使用 F# 探索 Amazon S3。

引言

传统的命令式语言教会开发者，程序代码需要仪式。你不能只写一行代码就期望它能做什么。当编程书籍作者解释如何在他们喜欢的语言中显示“Hello world”字符串时，他们实际上会先解释每一条调用都应该包装在一个方法中，并且该方法通常需要一些参数等等。当然，他们还必须让初学者知道如何编译生成的程序以及如何执行它。没有所有这些步骤，世界就无法收到问候。

所有这些步骤都有合理的理由，但结果是，基于主要命令式语言的开发环境并不真正鼓励探索。它最适合大规模开发，但如果开发人员想快速了解新事物，并且在不创建新项目的情况下无法进行，那么他通常会推迟这项工作，直到他有足够的时间或足够多的理由继续进行。

幸运的是，总有一些替代 C# 或 Java 等语言的方案，它们在快速原型设计或技术探索方面效果更好。F# 是其中一个较新的选择，当我最近开始接触 Amazon Simple Storage Service 时，我意识到如果我想快速了解其编程功能，使用 F# 会比用 C# 编写测试程序更有效。

本文的目的是展示使用 F# 快速深入了解未知技术的底层细节有多么容易，以及需要编写多少代码。因此，我将文章内容保持简短，只关注必需的步骤。如果您需要有关 F# 或 Amazon S3 的更多信息，市面上有很多书籍和文章可供选择。只需在 Google 上搜索即可。我不会对我的步骤进行编号，而是提供时间信息：我于 7 月 15 日欧洲中部时间下午 5:00 左右开始练习。我花了大约 45 分钟显示一张从我的 S3 存储桶中提取的图片。所有代码都用 F# 编写。

17:00。获取 Amazon Web Services SDK

Amazon Web Services SDK，也称为 AWS SDK，可在 http://aws.amazon.com/sdkfornet 获取。下载后，其安装程序会复制二进制文件和示例，并选择性地将 AWSSDK.dll 注册到 GAC。

17:10。使用 Reflector 万无一失

在启动 Visual Studio F# 会话之前，我检查了已安装的二进制文件的内容，并将找到的唯一 .NET 程序集 AWSSDK.dll 加载到 Red Gate .NET Reflector 中。也许没有它我也能应付，但会花费更长的时间。创建 S3 客户端会话后，我主要依赖 Visual Studio 中 F# 的 IntelliSense 支持，但花几分钟看看命名空间和类为我提示了入口点。例如，我假设我需要创建一个 AmazonS3Client 实例，并可能使用 Amazon.S3.Model 中的类。

17:15。打开 F# Interactive 会话

我启动了 Visual Studio，并立即体验到了 F# 环境的比较优势。我不需要创建项目——实际上，如果我需要，我不知道应该创建哪种类型的项目：是控制台应用程序？还是 Windows Forms 程序？当时我还不清楚会遇到什么，我从 IDE 中想要的是一个记事本，我可以在其中编写代码行并逐行执行它们。所以 F# 非常符合我的意图：我创建了一个新的 F# 脚本文件，并开始将单个行发送到 FSI 窗口。第一行引用了 AWSSDK 并导入了我认为会有用的 Amazon.S3 命名空间（感谢 Reflector）。

#r "AWSSDK"
open Amazon.S3

之后我导入了另一个命名空间（Amazon.S3.Model），但上述两条线足以连接到 Amazon S3 存储。

17:20。连接到 Amazon S3 并访问存储桶

有趣的环节开始了。我的猜测是，既然 AmazonS3Client 类有一个带有两个字符串参数的构造函数，那么我就应该使用它，并将参数分配给 AWS 密钥 ID 和密钥。F# IntelliSense 证实了这一点。所以，这是我用 F# 第一次调用 Amazon S3（我已删除实际的访问密钥值）。

let s3Client = new AmazonS3Client("KEY-ID", "SECRET-KEY")

几秒钟后，F# Interactive 给出了响应。

val s3Client : AmazonS3Client

现在我拥有了一个强大的客户端，其中包含许多有趣的待尝试的方法。下一步将是列出可用的存储桶。我只有一个，所以只能检索列表中的第一个元素。

let response = s3Client.ListBuckets()
response.Buckets

这是 FSI 的输出。

val it : System.Collections.Generic.List<model.s3bucket> =
  seq
    [Amazon.S3.Model.S3Bucket {BucketName = "abilov.com";
                               CreationDate = "to, 15 jul 2010 10:17:18 GMT";}]

太棒了！这看起来像回事。受到快速成功的鼓舞，我想开始检索存储桶的内容。

17:25。检索存储桶对象的尝试失败

存储桶集合被包装在一个序列中，所以我只需要获取它的头部就可以得到我在 S3 中的唯一存储桶。

let bucket = Seq.head response.Buckets

我曾以为要检索存储桶对象，我需要将获得的存储桶发送给某个方法，但我错了。实际上，我根本不需要获得存储桶——因为我知道存储桶的名称，所以我可以根据名称构造一个 ListObjectRequest 并将其发送给 ListObjects。但我 5 分钟前并不知道这一点。无论如何，以下是检索存储桶对象的新调用——来自我们家庭照片库的数据文件。

let request = new ListObjectsRequest(BucketName = bucket.BucketName)
let objects = s3Client.ListObjects(request)

砰！！！异常！

System.Net.WebException: The underlying connection was closed: Could not establish 
        trust relationship for the SSL/TLS secure channel. ---> 
        System.Security.Authentication.AuthenticationException: 
        The remote certificate is invalid according to the validation procedure.
   at System.Net.Security.SslState.StartSendAuthResetSignal(ProtocolToken message, 
      AsyncProtocolRequest asyncRequest, Exception exception)
   at System.Net.Security.SslState.CheckCompletionBeforeNextReceive(
      ProtocolToken message, AsyncProtocolRequest asyncRequest)
   at System.Net.Security.SslState.StartSendBlob(Byte[] incoming, 
      Int32 count, AsyncProtocolRequest asyncRequest)
   at System.Net.Security.SslState.ProcessReceivedBlob(Byte[] buffer, 
      Int32 count, AsyncProtocolRequest asyncRequest)
   at System.Net.Security.SslState.StartReadFrame(Byte[] buffer, 
      Int32 readBytes, AsyncProtocolRequest asyncRequest)

(The rest of the call stack is skipped)

现在我写这篇文章时，我实际上很高兴我遇到了这个问题。如果一切顺利，你可能会难以置信地看着我的时间信息：这家伙可能知道他在做什么。不，我不知道！所以我不得不四处查看。既然错误是在一些基本步骤之后出现的，我希望我不是唯一遇到它的人，幸运的是，我不是。许多人在 Amazon 论坛上抱怨过，如果他们愿意使用 HTTP 而不是 HTTPS，他们被推荐了一个简单的解决方法。而且，为了探索的目的，这完全没问题。

17:30。重新连接到 Amazon S3

这里是更新后的连接代码版本，现在需要两行而不是一行。

let s3Config = new AmazonS3Config(CommunicationProtocol = Protocol.HTTP)
let s3Client = new AmazonS3Client("KEY-ID", "SECRET-KEY", s3Config)

然后我重新运行了另外两行请求存储桶对象。现在，我成功收到了结果。

{AmazonId2 = "//VkK6Mb7Xe26pNPG7nt40GkYcp4GDyNV45I1E1mfZVCL67aak9/0Txmrk8X+JAE";
CommonPrefix = seq [];
CommonPrefixes = seq [];
Delimiter = null;
Headers = seq
         ["x-amz-id-2"; "x-amz-request-id"; "Transfer-Encoding";
              "Content-Type"; ...];
IsTruncated = true;
MaxKeys = "1000";
Metadata = seq [];
Name = "abilov.com";
NextMarker = "private/photo/2005/2005-06-10-12 Elverum/IMG_6803.JPG";
Prefix = "";
RequestId = "3A27D1A4495A747A";
ResponseStream = null;
S3Objects = seq {…}

(The rest of results is skipped)

17:35。检索对象数据

我检查了响应，找到了我需要的属性：S3Objects。它是一个存储桶对象的集合，代表了我上传到 S3 的照片库文件。进一步查看可用的 AmazonS3Client 方法，我找到了一个应该用来检索单个对象的​​方法：GetObject。它需要一个 GetObjectRequest 实例。我首先创建了一个没有分配 Key 属性的 GetObjectRequest 实例。但在收到一个关于缺少键的错误消息的异常后，我纠正了我的错误。这是奏效的代码。

let objectRequest = new GetObjectRequest(BucketName=bucket.BucketName, 
          Key="private/photo/2005/2005-01 Kolbotn/IMG_5645.JPG")
let obj = s3Client.GetObject(objectRequest)

“Key”属性只是存储桶中的文件路径，所以很容易弄清楚。

我将“obj”发送到 FSI 窗口，它打印了它的属性。

{AmazonId2 = "zUH8IaRglPSPQuC+8m5pzAR59paJTi/L5M1DnxNympp9HcU5RigrntS7NGvpxQQf";
ContentLength = 1138630L;
ContentType = "image/jpeg";
ETag = ""ea02192ee842d3b1987a8de4ac879595"";
Headers = ?;
Metadata = seq ["x-amz-meta-cb-modifiedtime"];
RequestId = "A93CF70A966E4A56";
ResponseStream = System.Net.ConnectStream;
ResponseXml = null;
VersionId = null;}

其中一个属性叫做 ReponseStream。这听起来非常有希望——也许我可以尝试从这个流创建一个图像并在 Windows Form 中显示它？

17:40。显示图像

如果你想在 C# 的 Windows Form 中显示图像，你应该怎么做？你必须从创建一个使用 Windows Forms Application 模板的新项目开始。然后，你可以在 Form 设计器中编辑 Form 类并向其添加一个 Image 控件。如何在 F# 中做到这一点？你可以直接从脚本创建一个带有图像的窗体。这是代码。

#r "System.Drawing"
#r "System.Windows.Forms"
 
open System.Windows.Forms
open System.Drawing

let img = Image.FromStream(obj.ResponseStream)
let frm = new Form(ClientSize = img.Size)
frm.Paint.Add(fun e -> e.Graphics.DrawImage(img, new Point(0,0)))
frm.Show()

请注意，前四行只是为了引用所需的 DLL 和导入命名空间。其余代码同样简短，并完成了任务。看看 Image.FromStream 调用：我不太确定我能否做到这一点，但属性名“ResponseStream”太诱人了，不容错过。突然，我看到了这个窗口。

这是我们的家猫菲加罗（不幸的是，它已经不在我们身边了）。不，我没有特意为我的测试选择这张照片。这是一个随机的选择，或许暗示了一些家庭倾向于拍摄什么样的照片。

17:45。完成！

是的，我们做到了！也许只是为了展示我的环保主义态度，我将进行最后一次调用。

s3Client.Dispose()

结论

所以，这是四分之三的探索时间。一个全新的 API，加上我对 Amazon S3 相对不熟悉的经验，但一张从 S3 存储桶检索并显示在 Windows Form 中的家庭照片库图片证明我们完成了整个操作流程。所有这一切都用 F# 完成。这个实验并没有展示语言的其他（更重要的）优点，但我特意想关注另一个话题：语言在技术探索和快速原型设计方面的效率。作为一种 .NET 语言，F# 可以访问任何 .NET 领域或功能，并且其 REPL 支持确保开发人员的时间得到最有效的利用。