WebService 概念和工作原理(一)，webservice工作原理

WebService 概念和工作原理(一)，webservice工作原理

今天我們一起來學習WebService。它到底是幹啥用的？

Web service是一個平台獨立的，低耦合的，自包含的、基於可程式化的web的應用程式，可使用開放的XML（標準通用標記語言 (SGML)下的一個子集）標準來描述、發布、發現、協調和配置這些應用程式，用於開發分布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檔案進行說明，並通過UDDI進行註冊。

XML：(Extensible Markup Language)擴充型可標記語言。面向短期的臨時資料處理、面向全球資訊網絡，是Soap的基礎。

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

是XML Web Service 的通訊協定。當使用者通過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，它可以支援不同的底層介面，像HTTP(S)或者SMTP。

說到Web Services你就很難把它與SOAP分開，SOAP是用於交換XML編碼資訊的輕量級協議。它有三個主要方面：XML-envelope為描述資訊內容和如何處理內容定義了架構；
  將程式對象編碼成為XML對象的規則；
  執行遠端程序呼叫（RPC）的約定。    SOAP 可以運行在任何其它傳輸協議上。 例如， SMTP，在傳輸層之間的頭是不同的，但XML承載保持相同。表面看來，基於 XML 的模式本應比基於二進位的慢，但它並不像表面那麼簡單。首先，當SOAP被用於通過網際網路發送訊息時，在每個端點給訊息編碼／解碼的時間與在端點間傳輸位元組的時間相比較是微不足道的，所以這種情況下使用 XML 沒太大問題。  WSDL(Web Service Definition Language)

WSDL：(Web Services Description Language) WSDL 檔案是一個 XML 文檔，用於說明一組 SOAP 訊息以及如何交換這些訊息。大多數情況下由軟體自動產生和使用。

WSDL 是一種XML Application，他將Web服務描述定義為一組服務存取點，用戶端可以通過這些服務存取點對包含面向文檔資訊或面向程序呼叫的服務進行訪問(類似遠端程序呼叫)。WSDL首先對訪問的操作和訪問時使用的請求/響應訊息進行抽象描述，然後將其綁定到具體的傳輸協議和訊息格式上以最終定義具體部署的服務存取點。相關的具體部署的服務存取點通過組合就成為抽象的Web服務。

 

在具體使用中，我們可以對 WSDL 進行擴充(類似SOAP的可擴充性)，這樣無論通訊時使用何種訊息格式或網路通訊協定，都可以對服務存取點及其使用的訊息格式進行描述。在WSDL的架構中，可以使用任意的訊息格式和網路通訊協定，如同SOAP中可以使用任意的網路通訊協定一樣。在WSDL規範中，定義了如何使用SOAP訊息格式、HTTP GET/POST訊息格式以及MIME格式來完成Web服務互動的規範。 

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。訊息中包含由 types 部分中定義的 XML 組成。

    1.Types - 定義Web服務裡用到的，XML Schema定義的資料類型以外的自訂資料類型，對於我們自訂的類（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語言的資料類型到XML Schema資料類型的映射，例如int<->xsd:int、java.lang.String<->xsd:string等等，還有數組的映射方式。

   3.Message - 具體定義了在通訊中使用的訊息的資料結構，Message元素包含了一組Part元素，每個Part元素都是最終訊息的一個組成部分，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 - 對服務中所支援的操作的抽象描述，一般單個Operation描述了一個訪問入口的請求/響應訊息對。

   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/傳出訊息的模式及其格式。一個PortType可以包含若干個Operation，而一個Operation則是指訪問入口支援的一種類型的調用。在WSDL裡面支援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用戶端到Web服務端，而響應指的是從Web服務端到用戶端。PortType的定義中會引用訊息定義部分的一個到兩個訊息，作為請求或響應訊息的格式。比如，一個股票查詢的訪問入口可能就會支援兩種請求訊息，一種請求訊息中指明股票代號，而另一種請求訊息中則會指明股票的名稱，響應訊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服務裡都有哪些方法，它們的參數和傳回值是什麼。這些方法是在<portType>裡用<operation>元素表示的，<operation>可以有<input>和<output>子項目，表示方法的輸入和輸出。注意，方法可以是只有輸入或只有輸出的。

• Binding- 包含了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資料格式和協議的結合；特定連接埠類型的具體協議和資料格式規範的綁定。JAX-RPC規範規定，SOAP綁定可以有rpc和document兩種類型，分別表示遠端程序呼叫和基於訊息的方式。use屬性可以是encoded或literal，對於前者要支援rpc的方式，對於後者要支援rpc和document的方式。

• port- 定義為協議/資料格式綁定與具體Web訪問地址組合的單個服務存取點。

• 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，應當使用怎樣的訊息調用模式來訪問等。其中訊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訊息傳輸協議相綁定，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元素描述了如何使用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允許通過擴充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訊息格式(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。在使用者能夠調用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尋找相應服務的機制。UDDI利用SOAP訊息機制（標準的XML/HTTP）來發布，編輯，瀏覽以及尋找註冊資訊。它採用XML格式來封裝各種不同類型的資料，並且發送到註冊中心或者由註冊中心來返回需要的資料。

二：調用原理

Web服務有兩層含義：1、是指封裝成單個實體並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，用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元件物件模型不同。

Web服務的體繫結構是基於Web服務提供者、Web服務要求者、Web服務中介者三個角色和發布、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使用者提供自己已有的功能；Web服務要求者就是Web服務功能的使用者，它利用SOAP訊息向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服務要求者與合適的Web服務提供者聯絡在一起，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服務要求者，或者二者兼而有之。顯示了Web服務角色之間的關係:其中，“發布”是為了讓使用者或其他服務知道某個Web服務的存在和相關資訊;“尋找（發現）”是為了找到合適的Web服務;“綁定”則是在提供者與要求者之間建立某種聯絡。

下面這個體系圖，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服務中介者發布，並在UDDI註冊中心註冊； （發布）

◆ Web服務要求者向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，為要求者尋找滿足請求的服務； （發現）

◆ Web服務中介者向Web服務要求者返回滿足條件的Web服務描述資訊，該描述資訊用WSDL寫成，各種支援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資訊產生相應的SOAP訊息，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訊息執行相應的Web服務，並將服務結果返回給Web服務要求者。（綁定）

三：Web Service的特點

Web Service的主要目標是跨平台的可互通性。為了實現這一目標，Web Service 完全基於XML（可延伸標記語言 (XML)）、XSD（XML Schema）等獨立於平台、獨立於軟體供應商的標準，是建立可互操作的、分布式應用程式的新平台。因此使用Web Service有許多優點:

 1、跨防火牆的通訊

如果應用程式有成千上萬的使用者，而且分布在世界各地，那麼用戶端和伺服器之間的通訊將是一個棘手的問題。因為用戶端和伺服器之間通常會有防火牆或者Proxy 伺服器。傳統的做法是，選擇用瀏覽器作為用戶端，寫下一大堆ASP頁面，把應用程式的中介層暴露給終端使用者。這樣做的結果是開發難度大，程式很難維護。 要是用戶端代碼不再如此依賴於HTML表單，用戶端的編程就簡單多了。如果中介層組件換成Web Service的話，就可以從使用者介面直接調用中介層組件，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用戶端，也可以使用自己開發的SOAP用戶端，然後把它和應用程式串連起來。不僅縮短了開發週期，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介層組件時，都跳轉到相應的"結果頁"。

 2、應用程式整合

企業級的應用程式開發人員都知道，企業裡經常都要把用不同語言寫成的、在不同平台上啟動並執行各種程式整合起來，而這種整合將花費很大的開發力量。應用程式經常需要從啟動並執行一台主機上的程式中擷取資料；或者把資料發送到主機或其它平台應用程式中去。即使在同一個平台上，不同軟體廠商生產的各種軟體也常常需要整合起來。通過Web Service，應用程式可以用標準的方法把功能和資料"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）交換訊息的能力。訊息可以是結構化的、帶類型的，也可以是鬆散定義的。

 3、B2B的整合

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連網進行產品、服務及資訊的交換。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台，完成商務交易的過程。

Web Service是B2B整合成功的關鍵。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整合的一個關鍵區段，還需要許多其它的部分才能實現整合。 用Web Service來實現B2B整合的最大好處在於可以輕易實現互通性。只要把商務邏輯"暴露"出來，成為Web Service，就可以讓任何指定的夥伴調用這些商務邏輯，而不管他們的系統在什麼平台上運行，使用什麼開發語言。這樣就大大減少了花在B2B整合上的時間和成本。

 4、軟體和資料重用

Web Service在允許重用代碼的同時，可以重用代碼背後的資料。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整合起來，通過Web Service "暴露"出來，就可以非常容易地把所有這些功能都整合到你的門戶網站中，為使用者提供一個統一的、友好的介面。 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資料。

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傳統型應用程式。其中一些只需要與本機上的其它程式通訊。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。運行在同一台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、 區域網路的一些應用程式

在許多應用中，所有的程式都是在Windows平台下使用COM，都運行在同一個區域網路上。在這些程式裡，使用DCOM會比SOAP/HTTP有效得多。與此相類似，如果一個.net程式要串連到區域網路上的另一個.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資訊來源，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，使用者可以開發一個採購應用程式，以自動擷取來自不同供應商的價格資訊，從而使使用者可以選擇供應商，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。