WebService 概念和工作原理(一)

今天我們一起來學習WebService。它到底是幹啥用的？

Web service是一個平臺獨立的，低耦合的，自包含的、基於可編程的web的應用程式，可使用開放的XML（標準通用標記語言下的一個子集）標準來描述、發佈、發現、協調和配置這些應用程式，用於開發分散式的互操作的應用程式。

一：Web Service基本概念

Web Service也叫XML Web Service WebService是一種可以接收從Internet或者Intranet上的其它系統中傳遞過來的請求，輕量級的獨立的通訊技術。是:通過SOAP在Web上提供的軟體服務，使用WSDL文件進行說明，並通過UDDI進行註冊。

XML：(Extensible Markup Language)擴展型可標記語言。面向短期的臨時數據處理、面向萬維網路，是Soap的基礎。

Soap：(Simple Object Access Protocol)簡單對象存取協議。

是XML Web Service 的通信協議。當用戶通過UDDI找到你的WSDL描述文檔後，他通過可以SOAP調用你建立的Web服務中的一個或多個操作。SOAP是XML文檔形式的調用方法的規範，它可以支持不同的底層介面，像HTTP(S)或者SMTP。

WSDL：(Web Services Description Language) WSDL 文件是一個 XML 文檔，用於說明一組 SOAP 消息以及如何交換這些消息。大多數情況下由軟體自動生成和使用。

WSDL 是一種XML Application，他將Web服務描述定義為一組服務訪問點，客戶端可以通過這些服務訪問點對包含面向文檔信息或面向過程調用的服務進行訪問(類似遠程過程調用)。WSDL首先對訪問的操作和訪問時使用的請求/響應消息進行抽象描述，然後將其綁定到具體的傳輸協議和消息格式上以最終定義具體部署的服務訪問點。相關的具體部署的服務訪問點通過組合就成為抽象的Web服務。

WSDL 文檔在Web服務的定義中使用下列元素：

service 使用一個特殊的 binding，binding是 portType 的一個實現。portType 定義操作，而操作由 messages 組成。消息中包含由 types 部分中定義的 XML 組成。

    1.Types - 定義Web服務里用到的，XML Schema定義的數據類型以外的自定義數據類型，對於我們自定義的類（Book），會對應到一個<complexType>，其中用<element>元素指定每個參數的類型。

   2.JAX-RPC規範中規定了Java語言的數據類型到XML Schema數據類型的映射，例如int<->xsd:int、java.lang.String<->xsd:string等等，還有數組的映射方式。

   3.Message - 具體定義了在通信中使用的消息的數據結構，Message元素包含了一組Part元素，每個Part元素都是最終消息的一個組成部分，每個Part都會引用一個DataType來表示它的結構。例如addBook()方法有一個Book類型的參數，則在WSDL中會有<part name="book" type="tns1:Book"/>的描述。

   4.Operation - 對服務中所支持的操作的抽象描述，一般單個Operation描述了一個訪問入口的請求/響應消息對。

   5.PortType - PortType具體定義了一種服務訪問入口的類型，何謂訪問入口的類型呢？就是傳入/傳出消息的模式及其格式。一個PortType可以包含若幹個Operation，而一個Operation則是指訪問入口支持的一種類型的調用。在WSDL裡面支持四種訪問入口調用的模式：

• 1. 單請求;
  2. 單響應;
  3. 請求/響應;
  4. 響應/請求。

  在這裡請求指的是從客戶端到Web服務端，而響應指的是從Web服務端到客戶端。PortType的定義中會引用消息定義部分的一個到兩個消息，作為請求或響應消息的格式。比如，一個股票查詢的訪問入口可能就會支持兩種請求消息，一種請求消息中指明股票代碼，而另一種請求消息中則會指明股票的名稱，響應消息可能都是股票的價格等等。

• 我們看一個WSDL文檔，一般就該先找<portType>元素，看看這個WSDL代表的Web服務里都有哪些方法，它們的參數和返回值是什麼。這些方法是在<portType>里用<operation>元素表示的，<operation>可以有<input>和<output>子元素，表示方法的輸入和輸出。註意，方法可以是只有輸入或只有輸出的。

• Binding- 包含瞭如何將抽象介面的元素(portType)轉變為具體表示的細節，具體表示也就是指特定的數據格式和協議的結合；特定埠類型的具體協議和數據格式規範的綁定。JAX-RPC規範規定，SOAP綁定可以有rpc和document兩種類型，分別表示遠程過程調用和基於消息的方式。use屬性可以是encoded或literal，對於前者要支持rpc的方式，對於後者要支持rpc和document的方式。

• port- 定義為協議/數據格式綁定與具體Web訪問地址組合的單個服務訪問點。

• service- 描述的是一個具體的被部署的Web服務所提供的所有訪問入口的部署細節，一個Service往往會包含多個服務訪問入口，而每個訪問入口都會使用一個Port元素來描述。

• Port描述的是一個服務訪問入口的部署細節，包括通過哪個Web地址(URL)來訪問，應當使用怎樣的消息調用模式來訪問等。其中消息調用模式則是使用Binding結構來表示。Binding結構定義了某個PortType與某一種具體的網路傳輸協議或消息傳輸協議相綁定，從這一層次開始，描述的內容就與具體服務的部署相關了。比如可以將PortType與SOAP/HTTP綁定，也可以將PortType與MIME/SMTP相綁定等。

• portType(與message和type元素的細節相結合)描述了Web服務是什麼，binding元素描述瞭如何使用Web服務，port及service元素描述了Web服務的位置。

• 在介紹了WSDL的主要元素之後，大家會發現，WSDL的設計理念完全繼承了以XML為基礎的當代Web技術標準的一貫設計理念：開放。WSDL允許通過擴展使用其他的類型定義語言(不光是XML Schema)，允許使用多種網路傳輸協議和消息格式(不光是在規範中定義的這些：SOAP/HTTP，HTTP-GET/POST以及MIME等)。

UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration)

是一個主要針對Web服務供應商和使用者的新項目。在用戶能夠調用Web服務之前，必須確定這個服務內包含哪些商務方法，找到被調用的介面定義，還要在服務端來編製軟體，UDDI是一種根據描述文檔來引導系統查找相應服務的機制。UDDI利用SOAP消息機制（標準的XML/HTTP）來發佈，編輯，瀏覽以及查找註冊信息。它採用XML格式來封裝各種不同類型的數據，並且發送到註冊中心或者由註冊中心來返回需要的數據。

二：調用原理

Web服務有兩層含義：1、是指封裝成單個實體併發布到網路上的功能集合體；2、是指功能集合體被調用後所提供的服務。簡單地講，Web服務是一個URL資源，客戶端可以通過編程方式請求得到它的服務，而不需要知道所請求的服務是怎樣實現的，這一點與傳統的分散式組件對象模型不同。

Web服務的體繫結構是基於Web服務提供者、Web服務請求者、Web服務中介者三個角色和發佈、發現、綁定三個動作構建的。簡單地說，Web服務提供者就是Web服務的擁有者，它耐心等待為其他服務和用戶提供自己已有的功能；Web服務請求者就是Web服務功能的使用者，它利用SOAP消息向Web服務提供者發送請求以獲得服務;Web服務中介者的作用是把一個Web服務請求者與合適的Web服務提供者聯繫在一起，它充當管理者的角色，一般是UDDI。這三個角色是根據邏輯關係劃分的，在實際應用中，角色之間很可能有交叉：一個Web服務既可以是Web服務提供者，也可以是Web服務請求者，或者二者兼而有之。顯示了Web服務角色之間的關係:其中，“發佈”是為了讓用戶或其他服務知道某個Web服務的存在和相關信息;“查找（發現）”是為了找到合適的Web服務;“綁定”則是在提供者與請求者之間建立某種聯繫。

下麵這個體系圖，是我精心畫出來的，一看就懂。。。。。

實現一個完整的Web服務包括以下步驟：

◆ Web服務提供者設計實現Web服務，並將調試正確後的Web服務通過Web服務中介者發佈，併在UDDI註冊中心註冊； （發佈）

◆ Web服務請求者向Web服務中介者請求特定的服務，中介者根據請求查詢UDDI註冊中心，為請求者尋找滿足請求的服務； （發現）

◆ Web服務中介者向Web服務請求者返回滿足條件的Web服務描述信息，該描述信息用WSDL寫成，各種支持Web服務的機器都能閱讀；（發現）

◆ 利用從Web服務中介者返回的描述信息生成相應的SOAP消息，發送給Web服務提供者，以實現Web服務的調用；（綁定）

◆ Web服務提供者按SOAP消息執行相應的Web服務，並將服務結果返回給Web服務請求者。（綁定）

三：Web Service的特點

Web Service的主要目標是跨平臺的可互操作性。為了實現這一目標，Web Service 完全基於XML（可擴展標記語言）、XSD（XML Schema）等獨立於平臺、獨立於軟體供應商的標準，是創建可互操作的、分散式應用程式的新平臺。因此使用Web Service有許多優點:

 1、跨防火牆的通信

如果應用程式有成千上萬的用戶，而且分佈在世界各地，那麼客戶端和伺服器之間的通信將是一個棘手的問題。因為客戶端和伺服器之間通常會有防火牆或者代理伺服器。傳統的做法是，選擇用瀏覽器作為客戶端，寫下一大堆ASP頁面，把應用程式的中間層暴露給最終用戶。這樣做的結果是開發難度大，程式很難維護。 要是客戶端代碼不再如此依賴於HTML表單，客戶端的編程就簡單多了。如果中間層組件換成Web Service的話，就可以從用戶界面直接調用中間層組件，從而省掉建立ASP頁面的那一步。要調用Web Service，可以直接使用Microsoft SOAP Toolkit或.net這樣的SOAP客戶端，也可以使用自己開發的SOAP客戶端，然後把它和應用程式連接起來。不僅縮短了開發周期，還減少了代碼複雜度，並能夠增強應用程式的可維護性。同時，應用程式也不再需要在每次調用中間層組件時，都跳轉到相應的"結果頁"。

 2、應用程式集成

企業級的應用程式開發者都知道，企業里經常都要把用不同語言寫成的、在不同平臺上運行的各種程式集成起來，而這種集成將花費很大的開發力量。應用程式經常需要從運行的一臺主機上的程式中獲取數據；或者把數據發送到主機或其它平臺應用程式中去。即使在同一個平臺上，不同軟體廠商生產的各種軟體也常常需要集成起來。通過Web Service，應用程式可以用標準的方法把功能和數據"暴露"出來，供其它應用程式使用。

XML Web services 提供了在松耦合環境中使用標準協議（HTTP、XML、SOAP 和 WSDL）交換消息的能力。消息可以是結構化的、帶類型的，也可以是鬆散定義的。

 3、B2B的集成

B2B 指的是Business to Business，as in businesses doing business with other businesses,商家(泛指企業)對商家的電子商務，即企業與企業之間通過互聯網進行產品、服務及信息的交換。通俗的說法是指進行電子商務交易的供需雙方都是商家(或企業、公司)，她們使用了Internet的技術或各種商務網路平臺，完成商務交易的過程。

Web Service是B2B集成成功的關鍵。通過Web Service，公司可以只需把關鍵的商務應用"暴露"給指定的供應商和客戶，就可以了，Web Service運行在Internet上，在世界任何地方都可輕易實現，其運行成本就相對較低。Web Service只是B2B集成的一個關鍵部分，還需要許多其它的部分才能實現集成。 用Web Service來實現B2B集成的最大好處在於可以輕易實現互操作性。只要把商務邏輯"暴露"出來，成為Web Service，就可以讓任何指定的合作伙伴調用這些商務邏輯，而不管他們的系統在什麼平臺上運行，使用什麼開發語言。這樣就大大減少了花在B2B集成上的時間和成本。

 4、軟體和數據重用

Web Service在允許重用代碼的同時，可以重用代碼背後的數據。使用Web Service，再也不必像以前那樣，要先從第三方購買、安裝軟體組件，再從應用程式中調用這些組件；只需要直接調用遠端的Web Service就可以了。另一種軟體重用的情況是，把好幾個應用程式的功能集成起來，通過Web Service "暴露"出來，就可以非常容易地把所有這些功能都集成到你的門戶站點中，為用戶提供一個統一的、友好的界面。 可以在應用程式中使用第三方的Web Service 提供的功能，也可以把自己的應用程式功能通過Web Service 提供給別人。兩種情況下，都可以重用代碼和代碼背後的數據。

四：Web Service的缺點

1、 單機應用程式

目前，企業和個人還使用著很多桌面應用程式。其中一些只需要與本機上的其它程式通信。在這種情況下，最好就不要用Web Service，只要用本地的API就可以了。COM非常適合於在這種情況下工作，因為它既小又快。運行在同一臺伺服器上的伺服器軟體也是這樣。當然Web Service 也能用在這些場合，但那樣不僅消耗太大，而且不會帶來任何好處。

2、 區域網的一些應用程式

在許多應用中，所有的程式都是在Windows平臺下使用COM，都運行在同一個區域網上。在這些程式里，使用DCOM會比SOAP/HTTP有效得多。與此相類似，如果一個.net程式要連接到區域網上的另一個.net程式，應該使用.net Remoting。其實在.net Remoting中，也可以指定使用SOAP/HTTP來進行Web Service 調用。不過最好還是直接通過TCP進行RPC調用，那樣會有效得多。

1.3、XML Web Service的應用

1.最初的 XML Web Service 通常是可以方便地併入應用程式的信息來源，如股票價格、天氣預報、體育成績等等。

2.以 XML Web Service 方式提供現有應用程式，可以構建新的、更強大的應用程式，並利用 XML Web Service 作為構造塊。

例如，用戶可以開發一個採購應用程式，以自動獲取來自不同供應商的價格信息，從而使用戶可以選擇供應商，提交訂單，然後跟蹤貨物的運輸，直至收到貨物。而供應商的應用程式除了在Web上提供服務外，還可以使用XML Web Service檢查客戶的信用、收取貨款，並與貨運公司辦理貨運手續。