（计算机应用技术专业论文）web+services在复杂项目中的应用研究.pdf

摘要 摘要 面向服务架构( s o a ) 是一种软件体系结构模型，它可以通过网络对松耦 合的粗粒度的服务进行分布式部署、组织和使用。w e bs e r v i c e s 是s o a 的一种 实现，是自描述的模块化的业务应用程序，具有良好的封装性、跨平台性以及 简单灵活的特点，可以增强系统的扩展性，应用和数据的集成性。 在这篇论文中，首先分析了w e bs e r v i c e s 的基本概念和协议堆栈，重点研究 了堆栈中的核心协议s o a p ( 简单对象访问协议) 、w s d l ( w e b 服务描述语言) 和u d d i ( 统一描述、发现和集成) ，在此基础上分析了j 2 e e 平台及使用j 2 e e 平台搭建w e bs e r v i c e s 项目的优势，在分析项目需求的基础上，针对项目需求中 大数据量的数据传输和高强度的数据计算，异构的遗留系统的集成等进行了深 入的分析并设计了较为合理的基于w e bs e r v i c e s 的解决方案，以展会系统为例， 阐述了以w e bs e r v i c e s 架构设计和实现系统的详细过程，包括w e bs e r v i c e s 服务 端业务逻辑的开发、服务的注册和发现，客户端的设计和实现等。 论文通过对具有特殊需求的项目的分析，并利用w e bs e r v i c e s 技术进行系统 设计、实现和测试，发现w e bs e r v i c e s 在分布式应用环境中构建信息系统的积极 意义，有利于提高系统的开发效率，增强系统的扩展性和可集成性，有效地解 决企业之间信息系统整合和跨平台信息系统集成的问题。 关键字 w e bs e r v i c e s ，大数据量，高强度计算，系统集成，j 2 e e a b s t r a c t a b s t r a c t s e r v i c e - o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ( s o a ) i sas o f t w a r ea r c h i t e c t u r em o d e l ，w h i c h c a nb el o o s e l yc o u p l e dn e t w o r ko ft h ec o a r s e - g r a i n e dd i s t r i b u t e ds e r v i c ed e p l o y m e n t ， o r g a n i z a t i o na n du s e w e bs e r v i c e si sar e a l i z a t i o no fs o a ，w h i c hi st h ed e s c r i p t i o n o ft h em o d u l a rb u s i n e s s a p p l i c a t i o n s ，w i t h ag o o d p a c k a g eo ft e c h n o l o g y , c r o s s - p l a t f o r m ，a sw e l la ss i m p l ea n df l e x i b l ef e a t u r et oe n h a n c et h ee x p a n s i o no ft h e s y s t e m ，a p p l i c a t i o na n dd a t ai n t e g r a t i o n t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h eb a s i cc o n c e p to fw e bs e r v i c e sa n dt h ep r o t o c o ls t a c k , f o c u s e do nt h ec o r ep r o t o c o ls t a c ks o a p , w s d la n du d d ia tf i r s t ，a n dt h e n a n a l y z e st h ej 2 e ep l a t f o r ma n dt h ea d v a n t a g e so fj 2 e ep l a t f o r ms t r u c t u r e sf o rw e b s e r v i c e sp r o j e c t s ，a n a l y s i so nt h eb a s i so fp r o j e c tn e e d s ，f o c u s i n go np r o j e c t sd e m a n d f o rl a r g ed a t av o l u m eo fd a t at r a n s m i s s i o na n dh i g h i n t e n s i t yd a t ac o m p u t i n g ，t h e h e t e r o g e n e o u si n t e g r a t i o no fl e g a c ys y s t e m ss u c ha st h ei n d e p t ha n a l y s i sa n dd e s i g n b a s e do nam o r er e a s o n a b l es o l u t i o nf o rw e bs e r v i c e s ，o naw e bs e r v i c e sf r a m e w o r k f o rt h ed e t a i l e dp r o c e s sd e s i g ns y s t e m ，i n c l u d i n gt h ew e bs e r v i c e ss e r v e rb u s i n e s s l o g i cd e v e l o p m e n t ，p a c k a g i n ga n dd e p l o y m e n t ，s e r v i c er e g i s t r a t i o na n df o u n dt h a tt h e c l i e n t sd e s i g n t h i st h e s i sa n a l y s i st h ep r o j e c tw i t hs p e c i a ln e e d s ，a n du s ew e bs e r v i c e s t e c h n o l o g yf o rs y s t e md e s i g n ，i m p l e m e n t a t i o na n dt e s t i n g w e bs e r v i c e si sf o u n dt o b ep o s i t i v em e a n i n g f u lf o ri n f o r m a t i o ns y s t e mc o n s t r u c t i o ni nd i s t r i b u t e da p p l i c a t i o n e n v i r o n m e n t ，w h i c hw i l lb eb e n e f i c i a lt ot h ed e v e l o p m e n to fs y s t e me f f i c i e n c y , e n h a n c es y s t e ms c a l a b i l i t y , a n dc a nb ei n t e g r a t e dt oe f f e c t i v e l ys o l v et h ee n t e r p r i s e i n f o r m a t i o ns y s t e mi n t e g r a t i o na n dc r o s s - p l a t f o r ms y s t e mi n t e g r a t i o ni s s u e s k e y w o r d w e bs e r v i c e s ，l a r g ed a t av o l u m eo fd a t at r a n s m i s s i o n , h i g h i n t e n s i t yd a t a c o m p u t i n g ，s y s t e mi n t e g r a t i o n ，j 2 e e i i 目录 图目录 图2 1w e bs e r v i c e s 体系结构1 4 图2 2w e bs e r v i c e s 协议栈。1 5 图2 3 服务间的消息通信机制2 0 图3 1j 2 e e 平台开发层次2 3 图3 2 值列表处理器2 7 图3 3 系统层次结构j 2 8 图3 4 负载均衡系统结构3 0 图3 5 注册与发现服务3 1 图3 6 集成异构系统3 4 图3 7 服务的集成技术3 5 图3 8 企业协同工作系统结构图3 7 图3 9 参展企业系统结构图3 8 图3 1 0 展会系统结构图3 8 图4 1 服务注册运行窗口5 4 图4 2 服务发现运行窗口5 5 v i 目录 图4 3 客户端运行窗口5 6 图4 4 通用分页存储过程测试5 7 v i i 目录 表目录 表3 1j n i 类型映射3 4 表4 1 系统硬件配置4 0 表4 2 系统软件环境4 0 v i i i 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：粥 弼年5 月弓0 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 解密时间：年月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下： 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名：口痍玉 诽歹月弓d 日 第一章绪论 第一章绪论 第一节问题提出 随着计算机硬件技术，特别是网络技术的飞速发展，计算机软件体系结构 也在不断变化。在大规模的复杂软件系统中，对总体的系统结构设计和规格说 明比对计算的算法和数据结构的选择更加重要。在此种背景下，人们认识到软 件体系结构的重要性，并认为对软件体系结构的系统、深入的研究将会成为提 高软件生产率和解决软件维护问题的新的更有效的途径。 1 1 1 软件体系结构的发展 在硬件技术及互联网络技术快速发展的同时，企业级的应用软件体系结构 也进行着相应的发展变化。 软件体系结构由最初的大型中央主机时代的m a i n f r a m e 结构到8 0 年代中期 出现的客户服务器的分布式计算结构，再到广泛应用的三层体系结构。 在三层体系结构中，客户( 请求信息) 、程序( 处理请求) 和数据( 被操 作) 被物理隔离。三层结构是较为灵活的体系结构，它把显示逻辑从业务逻辑 中分离出来，这就意味着业务代码是独立的，可以不关心怎样显示和在哪里显 示，与后端系统保持相对独立性，有利于系统扩展。三层结构具有更好的移植 性，可以跨平台工作，允许用户请求在多个服务器间进行负载均衡。业务逻辑 的处理在位于中间层的应用服务器上完成。 将三层体系结构中的层次进一步解耦，功能进一步细分，形成了n 层体系 结构。在三层或n 层体系结构中，客户的请求、业务的处理、数据的存储和结 果的显示等被不同的实体进行处理，各层分工明确，相互协作。 与软件的体系结构相对应，主要有面向过程和面向对象两种编程方式。面 向过程的思想使得软件重用性很差，数据和过程分离的结果就是数据的改变很 可能带来代码的变化。面向对象的编程方式，使用封装，继承和多态等方法具 体实现数据的安全操作，实现了代码复用和方法重载，但它是紧耦合的，是以 技术为核心制定组件单元的，因此，在系统灵活性等方面无法满足市场日益变 第1 页 第一章绪论 化的需求。 三层或n 层体系结构的优势表现在可独立优化各层，以提高系统的可伸缩 性与综合性能；功能模块的重用；对客户端的要求与限制大大降低；维护与升 级方便；开发过程的有限并行等在一定程度上改进了系统部署的灵活性、系统 的维护性与扩展性。 但是随着信息技术的进一步发展，普通的三层或n 层软件架构技术面临如 下问题： 1 在异构环境中，连接信息孤岛，整合系统资源，支持统一决策的需求较 难满足。大多数企业都有各种各样功能的应用系统、多个厂商跨不同平台的产 品和应用程序，应用了不同时期的技术和体系结构。集成这些差异性较大的系 统非常困难。 以前企业是以技术为中心来构建自己的i t 系统。从i t 技术的角度来看，任 何一个应用都具备三要素，即业务界面( i n t e r f a c e ) 、业务逻辑( l o g i c a l ) 、数 据( d a t a ) 。如果是以技术为中心去开发一个应用，我们只要在这三个层次选 择不同的工具和产品就可以了。譬如做一个人事系统，数据库我们可以选择甲 骨文的，界面可以采用w e b 浏览器等。通过这种方式，可以构建很多的业务应 用系统，譬如人事系统、仓库管理系统、e r p 系统等。然而我们很快发现，大 多数的业务和服务不是在一个应用系统内就可以完成的。譬如下一个订单，很 可能是要涉及企业的客户管理系统、仓库管理系统、e r p 管理系统等。而这些 应用系统由于开发的时间不同，采用的开发工具不同，一个业务请求很难有效 地调用所有的应用系统。用简单的语言来表述，这些已有应用系统是孤立的， 也就是我们常说的“信息孤岛 。随着业务的不断发展，体现出了资源、数据 整合集中，支持统一决策的趋势，需要将现有的多个应用系统进行集成和整合。 2 快速搭建应用系统的需求较难实现。全球化和电子商务加快了改变的步 伐。全球化带来了激烈的竞争，产品周期缩短了，每个公司都想赢得超过竞争 对手的优势。在竞争产品和可以从i n t e r n e t 上获得的大量产品信息的推动下， 客户要求更快速地进行改变。因而，在改进产品和服务方面展开的竞争进一步 加剧了。 为了满足客户提出的越来越多的新要求，技术方面的改进也在不断地加快。 企业必须快速地适应这种改变，否则就难以生存，而i t 基础设施必须支持企业 提高适应能力。 第2 页 第一章绪论 随着应用的快速变化，企业要应对竞争的新要求，需要不断更新业务流程 和模式，建设新的应用系统，从技术上要求新的应用系统能快速搭建并实施， 需要能够做到“随需应变。 如何使i ，r 环境更灵活且更快地响应不断改变的业务需求呢? 如何使这些 异构系统和应用程序尽可能无缝地进行通信呢? 征对这些问题，人们提出了面 向服务的体系架构s o a 。 1 1 2s o a 与w 曲s e r v i c e s s o a 是一种软件体系结构模型【1 3 1 ，它可以通过网络对松耦合的粗粒度的服 务进行分布式部署、组织和使用。s o a 的核心是服务。如果一个业务流程中包 含若干项任务，那么这个业务流程中的可重复的任务可以作为一个服务，j 而业 务流程则是相关服务的组合。服务在涉及的层次上要比组件、软件流程和函数 等更高，而且往往在业务上可以找到与之直接对应的概念或实体，例如报价、 订货等。 s o a 以服务为基本单元来考虑系统体系结构【4 】，使业务与i t 系统更加紧密 地结合，提高两者的效率。面向对象的应用构建在类和对象之上。随后发展起 来的建模技术将相关的对象按照业务功能进行分组，就形成了组件的概念；对 于跨组件的功能调用，则采用接口的形式暴露出来。进一步的将接口的定义与 接口的具体实现进行解耦，就催生了s o a 。而作为业务和i t 之间的契约的服务， 是s o a 最重要的概念。因此面向对象、基于组件、面向服务是三个递进的抽象 层次。 s o a 的主要目标是使现实世界的业务和1 1 技术更加有效的结合，从而使两 者的效率得到提耐5 1 。s o a 提供了一种构建i t 组织的标准和方法，它通过从业 务人员的角度来建立可组合、可重用的服务体系来减少r r 业务冗余，并加快项 目开发的进程。s o a 允许一个企业高效地重用现有的资源和财产，这种体系能 够使得r r 部门效率更高、开发周期更短、项目分发更快，在帮助i t 技术和业 务整合方面有着深远的意义，它可以t 1 以业务为中心，使业务和技术更加紧密的结合。s o a 的一个中心思想就 是使得企业应用摆脱面向技术的解决方案的束缚，轻松应对企业商业服务变化、 发展的需要。s o a 改变了以往以技术为中心的信息系统建设模式，使得i t 技 第3 页 第一章绪论 术重新回到业务支撑的角色。i t 技术的目标是为业务、应用服务，而不是i t 技 术本身的发展。业务人员可以像组装硬件一样从业务角度即时构造应用，从而 缩小业务和技术的鸿沟。 2 连接信息孤岛，共享与重用软件资源。不同于传统的应用集成方法，在 s o a 中，围绕服务的所有模式都是以基于标准的技术实现的。s o a 要求把组件 按一定的标准封装为具有文档形式接口描述的服务，从而使服务的使用者和服 务之间是一种松耦合关系。这样，一方面可以把遗留系统封装为服务加以复用， 提高了投资回报率；另一方面，可以直接调用外部服务提供商提供的服务从而 起到复用的作用。 3 。随需扩展，实现系统的灵活性和敏捷性。s o a 的松耦合特性给应用带来 了极大的灵活性。服务使用者和服务提供者在保持接口契约一致性的情况下， 可以独立演化。基于s o a 的应用可以看成是一组服务以及服务之间松散耦合的 集合。因此，一方面新的服务可以很容易地加入这个松散集合，另一方面也可 以根据业务需求重新编排集合内的服务，以生成新的复合服务。因此基于s o a 的应用具有易于改变、易于扩展的特点，从而支持了业务的快速反应和敏捷性。 总之，s o a 可以解决异构系统整合、实现应用系统集成，可以利用现有资 源，实现跨平台的整合，增加程序功能部件的重复利用，减少开发成本，加快 新应用的部署。 目前，s o a 的实现手段主要包括：w e bs e r v i c e s 和c o r b a ( c o m m o no b j e c t r e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e 公共对象请求代理体系结构) 等。s o a 为基于服务 的分布式系统应用提供了概念上的设计模式。w e bs e r v i c e s 则是基于标准的、可 经济实惠地实现s o a 的一项技术。 1 1 3w e bs e r v c i e s 在复杂项目中的应用 w e bs e r v i c e s 作为s o a 的一种实现，由于其在体系结构上的优势，它也被 越来越多的开发人员和用户接受，但在复杂项目的实际应用中，基于w e b s e r v i c e s 的应用系统开发人员还将面临如下挑战： 1 服务可对调用者屏蔽系统平台的差异，但对开发人页，如何将企业内个 异构平台上的应用系统采用w e b 服务的方式进行包装以实现高效的集成应用系 统。 第4 页 第一章绪论 2 w e b 服务在企业问的应用集成上，当系统之间的数据传输量较大时，如 何在相对较慢和拥挤的外部网络环境中实现大量的网络数据传输。 3 在计算量较大的应用项目中，如何充分发挥w e b 服务分布部署的优势， 以提高系统的整体性能，以及如何处理由此产生的与服务注册相关的事务。 目前有多个国际组织研究w e bs e r v i c e s ，发布了不少的标准，为解决以上问 题提供了基础。本文将结合系统分析与设计方法，以展会系统为例，分析基于 这些标准的w e bs e r v i c e s 如何在复杂项目中，实现高性能，高效率的应用系统。 第二节研究现状 要成功实施s o a 还有很多工作要做。要构建s o a 应用，需要考虑若干技 术问题，目前有多个国际组织在研究s o a 和w e bs e r v i c e s ，针对这些技术问题 发布了一系列的国际标准。 1 2 1 建立s o a 系统的关键技术分析 服务是整个s o a 实现的核心。s o a 架构的基本元素就是服务，符合s o a 的系统中包含了一组与服务相关的实体：服务提供者、服务消费者、服务注册 机构等，在s o a 系统中，需要解决与服务相关的问题。另一方面符合s o a 的 应用系统必然是一个分布式的系统，需要解决分布式系统中的一些基本问题。 所以s o a 的关键技术主要涉及这两个方面，即与服务相关的一组技术，以及分 布式系统必须要解决的基本问题相关的技术【6 。9 1 。本节简单将这些技术罗列如下。 第一类为服务相关技术，包括三个方面。 1 服务的描述技术。服务描述是实现s o a 的松耦合性的基础之一，通过服 务描述定义了服务提供者和服务消费者之间的服务契约的主要内容。自描述是 服务的基本特征，通过自描述，作为开放网络构件的服务以编程语言无关的方 式对外公布其调用接口和其他相关特征。正是通过服务描述，服务屏蔽了其实 现细节，使服务提供者和服务消费者之间能以一种松耦合的方式协作。服务描 述内容包括：服务的输入和输出参数( 根据服务层数据模型定义的文档类型) ， 服务的安全策略，如权利、访问控制列表、保密及不可否认性等，服务质量， 如优先级、可靠传送、事务特征和恢复语义等。 第5 页 第一章绪论 2 服务的注册和查找技术。服务描述定义了服务提供者和服务消费者间的 服务契约的主要内容，为服务的访问提供了基础。由于s o a 松耦合的计算模式， 需要对各种服务进行注册，以方便服务提供者发布自己的服务、服务请求者查 找所需的服务。服务注册中心的实现技术可以有多种，包括：u d d i 、l d a p ( l i g h t w e i g h td i r e c t o r ya c c e s sp r o t o c o l 轻量目录访问协议) 、数据库和文件方式。 具体使用哪种技术实现可以根据实际情况确定，关键是需要提供上述的基本功 能。 3 服务间的通信技术。在给服务进行了明确的描述，并提供注册和查找机 制后，就需要依靠服务间的通信和交互以实现真正的服务消费和服务提供操作。 基于标准的与平台无关的服务通信方式，将服务的引用与实现分离，以解决异 构系统间的整合和集成，实现平台和技术无关性。服务间的通信需要考虑从通 信格式，通信协议，通信模式到通信质量要求等多个方面。服务间通信不强调 具体的实现技术，可以使用简单的h t t p 方式，或使用传统的m o m ( m i c r o s o t t o p e r a t i o n sm a n a g e r ) 技术，也可以使用w e bs e r v i c e s 的相关技术。 第二类为分布式系统相关的基本技术，包括三个方面。 1 安全管理的技术。在s o a 系统中安全是一个需要综合考虑的质量属。性。 2 可靠传输的技术。是为了达成消息的可靠传递，做到：至少传送一次、 刚好传送一次、最多传送一次。 3 事务管理的技术。s o a 系统若要在关键业务系统中应用必须要解决事务 性问题。事务性问题需要解决在分布式环境下保证多个服务之间的事务处理， 确保应用中的所有参加操作达成一致并保证数据从一种有效状态变换到另一个 有效状态的处理机制。 以上所列都是构建一个面向服务的应用系统必须要考虑的问题，任何s o a 的实现，都要能针对以上问题提出合适的基于标准的解决方案。 1 2 2 国际组织的研究现状 作为s o a 的一种有效实现，w e bs e r v i c e s 得到了国际组织的重视。国际组 织对w e bs e r v i c e s 的研究内容大致可以分为四个部分： 1 w e bs e r v i c e s 调用( 消息传输) ，包括h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c o l 超文本传输协议) 、f t p ( f i l et r a n s f e rp r o t o c a l 文件传输协议) 、s m t p 第6 页 第一章绪论 ( s i m p l em a i lt r a n s f e rp r o t o c o l 简单邮件传输协议) 等传输协议，x m l 、s o a p 等消息协议，以及w s - - a t t a c h m c n t ( w e b 服务附件协议) 、w s r o u t i n g ( w e b 服务路由协议) 、w s s e c u r i t y ( w e b 服务安全协议) 等在消息协议上的扩展； 2 w e bs e r v i c e s 描述( 接口、实现描述) ，包括x m ls c h e m a 、w s d l 等； 3 w e bs e r v i c e s 注册( 服务发布、发现) ，包括u d d i 等； 4 w e bs e r v i c e s 扩展属性( 商业流程、事务、安全等) ，包含b p e l 4 w s ( w e b 服务工作流语言) 、w s - - t r a n s a c t i o n ( w e b 服务事务协议) 和w s - c o o r d i n a t i o n ( w e b 服务协调协议) 等。 这些标准协议都是实现w e bs e r v i c e s 各项功能所需要使用的功能模块，其 中，最为核心的是l 、s o a p 、w s d l 和u d d i 。 1 2 2 1 描述元语言( ls c h e m a ) x m ls c h e m a ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g es c h e m a ) 是w 3 c ( w o r l dw i d e w e bc o n s o r t i u m 万维网联盟) 的推荐标准，于2 0 0 1 年5 月正式发布。经过数年 的大规模讨论和开发，x m l 建模最终有了一个强大的国际标准。x m ls c h e m a 一经确定，立刻成为全球公认的x m l 环境下的首选数据建模工具，基本取代了 d t d ( d o c u m n e tt y p ed e f i n i t i o n 文档类型定义) 在x m l 刚刚成为w 3 c 推荐标 准时的地位。目前w 3 c 正在征求x m ls c h e m a 的需求，以准备下一步的升级工 作。 x m ls c h e m a 主要用来定义一类x m l 文档。通常把实例和模式看做文档或 文件，因此模式的“实例文档”形式常常被用于描述一个与特定x m ls c h e m a 相一致的x m l 文档。事实上，实例文档和s c h e m a 文档不一定以文档的形式存 在，它们可以以应用之间传递的字节流形式存在，也可作为一个数据库记录或 者x m l 的“信息项”集合而存在。 总之，x m ls c h e m a 是描述x m l 文档格式的模式语言。 1 2 2 2 调用w e bs e r v i c e s ( s o a p ) 简单对象访问协议( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ，简称s o a p ) 的起源要 追溯到1 9 9 8 年，源自由v s e r l a n ds o f t w a r e 的d a v ew i n t e r 创建的基于x m l 的r p c 机制的想法。1 9 9 9 年后期，此想法在d e v e l o p m e n t o r 的w i n e r 、d o n b o x 和m i c r o s o f t 的共同努力下发展成s o a p0 9 版本。其主要目的是为了使用 第7 页 第一章绪论 h t t p 协议来调用远程c o m 对象，以跨越网络和防火墙的限制，提升c o m 的 使用能力。 随着i b m 等公司的加入，s o a p 渐渐不再局限于w i n d o w s 平台，而被衍生 到了j a v a 平台，协议也不再仅可以使用h t t p ，s m t p 和f t p 。人们越来越发现 这是解决不同组件平台互联的一个理想技术。此时，大多数平台已经有了能够 使用x m l 的处理器。使用x m l 重新描述和包装各自的远程组件访问协议，使 得各种组件平台的远程访问协议都能通过同一个标准的消息进行传输，这就是 s o a p 的初始概念。 各种组件平台都有其自身的远程对象调用协议，c o r b a 是i i o p ，c o m + 是 o r p c ，而j 2 e e 是r m i ，然而它们都能够将这些协议中的数据重新包装成s o a p ， 也就是说每个平台只需一个协议适配器，即可实现从自身协议到s o a p 协议的 转化。协议转换还只是通过s o a p 协议互相调用的第一步，其次还需要规定统 一的数据映射和编码机制、统一的r p c 机制等，这样一个平台发出的消息才能 被另一个平台识别，这才是s o a p 的核心。此外s o a p 本身具有很强的扩展性， 额外的路由、安全性、事务控制等特性都能够逐步加入进去，这正是体现了x m l 为代表的可扩展w e b 技术的特征。 s o a p 版本还在不断更新，它由w 3 c 的x m lp r o t o c o lw g 制定。目前s o a p 在n e t 中的实现是内置的，其前身是m i c r o s o f ts o a pt o o l k i t ；在j 2 e e 平台， 最主要也最通用的s o a p 实现是a p a c h es o a p 。 1 2 2 3 描述w 曲s e r v i c e s ( w s d l ) 自从s o a p 技术出现后，人们开始尝试使用类似o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n t g r o u p ) 、i d l ( i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ，接口说明语言) 的技术来描述s o a p w e bs e r v i c e s 的界面【l 引，以赋予w e bs e r v i c e s 统一的界面描述能力，并获得最好 的互操作能力。 2 0 0 1 年3 月，w 3 c 接受了由i b m 、m i c r o s o f t 以及a r i b a 为首的技术提供商 提交的w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 规范1 1 版。2 0 0 2 年年初， w 3 c 成立w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nw g 致力于w s d l1 2 的开发。 w s d l 是一种x m la p p l i c a t i o n 。它首先对访问的操作和访问时使用的请求 响应消息进行抽象描述，然后将其绑定到具体的传输协议和消息格式上，以最 终定义具体部署的服务访问点，相关的服务访问点通过组合就成为抽象的w e b 第8 页 第一章绪论 s e r v i c e s 。客户端可以通过这些服务访问点对包含面向文档信息或面向过程调用 的服务进行访问( 类似远程过程调用) 。 1 2 2 4 注册和发现w 曲s e r v i c e s( u d d i ) 作为w e bs e r v i c e s 体系中的元服务( m e t as e r v i c e ) ，u d d i 为w e bs e r v i c e s 体系提供商业w e bs e r v i c e s 的注册和发现机制。u d d i 利用了w 3 c 和i e t f ( 1 1 1 e i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e 互联网工程任务组) 的很多标准作为其实现基础， 比如x m l 、h t t p 等。在跨平台的设计特性中，u d d i 采用了s o a p 规范，也 就是说u d d i 相对其他w e bs e r v i c e s 技术有其独特性：u d d i 是一个服务，其具 体实施形式就是w e bs e r v i c e s 。一般我们称这个提供w e bs e r v i c e s 注册发现服务 的w e bs e r v i c e s 为u d d i 注册库。 u d d i1 0 在2 0 0 0 年9 月由i b m 、m i c r o s o f t 和a r i b a 主导制定，并同期成立 了u d d i 规范的制定组织u d d i o r g 。然后数十个业界领导者加入了开发团队， 并于2 0 0 1 年7 月发布了u d d i2 0 版本。之后，开发团队的成员增长到2 0 0 多 个，于2 0 0 2 年发布了u d d i3 0 标准。u d d i 规范3 0 版将之前的多个规范文档 合并成了一份文档。目前u d d i o r g 已经将所有的工作转交给o a s i s ( 结构化信 息标准促进组织) 。 1 2 2 5 扩展属性 ( 1 ) s o a p 安全( w s s e c u r i t y ) 。w s s e c u r i t y 提供了一套可以帮助w e b s e r v i c e s 开发者保障s o a p 消息交换安全的机制。它增强了基本的s o a p 消息传 递的安全性，通过应用消息完整性、消息机密性、消息认证等手段提供了不同 的保护级别。这些基本机制可以通过各种方式联合，以适应构建使用多种加密 技术的多种安全模型。w s s e c u r i t y 的早期版本由m i c r o s o f t 开发。之后，i b m 、 m i c r o s o f t 和v e r i s i g n 一起合作进一步规范化w s - s e c u r i t y ，并于2 0 0 2 年4 月发 布了1 0 版规范。 ( 2 ) s o a p 消息的路由机制( w s r o u t i n g ) 。w s - r o u t i n g 主要由m i c r o s o f t 倡导。定义了路由s o a p 消息的机制。s o a p 是一个轻量级的传输协议，定义 了一系列传输交换机制，用来传输在应用层协议上使用的方法调用。虽然在 s o a p 规范中引用了一个虚拟的消息路径机制，但s o a p 实际上没有定义从一点 发送消息到另一点的机制。w s r o u t i n g ( 以前被称做s o a p 路由协议) 是一个 第9 页 第一章绪论 无状态协议，它扩展了s o a p 协议。它通过定义一个方法来说明一个预先设计 好的路由或传输路径，这个路径将从消息源，经过若干中介，最后到达消息的 最终接收者。 ( 3 ) 商业流程整合( b p e l ) 。简而言之，b p e l 是一种基于x m l 的工作流 定义语言，它使企业能够描述由w e bs e r v i c e 参与的复杂的业务流程，同时它又 能将w e bs e r v i c e s 组合而成的工作流进一步包装成为高级别的w e bs e r v i c e s 并 发布出去。i b m 与m i c r o s o f t 以及其他公司联手开发并推出b p e l 4 w s ( b u s i n e s s p r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g ef - o rw e bs e r v i c e s ，w e bs e r v i c e s 业务流程执行语言) ， 这个新规范由先前的i b mw s f l ( i b mw e bs e r v i c e sf l o wl a n g u a g e ，w e b 服务 流语言) 与m i 凹o s o f lb i z t a l ks e r v e r 上的x l a n g 合成扩展而来，提供了比这两 者更多的功能和更强的灵活性。 ( 4 ) 事务控制( w s c o o r d i n a t i o n 和w s t r a n s a c t i o n ) 。通过工作流我们可以 将w e bs e r v i c e s 单元贯穿成一个整体。但是，对于商业工作流而言，w e bs e r v i c e s 单元的结构通常会很复杂，活动参与者之间的关系也很复杂。由于业务的延迟 和用户的交互，执行这样的工作流通常要花很长时间才能够完成。 w s c o o r d i n a t i o n 使用一组协调服务和一组协调协议定义了一个用于协调活动的 可扩展框架。w s t r a n s a c t i o n 是在w s c o o r d i n a t i o n 框架上定义的标准，提供了 原子事务( a t ) 和业务活动( b a ) 两种协调类型的定义。w s c o o r d i n a t i o n 、 w s t r a n s a c t i o n 由i b m 、m i c r o s o f t 主导，b e a 参与制定。 1 3 1 项目介绍 第三节论文背景介绍 项目要求研究在针对大数据量、强约束制约的业务流程以及高强度计算的 w e b 应用业务层中将业务功能封装为w e b 服务，分布的部署于多个应用服务器， 并互相协作完成系统功能的方法，并给出技术方案。以展会系统为例，演示在 复杂应用项目中若干技术方案的可行性。 传统的展会，参观人员需要带自己的名片，收集自己感兴趣的参展商的名 片或者产品资料，比较繁琐而且容易造成资料的遗失。而且也给参展商带来了 收集客户资料、整理客户资料的麻烦。针对这一问题，本文提出展会系统新的 第l o 页 第一章绪论 解决方案。 1 3 2w e bs e r v i c e s 解决方案 i n t e r n e t 客户端通过i n t e m e t 网络访问服务器，可以了解展会相关信息，预约 登记。当参观人员来到展会现场，服务台通过发卡客户端，给每个参观人员登 记注册并发卡。参观人员即可入场，在与感兴趣的展台前刷卡，以获得参展商 产品资料。当展会结束后参展商将展台前的窗口机交给展会工作人员，由展会 工作人员将其连接到窗口机回收客户端计算机上，系统自动回收该窗口机内参 观人员调查信息。完成回收后，可以为各参展商提供所需的报表和统计信息。 主办方可以通过领导查询端了解所有展会的概况和趋势。 在应用中，提供信息的主体包括展会主办方与参展企业，因此，应用中存 在两类信息系统，展会管理系统与参展企业自己的信息管理系统。展会系统将 采用w e bs e r v i c e s 调用的方式集成参展企业信息系统，与参展企业进行交互， 以获取参展商的展品信息，使整体系统的运行更加实用、高效和可靠。 1 3 3 选题意义 本文研究在复杂应用项目中基于w e bs e r v i c e s 的若干技术方案的具有很重 要的意义，具体为： 1 本文在分析项目需求的基础上，以展会系统为例，采用w e bs e r v i c e s 调 用的方式实现展会主办方与参展企业进行交互，展示了w e bs e r v i c e s 可以使企 业之间的信息系统交互更加简便、高效和可靠。 2 系统针对大数据量网络传输进行分析并给出基于w e bs e r v i c e s 的解决方 案，使w e bs e r v i c e s 在大量网络数据传输的应用系统中更加实用和高效。 3 通过w e bs e r v i c e s 实现异构的遗留异构信息系统的集成，对企业的遗留 信息系统进行整合，使信息系统可以更加高效的开发和更加有效的使用。 4 采用w e bs e r v i c e s 的方式实现企业间信息系统的集成与交互，保证了数 据的实时性和系统之间数据的一致性，从而简化各个子系统的工作，节省人力， 当增加一个新的系统时，只需开发一个新的服务加入系统，无需修改应用系统， 增强了系统的扩展性。 5 通过对w e bs e r v i c e s 相关理论的研究，结合实践，加强对w e bs e r v i c e s