使用Windows服務(wù)實(shí)現(xiàn)文件夾同步的技術(shù)研究

1、使用Windows服務(wù)實(shí)現(xiàn)文件夾同步的技術(shù)研究1 引言(Introduction)在很多場(chǎng)合，用戶需要在兩個(gè)文件夾之間維持同步的工作(比如更新Web文件)，或基于安全的原因備份某個(gè)文件夾中的內(nèi)容到其他文件夾等。一般的做法是使用Windows資源管理器手工實(shí)現(xiàn)文件夾的同步，但是人們時(shí)常忘記這一工作。要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)文件夾同步，必須要有一個(gè)監(jiān)控工具時(shí)刻監(jiān)測(cè)這兩個(gè)文件夾，并比較它們的不同之處。當(dāng)兩個(gè)文件夾其中一個(gè)發(fā)生變化，比如對(duì)某個(gè)文件進(jìn)行修改后，同步工具能完成實(shí)時(shí)同步。事實(shí)上這種工具目前的需求量很大，很多文件夾需要與多個(gè)目標(biāo)位置保持同步，如果通過(guò)手工實(shí)現(xiàn)同步，其弊端主要包括工作量大，容易出錯(cuò)等。本文主要

2、研究的是一個(gè)功能強(qiáng)大的文件夾同步服務(wù)程序，用戶可以指定要同步的一個(gè)或多個(gè)文件夾，指定同步的時(shí)間，程序在一個(gè)Windows服務(wù)后臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)，將文件夾從一個(gè)源位置同步到目標(biāo)位置。2 文件夾同步功能概述(Summary of folder synchronization)文件夾同步功能的技術(shù)提供了一個(gè)同步服務(wù)配置工具，這是一個(gè)Windows Forms項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)的配置，配置結(jié)果保存為XML文件格式。同時(shí)為了調(diào)試Windows服務(wù)，程序?qū)崿F(xiàn)了一個(gè)服務(wù)控制臺(tái)工具。調(diào)試一個(gè)Windows服務(wù)非常麻煩，這個(gè)控制臺(tái)程序使程序員可以調(diào)試包含在Windows服務(wù)中的核心代碼的實(shí)現(xiàn)，不用去頻繁地安裝卸載服務(wù)。

3、這個(gè)控制臺(tái)程序還可以與文件服務(wù)配置程序進(jìn)行通信。使用WCF命令管道在兩個(gè)進(jìn)程之間進(jìn)行通信【1】。該系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。3 文件夾同步主要功能(Main function of folder synchronization)文件夾同步的主要功能通過(guò)一個(gè)類庫(kù)項(xiàng)目SynchroLib實(shí)現(xiàn)，便于多次重用。該項(xiàng)目中的對(duì)象包括同步項(xiàng)集合對(duì)象、后臺(tái)同步線程等。3.1 實(shí)現(xiàn)文件夾同步項(xiàng)集合對(duì)象SyncItemCollection集合實(shí)際上是一個(gè)泛型的List對(duì)象。但是SyncItemCollection需要具有從XML元素中獲取同步對(duì)象的能力，以及允許用戶開(kāi)始所有同步對(duì)象的更新工作，因此從List派生，也

4、可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)雷，在內(nèi)部包含一個(gè)泛型的List集合來(lái)處理多個(gè)同步對(duì)象【2】。SyncItemCollection對(duì)象有一個(gè)XElement類型的屬性，該屬性將根據(jù)在構(gòu)造函數(shù)中傳入XML元素來(lái)解析出多個(gè)SyncItem對(duì)象并加載到List集合中。該屬性的定義代碼如下：/使用XElement獲取或者是設(shè)置SyncItem集合public XElement XElementget /實(shí)例化一個(gè)新的XElement對(duì)象XElement value=new XElement(SyncItems;);foreach(SyncItem item in this) /將同步對(duì)象中的XML元素添加到XElemen

5、t元素集合value.Add(item. XElement);return value; /返回XElement對(duì)象實(shí)例setif(value!=null) /遍歷XElement的子元素foreach(XElement element in value.Elements() /根據(jù)XML元素得到SyncItem對(duì)象實(shí)例，添加到集合this.Add(new SyncItem(element);get設(shè)置區(qū)域中，通過(guò)實(shí)例化一個(gè)元素名稱為SyncItems來(lái)構(gòu)造一個(gè)XML片段。然后遍歷集合中SyncItem對(duì)象，將SyncItem的XElement屬性返回的XML片段加入到該XElement的子元

6、素集合中。在set設(shè)置器中，通過(guò)遍歷XElement的子元素集合來(lái)實(shí)例化新的SyncItem對(duì)象，再添加到泛型集合中構(gòu)造了同步集合。3.2 實(shí)現(xiàn)后臺(tái)同步線程SyncFiles實(shí)現(xiàn)了同步文件的操作，該方法將根據(jù)是否能進(jìn)行同步工作來(lái)實(shí)現(xiàn)同步，實(shí)現(xiàn)代碼如下：/同步文件夾的線程委托，更新目標(biāo)文件夾中的文件，且在完成時(shí)觸發(fā)事件private void SyncFiles()if(this.CanStartSync) /如果允許文件夾同步tryDateTime before=DateTime.Now; /得到同步前的時(shí)間/將源文件夾中的文件更新到目標(biāo)文件夾中this.ToFilesList.Update(

7、this.SyncFromPath,this.SyncSubfolders);DateTime after=DateTime.Now; /更新后的時(shí)間TimeSpan elapsed=after-before; /得到所花費(fèi)的時(shí)間int updates=this.ToFilesList.Updates; /得到更新的個(gè)數(shù)FileInfoEvent(this,new FileInfoArgs(updates,elapsed); /觸發(fā)更新完成事件catch(ThreadAbortException ex) /如果更新觸發(fā)異常if(ex!=null) /異常處理代碼catch(Exception)

8、throw; /重新拋出這個(gè)方法最核心的部分在于使用ToFilesList的Update將源文件夾中的文件更新到目標(biāo)文件夾，更新前和更新后都記錄了當(dāng)前時(shí)間，以便記錄下更新所花費(fèi)的時(shí)間，并且記得更新的文件個(gè)數(shù)。在更新完成后，將調(diào)用FileInfoEvent事件處理代碼【3】。4 文件夾同步關(guān)鍵技術(shù)(Key technology of folder synchronization)4.1 使用WCF開(kāi)發(fā)命名管道程序進(jìn)程間通信(IPC)的應(yīng)用非常廣泛，其特點(diǎn)是消息無(wú)須跨越防火墻和主機(jī)。IPC是一種通信的方法，源于UNIX操作系統(tǒng)。在Windows操作系統(tǒng)中，使用進(jìn)程間通信除了命名管道，還可以使用剪貼

9、板、郵件槽、TCP/IP通信、內(nèi)存映射文件等技術(shù)【4】。WCF本身提供了NetNamedPipeBing對(duì)象，使創(chuàng)建命名管道變得非常簡(jiǎn)單。WCF把通信都進(jìn)行了統(tǒng)一化，假如熟悉WCF開(kāi)發(fā)，完全不用去學(xué)習(xí)與命名管道相關(guān)的細(xì)節(jié)，由WCF實(shí)現(xiàn)管道的創(chuàng)建與通信工作。使用NetNamedPipeBinding綁定與其他類型綁定的不同之處在于路徑的指定，例如使用地址：net.pipe:/localhost/SynchroServiceWCF。地址中的net.pipe對(duì)應(yīng)命名管道協(xié)議，任何使用了命名管道傳輸通道的綁定都使用net.pipe作為地址的協(xié)議部分。localhost是地址的主機(jī)部分，而Synchro

10、ServiceWCF是一個(gè)可選項(xiàng)，是為了使系統(tǒng)可讀，通常是服務(wù)名稱，命名應(yīng)該與服務(wù)內(nèi)容相關(guān)，讓人更清楚服務(wù)的作用【5】。4.2 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和配置項(xiàng)目配置和監(jiān)控Windows Forms項(xiàng)目提供了用戶界面與用戶交互。該項(xiàng)目提供了如下功能讓用戶配置文件同步服務(wù)，以及查看由Windows服務(wù)返回的文件同步結(jié)果消息。(1)允許添加和修改同步項(xiàng)，以及用于文件同步所需要的一些設(shè)置選項(xiàng)，這些選項(xiàng)將被保存到XML配置文件中。(2)允許啟動(dòng)和停止Windows服務(wù)，以及作為WCF服務(wù)宿主來(lái)監(jiān)聽(tīng)來(lái)自Windows服務(wù)的同步結(jié)果消息。(3)允許安裝和卸載Windows服務(wù)，并能檢查Windows服務(wù)是否安裝。實(shí)現(xiàn)這個(gè)

11、項(xiàng)目使文件同步程序能夠提高使用性，也便于查看在文件同步過(guò)程中到底是成功還是失敗，能深入了解文件同步的過(guò)程【6】。4.2.1 在主窗口中啟動(dòng)或停止服務(wù)用戶主界面的啟動(dòng)、停止服務(wù)都將調(diào)用Globals靜態(tài)類中定義的相關(guān)的方法來(lái)啟動(dòng)和停止服務(wù)。當(dāng)服務(wù)啟動(dòng)后，如果Windows服務(wù)實(shí)現(xiàn)了同步的操作，將使用命名管道發(fā)送同步消息，WCF服務(wù)受到消息，觸發(fā)Form1_SynchroHostEvent事件處理代碼，代碼如下：void Form1_SynchroHostEvent(object sender,SynchroHostEventArgs e)e.Date=e.Date.ClearSeconds();

12、 /使用擴(kuò)展方法清除日期中的秒數(shù)string dateFormat=yyyy-MM-dd HH:mm; /定義顯示的日期格式if(this.listBoxActivity.Items.Count0) /移除任何大于24小時(shí)的記錄bool deleted=false;do /循環(huán)移除日期的最后一條deleted=false;/獲取ListBox中最后一個(gè)Item的索引號(hào)int lastItem=this.listBoxActivity.Items.Count-1;/得到最后一個(gè)ListViewItem的文本string oldestMsg=this.listBoxActivity.Items.T

13、oString();/如果字符串不為空或null且字符串的長(zhǎng)度大于16個(gè)if(!string.IsNullOrEmpty(oldestMsg)&&oldestMsg.Length16)oldestMsg=oldestMsg.Substring(0,16); /進(jìn)行截止到16個(gè)為止DateTime datetime;/使用特定的格式解析日期if(DateTime.TryParse(oldestMsg,out datetime)TimeSpan elapsed=datetime-e.Date; /獲取時(shí)間差if(elapsed.Days0) /如果天數(shù)大于0，表示多過(guò)一天this.

14、listBoxActivity.Items.RemoveAt(lastItem);deleted=true; /標(biāo)志已經(jīng)刪除else /否則直接移除最后一行字符串this.listBoxActivity.Items.RemoveAt(lastItem);deleted=true; /標(biāo)志已刪除while(deleted); /當(dāng)deleted標(biāo)記為false則退出循環(huán)/在ListBox的頂部插入新的文本信息string msg=string.Format(0-1;,e.Date.ToString(dateFormat),e.Message);this.listBoxActivity.Items

15、.Insert(0,msg);在代碼中，首先使用擴(kuò)展方法ClearSeconds清除日期時(shí)間中的秒數(shù)，再判斷ListBox中是否存在記錄。如果存在，則在一個(gè)循環(huán)do中進(jìn)行刪除操作。在循環(huán)體中，總檢查L(zhǎng)istBox中的最后一行，得到最后一行顯示的文本，先獲取表示日期時(shí)間的前16個(gè)字符串，使用DateTime.TryParse將其轉(zhuǎn)換為日期格式。然后判斷該時(shí)間與從服務(wù)器端當(dāng)前返回的時(shí)間是否相差多過(guò)一天，如果大于0，表示超過(guò)24小時(shí)，則進(jìn)行項(xiàng)的移除；當(dāng)delete標(biāo)志為false時(shí)，表示沒(méi)有大于1天的日志，則退出循環(huán)。最后將從WCF服務(wù)中傳回的小時(shí)插入到ListBox中的頂部，即第0行【7】。4.2

16、.2 使用同步項(xiàng)更新用戶界面FormAddSyncItem類重載了默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，用來(lái)接收一個(gè)List集合和一個(gè)要編輯的SyncItem。一旦SyncItem被傳入，會(huì)使用同步對(duì)象中的屬性來(lái)更新用戶界面。FormAddSyncItem類的構(gòu)造函數(shù)代碼如下：public FormAddSyncItem(SyncItem item,List names)m_existingNames=names; /得到同步項(xiàng)名稱集合m_adding=(item=null); /判斷是否為添加還是編輯狀態(tài)this.SyncItem=item; /賦同步項(xiàng)對(duì)象實(shí)例InitializeComponent();/如果是

17、添加一個(gè)新的項(xiàng)，需要提供一個(gè)唯一的名稱以免用戶輸入重復(fù)的同步項(xiàng)名稱if(m_adding) /如果為添加string tempName=文件同步項(xiàng)0;int count=0; /初始化計(jì)數(shù)器do /通過(guò)循環(huán)得到新的名稱增量this.textBoxName.Text=string.Format(tempName,+count);while(NameIsDuplicate(); /判斷名稱是否重復(fù)else /使用指定的同步項(xiàng)更新用戶界面this.textBoxName.Text=item.Name; /同步項(xiàng)名稱this.textBoxSyncFrom.Text=item.SyncFromPath

18、; /源路徑this.textBoxSyncTo.Text=item.SyncToPath; /目標(biāo)路徑this.textBoxBackupFolder.Text=item.BackupPath; /備份路徑this.checkBoxBackupBeforeSync.Checked=item.BackupBeforeSync; /是否備份this.checkBoxEnable.Checked=item.Enabled; /是否允許this.checkBoxIncludeSubs.Checked=item.SyncSubfolders; /是否包含子文件夾this.checkBoxRemoveA

19、fterSync.Checked=item.DeleteAfterSync; /同步后是否刪除之所以傳入同步項(xiàng)名稱集合，是因?yàn)槌绦蛞苊獬霈F(xiàn)具有相同名稱的同步項(xiàng)。如果是新增狀態(tài)，程序通過(guò)循環(huán)的方式自動(dòng)提供了一個(gè)同步項(xiàng)名稱。如果不為新增狀態(tài)，程序?qū)膫魅氲腟yncItem中更新用戶界面，以便用戶可以編輯現(xiàn)有的同步項(xiàng)。5 結(jié)論(Conclusion)使用System.IO命名空間中的文件操作類能實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)或多個(gè)文件夾之前自動(dòng)復(fù)制備份，實(shí)現(xiàn)同步工作，并使用OOP方法設(shè)計(jì)文件同步相關(guān)的類，將文件同步的核心功能實(shí)現(xiàn)在Windows服務(wù)中，為了在Windows服務(wù)與監(jiān)控配置程序之間通信，使用WCF命名管道

20、實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程間的通信。服務(wù)類應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)在實(shí)現(xiàn)文件夾同步技術(shù)中發(fā)揮了很大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能更深入地理解Windows服務(wù)的使用，其相關(guān)技術(shù)有待進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)(References)【1】 Qingfeng Jing,et al.Pseudo-noise preamble based joint frame and frequency synchronization algorithm in OFDM communication systems.Journal of Systems Engineering and Electronics,2014,(01):251-253.【2】 R.Rakkiyappan,N.Sakthivel,S