面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)漫談

面對服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（SOA）漫談?wù)罕疚暮啙嵉膶τ诿鎸Ψ?wù)體系結(jié)構(gòu)（SOA）進行了介紹，并且對SOA的特點進行了整理，以及對SOA的將來做了展望。-SOA定義SOA是指為了解決在Internet環(huán)境下業(yè)務(wù)集成的需要，通過連接能完成特定任務(wù)的獨立功能實體實現(xiàn)的一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)。從這個定義中我盼望表達的前提有下面兩點：1）軟件系統(tǒng)架構(gòu)：SOA不是一種語言，也不是一種具體的技術(shù)而是一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)，它嘗試給出在特定環(huán)境下推舉采納的一種架構(gòu)，從這個角度上來說，它更像一種模式（Pattern）0因此它與很多已有的軟件技術(shù)比如面對對象技術(shù)，是互補的而非互斥的。它們分別面對不同的應(yīng)用場景，用來滿意不同的特定需求。2）SOA的使用范圍：需求打算同時也限制功能。SOA并不是包治百病的萬靈丹，它最主要的應(yīng)用場合在于解決在Internet環(huán)境下的不同商業(yè)應(yīng)用之間的業(yè)務(wù)集成問題。在下面我們會具體爭論Internet的各種特點如何打算SOA的特點，這里我們只需要先簡潔回顧一下Internet環(huán)境區(qū)分于Intranet環(huán)境的幾個特點：a）大量異構(gòu)系統(tǒng)并存，計算機硬件工作方式不同，操作系統(tǒng)不同、編程語言也不同；b）大量、頻繁的數(shù)據(jù)傳輸仍舊速度緩慢并且不穩(wěn)定；c）版本升級無法完成,我們根本就無法知道互聯(lián)網(wǎng)上有哪些機器直接或者間接的使用某個服務(wù)。前看來大多數(shù)軟件的功能最終將作為服務(wù)來交付和使用。當然，它們可以實現(xiàn)為緊密耦合的系統(tǒng)，但從門戶、設(shè)施以及其它終端使用的觀點看，它們將使用一種面對服務(wù)的接口。我們已經(jīng)留意到有人提出體系架構(gòu)師和設(shè)計者應(yīng)當謹慎避開將全部功能都作為服務(wù)。我們認為這是不正確和不適當?shù)摹＜偃缬辛顺墒斓腤eb服務(wù)合同和技術(shù)，再考查是否將全部功能實現(xiàn)為Web服務(wù)是否有效，這可能會更加有效，但這并不會減弱從服務(wù)的角度來設(shè)計全部功能的需求。服務(wù)是發(fā)布的主要構(gòu)造成分，應(yīng)當在每一重要的接口中使用。面對服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)可以讓我們依據(jù)相關(guān)的服務(wù)來管理使用（發(fā)送、接收、使用，等等）服務(wù)。這將對我們?nèi)绾喂芾碥浖芷诋a(chǎn)生重大影響--從需求規(guī)格說明開頭就作為服務(wù)，服務(wù)的設(shè)計，服務(wù)的獵取和外包，以及服務(wù)的評估等等。隨著時間推移，功能被說明、發(fā)布或使用的抽象級別會漸漸越來越高。我們已經(jīng)經(jīng)受了從模塊化、對象，到現(xiàn)在的服務(wù)的進展過程。然而，在很多方面，SOA的命名還是令人圓滿的。當然，SOA也和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)，不行能將爭論限制在體系結(jié)構(gòu)方面，由于一些事物，如業(yè)務(wù)設(shè)計和發(fā)送過程也是重要的考慮因素。一個更有用的命名方法可能是面對服務(wù)（ServiceOrientation）或SO。實際上這與面對對象（00）和基于組件的開發(fā)（CBD）有很多相像之處：類似于對象和組件，服務(wù)代表了自然的建筑單元塊，它可以讓我們按更熟識的方式來組織功能。類似于對象和組件，服務(wù)是一個功能建筑單元塊，它可以組合信息和行為。隱蔽內(nèi)部的工作，以防外部入侵。為其它部分供應(yīng)一個相對簡潔的接口。對象使用了抽象數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)抽象，服務(wù)可以通過方面或上下文環(huán)境供應(yīng)類似級別的適應(yīng)性。對象和組件可以依據(jù)類或繼承行為的服務(wù)層次來組織，服務(wù)可以單獨發(fā)布和使用，或者按層次或協(xié)作方式來使用。對于很多組織來說，爭論面對服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)的起點是對Web服務(wù)的考慮。然而Web服務(wù)不是內(nèi)在的面對服務(wù)的。一種Web服務(wù)只是供應(yīng)一種符合Web服務(wù)合同的功能。在本文中，我們將要標識一個結(jié)構(gòu)良好的服務(wù)所具有的特征，并為系統(tǒng)架構(gòu)師和設(shè)計者供應(yīng)關(guān)于如何交付面對服務(wù)的應(yīng)用程序的指導(dǎo)?；谏厦娴那疤?，下面就讓我們一起看一下SOA的基本特征。二SOA三大基本特征1獨立的功能實體在Internet這樣松散的使用環(huán)境中，任何訪問懇求都有可能出錯，因此任何企圖通過Internet進行掌握的結(jié)構(gòu)都會面臨嚴峻的穩(wěn)定性問題。SOA非常強調(diào)架構(gòu)中供應(yīng)服務(wù)的功能實體的完全獨立自主的力量。傳統(tǒng)的組件技術(shù)，如.NETRemoting,EJB,COM或者CORBA,都需要有一個宿主(Host或者Server)來存放和管理這些功能實體;當這些宿主運行結(jié)束時這些組件的壽命也隨之結(jié)束。這樣當宿主本身或者其它功能部分消失問題的時候，在該宿主上運行的其它應(yīng)用服務(wù)就會受到影響。SOA架構(gòu)中特別強調(diào)實體自我管理和恢復(fù)力量。常見的用來進行自我恢復(fù)的技術(shù)，比如事務(wù)處理(Transaction),消息隊歹I」(MessageQueue),冗余部署(RedundantDeployment)和集群系統(tǒng)(Cluster)在SOA中都起到至關(guān)重要的作用。2大數(shù)據(jù)量低頻率訪問對于.NETRemoting,EJB或者XML-RPC這些傳統(tǒng)的分布式計算模型而言，他們的服務(wù)供應(yīng)都是通過函數(shù)調(diào)用的方式進行的，一個功能的完成往往需要通過客戶端和服務(wù)器來回很多次函數(shù)調(diào)用才能完成。在Intranet的環(huán)境下，這些調(diào)用給系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性帶來的影響都可以忽視不計，但是在Internet環(huán)境下這些因素往往是打算整個系統(tǒng)是否能正常工作的一個關(guān)鍵打算因素。因此SOA系統(tǒng)推舉采納大數(shù)據(jù)量的方式一次性進行信息交換。3基于文本的消息傳遞由于Internet中大量異構(gòu)系統(tǒng)的存在打算了SOA系統(tǒng)必需采納基于文本而非二進制的消息傳遞方式。在COM、CORBA這些傳統(tǒng)的組件模型中，從服務(wù)器端傳往客戶端的是一個二進制編碼的對象，在客戶端通過調(diào)用這個對象的方法來完成某些功能"旦是在Internet環(huán)境下，不同語言，不同平臺對數(shù)據(jù)、甚至是一些基本數(shù)據(jù)類型定義不同，給不同的服務(wù)之間傳遞對象帶來的很大困難。由于基于文本的消息本身是不包含任何處理規(guī)律和數(shù)據(jù)類型的，因此服務(wù)間只傳遞文本，對數(shù)據(jù)的處理依靠于接收端的方式可以幫忙繞過兼容性這個的大泥坑。止的卜，對于一個服務(wù)來說internet與局域網(wǎng)最大的一個區(qū)別就是在Internet上的版本管理極其困難，傳統(tǒng)軟件采納的升級方式在這種松散的分布式環(huán)境中幾乎無法進行。采納基于文本的消息傳遞方式，數(shù)據(jù)處理端可以只選擇性的處理自己理解的那部分數(shù)據(jù),而忽視其它的數(shù)據(jù)，從而得到的特別抱負的兼容性。HTTP合同：一個典型的SOA實現(xiàn)每一項新技術(shù)都是在一些舊的技術(shù)基礎(chǔ)上進展出來的。正如XML根本思想來自于在60年月就已經(jīng)消失的早期標記性語言一樣，SOA雖然這兩年才消失，但是它所表達的觀念應(yīng)當說在網(wǎng)絡(luò)這種分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)消失不久就已經(jīng)廣泛應(yīng)用了。例如我們最熟識的HTTP合同就是一個特別典型的SOA架構(gòu)設(shè)計。HTTP合同的工作過程簡潔敘述如下：1）客戶端，通常是通過掃瞄器，向服務(wù)器端以文本的方式發(fā)送一個懇求，索取一個Web頁面；2）服務(wù)器端接收到這個懇求之后，依據(jù)懇求的內(nèi)容進行處理并且返回一個符合HTML語法的文本；3）客戶端接收到服務(wù)器端的響應(yīng)文本后調(diào)用本地的程序，通常還是掃瞄器，把返回的HTML文本的內(nèi)容呈現(xiàn)出來。下面來看一下HTTP合同如何滿意了SOA的特點：*獨立的功能實體祚為服務(wù)器端的Web服務(wù)器是肯定不會由于客戶端的狀況變化而轉(zhuǎn)變的，它總是特別穩(wěn)定地依據(jù)自己的內(nèi)在規(guī)律運行，響應(yīng)外部的懇求，管理自己的資源和數(shù)據(jù)。這里一個特別好的例子就是Web服務(wù)器對緩存（Cache）的處理，很多Web服務(wù)器為了提高性能都或多或少的對數(shù)據(jù)進行緩存，但是緩存數(shù)據(jù)、刷新數(shù)據(jù)這些于客戶端完全無關(guān)的操作完全由服務(wù)器端獨立完成，完全不受客戶端的影響。大數(shù)據(jù)量低頻率訪問：對于一個HTTP懇求來說，客戶端與服務(wù)器之間訪問的邊界特別簡潔：就是一個懇求，一個響應(yīng)，沒有任何其它的信息來回。無論客戶端申請的網(wǎng)頁上除了文字之外還有什么信息，對于客戶端來說，它發(fā)出的懇求只是簡潔的告知Web服務(wù)器它所需要的網(wǎng)頁的位置；至于為了生成這個網(wǎng)頁，服務(wù)器端是否需要訪問數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行Servlet或者其它的CGI程序?qū)蛻舳硕裕际峭耆噶恋?。基于文本的消息傳遞：迄今為止兼容性最好的系統(tǒng)可能就是HTTP合同支撐的大部分的web應(yīng)用了，我們可以在Windows平臺下用IE查看互聯(lián)網(wǎng)上一個Linux+Apache服務(wù)器上的由Perl腳本自動生成的網(wǎng)頁。這里的關(guān)鍵就是全部內(nèi)容都是以格式化的文本方式傳遞的，不管Perl腳本如何執(zhí)行，只要它的輸出是符合HTML法律規(guī)范的網(wǎng)頁，就可以被客戶端的掃瞄器解釋。而由于不同的操作系統(tǒng)上對于相同的HTML的解釋遵循相同的法律規(guī)范，因此不同操作系統(tǒng)下仍舊能夠看到全都的用戶界面。我們上面基本描述了SOA作為一種軟件架構(gòu)有哪些特點，下面讓我們一起看看WebService與SOA的關(guān)系。SOA與WebServiceWebService是就現(xiàn)在而言最適合實現(xiàn)SOA的一些技術(shù)的集合，事實上最近SOA的火爆在很大程度上歸功于WebService標準的成熟和應(yīng)用的普及為廣泛的實現(xiàn)SOA架構(gòu)供應(yīng)了基礎(chǔ)。下面讓我們看看WebService中的各種合同是如何相互工作來滿意SOA所需的特點的：獨立的功能實體：通過UDDI的名目查找，我們可以動態(tài)轉(zhuǎn)變一個服務(wù)的供應(yīng)方而無需影響客戶端的應(yīng)用程序配置。全部的訪問都通過SOAP訪問進行，只要WSDL接口封裝良好，外界客戶端是根本沒有方法直接訪問服務(wù)器端的數(shù)據(jù)的。大數(shù)據(jù)量低頻率訪問：通過使用WSDL和基于文本(Literal)的SOAP懇求，我們可以實現(xiàn)能一次性接收大量數(shù)據(jù)的接口。這里需要著重指出的是SOAP懇求分文本方式和遠程調(diào)用(RPC)兩種方式，正如上文已經(jīng)提到的，采納遠程調(diào)用方式的SOAP懇求并不符合這點要求。但是令人圓滿的是現(xiàn)有的大多數(shù)SOAP懇求采納的仍舊是遠程調(diào)用(RPC)方式,在某些平臺上，例如IBMWebSphere的早期版本，甚至沒有供應(yīng)文本方式的SOAP支持?；谖谋镜南鬟f：WebService全部的通訊是通過SOAP進行的，而SOAP是基于XML的，不同版本之間可以使用不同的DTD或者XMLSchema加以辨別和區(qū)分。因此只需要我們?yōu)椴煌陌姹竟?yīng)不同的處理就可以輕松實現(xiàn)版本掌握的目標。SOA對于軟件架構(gòu)設(shè)計的影響無論您現(xiàn)在的系統(tǒng)是否牽涉到基于Internet的業(yè)務(wù)集成，采納SOA推舉的架構(gòu)都對提高您系統(tǒng)的擴展性有很大關(guān)心,下面是在系統(tǒng)中引入SOA后需要在軟件架構(gòu)方面做出的轉(zhuǎn)變：使用基于文本方式的SOAP調(diào)用，擺脫遠程調(diào)用中消失的函數(shù)參數(shù)類型等與數(shù)據(jù)無關(guān)的信息，保證全部SOAP傳遞的都是有意義的商業(yè)數(shù)據(jù)。依靠于Schema,而不是類定義對這些數(shù)據(jù)進行解釋。傳統(tǒng)的三層Web應(yīng)用將可能變成四層結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)意義上的商業(yè)規(guī)律層將被進一步劃分為存放每個會話(Session)信息的客戶規(guī)律層和與狀態(tài)無關(guān)Sateless的SOA層。SOA的前景現(xiàn)在的Web服務(wù)實現(xiàn)往往是簡潔的，通常類似于客戶端-服務(wù)器模型。然而，平臺中立的交換是受支持的，這就使一系列不同的客戶端實現(xiàn)可以與作為服務(wù)器函數(shù)的新代碼或遺留代碼進行交互。很多文章都介紹了使這樣的應(yīng)用程序直接實現(xiàn)的技術(shù)?，F(xiàn)在是看一看我們能夠如何使用它們的更大圖景的時候了。公元前221年，秦始皇將以前交戰(zhàn)的幾個我國統(tǒng)一為一個新的我國，我們現(xiàn)在稱之為中國。中國作為一個我國存在下來的一個可能的緣由就是秦朝引入了標準，標準鞏固了文化，促進了貿(mào)易：標準的輪距使得馬車可以有效地行使在任何的道路，共同的書面語言使得每個人都可以交換信息（即使他們說的并不是相同的語言），而結(jié)實的工事（比如中國的長城）使得人們可以防備外敵入侵。您可以說，他為標準化傳輸、消息交換和防火墻開發(fā)了一些模型。同樣地，現(xiàn)代的業(yè)務(wù)集成同樣也受益于標準，它使異構(gòu)的計算機系統(tǒng)能夠有效地互操作。這些技術(shù)合在一起稱作Web服務(wù)。Web服務(wù)的消失是以SOAP1.1的引入為標志的，SOAP1