（计算机软件与理论专业论文）带β修正值的web服务异步轮询方法的研究与应用.pdf

o # 东帅他人学硕i 。学位沦文摘要 摘要 w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 以“软件就是服务”为理想目标，在系统架构以 及软件开发等领域都引起了深刻的变革，正在成为下一代开放分布式系统的核心 组成部分。w e b 服务的主要目标是在现有的各种平台的基础上构筑一个通用的、 与平台无关、语言无关的技术层，各种开发平台上的应用依靠这个技术层来实施 互连与集成。w e b 服务的模式，根据从客户端调用的方式通常采用同步化和异步 化两种方法，其中，异步化方法由于能够改善客户端系统的使用情况避免客户端 延时而倍受青睐。般地，异步化方式采用轮询接口和回调接口来实现。鉴于网 络安全等因素的考虑，存在着一定数量的客户端无法提供回调接口的情况，因此 基于轮询接口的异步化方法成为w e b 服务平台获取有效服务信息的唯一可行途 径。 目前，业界广泛使用的典型异步w e b 服务轮询接口在实际应用过程中，存在 着需要定期访问网络从而会产生较大的网络负载开销，并且无法通过现有的数据 预测下一次服务的网络响应时间等诸多不足。 本文正是基于上述应用背景和发展需求，在对w e b 服务异步化方法和w e b 服务成功案例的深入研究的基础上，首先自行提出一种带1 3 修正值w e b 服务异 步轮询接口的设计方案，然后通过大量测试用例实验性地验证了该带1 3 修正值 w e b 服务异步轮询接口相对于典型w e b 服务异步轮询接口在轮询次数方面确有 明显改善。最终，将该带t 3 修正值w e b 服务异步轮询接口的设计方案应用于协 同任务管理系统的实际研发过程中，所完成的协同任务管理系统能够基于w e b 服务提供跨平台的w e b 服务，其实际应用效果良好。 本文的主要内容和结构安排如下： 首先，阐述了w e b 服务的基本概念和其发展现状，针对w e b 服务中的异步 化方法，比较了其常用的轮询接口方法和回调接口方法的特点，探讨了轮询接口 方法的重要地位和实用性价值。 其次，介绍典型异步w e b 服务轮询接口的实现过程，针对其普遍存在的对网 络负载较大和无法预测服务时帕j 的缺点，提出了带1 3 修正值w e b 服务异步轮询 接口的设计方案。 接着，设计测试实例对典型异步w e b 服务轮询接口和带1 3 修诈值w e b 服务 异步轮询接口进行比较测试，验证了后者具有通过预测下次网络服务时间从而减 少轮诒j 次数、降低对网络的负载的性能优势。 然后，将带b 修难值w e b 服务异步轮询接口应用于基于c s 的协同任务管理 系统中，使原有的系统升级为基于w e b 服务的m f 州仟务管理系统。实现w e b 服 务客广- 端l j 服务器时m 跨平台的连接。 华东帅池人学硕 ：学位论文摘要 最后，作者初步探究了一种在一个w e b 服务系统内轮询与回调技术并存的模 型，并分析了其实现的可行性。 关键字：w e b 服务，异步化，轮询，b 修正值 华东帅范人学硕 学位论文a b s l r a c t a b s t r a c t w e bs e r v i c e st a k e s s o f t w a r ei sf o rs e r v i c e a si t sp e r f e c tt a r g e ta n dc a u s e sd e e p r e f o r m a t i o n si ns y s t e ma r c h i t e c t u r ea n ds o f t w a r ed e v e l o p m e n tf i e l d s ，t h u si ti s b e c o m i n gt h ec o r ec o m p o n e n to fn e wg e n e r a t i o no p e nd i s t r i b u t e ds y s t e m s n em a i n g o a lo fw e b s e r v i c e si st ob u i l dac o m m o nt e c h n o l o g yl e v e li n d e p e n d e n to fp l a t f o r m s a n dl a n g u a g e s b yt h ea p p l i c a t i o n so nd i f f e r e n tp l a t f o r m s ，s u c ht e c h n o l o g yl e v e li s r e l i e do nt oi m p l e m e n tt h e i rc o n n e c t i o na n di n t e g r a t i o n t h ew e bs e r v i c e sm o d eh a s s y n c h r o n o u sa n da s y n c h r o n o u sm e t h o da c c o r d i n gt ot h ew a yb yw h i c ht h ec l i e n tu s e s t or e a l i z et h ec a l l s n ea s y n c h r o n o u sm e t h o di sm o r ep o p u l a ra si tc a l li m p r o v eu s a g e c i r c u m s t a n c e so ft h ec l i e n t s y s t e m g e n e r a l l y , t h ea s y n c h r o n o u sm e t h o dc a nb e i m p l e m e n t e db yp o l l i n go rc a l l b a c kw a y b e c a u s eo ft h en e t w o r ks e c u r i t y , n o te v e r y c l i e n tc a np r o v i d et h ec a l l b a c ki n t e r f a c e ，a st h er e s u l t ，p o l l i n gi st h eo n l ya v a i l a b l e w a y f o rs u c hc l i e n te n d t y p i c a la s y n c h r o n o u sw e bs e r v i c e sp o l l i n gi n t e r f a c ec a nb ea c c o m p l i s h e dv i a a c c e s s i n gt h en e t w o r kp e r i o d i c a l l y , w h i c hm a k e st h en e t w o r k sm u c hb u s i e ra n dc a n t f o r e c a s tt h en e x tr e s p o n s et i m ef r o me x i s t i n gd a t a n u s ，w c bs e r v i c e 和y n c h r o n o u s p o l l i n gm e t h o dw i t hr e v i s e dv a l u e 1 3i sb r o u g h tf o r w a r di nt h et h e s i s a n dt h e m e t h o di sp r o v e dt ob ee f f e c t i v et or e d u c et h ep o l l i n gt i m e st on e t w o r kb yt a k i n g m a n yt e s tc a s e s f u r t h e rm o r e ，w e bs e r v i c ea s y n c h r o n o u sp o l l i n gm e t h o dw i t h r e v i s e dv a l u e1 3i su s e di np r o j e c tc o o p e r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mt om a k et h e 一 ， s y s t e mc a nb eu s e db a s e do nw e b s e r v i c e s t h ec o n t e n to ft h et h e s i sc a nb ed e s c r i b e da sf o l l o w i n g ： f i r s t l y , t h et h e s i si n t r o d u c e sw e bs e r v i c e s ，t h ep o l l i n ga n dc a l l b a c ki n t e r f a c ei n a s y n c h r o n o u sm e t h o d ，t h ei m p o r t a n c eo fa s y n c h r o n o u sm e t h o da n dt h en e c e s s i t yo f t h ep o l l i n gi n t e r f a c ei n a s y n c h r o n o u sm e t h o d t h e nt h ei m p l e m e n to ft y p i c a l a s y n c h r o n o u sw e bs e r v i c e sp o l l i n gi n t e r f a c e t h ed e s i g na n di m p l e m e n to fw 曲 s e r v i c ea s y n c h r o n o u sp o l l i n gm e t h o dw i t hr e v i s e dv a l u eba r es h o w e dh e r ea n d t h et e s td a t aa r es i m p l ya n a l y z e d a f t e rt h e n ，i ti si n t r o d u c e dt h a tt h ea p p l i c a t i o no f w e bs e r v i c e a s y n c h r o n o u sp o l l i n g m e t h o dw i t hr e v i s e dv a l u e1 3i n p r o j e c t c o o p e r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mi no r d e rt oa c h i e v et h ec o n n e c t i o no ft h ec l i e n ta n d w e bs e r v i c e st h a ts p a nd i f f e r e n tp l a t f o r m s a n dl a s t l y , t h ea p p l i c a t i o ni d e ao fb o t h p o l l i n ga n dc a l l - b a c ki n t e r f a c e su s e di no n ew e bs e r v i c e ss y s t e mi sb r o u g h tf o r w a r d k e yw o r d s ：w e bs e r v i c e s ，a s y n c h r o n o u s ，p o l l i n g ，r e v i s e dv a l u e 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确说明并表示谢意。 储繇弛魄鞘 学位论文使用授权声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保 留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有 权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要 汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 学位论文作者签名：舅枷、科导师签名 嗍：硝 药季 4 f 东师范人学顾i 学位论j 第一章0 【击 第1 章引言 随着计算机系统技术和互联网技术的迅猛发展和同趋完善，计算机技术的 发展出现了如下四种发展方向： ( 一) 移动计算技术 移动计算技术使计算机或其他信息智能终端设备在无线环境下实现数据传 输及资源共享。它的作用是将有用、准确、及时的信息提供给任何时间、任何地 点的任何客户1 1 1 。移动计算技术广泛应用于便携式设备、移动通信以及地理信息 系统领域。 ( 二) 开放系统技术 开放系统技术使应用程序能在多个厂商提供的不同的平台上运行，和其他 应用程序互操作，并且为用户相互作用提供一个统一风格的界面1 2 1 。开放系统技 术在q a 、中文信息处理等方面都有较多的应用。 ( - - - ) 分布式处理技术 分布式处理技术就是在两个或多个软件互相共享信息，这些软件既可以在 同一台计算机上运行，也可以在通过网络连接起来的多台计算机上运行。它将需 要非常巨大计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，并分配给许多计算机进 行处理，最后将这些结果综合起来得到最终的结果【3 1 。分布式处理技术是通信计 费、自动测试系统、w e b 信息采集等方面进行数据处理的关键技术。 ( 四) 面向对象技术 面向对象技术提供了一种新的认知和表示世界的思想和方法，它为软件的 工程化提供了强有力的支持【4 j 。面向对象技术引出了面向对象的计算机程序设计 语言、面向对象的软件设计方法和面向对象的数据库等领域的概念和应用。 近年来，这四种技术互相交叉融合，形成了许多新的研究热点和技术亮点， 如下图1 - 1 所示。 吲1 - 1 各种技术的交义 牛东帅范人学坝i 。学位论史第一章喇奇 其中，w e b 服务在上图中可认为是处于中心位置的【5 1 。w e b 服务以“软件 就是服务”为理想目标，在系统架构以及软件开发等领域都引起了深刻的变革。 w e b 服务具有移动计算技术、开放系统、分布式处理技术以及面向对象的部分特 点，并具备这些发展方向的优势技术，正在成为下一代开放分布式系统的核心组 成部分。目i ；i ，采用w e b 服务技术的应用实例有内容供应服务、统一身份验证 服务、认证考试申请服务、软件反馈跟踪平台，以及各种电子商务系统等不同领 域中的各种服务。 1 1w e b 服务的概念及特征 在w e b 服务推出之前，程序员只能使用s o c k e t sa p i 和t c p i p 协议调用服 务器上的定制方法。因此，程序员必须创建一种方式，让服务器分析数据流，以 调用相应的方法。为了使这个过程更加容易实现，r p c ( 远程过程调用，r e m o t e p r o c e d u r e c a l l s ) 协议被提了出来，该协议可以用i d l ( 接口定义语言，i n t e r f a c e d e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 格式定义方法，服务器执行该方法，客户机可以调用相应 的方法来获得服务。随后，业界又开发出一些面向对象编程的技术，例如c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ，公用对象请求代理程序体系结 构) 、d c o m ( d i s t r i b u t ec o m ) 和r m i ( r e m o t em e t h o di n v o c a t i o n ，远程方法 调用) 等，使得客户端可以调用服务器上封装的方法。 上述这些技术都能用于应用技术之间的通信，但这些技术间的彼此通信却很 难实现。此外，它们都只能用于特定的环境，没有i n t e m e t 解决方案所需要的可 伸缩性。于是，在1 9 9 9 年，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 s p r o t o c 0 1 ) 被创建了出来，它是通过i n t e r n e t 调用对象的全新方式，建立在己被广 泛接受的标准网络协议的基础之上。s o a p 使用基于x m l 的格式描述方法和参 数，在网络上进行远程调用。最初s o a p 定义使用h r r p 协议，所以s o a p 调 用可以通过i n t e r n e t 实现。在后来的s o a p1 2 中，w 曲服务开始独立于h t r p 协议，可以使用任意网络传输协议进行访问调用。但是，w e b 服务最常用的协议 仍然是h 1 r r p 。1 6 1 一w e b 服务提供了一种有效的方式，可以只返回请求的数据。只要调用远程服 务器上的一个方法，获得需要的信息，客户应用程序就可以直接使用这些信息了。 下面从不同的角度对w e b 服务进行阐述： ( 1 ) w e b 服务采用h t r p + x m l 这种最通用的访问方式，是建立可互操作的 分布式应用程序的平台。它提供了规范协议的访问界面，可以支持所有的平台和 应用。 ( 2 ) w e b 服务也是一个应用程序。它通过w e b 向外界提供了如f “j 调片】自身功 牛东师范人学硕 学位论文 第一茸0 i 占 能或服务的说明。这可以让任何人从任何地方使用它所提供的这些服务，实现信 息资源共享。 ( 3 ) w e b 服务是通过网络享用远程服务的一种概念，是想把全世界的 i n t e m e t i n t r a n e t 变成一个虚拟计算环境的观念和技术。 ( 4 ) 只有使用w e b 服务架构，今后的大规模的面向公众的系统对接才能成为 可能。 ( 5 ) w e b 服务是一整套软件工具，它希望利用这个工具通过互联网发挥类似拼 装玩具作用的整体处理方式。 ( 6 ) w e b 服务是一个被包装成单一实体，并被发布成开放系统以供其他程序使 用的功能集合。或者说，w e b 服务是i n t e m e t 上一系列能够以编程的方式调用的、 相关的应用程序功能。 ( 7 ) w e b 服务并不一定要存在w e b 上。它可以位于任何网络中，不仅是外部 的i n t e m e t ，也可以是内联网，甚至可以是在相同的操作系统进程中或运行于相 同机器上使用共享内存的紧耦合进程之间。【7 】 对外部使用者而言，w e b 服务是一种部署在w e b 上的对象组件，它具备以 下特征： ( 一) 完好的封装性 w e b 服务既然是一种部属在w e b 上的对象组件，自然具备对象的良好 封装性。对于使用者而言，他能且仅能看到对象提供的功能列表。 ( 二) 松散耦合 这一特征也是源于对象组件技术，调用者无法感知w e b 服务实现发生 的变更，对于调用者来说，只要w e b 服务的调用界面不变，w e b 服务实现 的任何变更对他们来说都是透明的。对于松散耦合而言，尤其是在i n t e r n e t 环境下的w e b 服务而占，需要有一种适合i n t e r n e t 环境的消息交换协议。而 x m l s o a p 正是目前最为适合的消息交换协议。 ( 三) 使用协约的规范性 这一特征从对象而来，但相比一般对象其界面更加规范化，也更易于机 器理解。首先，作为w e b 服务，对象界面所提供的功能应当使用标准的描 述语言来描述( 如w s d l ) ；其次，由标准描述语言描述的服务界面应当是能 够被发现的，因此这一描述文档需要被存储在私有的或公共的注册库罩面。 同时，使用标准描述语言描述的使用协约将不仪仅是服务界面，它将被延伸 到w e b 服务的聚合、跨w e b 服务的事务、一f 作流等，而这砦又都需要服务 质疑( o o s ) 的保障。其次，我们知道安全机制对于松散耦合的对象环境的重 要性，凼此我们需要对诸如授权认证、数据完整性( 比如签名机制) 、消息源 华东师范人学颂1 学位论文篇一章，j 宣 认证以及事务的不可否认性等运用规范的方法来描述、传输和交换。最后， 在所有层次的处理都应当是可管理的，因此需要对管理协约运用同样的机 制。 ( 四) 使用标准协议规范 作为w e b 服务，其所有公共的协约完全需要使用开放的标准协议进行 描述、传输和交换。一般而言，绝大多数规范将最终有w 3 c 或o a s i s 作为 最终版本的发布方和维护方。 ( 五) 高度可集成能力 由于w e b 服务采取简单的、易理解的标准w e b 协议作为组件界面描述 和协同描述规范，完全屏蔽了不同软件平台的差异，无论是c o r b a 、d c o m 还是e j b 都可以通过这一种标准的协议进行互操作，实现了在当前环境下 最高的可集成性。1 8 】 1 2w e b 服务体系结构 w e b 服务是独立的、模块化的应用，能够通过i n t e r n e t 来描述、发布、定位 和调用；w e b 服务的体系结构由三个角色以及三个操作构成，其中三个角色为服 务提供者、服务请求者和服务代理者，三个操作是指发布、发现以及绑定。它们 的关系如下图1 2 所示： 服务提供者通过在服务注册中心注册来配置和发布服务，服务请求者通过 查找服务注册中心的服务的记录来找到服务，服务请求者绑定服务提供者，并使 用可调用的服务。发布服务的操作使用u d d i 标准，发现服务的操作使用u d d i 和w s d l 标准，而绑定服务的操作则通过s o a p 协议和w s d l 标准来实现。在 这三个操作中，绑定操作是最重要的，它包含了对w e b 服务的实际使用，这也 是最容易发尘互操作的地方。j 下由于服务提供者和服务请求者对s o a p 协议全力 支持，w e b 服务调用彳得以实现，也正凶为如此，小吲平台f r jw e b 服务的无缝 4 + # 东师范大学帧l 一学位论文第一章0 i 占 互操作得到保证。 1 3 w e b 服务的应用现状 综合w e b 服务的概念、特点以及w e b 服务所具有的优势，w e b 服务实施的 领域可以分为以下四类： ( 一) 面向商务( b u s i n e s s - - o r i e n t e d ) 的w e b 服务 该类服务针对的是那些面向企业应用服务，包括企业内部的e r p 系统， 企业间的s c m c r m 等系统。当这些系统以w e b 服务的形式在网络( i n t e m e t 和i n t r a n e t ) 中出现时，企业内韵应用集成将更容易，而在企业间的众多合作 伙伴的系统对接也将不再是无法完成的任务。 ( 二) 面向客户( c o n s u m e r - - o r i e n t e d ) 的w e b 服务 此类服务针对的是那些原先的b 2 c 的网站的改造，为这些面向浏览器 的w e b 应用增加了w e b 服务的应用界面，使得第三方的桌面工具或其自身 提供的增值的桌面工具能够利用更优秀的用户界面提供跨越多个b 2 c 服务 的桌面服务。这将使得用户使用i n t e r n e t 更为方便，能够获得更加便捷的服 务。比如股票价格查询w e b 服务、机票预定w e b 服务等，使得个人理财应 用的自动化程度更高。 ( - - ) 面向设备( d e v i c e - - o r i e n t e d ) 的w e b 服务 此类服务的使用终端一般是手持设备和日用家电，对于前者而言，可以 在不用修改网络服务的体系架构的前提下，令先前的网络服务支持除p c 以 外的各种终端，比如p a l m 、p o c k e tp c 、手机等。因此，诸如天气预报服务、 e m a i l 服务、主动信息服务等将更为有效和便捷。而后者对于日用家电，目 前尚处在一个市场的启动期。但是有了w e b 服务作为基础框架，智能型的 日用家电必将真正获得标准的支持，从而有广泛使用的可能。 ( 四) 面向系统( s y s t e m - - o r i e n t e d ) 的w e b 服务 一些传统意义上的系统服务，比如用户权限认证，系统监控等，如果被 迁移到全球范围的i n t e r n e t 上，或者企业内部的i n t r a n e t 上，其作用范围将 从单个系统或局部网络拓展到整个企业网络或整个i n t e r n e t 。如此，基于同 一系统服务的不同应用将得以在整个i n t e r n e t 环境中部署，譬如跨国企业的 所有在线服务可以使用同一个用户权限认证w e b 服务。1 9 l w e b 服务以其平台无关、易于丌发等特点得到了i b m 、微软、s u n 等众多 知名计算机厂商的广泛支持，并将w e b 服务技术应用到它们越来越多的产品之 中。卜断两个应用实例n r 以从个侧面反应 hw e b 服务的应用现状； ( 一) 出 j 信用证信息服务 华东帅范夫学硕l ：学位论文第一章0 i 奇 i b m 与日本东京三菱银行在w e b 服务的基础上开发出口信用证信息服 务，这可以使不同公司的计算机系统通过互联网共同工作。新的出口信用 证信息服务允许银行通过计算机与它的公司客户直接交换有关贸易经营中 的信用证的详细数据。以前信用证在企业和银行之间通过书面文件来交换。 随着启用新系统，信用证数据将以电子格式储存。企业的计算机与银行的 计算机相互连接，加快了管理流程。同时，企业也享受到了不断增加的便 利，如交易信息搜索和信用余额确认。【1 0 】 ( - - - - ) o u t l o o k 手机信息服务 o u t l o o k 手机信息服务是m i c r o s o f to f f i c eo u t l o o k2 0 0 7 中的一项新功能，使 用该项功能可以在o u t l o o k 中以类似于电子邮件的方式创建短信和彩信并 将所创建的短信和彩信发送到移动设备。其工作方式正是基于通过手机信 息服务提供商托管的w e b 服务。1 1 1 l l4w e b 服务面临的挑战 虽然w e b 服务受到广泛关注并日益发展，然而，w e b 服务还需要面对很多 技术挑战，存在着许多w e b 服务处理上的瓶颈问题，这其中有许多与w e b 服务 赖以生存的开放环境有关。下面列出了其中一些问题，以及目自口对这些问题的解 决办法： ( - - ) w e b 服务发现 w e b 服务发现涉及到w e b 服务的自我宣传方法以便于其他程序调用。 目前，w 3 c 组织己建立了w s d l ( w 曲服务描述语言) 和u d d i ( 通用描 述、发现和集成) 两个新的标准，并且通过这两个标准实现了不同平台问 的w e b 服务互操作。 ( 二) 可靠性 4 w e b 服务可靠性的问题涉及到测试和传递w e b 服务器可靠性等方面。 迄今，业界已开发和使用s p e c w e b 9 9 、w e b b e n c h 4 1 和w e b s t o n e 2 5 等工具 对w e b 服务器进行性能测试。这些工具所测试的侧重点各不相同，目前尚 未有一款通用并全面的w e b 服务器性能测试工具。 ( 三) 安全性 w e b 服务的安全性也是一个不容忽视的方面，需要具有对用户进行身 份验证以及提供高粒度级别的安全性方法的功能因素。s s 岍l s 上的h r r p 协议能够保障基本的安全性，罕于更高粒度级别的安全性，m i c r o s o f t 和i b m 在w e b 服务安伞性规范自皮书中已定义一整套安伞性规范，_ j 于针对f i | 一 的安伞需求束丌发和实现不同的安令机；制。 6 华东师地人学硕 学位论史 第一章0 音 ( 四) 事务解决方法 传统的事务处理系统通过两阶段提交方式得到保证，在w e b 服务中， 但这只在事务生存时间很短的封闭环境中有效。而w e b 服务处理一个事务 可能需要比较长的时间，保证事务与其他程序的正确执行具有一定的困难。 m i c r o s o f t 支持一种称为补偿事务的替代方案来保证数掘的一致性，另外还 有w s d l 扩展方案也是事务解决的途径之一。 ( 五) 可伸缩性 在将已有的组件转变为w e b 服务时，如何利用其可伸缩机制，以及在 转变的过程中如何处理尚未预见的障碍也成为w e b 服务研究的一个重点。 为此，文献1 1 2 】提出了一种基于角色的分布式动态服务组合方法，一定程度 上改善了w e b 服务的可伸缩性。 ( 六) 可管理性 w e b 服务在管理高度分布式的w e b 服务系统方面也具有需求。c a 开 放的身份与访问管理套件可提高w e b 服务的可管理性；该套件基于众多的 业界标准，可简化集成、支持和部署等任务，为w e b 服务和分布式计算环 境提供强有力的安全支持。 r 七1 可说明性 用户可访问和执行某个w e b 服务期限的定义方法，以及某w e b 对特定 用户的可重用程度定义? 当前提供w e b 服务的各个平台提供的解决方案在 业务单元和过程级别上均有不同程度的认证能力，为w e b 服务提供可说明 性s ( a ) n 试 由于w e b 服务系统由许多w e b 服务组成，这些w e b 服务的位置和自 身的软件质量具有变动性，尤其是w e b 服务自身的软件质量存在潜在的变 化，因此，对w e b 服务的测试和调试工作就会采用全新的方式。如何实现 可预测的网络响应时闯? 如何能够在不大的网络负载i j 提下调用w e b 服 务? 此外，调用w e b 服务的方法，是否可能提高客户端和服务器端的性能 效率? 文献 1 3 1 给出针对w e b 服务生成测试数据的一种方法。 综上所述，除了针对第一个问题己建立通用标准之外，其余的问题尚处于 探索研究状态，仅存在一些实际应用中具体的方法或规范来解决或改善这些问 题，与建立相对完善的标准还有很大的距离。 1 5 本文的研究内容和文章的组织结构 币如1 4 节中所阐述的w e b 服务币丽临的八个方而的重人i u j 题j j 挑战，其 华东师范人学硕l j 学位论文第一章0 i 言 中的七个方面的问题与w e b 服务器和网络环境密切相关，而测试则可以作为独 立的软件工具应用于特定网络环境的w e b 服务系统中。 在本文中，作者利用现有的网络资源与环境，针对第八个方面的测试问题， 从w e b 服务的应用、测试环节展开深入的研讨，并在经典的异步轮询接口方法 的基础上，提出带b 修正值的异步轮询接口方法，实现可预测的尽量接近真实数 掘的网络响应时f b j ，同时给出一个能够测试w e b 服务的部分性能的方法，并且， 将带b 修正值的异步轮询接口方法应用于协同任务管理系统。 本文的主要内容与章节安排如下： 第二章，阐述远程调用w e b 服务的方法，介绍同步化和异步化两种w e b 服 务模式，着重讨论异步化w e b 服务方法中具有代表性的轮询接口与回调接口技 术，比较它们各自的特点，探讨了轮询接口方法的重要地位和实用性价值； 第三章，阐述典型w e b 服务的异步轮询接口方法的理论和设计，介绍了其 实现平台，重点讨论其实现过程，并分析了典型w e b 服务的异步轮询接1 2 1 方法 在实际应用中的不足与缺陷。 第四章，提出了带b 修正值的异步轮询接口方法，阐述该方法的设计和实 现过程。并设计测试实例对典型异步w e b 服务轮询接口和带p 修正值的异步轮 询接口进行比较测试，验证了后者具有降低网络负载的性能优势。 第五章则阐述将作者提出的带8 修正值的异步轮询接口方法应用于协同任 务管理系统的过程，给出基于w e b 服务的跨平台的协同任务管理系统的实现方 案。 在第六章中，作者初步探究了一种在一个w e b 服务系统内轮询与回调技术 并存的模型，并分析了其实现的可行性。 最后在第七章中，作者总结本论文研究期间所完成的工作，同时，作者提 出在w e b 服务异步轮询接口方面今后的研究方向和深入研讨的课题。 华东帅范人学硕j 。学位论文 第一辛w e b 服务摸i ： 第2 章w e b 服务模式 2 1 远程调用w e b 服务的方法 一般来说，基于客户端远程调用方式的不同，w e b 服务模式分为同步化方 法和异步化方法调用两种。 2 1 1 同步化方法 同步化处理w e b 服务，是指在请求期间客户端要与服务器进行同步，客户 端必须在服务器进行响应或请求超时之后才能继续处理；如果在指定的时间周期 内客户端没有收到响应，则客户端超时。 对开发人员来说，同步化处理是比较容易实现的。应用程序可以建立一个线 程来启动一个任务，在结束该任务后，可以继续执行其他任务。 2 1 2 异步化方法 在w e b 应用程序中，应用程序执行的某些操作可能需要较长的时自j 运行 如果操作涉及与人交互，则此操作可能需要花费几天才能完成。这样的服务请求， 如果采用同步化的方法来处理，则会同时长时间地占用客户端和服务器主机的资 源。 因此，可以将应用程序设计为异步式的，异步化方法的处理过程如下： ( 1 ) 客户端调用w e b 服务方法，封装好的s o a p 消息经由i n t e r a c t 发送给远程 服务器； ( 2 ) 调用立即返回，客户端的当前线程不阻塞且不等待结果，代码按顺序继续 执行，这是与同步化处理不同的地方： ( 3 ) 远程服务器完成w e b 服务方法处理后，将信息返回给客户机调用处。 创建异步w e b 服务，需要提供一个或多个方法，用束接收来自发起操作但 不必等待操作完成的客户端的请求。这样的方法通常会立即返回，以提供初始请 求一响应交互的响应部分，但不提供所请求的操作的实际结果。在异步接口中， 您还要提供能够让客户端在结果准备就绪后获得长时问运行操作的结果这样一 种机制。有两种方式可以完成此任务： 1 ) 实现能够发起请求的力法，并定义用米接收结果的刚调。 2 ) 实现能够发起请求的力法、返叫请求状态( 如。待定。或。完成。) 的方 法以及返叫结果的方法。这种方式称为轮询接fl 。1 4 j 9 华东帅范人学硕 学位论文 第 二章w e b 服务模式 ( 一) 回调 回调是从w e b 服务发送到客户端的消息，以便将在w e b 服务中已经发生的 事件通知客户端。 在这个方法中，客户端首先使用请求调用w e b 服务。此请求调用通常立即 返回( 完成第一个请求响应交互) ，此时客户端不必等待操作完成，可以马上继 续执行其他任务。w e b 服务在完成对客户端请求的处理后发送回调，也就是说， 它会将消息发送回客户端，以便将请求已被处理通知客户端，并提供结果，或者 无法完成客户端请求时，可以通知客户端。回调建立的是第二个请求响应交互， 在这次交互中，w e b 服务把请求而不是响应发送到客户端。 要使用回调，必须满足如下要求：首先，如果w e b 服务定义回调，则w 曲 服务必须是对话式的。对话w e b 服务会跟踪请求的发起者，因此可以把回调发 送给正确的调用者。其次，客户端必须能接收和解释回调。如果回调由w e b 服 务定义，那么客户端实际上也是w e b 服务，因为它必须能够接收消息。客户端 还必须能够将传入消息与客户端以前发起的请求进行关联。 1 4 1 ( - - ) 轮询 如果w e b 服务的客户端不是对话式的，即出现w e b 页面和非对话w e b 服 务的情形时，则无法使用回调将请求已完成通知客户端。另外，如果w e b 服务的 客户端位于拒绝非主动请求的传入通信这样的主机上，或受防火墙保护，则主机 将拒绝回调，因为回调本质上是非主动请求的，并且客户端不会接收回调。 要处理这样的情况，w e b 服务必须提供轮询接口。在轮询接口中，客户端 首先调用发起操作的w e b 服务。此请求调用是同步的，但通常会立即返回，这 意味着客户端不必等待操作完成。客户端可以马上继续执行其他任务，但必须定 期调用w e b 服务，以检查它的待定请求的状态。如果定期检查时发现请求已经 完成，则客户端调用相应程序来获得服务结果。【1 4 】 2 2 异步化方法在w e b 服务中的重要性 和同步化方法相比，异步化方法可以大大提高应用程序的交互性和性能。在 使用w e b 服务时，以下情况需要考虑异步化处理： ( 一) 客户端需要同时调用多个w e b 服务 这时应该考虑异步化处理而不足创建多个线程。因为，多线程方法在一定程 度上可以满足这样的需求，但它仍然足。种同步化的处理方法。只不过足多个线 程切换的比较快，所以感觉就像很多线袱住n d 时进行。样。但足，多线程方法有 ( j 华东帅范入学硕i j 学化论史第亭w e b 服务模式 一个很大的缺点就是占用很多的系统资源，而且其控制机制也比较复杂。相对于 多线程方法，异步化处理方法目i j 在多个开发平台的类中内置了异步化代码，从 而大大降低了代码编写的复杂度，同时还涉及了许多应用领域，包括文件i 0 操 作、网络传输、w e b 窗体和w e b 服务等等。 ( 二) 被调用的w e b 服务需要一定时间来完成 由于各种服务千差力别，有些复杂的服务所需要花费的时间比较长，而这 个时间段也许不是用户能够承受的。在这种情况下，如果采用同步化处理方式， 由于客户端的等待，并独占了很多系统资源，造成浪费。因此，采用异步化处理 方式，不会中断客户端的进程。 ( 三) 存在和用户进行界面交互的情况 有些w e b 服务涉及到与用户进行界面交互的情况，例如银行信贷人员的审 批回复等。在这种情况下，服务时间不容易确定，有可能需要花费相当长时间才 能完成。因此，在这种情况下，为了避免界面暂时停止反应应该考虑采用异步化 处理方法。 ( 四) 远程通信需要考虑带宽、系统资源等问题 w e b 服务既然是基于w e b 的，则w e b 服务响应速度受网络响应速度影响较 大，而带宽、信息发送和接收的速度、服务商的连接速度等因素制约网络响应速 度。如果远程通信需要考虑带宽、系统资源等问题，为了让客户尽可能少地察觉 网络响应给服务响应所带来的影响，可以考虑采用异步化处理方法。 合理地使用异步w e b 服务可以改善系统的使用情况，并且在等待w e b 服务 的结果时可以避免客户机端的延时。随着w e b 服务的广泛应用和网络传输速度 及带宽的提高，异步w e b 服务将更加普及。1 1 5 】 2 3 轮询接口方法在异步化方法中的重要地位 按照回调的概念，回调与回调所要响应的原始请求是相互分离的，所以，回 调似乎是发送给客户端主机的、非主动请求的消息。许多主机都会拒绝非主动请 求的网络通信，这是因为这些主机直接拒绝这样的通信，或者因为防火墙或其他 网络安全设备对它们提供了保护。因此，运行在这样环境中的客户端无法接收回 调。处理回调的另一项要求是客户端持续处于对话状态。如果客户端是w e b 应 用程序或非对话w e b 服务，则无法处理回调。( 1 6 l 因此，所有异步w e b 服务都应该提供轮询接口。如果w e b 服务是异步的， 则任何无法接受回调的客户端都需要使用轮询接口。对于通过异步方法调用所启 动的操作来晚，轮询接口是这种客户端辟j 于获耿该服务处理结果的唯一方式。 华东帅范人学坝i j 学位论文第_ 三章典型异步轮咖接u 技术 第3 章典型异步轮询接口技术 3 1w e b 服务中的对话概念 由于w e b 服务需要与客户端进行多次通信以完成一个任务，除此之外，多 个客户端可以同时与同一个w e b 服务进行通信。为了解决w e b 服务与客户端的 对应问题，先引入“对话”的概念。 对话w e b 服务提供了一种跟踪各次调用之间的数据和确保w c b 服务总是响 应正确的客户端的直接方法。对话在维持多个通信的数据方面能够做到： ( 1 ) 对话能够唯一标识客户端与w e b 服务之间的通信，以便消息能返回给正 确的客户端。 客户端与服务开始对话时，对话w e b 服务会创建一个上下文，以便跟踪该 交换期间状态方面的数据。这个新的上下文由对话i d 标识。w e b 服务使用此对 话i d 在客户端执行的每个操作期间将消息与客户端相关联。对话i d 可确保 w e b 服务发送或接收的消息始终与相应的客户端相关联。 ( 2 ) 在对w e b 服务的调用之间，对话能够维持状态，即对话能够跟踪各次调 用中与某个特定客户端关联的数据。对话可确保与某个特定客户端关联的数据被 保存，除非不再需要这些数据或者操作已完成。 在客户端和w 曲服务的通信过程中，w e b 服务需要随时跟踪客户端的数据。 w e b 服务的状态指的是某个时刻它跟踪的所有数据。举例来说，有一个调查纳税 人信用的w e b 服务，该服务将纳税人i d 存储在成员变量中，这样可以在客户端 和服务的整个信息交换生命周期内根据需要检索这些数据。在下一次调用时，客 户端不需要将纳税人i d 传递给服务，这样就降低了客户端和服务的复杂性。在 此例中，纳税人d 是状态相关数据，即在各次调用之间保存的数据。即使，运 行服务的计算机突然故障或者关机，对话通过将状态相关数据写入磁盘，这样数 据在遇到系统故障时将得以保留，从而使得w e b 服务更加可靠。因此，对话 w e b 服务除了能维持关联的数据库状态，还能提供附加的数据安全性。1 1 7 1 t 既然对话能够维护w e b 服务的状态相关数据，并将w e b 服务、客户端及其 他资源之间的通信关联起来，在任何异步或调用多个通信的w e b 服务设计中， 都应该实现对话。本章节接下来将介绍如何使用对话来设计w e b 服务的过程。