（计算机应用技术专业论文）基于rest的轻量级j2ee架构实现.pdf

浙江大学硕士学位论文摘要 摘要 本文针对基于j 2 e e 平台的w e b 应用，在整合各种框架的基础上，在一个更 高的层面分析了传统的j 2 e e 架构( 即以e j b 容器为核心的j 2 e e 架构) ，包括经典 e j b 架构以及本地e j b 架构，和以s p r i n g 框架为代表的轻量级j 2 e e 架构，提出 了他们各自的局限性和不足。 以x m l 中间件，x 札w e bs e r v i c e 为切入点，通过引进r e s tw e bs e r v i c e 的概念，在此基础上提出了基于r e s t 的轻量级架构。本架构是通过r e s tw e b s e r v i c e s 模型来实现的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 ，在以实现高效性，配 置的灵活性，安全性，易用性和实用性，可移植性的目标为基础上，进行了详尽， 全面地设计，并对该系统的实现进行了分析。在物理意义上把整个架构划分成w e b 层和r e s o u r c e 层，进行了总体的设计，在功能意义上把整个架构划分成若干个 功能模块。不光在理论上论述了该架构的可行性、优越性，并实际通过组件开发 的模式给出具体的设计和实现。本文重点介绍了各个组件的功能点，并设计了对 外的接口。通过这个项目的实践，在传统的j 2 e e 开发模式上面作了尝试，并和 现存的一些轻量级j 2 e e 架构进行了比较，为今后类似的系统开发提供了参考。 最后，通过实际项目的运用，充分验证了新架构在高效性、配置的灵活性、 可测试性、安全性、易用性和实用性和可移植性上有着独特的优势。 关键词x m l ，r e s t ，l i g h tw e i g h t ，f r o n tc o n t r o l l e r 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t b a s e do nt h ej 2 e ew e ba p p l i c a t i o np l a t f o r m ，i nt h ef r a m e w o r ko fi n t e g r a t i o n o nt h eb a s i so fv a r i o u sa r c h i t e c t u r e s t h i st h e s i sa n a l y s et h et r a d i t i o n a l j 2 e ea r c h i t e c t u r e ( t h ej 2 e ea r c h i t e c t u r eu s i n ge j bc o n t a i n e ra st h ec o r e c o n t a i n e r ) ，i n c l u d i n gt h et r a d i t i o n a le j ba r c h i t e c t u r ea n dt h el o c a le j b a r c h i t e c t u r e ，a n dt h el i g h t w e i g h tj z e ea r c h i t e c t u r e ( e s p e c i a l l yf o rt h e s p r i n gf r a m e w o r k ) i nah i g h e rl e v e l ，a n dp o i n t so u tt h e i rl i m i t a t i o n sa n d i n a d e q u a t e t h i st h e s i su s e sx m lm i d d l e w a r e ，x m lw e bs e r v i c ea st h ee n t r yp o i n t s ， i n t r o d u c e st h el i g h t w e i g h tj z e ea r c h i t e c t u r eb a s eo nt h er e s ts e r v i c ei n t h ec o n c e p t i o no fr e s tw e bs e r v i c e t h ef r a m e w o r ki sas e r v i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r eb a s e do nt h er e s tw e bs e r v i c e sm o d e l w i t ht h eg o a lt oa c h i e v e h i g he f f i c i e n c y ，c o n f i g u r a t i o nf l e x i b i l i t y ，s a f e t y ，e a s eo f u s ea n d p r a c t i c a l i t y ，p o r t a b i l i t y ，t h i st h e s i sg i v e sa d e t a i l e da n dc o m p r e h e n s i v e d e s i g n ，a n da l s og i v e st h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ew h o l es y s t e m i np h y s i c a l l a y e r ，t h ew h o l es y s t e mi sd i v i d e di n t ow e bt i ea n dr e s o u r c et i e ，w i t h a no v e r a l ld e s i g n i nf u n c t i o n a l i t yl a y e r ，t h ew h o l es y s t e mi sd i v i d e d i n t os e v e r a lf u n c t i o n a lm o d u l e sa n df u l l yi m p l e m e n t e db a s e do nt h ep a t t e r n o fc o m p o n e n tb a s e dd e v e l o p m e n t t h ef u n c t i o n a l i t yp o i n tf o re a c hc o m p o n e n t i sw e l li n t r o d u c e d ，a n dad e t a i l e dd e s i g nf o rt h eo u t s i d ei n t e r f a c e si s a l s og i v e n t h r o u g ht h i sp r o j e c t ，s o m e t h i n gh a sb e e n t r i e di nt h e t r a d i t i o n a lj 2 e ed e v e l o p m e n tm o d e ， a n dc o m p a r e dw i t hs o m ee x i s t i n g l i g h t w e i g h tj 2 e ea r c h i t e c t u r e ，w h i c hc a np r o v i d ear e f e r e n c ef o rt h e f u t u r ed e v e l o p m e n to fas i m i l a rs y s t e m f i n a l l y ，t h r o u g ht h eu s a g eo ft h ea c t u a lp r o j e c t ，f u l l yd e m o n s t r a t i n gt h e u n i q u ea d v a n t a g e f o rh i g he f f i c i e n c y ，c o n f i g u r a t i o nf l e x i b i l i t y ， t e s t a b i l i t y ，s e c u r i t y ，e a s eo fu s e ，p o r t a b i l i t ya n dp r a c t i c a l i t yo ft h e n e wa r c h it e c t u r e k e y w o r & x m l ，r e s t ，l i g h tw e i g h t ，f r o n tc o n t r o l l e r i i 浙江大学硕士学位论文图目录 图目录 2 - 1x s l t 输入和输出的树状结构7 2 2 客户请求某航空公司7 4 7 飞机的服务 2 3f r o n tc o n t r o l l e r 的类结构 2 - 4f r o mc o n t r o l l e r 的业务流程 3 1j 2 e e 标准组件框架 3 - 2e j b 的工作原理 3 - 3 经典e j b 架构 3 4 本地e j b 架构 3 - 5 基于s t r u t s ，h i b e r n a t e 和s p r i n g 的j 2 e e 框架 3 - 6 基于r e s t 的j 2 e e 架构之w e b 层流程 1 4 2 0 2 2 3 7 基于r e s t 的j 2 e e 架构之r e s o u r c e 层流程4 1 4 - l 基于r e s t 的j 2 e e 架构之w 曲层s e q u e n c e 图4 4 4 2 基于r e s t 的j 2 e e 架构之r e s o u r c e 层s e q u e n c e 图4 5 4 - 3 基于r e s t 的j 2 e e 总体架构 4 - 4f r o n tc o n t r o l l e r 接口定义图 4 - 5f r o n tc o n t r o l l e rs e q u e n c e 图。 4 - 6a u t h o r i z a t i o n 接口定义图 4 7f o r mv a l i d a t o r 接口定义图 4 - 8f o r mv a l i d a t o rs c h e m a 图 4 9r e s tc o n t e x tb u i l d e r 接口定义图 4 1 0r e s tc o n t e x tb u i l d e rs c h e m a 图 4 1 1x m l 2 s q l 接口定义图 4 1 2r e s u l t s e tx m l 接口定义图 4 1 3x s l e n g i n e 接口定义图 4 1 4x s le n g i n e 功能流程图。 4 1 5r e s ts e r v i c e 接口定义图。 5 - 1t r a d i n gc o m p e t i t i o n s y s t e m 5 - 2p o r t f o l i o 的p r o t o t y p e 页面 1 4 6 4 8 4 9 5 0 5 7 5 8 6 0 6 1 6 6 6 9 7 1 拐巧”勰 铉铉鲐铂 图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图 浙江大学硕士学位论文第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 引言 随着企业级应用的发展，从w e b 应用系统到j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r i l l e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 领域已存在众多框架。框架是一些经过实践证明的、能用 来开发高效应用系统的技术，基于框架的解决方案能够弥补j 2 e e 的不足。在j 2 e e 中引入框架就是把j 2 e e 中的某种服务抽取出来，使之变得更简单易用。框架的 使用对开发者来说是透明的，即框架不会过多干涉程序代码，它使得开发人员更 专注于业务逻辑的开发。在系统架构分析时，如何应用这些已有框架为系统量身 定做一个合适的架构，对j 2 e e 设计开发者提出了挑战。 传统的j 2 e e 架构是基于e j b 而实现的，通常认为，j e e e 平台就广泛的认为 是这个架构，运行在j 2 e e 服务器上的e j b 容器可以认为是此结构的核心。e j b 所 提供的一堆重量级的企业服务，使开发的组件可以很好地集成e j b 容器提供的企 业级服务，如j t a 、j m s 等。尽管j 2 e e 平台承诺，开发应用很简洁、高效，但实 际情况并非如此。e j b 容器的服务往往是“买一送三”，不要都不行，于是随之而 来的就是开发效率低下、部署复杂、运行缓慢、难于测试、维护困难等一系列问 题。e j b 把一种复杂的编程模型强加给了开发者，对于中小型企业，使用完整的 j 2 e e 实现过于庞大，最终常导致开发的失败。 系统架构上的复杂性，如果并非出于必要，则一定就是坏事。复杂性会带来 大量不必要的代码；复杂的架构和代码表现出的性能往往是低下的；复杂的代码 会使构建过程复杂化，并且经常还会使开发过程依赖于某些复杂的工具；复杂的 代码难以理解。 为了简化应用程序开发、部署，降低开发的风险，提高程序的可维护性，必 须引入轻量级j 2 e e 架构模型。所谓轻量级是相对“重”而言的，众多的中小型 系统中需要的是一种“可选择”的服务容器，轻量级容器正是在这种需求驱动下 提出的。 在轻量级容器中，容器对应用代码没有丝毫的侵入性，应用代码不需要实现 任何容器的接口，只在需要使用容器的地方调用容器的a p i ，用户可以自己定义 服务。轻量级j 2 e e 架构致力于简化编程模型并提供更具响应能力的容器，旨在 消除j 2 e ea p i 中的复杂性和种种限制、融合最新的技术、支持现有的最佳开发 实践、降低应用程序的部署难度并缩短应用程序的部署时间，它使应用系统和业 浙江大学硕士学位论文第1 章绪论 务组件的耦合关系进一步分离，方便系统的快速开发、测试和维护。 在轻量级框架的领域，控制反转( i o c ) 模式被大量的采用，这使开发人员不 需要编写复杂的代码来执行查询、处理基础架构异常或管理连接，就能够解决对 象依赖性问题。这有助于简化代码、将业务逻辑与基础架构分离，从而使应用程 序更易于维护。 轻量级框架的另一个关键特征是，它不会强迫业务对象遵循平台特定接口。 这允许开发人员在普通旧式j a v a 对象( p o j o ) 中实现业务逻辑，从而使编程更加 方便。由于业务逻辑实现在p o j o 中，所以不再需要将对象部署到重量级容器中 去测试它。完全可以将对象放在像j u n i t 之类的简单测试环境中，同时为进行快 速迭代单元测试模拟外部容器的技术就变得不再需要了 1 2 课题研究的目的和意义 目前，轻量级容器在o p e ns o u r c e 范围已经得到了广泛的认可，以下是目前 己存在的一些轻量级容器框架： p i c o c o n t a i n e r ：h t t p ：w w w p i c o c o n t a i n e r o r g a v a l o na p a c h es o f t w a r el i c e n s e ：h t t p ：a v a l o n a p a c h e o r g n a n o c o n t a i n e r ：h t t p ：f f 棚n a n o c o n t a i n e r o r g p e a p o d ：h t t p ：v n w p e a p o d o r g c a r b o n ：h t t p ：c a r b o n s o u r c e f o r g e n e t e x c a l i b u r ：h t t p ：e x c a l i b u r a p a c h e o r g i n d e x 。h t m l g r a v i t y ：h t t p ：g r a v i t y d e v j a v a n e t 其中s p r i n gi o c 容器，已经成为这里面的佼佼者，其典型代表是如今广泛 流行的s p r i n g + s t r u t s + h i b e r n a t e 框架。s t r u t s + s p r i n g + h i b e r n a t e 的 轻量级j z e e 架构是以s t r u t s 框架作为表现层，s p r i n g 框架作为业务逻辑层， h i b e r n a t e 作为持久化层。 但是并不是说该框架是万能的，是适用于所有的w e b 应用的。它是一种轻量 级的架构方案，没有分布式事务调度，因此，架构不太适合分布式的企业级应用。 另外，对于业务逻辑不是很复杂，但层与层之间的数据交互很大，持久层关系映 射比较复杂的w e b 应用，其开发效率和运行效率并不是很理想。 在整合各种框架的基础上，本文在一个更高的层面分析了传统的j 2 e e 架构 ( 即以e j b 容器为核心的j 2 e e 架构) ，包括经典e j b 架构以及本地e j b 架构，和 以s p r i n g 框架为代表的轻量级j 2 e e 架构，提出了他们各自的局限性和不足。 浙江丈学硕士学位论文第1 章绪论 本课题的切入点有以下两点： x m l 中间件：严格的说x m l 中间件可能还不能看作一个概念，虽然有些 人尝试着为其下一个定义，但这些定义仍然各有侧重，并不能很好的涵 盖当前所存在的各种所谓的x m l 中间件产品，这或许正是一个新的概念 要诞生前的混沌，毕竟x m l 中间件这个称谓已经开始被到处使用了。一 般来说，我们可以将x b l l 中间件理解为与数据库的接口( 以x m l 来查询 数据库，并返回x m l 结果) 或者是与w e b 浏览器的接口( 传递x m l 信息， 并通过x s l 组织显示) 。 x m lw e bs e r v i c e ：x m lw e bs e r v i c e 是在i n t e r n e t 上进行分布式计 算的基本构造块。开放的标准以及对用户和应用程序之间的通信和协作 的关注产生了这样一种环境，在这种环境下，x m lw e bs e r v i c e 成为应 用程序集成的平台。应用程序是通过使用多个不同来源的x m lw e b s e r v i c e 构造而成的，这些服务相互协同工作，而不管它们位于何处或 者如何实现。 本论文通过引进r e s tw e bs e r v i c e 的概念，在此基础上提出了基于r e s t 的轻量级架构，在物理意义上把整个架构划分成w e b 层和r e s o u r c e 层，进行了 总体的设计，在功能意义上把整个架构划分成若干个功能模块。不光在理论上论 述了该架构的可行性、优越性，并实际通过组件开发的模式给出具体的设计和实 现。该轻量级j 2 e e 的架构实现，使表现层、业务逻辑层和持久化层彻底分离， 保持了层次和组件之间的松耦合，并在系统高效性、配置的灵活性、可测试性、 安全性、易用性、实用性和可移植性上有着独特的优势。 1 3 论文的组织 本篇论文共分为七个部分，组织如下： 第一部分主要介绍了本课题的背景、研究的目的和意义 第二部分对本系统相关技术理论作了一个简单的研究和分析。 第三部分对现存的各种架构进行了详细分析，从而引发了本项目架构的提 出。 第四部分主要给出了本项目的架构设计及其具体的实现方法。 第五部分主要介绍了实现的功能与效果。 第六部分总结了整个项目的设计，并对将来的规划作了展望。 第七部分列举了本文写作过程中使用的参考文献。 浙江大学硕士学位论文第2 章基本概念和相关研究 第2 章基本概念和相关研究 2 1 ) 眦 x m l 哪，又称为可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) ，是一种用来 创建自己标记的标记语言。 x m l ( 可扩展标记语言) 是从称为s g m l ( 标准通用标记语言) 的更加古老的 语言派生出来的。s g m l 的主要目的是定义使用标签来表示数据的标记语言的语 法。标签由包围在一个小于号( ) 之间的文本组成，例如 。 起始标签( s t a r tt a g ) 表示一个特定区域的开始，例如 ；结束标签( e n d t a g ) 定义了一个区域的结束，除了在小于号之后紧跟着一个斜线( ) 外，和起 始标签基本一样，例如 。s g m l 还定义了标签的特性( a t t r i b u t e ) ，它们是 定义在小于号和大于号之间的值，例如 中的s r c 特 性。如果你觉得它看起来很熟悉的话，应该知道，基于s g m l 的语言的最著名实 现就是原始的h t m l 。 s g m l 常用来定义针对h t m l 的文档类型定义( d t d ) ，同时它也常用于编写x m l 的d t d 。s g m l 的问题就在于，它允许出现一些奇怪的语法，这让创建h t m l 的解 析器成为一个大难题： 1 ) 某些起始标签不允许出现结束标签，例如h t m l 中 标签。包含了结 束标签就会出现错误。 2 ) 某些起始标签可以选择性出现结束标签或者隐含了结束标签，例如h t m l 中 标签，当出现另一个 标签或者某些其他标签时，便假设在这之 前有一个结束标签。 3 ) 某些起始标签要求必须出现结束标签，例如h t m l 中 标签。 4 ) 标签可以以任何顺序嵌套。即使结束标签不按照起始标签的逆序出现也 是允许的，例如， t h i si sa s a m p l e s t r i n g 是正确的。 5 ) 某些特性要求必须包含值，例如 中的s r c 特性。 6 ) 某些特性不要求一定有值，例如 中的n o w r a p 特性。 7 ) 定义特性的两边有没有加上双引号都是可以的，所以 和 都是允许的。 这些问题使建立一个s g m l 语言的解析器变成了一项艰巨的任务。判断何时 应用以上规则的困难导致了s g m l 语言的定义一直停滞不前。以这些问题作为出 4 浙江大学硕士学位论文第2 章基本概念和相关研究 发点，) ( m l 逐渐步入我们的视野。 x m l 去掉了之前令许多开发人员头疼的s g m l 的随意语法。在x m l 中，采用了 如下的语法： 1 ) 任何的起始标签都必须有一个结束标签。 2 ) 可以采用另一种简化语法，可以在一个标签中同时表示起始和结束标签。 这种语法是在大于符号之前紧跟一个斜线c ) ，例如 。x m l 解析 器会将其翻译成 。 3 ) 标签必须按合适的顺序进行嵌套，所以结束标签必须按镜像顺序匹配起 始标签，例如 t h i si sa s a m p l e s t r i n g 。这好比是将起 始和结束标签看作是数学中的左右括号：在没有关闭所有的内部括号之 前，是不能关闭外面的括号的。 4 ) 所有的特性都必须有值。 5 ) 所有的特性都必须在值的周围加上双引号。 这些规则使得开发一个】( i l 解析器要简便得多，而且也除去了解折s g 札中 花在判断何时何地应用那些奇怪语法规则上的工作。仅仅在x m l 出现后的前六年 就衍生出多种不同的语言，包括m a t h m l 、s v 6 、r d f 、r s s 、s o a p 、x s l t 、】( s l - f 0 ， 而同时也将h t m l 改进为x h t g l 。 ) ( l l 是一种元语言。所谓“元标记”就是开发者可以根据自己的需要定义自 己的标记，比如开发者可以定义如下标记 ，任何满足x m l 命名规 则的名称都可以标记，这就为不同的应用程序打开了的大门。因此x m l 可以成为 描述电子商务数据、多媒体演示数据、数学公式等各种各样数据应用语言的基础 语言。 x m l 又是一种简单的数据存储语言，使用一系列简单的标记描述数据，而这 些标记可以用方便的方式建立，虽然x m l 占用的空间比二进制数据要占用更多的 空间，但x m l 极其简单易于掌握和使用。一个x m l 文件就是一个小的数据库，通 过对数据关系的定义形成各种关系、属性的数据，实现数据交换、上下文检索、 多媒体传输等。x m l 与a c c e s s ，o r a c l e 和s q ls e r v e r 等数据库不同，数据库提供 了更强有力的数据存储和分析能力，例如：数据索引、排序、查找、相关一致性 等，x m l 仅仅是展示数据。事实上x m l 与其他数据表现形式最大的不同是：他极 其简单。这是一个看上去有点琐细的优点，但正是这点使x l i l 与众不同。x i i l 的 简单使其易于在任何应用程序中读写数据，这使x l l l 很快成为数据交换的唯一公 共语言，虽然不同的应用软件也支持其它的数据交换格式，但不久之后他们都将 浙江大学硕士学位论文第2 章基本概念和相关研究 支持) ( m l ，那就意味着程序可以更容易的与w i n d o w s 、m a c0 s ，l i n u x 以及其他平 台下产生的信息结合，然后可以很容易加载x m l 数据到程序中并分析他，并以x m l 格式输出结果。 如今，x m l 已经是世界上发展最快的技术之一。它的主要目的是使用文本以 结构化的方式来表示数据。在某些方面，x m l 文件也类似于数据库，提供数据的 结构化视图。 综上所述，x m l 有以下几点特性： 1 ) 结构化：) ( m l 是一种极端标准化的语言规范。x m l 文件利用了一个d t d 规 范来定义x m l 文件的语法、句法和数据结构的标准。x m l 定义这些更严格的数据 结构，使用户可以使用结构化的x m i 文件作为一种中介体让数据在两种数据库之 间灵活的进行转移。 2 ) 自描述：x m l 的第二个重要特性就是允许有自描述的信息。尽管并不要求 x m l 文件必须是可以自描述的( 只要求是结构化的) ，但带有自描述可以增强w e b 的检索功能。 3 ) 允许集成不同来源的结构化数据。一般情况下，使用代理，在中间层服务 器上集成来自后端数据库和其他应用程序的数据，使该数据能够传递给桌面或者 其他服务器，做进一步聚合、处理和分布。 4 ) 描述来自多种应用程序的数据。由于x m l 是可扩展的，因此它可以用于描 述来自多种应用程序的数据，从描述w e b 页面集合到数据记录。由于数据是自描 述的，因此不需要数据的内置描述，也能够接收和处理数据。 2 2x s l x s l 之于x m l ，就像c s s 之于h t m l 。它是指可扩展样式表语言 ( e x t e n s i b l es t y l e s h e e tl a n g u a g e ) 。这是一种用于以可读格式呈现x m l 数据 的语言。x s l 实际上包含两个部分： x s l t 一用于转换x m l 文档的语言 x p a t h 一用于在x m l 文档中导航的语言 x s l t 心是指x s l 转换( x s lt r a n s f o r m a t i o n ) ，它是x s l 最重要的部分。 x s l t 用于将一个x m l 文档转换成另一个x m l 文档或另一种类型的文档，也就是将 一个) ( m l 文档转换成浏览器所能识别的一种格式，这其中之一就是b t m l 。通常， x s l t 将每个x m l 元素都转换成一个h t m l 元素。) 【s l t 还可以对) ( i l l 树进行下列 操作： 6 浙江大学硕士学位论文第2 章基奉概念和相关研究 添加和删除元素 添加和删除属性 对元素进行重新排列或排序 隐藏或显示某些元素 查找或选择特定元素 鬲。圈 图2 一lx s l t 输入和输出的树状结构 描述这种转换过程的一个常用说法是：用x s l t 将一个x m l 来源树转换成另 一个x m l 结果树( 或将一个x m l 源文档转换成另一个涮l 结果文档) ，如图2 - 1 所示。 x s l 在设计时有几个目标用途，这些用途使它成为某些开发情况下的完美解 决方案，而对另一些开发情况则毫无用处。 x s l 专门用于处理x m l 文档，并且遵循x m l 语法。因此，它只能在支持x 札 的应用程序中与黼l 结合使用。最合适使用x m l 和x s l 的情况是：w e b 门户、 新闻聚合器、社区网站或其它任何需要向各种设备及大量客户端提供信息的w e b 应用程序。 x s l t 是一种基于模式匹配的语言。它会查找匹配特定条件的节点，然后应 用相应的规则。因此，它不具备大多数编程语言的计算能力。例如，x s l 无法在 运行时更改变量的值。它不应该用于从使用复杂公式的动态数据源( 例如在线商 店) 来计算值。w e b 编程语言更适于此用途。 x s l 不能代替或补充c s s 。它不应( 也不能) 用于设置h t m l 的样式。但是， 7 浙江大学硕士学位论文 第2 章基奉概念和相关研究 您可以将其用于需要频繁重新设计可视化效果、频繁更换稚局以及以灵活格式处 理数据的网站。 x s l 不是内容管理工具。它不应( 也不能) 用于更改) ( m l 文档的内容或者 编辑信息。但是，您可以将x m l 和x s l 用于需要处理几种不同格式文档的内容 管理系统。 2 3 w e bs e r v i c e 从表面上看，w e bs e r v i c e 就是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通 过w e b 进行调用的a p i 。这就是说，你能够用编程的方法通过w e b 来调用这个应 用程序。我们把调用这个w e bs e r v i c e 的应用程序叫做客户。例如，你想创建一 个w e bs e r v i c e ，它的作用是返回当前的天气情况。那么你可已建立一个a s p 页 面，它接受邮政编码作为查询字符串，然后返回一个由逗号隔开的字符串，包含 了当前的气温和天气。要调用这个a s p 页面，客户端需要发送下面的这个h t t p g e t 请求： h t t p ：h o s t c o m p a n y c o m w e a t h e r a s p ? z i p c o d e = 2 0 1 7 1 返回的数据就应该是这样：2 1 ，晴 这个a s p 页面就应该可以算作是w e bs e r v i c e 了。因为它基于h t t pg e t 请 求，暴露出了一个可以通过w e b 调用的a p i 。当然，w e bs e r v i c e 还有更多的东 西。 下面是对w e bs e r v i c e 更精确的解释( 引自w i k i 百科) ：w e bs e r v i c e 是一 种面向服务的架构的技术，通过标准的w e b 协议提供服务，目的是保证不同平台 的应用服务可以互操作。 根据w 3 c 的定义，w e b 服务( w e bs e r v i c e ) 应当是一个软件系统，用以支持 网络问不同机器的互动操作。网络服务通常是一组应用程序接口( a p i ) ，它们部 署在网络系统( 如国际互联网) 的远程服务器端，客户提交特定的请求来访问这 些接口，使程序执行。w e bs e r v i c e 平台需要一套协议来实现分布式应用程序的 创建。任何平台都有它的数据表示方法和类型系统。要实现互操作性，w e bs e r v i c e 平台必须提供一套标准的类型系统，用于沟通不同平台、编程语言和组件模型中 的不同类型系统。w e bs e r v i c e 平台同时也必须提供一种标准来描述w e bs e r v i c e ， 让客户可以得到足够的信息来调用这个w e bs e r v i c e 。最后，我们还必须有一种 方法来对这个w e bs e r v i c e 进行远程调用。这种方法实际是一种远程过程调用协 议( r p c ) 。为了达到互操作性，这种r p c 协议还必须与平台和编程语言无关。 8 浙江大学硕士学位论文第2 章基本概念和相关研究 可扩展的标记语言( x m l ) 是w e bs e r v i c e 平台中表示数据的基本格式。除了 易于建立和易于分析外，x m l 主要的优点在于它既是平台无关的，又是厂商无关 的。无关性是比技术优越性更重要的：软件厂商是不会选择一个由竞争对手所发 明的技术的。x m l 解决了数据表示的问题，但它没有定义一套标准的数据类型， 更没有说怎么去扩展这套数据类型。例如，整形数到底代表什么? 1 6 位，3 2 位， 还是6 4 位? 这些细节对实现互操作性都是很重要的。w 3 c 制定的x m ls c h e m a ( x s d ) 就是专门解决这个问题的一套标准。它定义了一套标准的数据类型，并给出了一 种语言来扩展这套数据类型。w e bs e r v i c e 平台就是用x s d 来作为其数据类型系 统的。当你用某种语言( 如v b n e t 或c # ) 来构造一个w e bs e r v i c e 时，为了符合 w e bs e r v i c e 标准，所有你使用的数据类型都必须被转换为x s d 类型。你用的工 具可能已经自动帮你完成了这个转换，但你很可能会根据你的需要修改一下转换 过程。 w e bs e r v i c e 建好以后，你或者其他人就会去调用它。简单对象访问协议( s o a p ) 提供了标准的r p c 方法来调用w e bs e r v i c e 。实际上，s o a p 在这里有点用词不当： 它意味着下面的w e bs e r v i c e 是以对象的方式表示的，但事实并不一定如此：你 完全可以把你的w e bs e r v i c e 写成一系列的c 函数，并仍然使用s 0 a p 进行调用。 s o a p 规范定义了s o a p 消息的格式，以及怎样通过h t t p 协议来使用s o a p 。s o a p 也是基于x m l 和x s d 的，x m l 是s o a p 的数据编码方式。 你会怎样向别人介绍你的w e bs e r v i c e 有什么功能，以及每个函数调用时的 参数呢? 你可能会自己写一套文档，你甚至可能会口头上告诉需要使用你的w e b s e r v i c e 的人。这些非正式的方法至少都有一个严重的问题：当程序员坐到电脑 前，想要使用你的w e bs e r v i c e 的时候，他们的工具( 如v i s u a ls t u d i o ) 无法给 他们提供任何帮助，因为这些工具根本就不了解你的w e bs e r v i c e 。解决方法是： 用机器能阅读的方式提供一个正式的描述文档。w e bs e r v i c e 描述语言( w s d l ) 就 是这样一个基于x m l 的语言，用于描述w e bs e r v i c e 及其函数、参数和返回值。 因为是基于x m l 的，所以w s d l 既是机器可阅读的，又是人可阅读的，这将是一 个很大的好处。一些最新的开发工具既能根据你的w e bs e r v i c e 生成w s d l 文档， 又能导入w s d l 文档，生成调用相应w e bs e r v i c e 的代码。 2 4s o a p 和r e s t s o a p 是w e b 服务中的基础协议，它采用的交互模型是基于r p c 机制的。s o a p 设计的初衷之一就是使在i n t e r n e t 上的d c 0 m 、c o r b a 和e j b 等中间件之间相互 9 浙江大学硕士学位论文第2 章基本概念和相关研究 沟通，而这些中间件在实现企业逻辑时基本都是通过基于r p c 或方法的，所以采 用r p c 来作为w e b 服务的交互模型是理所当然的。在一个相对封闭的环境中，r p c 模型取得了较大成功。因为在封闭环境中，所有用户都是已知的，可以共享一个 数据模型，用户直接调用发布接口的a p i 来获得服务，服务器端的开发者也通过 接口获得了很大的灵活性。然而，在w e b 环境，尤其是当应用达到了w e b 级的规 模可伸缩性，就会出现一些问题。首先，使用r p c 的方法会导致调用者和服务之 间的紧密耦合。举例来说，在一个订单处理系统中，可能会使用信用卡授权服务， 在客户端使用r p c 方法调用了服务后，它必须等待，直到服务器端处理完成后， 才能进行订单处理的动作。整个订单服务将会持续很长时问，而r p c 不支持长时 间的连接活动。其次，r p c 系统在i n t e r n e t 的规模下产生接口复杂性。接口与实 现它的对象或服务之间都有一定的约定，如方法调用的顺序、参数类型等，这样， 每个接口都具有自己的语义。随着接口个数的增加，接口的语义有可能以接口个 数平方增长，这在w e b 级的规模上会产生接口复杂 当前基于r p c 机制的s o a p 协议存在一些不足，主要表现在： 安全性。r p c 交互模型下是通过调用方法来访问服务的，所以要访问的 服务对象名称藏在方法的参数中，无法在代理服务器一级进行有效的控 制。而安全问题是企业计算环境中需要面对的关键问题，也是w e b 服务 达到大规模商业应用的一个障碍。 代理和缓存。由于采用r p c 模型，服务调用者要访问的资源和调用的方 法被封装在s o a p 消息中，单从u r i 和h t t p 上无法得到有用的信息，因 此在w e b 环境下，s o a p 在支持代理和缓存服务器方面有一定的困难。 使用复杂性。由于在s o a p 中可以任意定义自己的方法集合，因此要有一 个描述和发现机制，使服务调用者获得服务及它提供的方法的语义后， 才能根据这些信息进行调用。 当前，基于远程过程调用( r p c ) 的交互模型，在相对封闭的、小的应用环境 中取得了较大成功。然而，在w e b 这个开放、分布的环境中会产生紧密耦合和接 口复杂等问题，难以达到w e b 级的规模可伸缩性。r e s t ( r e p r e s e n t a t i o n a ls t a t e t r a n s f e r ) 是对当前w e b 体系结构潜在设计原则的一种描述，也是对w e b 最成功 要素的总结。采用基于r e s t 的交互模型的w e b 服务将克服基于r p c 的交互模型 的诸多不足，适应w e b 级的规模可伸缩性，促使w e b 服务得到普遍应用和进一步 发展。 l o 浙江大学硕士学位论文第2 章基本概念和相关研究 r e s t 脚是r o yf i e l d i n g 在他的博士论文中发明的一个新名词，它代表 r e p r e s e n t a t i o n a ls t a t et r a n s f e r ，是对w e b 体系结构设计原则的一种描述。 r e s t 的目的是决定如何使一个好定义的w e b 程序向前推进：一个程序可以通过选 择一个带有链接的w e b 页面上的超链( 状态变换) ，使得另一个w e b 页面( 代表程 序的下一个状态) 返回到用户，使程序进一步运行。如图2 - 2 ，客户请求某航空公 司7 4 7 飞机的服务( 使用逻辑u r i ) ，返回结果页面中包含有航班次和时刻表两个 链接，这两个链接是对服务端提供资源的表示( r e p r e s e n t a t i o n ) ，而不是直接对 资源的操作动作。得到返回结果后，客户选择一个链接来决定下一步动作，这样 可以做到客户维护自己的程序状态。 图2 - 2 客户请求某航空公司7 4 7 飞机的服务 r e s t 不是一个协议，它是当前w e b 体系结构的风格，是对当前w e b 体系结构 设计原则的一种抽象和描述。从这个意义上讲，w e b 是r e s t 系统的一个实例。r e s t 描述了如何设计和开发分布式系统。对r e s t 的应用只能是理解它，把它的原则 应用到w e b 服务的设计中。 r e s t 的目标是： 1 ) 组件相互作用的规模性； 2 ) 接口的一般性； 3 ) 组件的独立分发； 4 ) 支持中间媒介。 r e s t 系统中的组件必须遵守下列约束： 1 ) 网络上的所有事物都被抽象为资源( r e s o u r c e ) ； 2 ) 每个资源对应一个唯一的资源标识( r e s o u r c ei d e n t i f i e r ) ； 3 ) 通过通用的连接器接口( g e n e r i cc o n n e c t o ri n t e r f a c e ) 对资源进行操 作； 浙江大学顾士学位论文第2 章基本概念和相关研究 4 ) 对资源的各种操作不会改变资源标识； 5 ) 所有的操作都是无状态的( s t a t e l e s s ) 。 对于当今最常见的网络应用来说，r e s o u r c ei d e n t i f i e r 是u r l ，g e n e r i c c o n n e c t o ri n t e r f a c e 是h t t p ，第4 条准则就是我们常说的u r l 不变性。这些概 念中的r e s o u c e 最容易使人产生误解。r e s o u c e 所指的并不是数据，而是数据+ 特定的表现形式(