break;
   }
   

執行結果

服務目錄顯示 genericserviceextension (含 Age 與 UpdateAge) 與 genericserviceextension/servicetutorial8 (僅通用狀態與操作) **狀態結構不同**，後者可被僅知通用合約的消費者透明使用。

策略三：多頭服務

服務名：MultiFunctionService。單一服務進程內承載多個獨立狀態與連接埠 (AddressService + 通用 NameService)，外觀上如同多個獨立服務，內部可共享資源或高耦合邏輯。

實作要點

// 狀態 1 + 主連接埠
private AddressState _address = new AddressState();
[ServicePort("/AddressService", AllowMultipleInstances = false)]
private AddressServiceOperations _mainPort = new AddressServiceOperations();

// 狀態 2 + 備用連接埠 (通用合約)
private generic.GenericState _name = new generic.GenericState();
[AlternateServicePort(AlternateContract = generic.Contract.Identifier)]
private generic.GenericServiceOperations _altPort = new generic.GenericServiceOperations();

各連接埠對應獨立處理器 (GetAddressHandler/ReplaceAddressHandler、GetNameHandler/ReplaceNameHandler)，各自維護自己的狀態實例。服務目錄顯示 addressservice 與 addressservice/servicetutorial8，**回傳狀態型別不同**。

架構選擇建議

MRDS 定義通用合約旨在建立機器人服務生態標準，透過 VPL (Visual Programming Language) 實現拖曳式組合。掌握三種實作模式，是開發可互操作機器人服務的關鍵。