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無SOAP的Web服務(wù),第一部分
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AMTeam.org無SOAP的Web服務(wù),第一部分
--WSIF怎樣領(lǐng)先于當(dāng)前用于Web服務(wù)的客戶機(jī)編程模型
Nirmal K. Mukhi(nmukhi@us.ibm.com)
副研究員,IBM Research
2001 年 9 月
即使 SOAP 只是眾多訪問 Web 服務(wù)的可能的綁定之一,它已幾乎成為 Web 服務(wù)的同義詞。這意味著使用 Web
服務(wù)的應(yīng)用程序通常通過綁到 SOAP 的特定實(shí)現(xiàn)的 API 來完成工作。本系列文章將描述一個(gè)更通用的、獨(dú)立于 SOAP 的調(diào)用 Web
服務(wù)的方法,稱之為“Web 服務(wù)調(diào)用框架”(Web Service Invocation Framework(WSIF))。它專門設(shè)計(jì)來直接調(diào)用用“Web
服務(wù)描述語言”(Web Services Description Language(WSDL))描述的 Web 服務(wù),隱藏了底層訪問協(xié)議(比如
SOAP)的復(fù)雜性。
Web 服務(wù)承諾為因特網(wǎng)分布式計(jì)算提供基于標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái),集中在簡(jiǎn)易性和靈活性。一種關(guān)鍵的 Web 服務(wù)技術(shù)是
WSDL,即“Web 服務(wù)描述語言”。使用 WSDL,開發(fā)者可以以抽象的形式描述 Web 服務(wù),與用在其它分布式計(jì)算框架(比如
CORBA)的現(xiàn)有“接口描述語言”(Interface Description Language(IDL))類似。WSDL 也使 Web
服務(wù)開發(fā)者能夠給服務(wù)指定具體的綁定。并且這些綁定描述怎樣將抽象服務(wù)描述映射到特定訪問協(xié)議。WSDL
的這部分是可擴(kuò)展的,這就是說任何人都可以提出他們自己的綁定,使之可能通過某個(gè)定制的協(xié)議訪問服務(wù)。
因此,從某種程度來說,使用 Web 服務(wù)是一種挑戰(zhàn)。對(duì)于同樣的服務(wù)可以有多個(gè)綁定。這些綁定中的一些可能適合于一些情形,其它可能適合于另外的情形。綁定本身可以代表抽象服務(wù)描述到用來訪問服務(wù)的任意一種協(xié)議的映射。雖然有多種選擇使用服務(wù)和允許綁定擴(kuò)展是很有用的,但這給客戶機(jī)以統(tǒng)一方式查看服務(wù)造成了困難。
我以當(dāng)前客戶機(jī)端 API 及其性能的討論開始這篇文章。我將通過討論來激發(fā)人們對(duì) WSIF,即“Web 服務(wù)調(diào)用框架”的需要,然后繼續(xù)進(jìn)行 WSIF 的概述。
當(dāng)前的調(diào)用風(fēng)格及其缺點(diǎn)
用于 Web 服務(wù)的 SOAP 綁定是 WSDL
規(guī)范的一部分。在大多數(shù)編程語言中,該協(xié)議有可用的實(shí)現(xiàn)和工具,在許多情況下是免費(fèi)的。這樣,它使得開發(fā)者能以微乎其微的成本進(jìn)行用于 Web
服務(wù)的獨(dú)立于平臺(tái)的開發(fā)。
因此,下述情況是不足為奇的:大多數(shù)開發(fā)者當(dāng)想到使用 Web 服務(wù)時(shí),在他們頭腦中出現(xiàn)的是使用某個(gè) SOAP 客戶機(jī) API 來裝配一個(gè) SOAP 消息并將它經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)端點(diǎn)。例如,使用 Apache SOAP,客戶機(jī)將創(chuàng)建和植入一個(gè) Call 對(duì)象。它封裝了服務(wù)端點(diǎn)、要調(diào)用的 SOAP 操作的標(biāo)識(shí)、必須發(fā)送的參數(shù)等等。而這是對(duì) SOAP 而言,它僅限于將其用作調(diào)用 Web 服務(wù)的一般模型,這是因?yàn)橄旅娴脑颍?/FONT>
Web 服務(wù)不僅僅是 SOAP 服務(wù)
將 Web 服務(wù)視為 SOAP
上提供的服務(wù)的同義詞。這是對(duì) Web 服務(wù)狹隘的見解。帶有功能方面和訪問協(xié)議 WSDL 描述的任何一段代碼均可以被認(rèn)為是 Web 服務(wù)。WSDL 規(guī)范為 Web
服務(wù)定義了 SOAP 綁定,但是原則上可能要添加綁定擴(kuò)展,這樣,例如,使用 RMI/IIOP 作為訪問協(xié)議,EJB 就可以作為 Web
服務(wù)來提供?;蛘吣踔量梢韵胂笕我庖粋€(gè) Java 類可以被當(dāng)作 Web 服務(wù),以本機(jī) Java 調(diào)用作為訪問協(xié)議。就這個(gè)更廣闊的 Web
服務(wù)定義來說,您需要用于服務(wù)調(diào)用的獨(dú)立于綁定的機(jī)制。
將客戶機(jī)代碼綁到一個(gè)特殊的協(xié)議實(shí)現(xiàn)要受到限制
將客戶機(jī)代碼緊密地綁定到特殊的協(xié)議實(shí)現(xiàn)的客戶機(jī)庫造成了難以維護(hù)的代碼。讓我們假設(shè)您在客戶機(jī)端有一個(gè)用
Apache SOAP v2.1 調(diào)用 Web 服務(wù)的應(yīng)用程序。如果您想利用 v2.2
中出現(xiàn)的新的功能和錯(cuò)誤修正,您將不得不更新所有的客戶機(jī)代碼,這是一項(xiàng)耗時(shí)的任務(wù),將涉及到常見的令人頭痛的遷移問題。類似的,如果您想從 Apache SOAP
移到一個(gè)不同的 SOAP
實(shí)現(xiàn),這個(gè)過程并非無關(guān)緊要。所需要的是用于服務(wù)調(diào)用的獨(dú)立于協(xié)議實(shí)現(xiàn)的機(jī)制。
將新的綁定融入到客戶機(jī)代碼是很困難的。
WSDL
允許有定義新的綁定的可擴(kuò)展性元素。這使開發(fā)者能夠定義綁定,這種綁定允許使用某種定制協(xié)議的代碼作為 Web
服務(wù)。但是,事實(shí)上實(shí)現(xiàn)起來是很困難的。將不得不設(shè)計(jì)使用該協(xié)議的客戶機(jī) API 。應(yīng)用程序本身可能正是使用 Web
服務(wù)的抽象接口,因此將必須編寫一些工具來生成啟用抽象層的存根。這些又一次是并非無關(guān)緊要的而且耗時(shí)的任務(wù)。所需要的是使綁定能夠被更新或新的綁定能夠容易地插入的服務(wù)調(diào)用機(jī)制。
可以以靈活的方式使用多綁定
例如,設(shè)想您已經(jīng)成功地部署了一個(gè)應(yīng)用程序,該應(yīng)用程序使用提供多綁定的
Web 服務(wù)。為了使這個(gè)示例更具體,假設(shè)您有用于服務(wù)的 SOAP 綁定和允許您將本地服務(wù)實(shí)現(xiàn)(一個(gè) Java 類)作為 Web 服務(wù)的本地 Java
綁定。顯而易見,如果客戶機(jī)部署在與服務(wù)本身相同的環(huán)境中,只能使用面向服務(wù)的本地 Java 綁定,并且如果情況確實(shí)如此,通過直接進(jìn)行 Java 調(diào)用而不是使用
SOAP 綁定與服務(wù)進(jìn)行通信將高效得多。Java 綁定作為一種快捷訪問機(jī)制。接下來,想要利用多綁定可用性的客戶機(jī)將必須具有一種能力 —
根據(jù)運(yùn)行時(shí)信息對(duì)要用的實(shí)際綁定進(jìn)行切換的能力。因此為了利用提供多綁定的 Web
服務(wù),您需要一種服務(wù)調(diào)用機(jī)制,允許您在運(yùn)行時(shí)在可用的服務(wù)綁定之間進(jìn)行切換,而不需要生成或重編譯存根。
介紹
WSIF
“Web 服務(wù)調(diào)用框架”(WSIF)是為調(diào)用 Web 服務(wù)提供簡(jiǎn)單 API
的工具箱,而不管服務(wù)怎樣提供或由哪里提供。它具有上面討論中我確定的所有功能:
有給任何 Web 服務(wù)提供獨(dú)立于綁定訪問的
API。
提供端口類型編譯器來生成允許使用抽象服務(wù)接口的調(diào)用的存根。
允許無存根(完全動(dòng)態(tài))的 Web
服務(wù)調(diào)用。
可以在運(yùn)行時(shí)將更新的綁定實(shí)現(xiàn)插入到
WSIF。
可以在運(yùn)行時(shí)插入的新的綁定。
允許將綁定選擇延后到運(yùn)行時(shí)。
分析 WSIF 的客戶機(jī) API
為了進(jìn)行討論,我將使用很常見的股票報(bào)價(jià)程序 —
Web 服務(wù)的“Hello World”示例。請(qǐng)考慮下面清單 1 所示的使用 WSDL 的抽象服務(wù)描述。
清單 1:股票報(bào)價(jià) Web 服務(wù)的 WSDL 描述
xmlns:xsd="http://www.w3.org/1999/XMLSchema"
xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/">
足夠簡(jiǎn)單:它描述了只帶有由一個(gè)端口類型提供一個(gè)操作的服務(wù)。該操作等待一個(gè)字符串,被解釋為股票的報(bào)價(jià)機(jī)符號(hào),然后返回當(dāng)前該股票報(bào)價(jià),一個(gè)浮點(diǎn)值。為了實(shí)際使用該服務(wù),您需要某個(gè)定義訪問機(jī)制的綁定以及該綁定的服務(wù)端點(diǎn)。清單 2 展示了該服務(wù)的 SOAP 綁定:
清單 2:股票報(bào)價(jià) Web 服務(wù)的 SOAP 綁定
xmlns:tns-int="http://www.ibm.com/namespace/wsif/samples/stockquote-interface"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/1999/XMLSchema"
xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/"
xmlns:java="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/java/"
xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/">
http://www.ibm.com/namespace/wsif/samples/stockquote-interface"
location="stockquote-interface.wsdl"/>
encodingStyle="
http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"/>
這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 SOAP 綁定,使用 RPC 風(fēng)格和作為傳輸協(xié)議的 HTTP 與服務(wù)進(jìn)行通信。在文檔的 port 部分中,我定義了使用 SOAP 綁定可以訪問服務(wù)的 URI。在清單 3 中,我將就通過 Apache SOAP 2.2 客戶機(jī)端 API 和 WSIF 的客戶機(jī) API 使用該服務(wù)進(jìn)行對(duì)比。
清單 3:用于服務(wù)訪問的 Apache SOAP API 與 WSIF API 對(duì)比
--------------------------------------------------------------------------------
Apache
SOAP
API
--------------------------------------------------------------------------------
//
Step 1: identify the service
Call call = new Call();
call.setTargetObjectURI("urn:xmltoday-delayed-quotes");
// Step 2:
identify the operation
call.setMethodName("getQuote");
call.setEncodingStyleURI(encodingStyleURI);
// Step 3: identify the
parameters
Vector params = new Vector();
params.addElement(new
Parameter("symbol",
String.class, symbol, null));
call.setParams(params);
// Step 4: execute the operation
Response resp = call.invoke(url,
"http://example.com/GetTradePrice");
// Step 5:
extract the result or fault
if(resp.generatedFault())
{
Fault fault
= resp.getFault();
System.out.println("Ouch, the call failed: ");
System.out.println(" Fault Code = " +
fault.getFaultCode());
System.out.println(" Fault String = " +
fault.getFaultString());
throw new SOAPException("Execution failed " + fault);
}
else
{
Parameter result = resp.getReturnValue();
return ((Float)
result.getValue()).floatValue();
}
--------------------------------------------------------------------------------
WSIF
API
--------------------------------------------------------------------------------
//
Step 1: identify the service
Definition def =
WSIFUtils.readWSDL(null,wsdlLocation);
// Step 2: identify the operation
(choose an
// appropriate service port)
WSIFDynamicPortFactory
portFactory =
new WSIFDynamicPortFactory(def, null, null);
// Get
default port
WSIFPort port = portFactory.getPort();
// The user can also
explicitly select a port
// to use.
// WSIFPort port =
//
portFactory.getPort("SOAPPort");
// Step 3: identify the parameters
//
Prepare the input message
WSIFMessage input = port.createInputMessage();
input.setPart("symbol",
new WSIFJavaPart(String.class, symbol));
//
Prepare a placeholder for the output value
WSIFMessage output =
port.createOutputMessage();
// Step 4: execute the operation
port.executeRequestResponseOperation("getQuote",
input, output,
null);
// Step 5: extract the result or fault
WSIFPart part =
output.getPart("quote");
return
((Float)part.getJavaValue()).floatValue();
正如您可以看到的,WSIF 的 API 由以 WSDL 編寫的抽象服務(wù)描述驅(qū)動(dòng);它完全從實(shí)際使用的綁定中分離出來。該調(diào)用 API 是面向 WSDL 的,并且使用它更自然,因?yàn)樗褂?WSDL 術(shù)語引用消息部件(message part)、操作等等。當(dāng)您閱讀一個(gè) WSDL 描述,出于直覺會(huì)想到選用支持所需端口類型的端口,然后通過提供必需抽象輸入消息(由必要部件組成)調(diào)用操作(不用擔(dān)心怎樣將消息映射到特定的綁定協(xié)議);WSIF API 就是這樣設(shè)計(jì)的。
常用的 API,比如上面所示的 Apache SOAP API 采用了以特殊協(xié)議為中心的概念,比如在使用 SOAP 的情況下,目標(biāo) URI 和編碼風(fēng)格。這是不可避免的,因?yàn)?API 不是普遍適用于 WSDL,而是為特殊的協(xié)議設(shè)計(jì)。
兩種使用 WSIF 的調(diào)用模型
WSIF 允許 Web
服務(wù)以兩種方式調(diào)用。一種是無存根的動(dòng)態(tài)調(diào)用,它要求直接使用 WSIF API;另一種是通過生成允許應(yīng)用程序使用 Java 接口(直接對(duì)應(yīng)于 WSDL
端口類型)和隱藏了 WSIF API 的存根的調(diào)用。
無存根(動(dòng)態(tài)的)調(diào)用
訪問 Web 服務(wù)所需的所有信息 —
抽象接口、綁定和服務(wù)端點(diǎn)可以通過 WSDL 得到。如果您仔細(xì)查看上面的客戶機(jī) API 示例,您將會(huì)注意到唯一由用戶提供的信息是用于服務(wù)的 WSDL
文件位置和所需要的股票報(bào)價(jià)符號(hào)。很明顯接下來是用 WSFL API 在運(yùn)行時(shí)裝入這個(gè)服務(wù)和進(jìn)行該調(diào)用。
WSIF 分發(fā)包包含了演示怎樣執(zhí)行 WSDL 的任意一個(gè)操作的 DynamicInvoker。它以 WSDL 文件的 URI 和所需的操作參數(shù)作為命令行參數(shù)(在最初的實(shí)現(xiàn)中只接受簡(jiǎn)單的類型,如字符串),并且直接使用 WSIF API 完成工作。其用來調(diào)用股票報(bào)價(jià)服務(wù)的示例如清單 4 所示;您可以在包含 WSIF 分發(fā)包的文檔中查找詳細(xì)信息。
因?yàn)檫@類調(diào)用不會(huì)導(dǎo)致生成存根類,并且不需要單獨(dú)的編譯周期,所以它很方便。
清單 4:使用 DynamicInvoker 訪問股票報(bào)價(jià)服務(wù)
java
clients.DynamicInvoker http://services.xmethods.net/soap/urn:
xmethods-delayed-quotes.wsdl getQuote IBM
Reading WSDL document
from 'http://services.xmethods.net/soap/urn:
xmethods-delayed-quotes.wsdl'
Preparing
WSIF dynamic invocation
Executing operation
getQuote
Result:
Result=108.8
Done!
使用存根的調(diào)用
在應(yīng)用程序需要更抽象的服務(wù)視圖和不希望處理 WSIF 客戶機(jī)
API 的情況下,無存根調(diào)用不適用。WSIF 提供一個(gè)端口編譯器,如果給定一個(gè) WSDL,與所用到的復(fù)雜類型的 Java 等價(jià)物(以 JavaBean
的形式)一起,端口編譯器將為每一個(gè)端口類型生成一個(gè)客戶機(jī)存根。使用生成存根的應(yīng)用程序可以利用抽象服務(wù)接口,并且這樣與協(xié)議和 WSIF 客戶機(jī) API
分離。對(duì)于實(shí)際服務(wù)調(diào)用,這些存根使用缺省端口。通過由 WSIF 的端口類型編譯器生成的存根使用股票報(bào)價(jià)服務(wù)的示例如清單 5 所示。
清單 5:使用生成存根的 WSIF 訪問股票報(bào)價(jià)服務(wù)。
StockquotePT service = new StockquotePTStub(WSIFUtils.readWSDL(null,
wsdlLocation),
null, null);
float quote =
service.getQuote("IBM");
System.err.println (">> Received quote:
"+quote);
值得注意的是存根駐留在某些受管環(huán)境(如應(yīng)用程序服務(wù)器)的情況,它們能夠被定制;例如,可以改變負(fù)責(zé)返回恰當(dāng)端口的工廠來定制端口選擇算法,或者可以改變用于調(diào)用自身的實(shí)際端口。
在這篇文章中,我略述了對(duì) WSIF 的需要,分析其通過高級(jí) API 進(jìn)行獨(dú)立于綁定的服務(wù)訪問的主要特征以及生成可定制的存根(通過其抽象接口使用服務(wù))的端口類型編譯器的可用性。直接通過 SOAP 客戶機(jī) API 和使用 WSIF API 進(jìn)行服務(wù)訪問之間的對(duì)比展示了 WSIF(由服務(wù)的 WSDL 描述驅(qū)動(dòng))怎樣將 Web 服務(wù)調(diào)用的全部問題從以綁定為中心的觀點(diǎn)轉(zhuǎn)移到更抽象的級(jí)別。這是 WSIF 的設(shè)計(jì)原則之一,使服務(wù)綁定能被看作是根據(jù)特殊協(xié)議進(jìn)行調(diào)用所需的代碼片斷,可以在任何時(shí)候插入它們。
在接下來的文章,我將分析 WSIF 的體系結(jié)構(gòu),看一看它怎樣允許新的或更新的綁定實(shí)現(xiàn)被插入,它怎樣使定制的類型系統(tǒng)用于 Web 服務(wù)以及怎樣使運(yùn)行時(shí)環(huán)境使用定制的探索性方法在多端口之間進(jìn)行選擇。
參考資料
- 請(qǐng)參加關(guān)于這篇文章的討論論壇。
- 請(qǐng)下載 alphaworks 上的 WSIF 分發(fā)包,并且試驗(yàn)比較簡(jiǎn)單的樣本。它將給您一個(gè)由 WSIF
支持的不同調(diào)用風(fēng)格的第一手示例以及它優(yōu)于特定協(xié)議客戶機(jī) API 的優(yōu)勢(shì)。
- 重溫 WSDL 規(guī)范,看一看允許哪一種擴(kuò)展;如果用來為訪問 Web 服務(wù)定義 SOAP
綁定,您也可以學(xué)習(xí) WSDL 的擴(kuò)展機(jī)制。
- 重溫 SOAP 規(guī)范本身。
- 如果以前您沒有對(duì) Web 服務(wù)編過程,Web Services Toolkit 是很好的起點(diǎn)。
- 請(qǐng)查看 WSDL4J,一個(gè)可擴(kuò)展的 WSDL 分析框架,WSIF 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建。
關(guān)于作者
Nirmal K. Mukhi 是 IBM 的
T J Watson Research Lab 的副研究員,自 2000 年 11 月,他一直在從事各種 Web 服務(wù)技術(shù)的研究。他還對(duì)
AI、創(chuàng)造性寫作以及過時(shí)的計(jì)算機(jī)游戲感興趣。您可以通過 nmukhi@us.ibm.com 與 Nirmal 聯(lián)系。
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