網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供了建立 Microsoft .NET 的基本模塊

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網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供了建立 Microsoft .NET 的基本模塊

本文假定你已經(jīng)熟悉了HTTP與XML 本文難度等級： 2

概要：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是基于網(wǎng)絡(luò)的分布式應(yīng)用程序的基本構(gòu)造模塊，而這些程序是以平臺、對象模板和多語言方式構(gòu)建的。網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)建立在象HTTP和XML之類的開放的Internet 標(biāo)準(zhǔn)之上的，并且形成了微軟的可編程網(wǎng)絡(luò)理念的基礎(chǔ)。

這篇文章詳細講述了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及為其提供保證的技術(shù)，這些技術(shù)能確保服務(wù)被集成到應(yīng)用程序里去。接下來敘述了新的Microsoft .NET框架及它對生成和使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的支持。

現(xiàn)在最緊迫的挑戰(zhàn)是應(yīng)用程序的集成化：獲取運行在不同操作系統(tǒng)上的不同的應(yīng)用程序――它們是由使用不同編程語言的對象模板建立的，然后把它們轉(zhuǎn)化為易于使用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。建立在象HTTP和XML之類開放的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)之上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接受了這項挑戰(zhàn)。

但是只支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是不夠的，必須有途徑來生成、部署、擴展和維護這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這正是Microsoft? .NET框架要解決的問題。

本文描述了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及Microsft .NET框架 的組件，包括通用運行語言（common language runtime），服務(wù)框架和用于建立、集成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的程序模板。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)一覽

通常說來，一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)只是一個作為服務(wù)――通過Internet標(biāo)準(zhǔn)此服務(wù)能與其它網(wǎng)絡(luò)服務(wù)集成在一起――發(fā)行的簡單的應(yīng)用程序。換句話說，它是可通過URL定位的自動將信息返回到需要它的客戶端那里的一種資源。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)一個重要的特點是客戶不需要知道一種服務(wù)是怎樣實現(xiàn)的。在本節(jié)中，我將向你解釋網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)如何把基于組件技術(shù)的最好的方面結(jié)合在一起的，并且介紹與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)通信所需的基本框架。

同組件一樣，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供“黑匣子”函數(shù)，它可以被再次作用而不用關(guān)心此服務(wù)是怎樣實現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供被稱為契約的精確定義的接口，此接口描繪了所提供的服務(wù)。開發(fā)人員可以將遠程服務(wù)、本地服務(wù)和定置代碼組合在一起而集成應(yīng)用程序。例如，某公司可以使用如下服務(wù)組建一在線商店：微軟護照（原文：Passport）服務(wù)以驗證用戶身份，第三方個人化服務(wù)以使網(wǎng)頁匹配每一個用戶的參數(shù)，信用卡處理服務(wù)，銷售稅服務(wù)，對每個運輸公司的包裹跟蹤服務(wù)，鏈接公司內(nèi)部庫存管理程序的內(nèi)部目錄服務(wù)，以及少量定置代碼以使他們的商店能脫穎而出。

然而，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與現(xiàn)在的組件技術(shù)不同，它不使用需要在服務(wù)器和客戶機有明確的、同類型基本構(gòu)架的具體的對象模型協(xié)議，例如DCOM、 RMI或 IIOP 。盡管與具體組件技術(shù)緊密結(jié)合的實現(xiàn)在一個受控的環(huán)境中能很好地被接受，但它們在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中變得不切實際。因為一個集成商業(yè)程序的參與者會發(fā)生變化，隨著時間的推移，技術(shù)也在變化，所以在所有參與者間確保一個單一的、統(tǒng)一的體系架構(gòu)就變得十分困難。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)采取了另外一種途徑，它使用普便存在的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，如HTTP和XML，進行通信。支持這些網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的任何系統(tǒng)都支持網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

而且，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)契約描述的是以術(shù)語報文形式提供的服務(wù)，這些服務(wù)是由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)生成和接受的，而不是描述服務(wù)是如何實現(xiàn)的。通過把重點放在報文上，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模板就完全對語言、平臺和對象模板一無所知。 用任何一套編程語言、對象模型和平臺的完全特性集，都可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)可在任何平臺被用任何語言所實現(xiàn)的應(yīng)用程序使用。只要用于解釋服務(wù)容量、報文序列和所期望協(xié)議的契約得到認同，那么所實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)用戶就可相互不同，而不會影響會話另一端的應(yīng)用程序。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模板對最小體系架構(gòu)的要求很低，以確保網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在使用任何技術(shù)和編程語言的平臺上實現(xiàn)和訪問。對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)互用性的解決可只依靠網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。然而，為了使應(yīng)用程序更容易使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，簡單地同意通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就可以訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是不夠的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服使用者依靠標(biāo)準(zhǔn)的方式表示數(shù)據(jù)和命令、表示網(wǎng)絡(luò)服務(wù)契約 、算出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所提供的容量時，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)才容易使用。

XML是定義一個標(biāo)準(zhǔn)的、可擴展的用于提供命令和典型數(shù)據(jù)的語言明顯的一種選擇。雖然為表示命令和典型數(shù)據(jù)可以定義使用其它技巧（比如編碼為一種查詢字符串）的規(guī)則，但XML被專門設(shè)計為描述數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)元語言。簡單對象存取協(xié)議（SOAP）是以一種可擴展的方式使用XML表示數(shù)據(jù)和命令的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可選擇用SOAP決定報文的格式。從發(fā)表在2000年8月那期《MSDN Magazine》上的Rob Caron的文章中，你可以學(xué)到更多有關(guān)SOAP和SOAP Toolkit for Visual Studio? 6.0 的知識（見“開發(fā)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：與Visual Studio開發(fā)的SOAP Toolkit運行”）。

XML是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)契約的一種使能技術(shù)。服務(wù)契約語言 (SCL)是記錄網(wǎng)絡(luò)服務(wù)契約的XML語法。由于SCL是基于XML的，所以對開發(fā)者和開發(fā)工具來說，容易生成、解釋契約。關(guān)于SCL細則的草案很快會出臺（注意：現(xiàn)在的SOAP Toolkit for Visual Studio 6.0支持稱為SDL的SCL的早期版本）。

Disco 規(guī)范為服務(wù)提供者發(fā)布網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)契約和相應(yīng)的機制描述了一個標(biāo)準(zhǔn)方式，這將使開發(fā)者或開發(fā)工具可找到契約文獻。當(dāng)你讀到這里時， Disco規(guī)范的草案應(yīng)出臺了。

象SOAP, SCL和Disco這樣的標(biāo)準(zhǔn)有助于開發(fā)者，因為它們不需要明白和實現(xiàn)所使用的每一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的訪問方式。支持這些標(biāo)準(zhǔn)的更好的、已充分測試的、高性能的體系架構(gòu)將由開發(fā)平臺提供，這會大大簡化整個開發(fā)過程。

Microsoft .NET Framework

Microsoft .NET框架的目的是使你更容易建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。建立在操作系統(tǒng)最上層的服務(wù)，是管理運行時代碼需求的common language runtime，這些代碼可以用任何現(xiàn)代編程語言所寫。Runtime提供了許多服務(wù)，這些服務(wù)有助于簡化代碼開發(fā)和應(yīng)用程序的開發(fā)同時也將提高應(yīng)用程序的可靠性。.NET Framework包括一套可被開發(fā)者用于任何編程語言的類庫。在此之上是許多應(yīng)用程序模板，這些模板特定地為開發(fā)網(wǎng)絡(luò)站點和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供高級組件和服務(wù)。下面我將一層層地描述。

Common Language Runtime

運行語言(runtime)調(diào)入并運行用任何運行感知編程語言所寫的代碼。以運行為目標(biāo)的代碼被稱為受控（managed ）代碼，受控代碼代碼只是意味著在內(nèi)部可執(zhí)行代碼與運行自身間存在已定義好的合作契約。對于象生成對象、調(diào)用方法等這樣的任務(wù)，被委托給了運行語言，這使得在運行語言能為可執(zhí)行代碼增加額外的服務(wù)。

運行語言以交叉語言集成、自描述組件、簡單配制和版本化及集成安全服務(wù)為特點。下面將快速查看一下每一特點。

運行語言使用一種新的能表達大部分現(xiàn)代編程語言語義的通用類型系統(tǒng)，通用類型系統(tǒng)定義了一套標(biāo)準(zhǔn)類型及生成新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則。運行語言知道怎樣生成、執(zhí)行這些類型。編譯器和解釋器使用運行語言服務(wù)定義類型、管理對象、進行方法調(diào)用，而不是使用工具或特定于語言的方法。

類型系統(tǒng)的主要設(shè)計目的是使多種語言能深度集成。用一種語言所寫的代碼能繼承用另一種語言所寫的類的實現(xiàn)，用一種語言所寫的代碼拋出的異常能被用另一種語言寫的代碼捕獲，象調(diào)試和剖析之類的操作會在完全封閉下工作，而不用考慮代碼所用的語言。這就意味著編寫可重用類庫的開發(fā)者，不再需要為每一種編程語言或編譯器生成一個版本，并且使用類庫的開發(fā)者不再受到為他們使用的編程語言開發(fā)的庫的限制。

自描述組件――現(xiàn)在Microsoft .NET框架上已成為可能――簡化了開發(fā)和配制，并提高了系統(tǒng)的可靠性。我解釋一下它是怎樣工作的。許多由運行語言提供的服務(wù)是由元數(shù)據(jù)及用于補充可執(zhí)行代碼的信息所驅(qū)動。因為所有的信息都儲存在一起，只有可執(zhí)行的（代碼）才被稱為自描述組件。

自描述組件的一個主要優(yōu)點是，使用它們并不需要其它文件。類的定義不需要單獨的頭文件；通過檢查元數(shù)據(jù)對類的定義可以從組件自身獲得?？缯Z言或過程邊界訪問組件并不需要各自的IDL文件、類型文件或proxy/stubs；所必需的信息已存在于元數(shù)據(jù)之中。為識別開發(fā)者請示的服務(wù)屬性，并不需要展開各自的配制信息。 最主要的是，由于元數(shù)據(jù)是在編譯過程中由源代碼生成，并與可執(zhí)行代碼儲存在一起，它將永遠和可執(zhí)行部分同步。

除了改善對單個組件的配制，Microsft .NET框架定義了一個應(yīng)用程序配制模板，以解決定置應(yīng)用程序安裝和DLL版本化（通常被稱為“DLL Hell”）這一復(fù)雜過程的問題，運行語言提供了支持這個模板的服務(wù)。

Microsft .NET框架 引入了組合體的概念。一個組合體是一組資源和類型，并包括有關(guān)這些資源和類型的元數(shù)據(jù)，也就是被作為一個單元配制的。元數(shù)據(jù)被稱為組合體的名單，它包含象類型和資源表之類能被組合體外看得見的信息，這個名單也包括有關(guān)從屬關(guān)系之類的信息，例如組合體建立時的版本號。開發(fā)人員可以指定版本策略，以指示運行語言是否裝入系統(tǒng)上已安裝的依賴于組合體的最新版本，裝入一指定版本，或在編譯時使用的版本。

某軟件組件的多個拷貝總可以存在于同樣的操作系統(tǒng)上，然而，通常說來，只有其中的一個拷貝能被操作系統(tǒng)注冊、調(diào)入內(nèi)存、執(zhí)行。對系統(tǒng)來說，定位和調(diào)入內(nèi)存的策略是全局性。.NET Framework common language runtime 增加了所必須的體系架構(gòu)以支持管理組件定位和調(diào)入的每個應(yīng)用程序策略，這通常被稱為并行配制。

組合體可以被一個應(yīng)用程序私有，或被多個應(yīng)用程序共享。一個組合體的多個版本可以同時配制在同一臺機器上。應(yīng)用程序配制信息定義了到何處去查找組合體，這樣runtime就能為同時運行的兩個不同的應(yīng)用程序裝入同一組合體的不同版本。這就消除了由組件版本的不兼容性引起的問題，提高了系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。如果必要，如果必要，管理員可以為配制時刻的組合體增加配制信息，例如一個不同的版本策略，但是編譯時提供的原始信息永遠不會丟失。

因為組合體是自描述的，所以并不需要在系統(tǒng)上進行顯式注冊。應(yīng)用程序的配制簡單到只需將文件拷貝到目錄中既可（如果為了使應(yīng)用程序能夠運行，必須安裝未經(jīng)組織過的組件的話，情況會稍微復(fù)雜一點）。配制信息保存在可被任何文本編輯器編輯的XML文件中。

最后，運行語言也提供完整的、普遍深入的安全服務(wù)，以確保未經(jīng)授權(quán)的用戶不能訪問機器上的資源，并且代碼不會執(zhí)行未經(jīng)允許的動作。這就提高了系統(tǒng)整體的安全性可靠性。 由于運行語言用于裝入代碼、生成對象、執(zhí)行方法調(diào)用，所以當(dāng)受控代碼裝入內(nèi)存、執(zhí)行時，運行語言能進行安全檢查，強化安全策略。

Microsft .NET框架不僅規(guī)定代碼訪問安全，還規(guī)定基于角色的安全。通過代碼訪問安全機制，開發(fā)人員能為應(yīng)用程序指定完成工作所必需的權(quán)限。例如，代碼或許需要寫文件或訪問環(huán)境變量的權(quán)力。這類信息和有關(guān)代碼標(biāo)志的信息一起存儲在配制級上的。當(dāng)代碼裝入內(nèi)存及執(zhí)行方法調(diào)用時，運行語言驗證是否能給予代碼所要求的權(quán)限。如果不能，將記錄一條安全沖突信息。給予權(quán)限的策略，這被稱為信任策略，是由系統(tǒng)管理員建立的，并且是建立在關(guān)于代碼的證據(jù)基礎(chǔ)之上，比如：代碼是誰發(fā)布的，是從什么地方獲得的，以及在組合體中找到的代碼標(biāo)志和它要求的權(quán)限。開發(fā)人員可以指定他們顯然不需要的權(quán)限，以防止其它人惡意使用他們的代碼。如果所需要的權(quán)限依賴直到運行時刻才會知道的信息，那么就可寫入綱鄰性的安全檢查。

除了代碼訪問安全，運行語言還支持基于角色的安全。基于角色的安全建立同代碼訪問安全一樣的權(quán)限模板，只是這些權(quán)限是建立在用戶的身份之上，而不是建立在代碼的標(biāo)志之上。角色表明了用戶所屬的類，并且可以在開發(fā)和配制階段定義。給予權(quán)限的策略被分配到每個預(yù)定義的角色。在運行時刻，用戶的身份被確定，代碼將代表這個身份運行。運行語言決定用戶是哪個角色的成員，然后給予基于這個角色的權(quán)限。
在查看Microsft .NET框架的可編程模板前，先看一下它所提供的服務(wù)。

服務(wù)框架

在common language runtime之上是服務(wù)框架，此框架提供能被任何現(xiàn)代編程語言調(diào)用的類。所有的類都遵循一套命名和設(shè)計方針，以大大減小開發(fā)人員的學(xué)習(xí)上的彎路。

框架包括一套開發(fā)人員希望在標(biāo)準(zhǔn)語言庫中存在的基類庫，例如：集合、輸入/輸出，字符串及數(shù)據(jù)類。另外，基類庫提供訪問操作系統(tǒng)服務(wù)如圖畫、網(wǎng)絡(luò)、線程、全球化和加密的類。服務(wù)框架也包括數(shù)據(jù)訪問類庫，及開發(fā)工具，如調(diào)試和剖析服務(wù)，能夠使用的類。本文章沒有詳細討論所有的類，我將重點放在數(shù)據(jù)訪問類上，因為大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需要對數(shù)據(jù)的訪問。當(dāng)然，你可以在Microsoft .NET Framework SDK中找到關(guān)于服務(wù)框架類庫的附加信息。

數(shù)據(jù)訪問服務(wù)

幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都需要查詢和更新永久性數(shù)據(jù)，不論是以簡單文件，還是以相關(guān)數(shù)據(jù)庫，或是以其它的存儲類型存在。為了提供對數(shù)據(jù)的訪問，服務(wù)框架包括ActiveX? Data Objects+ (ADO+)類庫。如同名子所暗示地那樣，ADO+由ADO發(fā)展而來。ADO+被設(shè)計為基于網(wǎng)絡(luò)的可擴展的應(yīng)用程序和服務(wù)提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。ADO+為連接的指針風(fēng)格的數(shù)據(jù)訪問，同時也為更適合于把數(shù)據(jù)返回到客戶端應(yīng)用程序的無連接的數(shù)據(jù)模板提供高性能的APIs流，就象在以后介紹的那樣。圖4 闡明了ADO+的體系結(jié)構(gòu)，表明任何數(shù)據(jù)，不論這些數(shù)據(jù)實際上如何存儲的，都以XML或相關(guān)數(shù)據(jù)的格式被操作，不論是哪一種格式，在一個給定的時間點上對應(yīng)用程序都是最合適的。

就象其余幾個部分一樣，ADO+定義了那些鏈接數(shù)據(jù)倉庫、 對數(shù)據(jù)倉庫發(fā)送命令及從中獲取結(jié)果的類。這些類由受控數(shù)據(jù)提供者（managed data provider）實現(xiàn)。ADO+中鏈接和命令對象看上去和ADO中的是一樣的，并且一個名為DataReader的新類提供了通過高性能A
　　
表單應(yīng)用模板

從概念上講，在服務(wù)框架的最上面是兩個應(yīng)用程序模板：Windows?應(yīng)用程序模板和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序模板。盡管我把重點放在把微軟.NET 框架用作開發(fā)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的一種途徑上，但框架也可用于開發(fā)較傳統(tǒng)的基于Windows的應(yīng)用程序（當(dāng)然，這些應(yīng)用程序也能使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）。

編寫Windows客戶應(yīng)用程序的開發(fā)人員可使用Win表單應(yīng)用程序模板以利用Windows豐富的用戶接口特點，包括現(xiàn)在的ActiveX控件和Windows 2000的新特點，如透明的、分層的、浮動窗口。可以選擇傳統(tǒng)的Windows或網(wǎng)絡(luò)外觀。得知它和現(xiàn)在的基于Windows表單包的相似性以后，開發(fā)人員會發(fā)現(xiàn)Win表單可編程模板和對設(shè)計階段的支持非常直觀。

Win 表單利用了Microsft .NET框架 runtime以減少基于Windows的客戶應(yīng)用程序的開銷。只要應(yīng)用程序和組件是用Win所寫或被Win表單應(yīng)用程序使用，那么它們就能被框架安全模板在客戶機上安全地執(zhí)行。如果以這種方式使用或執(zhí)行，那么某人從Internet下載下來的生猛游戲就不會對配制信息和數(shù)據(jù)產(chǎn)生破壞，否則會自動地給用戶地址薄里的每一個人發(fā)送電子郵件。

Microsft .NET框架 裝配模板簡化了應(yīng)用程序的配制和版本化 。應(yīng)用程序可被配制為使用它們在編譯和測試所用的共享組件，而不是使用恰好在客戶機器上安裝的隨便什么版本的組件，這就提高了應(yīng)用程序的可靠性，減少了應(yīng)用程序所支持調(diào)用的主要因素：用戶接口控件和其它共享組件版本的不兼容性。

結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)為在Internet上綁定應(yīng)用程序提供了一個利用現(xiàn)存體系架構(gòu)和應(yīng)用程序的簡單的、靈活的、基于許多標(biāo)準(zhǔn)的模型。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序很容易與當(dāng)?shù)亻_發(fā)的服務(wù)或已存在的服務(wù)集成在一起，而不用考慮開發(fā)平臺、開發(fā)語言或使用的對象模型，以用于實現(xiàn)任何組成的服務(wù)或應(yīng)用程序。

Microsft .NET框架在現(xiàn)有開發(fā)人員技巧之上，提供了一個應(yīng)用程序模板和關(guān)鍵技術(shù)，用于簡化安全、可靠、可擴展、高可用性的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的建立、部署和不斷的發(fā)展。