WCF 執行個體管理模式全解析：Per-Call、Per-Session 與 Singleton

WCF 服務與用戶端間維持何種執行個體關係，直接影響狀態管理、擴展性與效能。透過 ServiceBehaviorAttribute.InstanceContextMode 可選擇三種模式：

• Per-Call：每個用戶端呼叫建立獨立執行個體，呼叫結束即銷毀 (預設 InstanceContextMode.PerCall)。
• Per-Session：每個用戶端 Session (連線) 對應單一執行個體，Session 期間共享狀態 (預設值 InstanceContextMode.PerSession)。
• Singleton：所有用戶端共享唯一執行個體，服務啟動時建立、關閉時銷毀 (InstanceContextMode.Single)。

程式碼驗證三種模式

定義服務介面 IMyContract 與實作 MyContract，含 Count() 方法累加計數器並輸出追蹤。用戶端連續呼叫三次 Count() 觀察輸出：

[ServiceContract]
public interface IMyContract {
    [OperationContract] void Count();
}

// Per-Call
[ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.PerCall)]
public class MyContract : IMyContract, IDisposable {
    int count = 0;
    public void Count() { count++; Trace.WriteLine("Counter = " + count); }
    public MyContract() { Trace.WriteLine("MyContract()"); }
    public void Dispose() { Trace.WriteLine("Dispose()"); }
}

Per-Call 結果

MyContract()
Counter = 1
Dispose()
MyContract()
Counter = 1
Dispose()
MyContract()
Counter = 1
Dispose()

每次呼叫皆為新執行個體，計數器歸零。

Per-Session 結果

將屬性改為 PerSession：

MyContract()
Counter = 1
Counter = 2
Counter = 3
Dispose()

同一 Proxy 內共用執行個體，計數器累加。注意：若繫結不支援 Session (如 basicHttpBinding)，行為退化為 Per-Call。

Session 支援與繫結關係

• wsHttpBinding 預設支援可靠 Session。
• basicHttpBinding 無 Session 支援，每個 HTTP 請求視為新連線。
• 可在介面標記 [ServiceContract(SessionMode=SessionMode.Required)] 強制要求 Session，不支援時拋出例外。
• SessionMode.Allowed (預設)：繫結支援則用 Session，否則退回 Per-Call。
• SessionMode.NotAllowed：禁止 Session，建議搭配 Per-Call 使用。

逾時與自動關閉

inactivityTimeout 決定閒置多久回收執行個體；AutomaticSessionShutdown 控制 proxy.Close() 是否立即結束 Session。

Singleton 深度探討

[ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.Single)]：

• 建構函數於服務啟動時執行 (非呼叫時)。
• 所有 Proxy 共用同一計數器，輸出 1~9 連續遞增。
• Dispose() 僅在 Host 關閉時觸發。
• 預設 ConcurrencyMode.Single 導致同一時間僅處理一個訊息，高併發需設定 ConcurrencyMode.Multiple。

從 Host 端控制 Singleton 執行個體

兩種方式注入預建立執行個體：

1. 建立 Host 時傳入執行個體：

   MyContract singleInstance = new MyContract();
   singleInstance.CountProperty = 200;  // 設定初始狀態
   ServiceHost host = new ServiceHost(singleInstance);
   host.AddServiceEndpoint(...);
   host.Open();
   

   呼叫過程中可直接修改 singleInstance.CountProperty，服務端即時生效。
2. 透過 OperationContext.Current.Host.SingletonInstance 取得：需在服務方法內執行，確保 OperationContext 已初始化。Console 應用程式自架服務測試時，OperationContext.Current 可能為 null，需在真實 IIS/WAS 或 Self-Host 服務方法中驗證。

Singleton 適合共用快取、狀態協調等場景，但需自行處理執行緒安全與併發控制。