Web Services帶來了什么

2019-11-18 15:10:54

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供稿：網(wǎng)友

摘要：本文介紹了Web Services的起源和基本原理，分析了在企業(yè)應(yīng)用中Web Services帶來的沖擊和變革，指出了Web Services的一些優(yōu)缺點(diǎn)以及如何正確地應(yīng)用Web Services.

無論是在計(jì)算機(jī)雜志還是在Internet上，目前最熱門的話題莫過于“Web Services”。各個平臺之間的鋒爭，各個新產(chǎn)品的發(fā)布，眾多新標(biāo)準(zhǔn)的制訂，大都和Web Services有關(guān)。

我的一些朋友是這樣的一些人，他們總是用著最新的平臺，嘗試著最新的技術(shù)，他們喜歡變化，喜歡流行，用他們自己的話說，新技術(shù)創(chuàng)造新生活！可是，當(dāng)我的一個朋友，帶領(lǐng)他們一個部門的開發(fā)人員，花了兩個月的，將他們內(nèi)部的治理系統(tǒng)用Web Services重新設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一遍，卻發(fā)現(xiàn)在實(shí)際使用的情況下，系統(tǒng)性能非常糟糕。他提出了這樣一個問題：是不是Web Services現(xiàn)在還處于實(shí)驗(yàn)和市場炒作時(shí)期，根本沒有進(jìn)入實(shí)用的階段？簡單的回答是：Web Services不是萬能的，它有它的應(yīng)用范圍和優(yōu)勢劣勢。

Web Services的起源
Web應(yīng)用的巨大成功和不斷發(fā)展，使其滲透到商業(yè)領(lǐng)域和個人生活的各個方面。人們只要使用瀏覽器，就可以享受到各種各樣的Web服務(wù)，例如網(wǎng)上購物，網(wǎng)上交易，網(wǎng)絡(luò)游戲，預(yù)定車票，網(wǎng)上聊天和交友等等。與此同時(shí)，由于Web技術(shù)所帶來的優(yōu)勢（統(tǒng)一的客戶端和較好的維護(hù)性），使一些傳統(tǒng)的應(yīng)用紛紛轉(zhuǎn)型到BS結(jié)構(gòu)上。

然而，在發(fā)展中，逐步暴露了一些問題。所有這些Web頁面都是為人預(yù)備的，是讓人去閱讀，去輸入，去判定。因此各種反映視覺效果的內(nèi)容占用了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，例如各種圖片，字體信息，文字排版樣式等。而真正含有高價(jià)值的一些信息，被深深埋在這些顯示信息中，很難被其他應(yīng)用和程序所使用。更重要的是，各種web服務(wù)之間缺少交互和通訊的機(jī)制。

程序之間的互相通訊很重要嗎？簡單舉一個例子。

假設(shè)你經(jīng)常去國外出差，在你回國以后，第一件事就是費(fèi)用報(bào)銷了。而你們公司有這樣的財(cái)務(wù)規(guī)定，所有的報(bào)銷款，都按報(bào)銷當(dāng)天的外匯比價(jià)進(jìn)行結(jié)算。因此在你填寫報(bào)銷單的時(shí)候必須先填寫每一筆在各個國家的花消，然后上網(wǎng)查出當(dāng)天的外匯比價(jià)，填寫到報(bào)銷單上。剩下的事情也許不用你做了，你的報(bào)銷單填寫工具會自動進(jìn)行換算和統(tǒng)計(jì)。

覺得有什么不妥嗎？作為IT公司的員工，也許都有一個特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)能做的事情，盡量要計(jì)算機(jī)去做。外匯比價(jià)的查詢可以讓計(jì)算機(jī)自動去做嘛！然而，讓你的程序自動去網(wǎng)頁上查找指定的外匯比價(jià)可不是一件輕易的事。因?yàn)檫@些網(wǎng)頁是給人閱讀的，人眼和大腦的反應(yīng)速度有多快，它們可以從一整頁信息中快速定位到你所要的內(nèi)容，而且無論網(wǎng)頁怎樣變化和改版都不會帶來太大的影響。而應(yīng)用程序想要做同樣的事就差得太遠(yuǎn)了。因此，現(xiàn)在需要的是專門為應(yīng)用程序制定的Web服務(wù)。

隨著應(yīng)用程序之間通訊的需求越來越大，這就需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。HP公司是最先提出這個觀點(diǎn)的公司，他們制定了有關(guān)“e-Speak”的標(biāo)準(zhǔn)來保證應(yīng)用程序之間的交互，并聲稱將成為下一代Internet信息交互的標(biāo)準(zhǔn)。而隨后，MicroSoft意識到此計(jì)劃的美好前景，便推出了.Net戰(zhàn)略；IBM很快就發(fā)布了Web Services Toolkit(WSTK)，和Web Services Development Environment(WSDE)，申明對Web Services的全力支持。與此同時(shí)，Oracle也開發(fā)出自己的Dynamic Services，并和Oracle 8i Release 2集成在一起。在這以后，W3C統(tǒng)一制定了Web Services的各種標(biāo)準(zhǔn)。而SUN公司在公布了自己的Web Services的框架以后，將Web Services的標(biāo)準(zhǔn)溶入J2EE的環(huán)境，使Web Services有了廣泛支持的基礎(chǔ)和平臺。

Web Services的基本原理
Web Services 是通過一系列標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議來保證程序之間的動態(tài)連接。其中最基本的協(xié)議包括：SOAP, WSDL, UDDI

SOAP: 是“Simple Object access PRotocol”的縮寫，SOAP是消息傳遞的協(xié)議，它規(guī)定了Web Services之間是怎樣傳遞信息的。簡單的說，SOAP規(guī)定了：
1. 傳遞信息的格式為xml。這就使Web Services能夠在任何平臺上，用任何語言進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
2. 遠(yuǎn)程對象方法調(diào)用的格式。規(guī)定了怎樣表示被調(diào)用對象以及調(diào)用的方法名稱和參數(shù)類型等。
3. 參數(shù)類型和XML格式之間的映射。這是因?yàn)椋徽{(diào)用的方法有時(shí)候需要傳遞一個復(fù)雜的參數(shù)，例如，一個Person對象。怎樣用XML來表示一個對象參數(shù)，也是SOAP所定義的范圍。
4. 異常處理以及其他的相關(guān)信息.

WSDL:是“Web Services Description Language”的縮寫.意如其名,WSDL是Web Services的定義語言。當(dāng)你實(shí)現(xiàn)了某種服務(wù)的時(shí)候(如,股票查詢服務(wù)),為了讓別的程序調(diào)用,你必須告訴大家你的服務(wù)的接口.例如,服務(wù)名稱，服務(wù)所在的機(jī)器名稱，監(jiān)聽端口號，傳遞參數(shù)的類型,個數(shù)和順序,返回結(jié)果的類型等等.這樣別的應(yīng)用程序才能調(diào)用你的服務(wù)。WSDL協(xié)議就是規(guī)定了有關(guān)Web Services描述的標(biāo)準(zhǔn)。

UDDI: 是Universal Description, Discovery, and Integration的縮寫。簡單說，UDDI用于集中存放和查找WSDL描述文件，起著目錄服務(wù)器的作用。

如上圖，一個Web Services的生命周期是：

實(shí)現(xiàn)一個Web Services，使其能夠接受和響應(yīng)SOAP消息（現(xiàn)在有很多工具都可以幫助實(shí)現(xiàn)）。

撰寫一個WSDL文件用于描述此Web Services。（現(xiàn)在有很多工具可以自動生成WSDL文件）。

將此WSDL發(fā)布到UDDI上。

其他的應(yīng)用程序（客戶端）從UDDI上搜索到你的WSDL。

根據(jù)你的WSDL，客戶端可以編寫程序（現(xiàn)在有很多工具可以自動生成調(diào)用程序）調(diào)用你的Web Services。

Web Services的缺點(diǎn)
由于是基于XML的應(yīng)用，Web Services與生俱來地在擁有XML帶來的一切優(yōu)勢的同時(shí)，不可避免地繼續(xù)了XML所帶來的一些限制。

Web Services通常需要大量的CPU資源。因?yàn)閄ML數(shù)據(jù)要經(jīng)過多步處理才能被系統(tǒng)使用。首先是效驗(yàn)（validate），檢查它的格式是否符合XML的規(guī)范，以及根據(jù)應(yīng)用程序定義（DTD或Schema）檢查是否符合語義上的規(guī)范；然后還要進(jìn)行解析（parse），從XML文檔分解出單個的元素；最后還要轉(zhuǎn)換成應(yīng)用程序所需要的二進(jìn)制表達(dá)（例如，把“12” 轉(zhuǎn)換成整型12的二進(jìn)制表示）。

Web Services還意味著占用較多的內(nèi)存資源。在進(jìn)行XML解析的時(shí)候，會產(chǎn)生大量的臨時(shí)內(nèi)存對象。非凡是在處理DOM對象的時(shí)候。這些大量的臨時(shí)對象對于象java這類自動回收內(nèi)存的語言和系統(tǒng)其實(shí)是一種負(fù)擔(dān)，大量的臨時(shí)對象將會使系統(tǒng)每隔一段時(shí)間就會進(jìn)行內(nèi)存回收，從而降低系統(tǒng)的性能。當(dāng)然，現(xiàn)在有的Web Services的產(chǎn)品（如axis）采用了SAX技術(shù)，大大減少了內(nèi)存的占用量。具體信息請參考：（http://xml.apache.org/axis/index.Html）。

網(wǎng)絡(luò)資源的消耗也是Web Services應(yīng)用的一些限制。因?yàn)榛赬ML數(shù)據(jù)的傳遞通常數(shù)據(jù)量要比二進(jìn)制的協(xié)議（如RMI/IIOP）要大的多。這種額外的消耗在網(wǎng)絡(luò)資源比較緊張或網(wǎng)絡(luò)傳輸比較頻繁的應(yīng)用中會產(chǎn)生一定的影響。

除了XML帶來的限制，Web Services本身也具有一些缺點(diǎn)：

到目前為止，Web Services還可以說是一種無狀態(tài)（stateless）的服務(wù)。
所謂stateless就意味著不保存客戶端服務(wù)調(diào)用者的任何信息。這是由Web Services的本質(zhì)所決定的。Web Services在本質(zhì)上是要為應(yīng)用程序之間提供數(shù)據(jù)通訊的標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)應(yīng)用之間動態(tài)地提供大顆粒度的服務(wù)，所以Web Services并不適合于非常精細(xì)的基于會話的方法調(diào)用以及復(fù)雜的事務(wù)（transaction）處理之中。
也許有人會對我這點(diǎn)提出異議！因?yàn)椋F(xiàn)在有很多Web Services的產(chǎn)品（如WASD），不但可以保存session的信息，使服務(wù)成為有狀態(tài)（stateful）的服務(wù)，而且還實(shí)現(xiàn)了remote interface，可以在Web Services的會話中傳遞遠(yuǎn)程對象的句柄，讓客戶端可以操縱遞遠(yuǎn)程對象（具體信息請參考：http://www.systinet.com ）。原理上說，這并不難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵赬ML數(shù)據(jù)中，可以互相傳送任何數(shù)據(jù)，包括sessionID和transactionID，有了這些ID，從技術(shù)角度上說，實(shí)現(xiàn)有狀態(tài)（stateful）的服務(wù)和事務(wù)處理并不復(fù)雜。但是，這樣功能缺少標(biāo)準(zhǔn)的支持，當(dāng)前版本的WSDL還無法表示這些復(fù)雜的服務(wù)。在企業(yè)內(nèi)部，你可以任意使用這些非凡的功能，可以自己定義會話狀態(tài)的交互協(xié)議，因?yàn)榉?wù)者和服務(wù)調(diào)用者之間的通訊都在你的控制之中；然而要將這些服務(wù)發(fā)布到Internet上，其他的應(yīng)用程序是無法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)去識別這些非凡功能。

數(shù)據(jù)綁定也存在一些不足。
因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)傳遞都用XML格式，因此，需要在二進(jìn)制數(shù)據(jù)和XML數(shù)據(jù)之間有個轉(zhuǎn)換。但是，并不是所有的二進(jìn)制數(shù)據(jù)都能方便地用XML來表示，并不是所有的JAVA對象都能被XML所表示。因此，經(jīng)常在轉(zhuǎn)換過程中會出現(xiàn)語義丟失的情況。

技術(shù)要求高，學(xué)習(xí)曲線較長。
每一個Web Services的產(chǎn)品，都有豐富的工具，能夠根據(jù)Web Services的定義（如WSDL文件）方便地生成客戶端的程序；能夠?qū)⒁话愕姆?wù)程序，很輕易就包裝成Web Services服務(wù)。因此，各個Web Services的產(chǎn)品都聲稱自己的平臺輕易使用，根本不需要了解XML，也不需要了解什么WSDL，UDDI，SOAP就能使用發(fā)布Web Services。非凡是一個朋友告訴我，他在什么都不了解的情況下，用.NET花了15分鐘就發(fā)布了一個Web Services！
千萬不要醉心于這種簡便，這對于簡單的Demo也許是對的，可是對于真正意義上嚴(yán)厲的應(yīng)用，一定要了解Web Services的各個方面，設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)和解決方案，還要根據(jù)具體的應(yīng)用調(diào)整性能。所有這些都需要對Web Services知識的全面把握。

什么應(yīng)用適合Web Services
Web Services這么多的缺點(diǎn)是不是讓你很泄氣？其實(shí)，已經(jīng)有很多成功的Web Services的應(yīng)用和越來越多的開發(fā)商的加盟，證實(shí)Web Services一定會成為新一代WEB信息通訊的主流。經(jīng)過不斷的發(fā)展，Web Services一定能克服自身的弱點(diǎn)，得到更廣泛的應(yīng)用。但就目前來說，Web Services比較適合用于下列形式的應(yīng)用：

基于WAN和Internet的應(yīng)用

要在Internet上創(chuàng)建基于二進(jìn)制協(xié)議的RMI/IIOP的應(yīng)用，一般都會遇上一個大麻煩--防火墻。客戶端瀏覽器極大可能在ISP防火墻后，大多數(shù)防火墻都只能答應(yīng)和外部的HTTP連接，因此想要ISP防火墻后的客戶端能和防火墻外的RMI/IIOP的應(yīng)用端口進(jìn)行連接的話，就要改變ISP的安全策略，讓客戶端能夠連接除了80以外的其他端口。可是當(dāng)運(yùn)行RMI/IIOP的應(yīng)用的服務(wù)器為了安全也在防火墻之后的DMZ中的話，那這個連接就更加復(fù)雜了，要跨越兩個防火墻。
而Web Services由于使用的是HTTP協(xié)議，傳遞的是純文本的XML數(shù)據(jù)，因此擁有穿透防火墻的良好性能。

基于異構(gòu)平臺的應(yīng)用

XML語言本身就是跨平臺、跨語言的數(shù)據(jù)表示方法，在加上通用的HTTP等協(xié)議，使得Web Services天生就適用于基于異構(gòu)平臺的應(yīng)用。假如你的客戶端包含了各種不同的平臺，例如，你希望你的服務(wù)即可以被JAVA程序所調(diào)用，又可以由VB和COM程序所調(diào)用。你有兩種選擇：一種是為不同的平臺提供相應(yīng)的API，還要為不同的語言提供API；假如提供Web Services，所有平臺和語言都可以調(diào)用了！

需要強(qiáng)安全特性的應(yīng)用

很多人都認(rèn)為，安全性是Web Services的弱項(xiàng)。其實(shí)不然，經(jīng)過不斷的完善和各種新的協(xié)議的出臺，Web Services完全可以用于安全性很強(qiáng)的應(yīng)用環(huán)境下。并且，由于Web Services使用HTTP協(xié)議進(jìn)行傳輸，所以可以和輕易就使用已經(jīng)很成熟的基于HTTP的各種安全技術(shù)。

EAI（企業(yè)應(yīng)用集成）
這是目前Web Services應(yīng)用最看好的方向之一。大多數(shù)企業(yè)內(nèi)部都有著各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，它們是在不同的領(lǐng)導(dǎo)在任期間，由不同的軟件開發(fā)商開發(fā)，因此運(yùn)行在不同的平臺和系統(tǒng)上，系統(tǒng)的開發(fā)語言也各不相同。由于現(xiàn)代企業(yè)信息自動化要求的提高，各個系統(tǒng)之間的互動和相互通訊便提到日程上。因此，保護(hù)原有投資，重用遺留系統(tǒng)是當(dāng)前很多中大型企業(yè)的重要任務(wù)。
由于遺留系統(tǒng)的運(yùn)行平臺是異構(gòu)環(huán)境，因此企業(yè)應(yīng)用集成的代價(jià)一般來說是很高的。但假如使用Web Services作為應(yīng)用集成的手段，將會大大降低集成的消耗。Web Services與平臺和語言無關(guān)的特性，以及各種平臺和環(huán)境下的開發(fā)工具都是企業(yè)應(yīng)用集成的利器。
另外，在開發(fā)新的應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)候，仍然需要考慮和其他系統(tǒng)的集成，需要考慮調(diào)用其他系統(tǒng)的功能，和被其他系統(tǒng)所調(diào)用。使用Web Services作為系統(tǒng)與外部交流的接口，能夠使新的系統(tǒng)和別的系統(tǒng)之間保持松耦合的關(guān)系，保持較高的可擴(kuò)展性。

行業(yè)內(nèi)部B2B應(yīng)用
行業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用是Web Services的另外一個方向。因?yàn)樵谝粋€行業(yè)中，商業(yè)業(yè)務(wù)是很相似的，因此在行業(yè)內(nèi)部很輕易形成服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)，使所有的業(yè)內(nèi)企業(yè)共同遵守；但怎樣實(shí)現(xiàn)服務(wù)和使用什么樣的系統(tǒng)，決定權(quán)在于各個企業(yè)自己。例如，電信運(yùn)營商之間的結(jié)算服務(wù)，銀行之間的轉(zhuǎn)帳服務(wù)等都可以形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以WSDL的形式公布出來。各個企業(yè)之間可以選擇不同的平臺進(jìn)行服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

提高Web Services的性能
要想提高Web Services應(yīng)用的性能，需要對整個系統(tǒng)做全盤的考慮。一般來說，有以下幾點(diǎn)需要注重：

Web Services的顆粒度
選擇Web Services的顆粒度是提高Web Services應(yīng)用的性能的主要手段。因?yàn)閃eb Services使用的傳輸協(xié)議為HTTP或SMTP等，這些協(xié)議都是面向無狀態(tài)的連接協(xié)議，每一個請求都要建立一個新的連接。因此Web Services的調(diào)用不能象數(shù)據(jù)庫JDBC（ODBC）接口一樣可以進(jìn)行精細(xì)而復(fù)雜的方法調(diào)用（例如，先獲得Connection，再獲得結(jié)果集，然后一行一行獲取結(jié)果）。Web Services比較適用于大顆粒度的應(yīng)用，在一個調(diào)用中便獲得所有的信息（比如說銀行之間的轉(zhuǎn)帳，在一次調(diào)用中就將包括金額和認(rèn)證等所有的信息都傳輸過去）。

謹(jǐn)慎使用XML接口
系統(tǒng)之間的接口可以使用XML，這樣可以增加系統(tǒng)的靈活性；但不要使用XML作為系統(tǒng)內(nèi)部的接口，因?yàn)檫@不會帶來任何好處，盡量使用二進(jìn)制作為系統(tǒng)內(nèi)部的接口，避免不必要的XML文檔的解析和效驗(yàn)；在處理XML的時(shí)候，盡快將XML轉(zhuǎn)換成內(nèi)部對象，XML的傳遞只會增加系統(tǒng)的開銷。

最大可能性使用CACHE
當(dāng)有些信息是只讀的，或者在一段時(shí)間內(nèi)保持不變，就可以使用CACHE。無論是客戶端的CACHE還是服務(wù)器端的CACHE，都能大大提高系統(tǒng)的性能

總結(jié)
一旦Web Services得到更加廣泛的應(yīng)用，使得各種服務(wù)可以動態(tài)查找和定位，這樣就提供了不同設(shè)備之間各種各樣的信息交互方式，將會大大改變商業(yè)運(yùn)做的模式和信息交流的風(fēng)格。

你可以使用別人已經(jīng)成熟的功能來使自己提供更好的服務(wù)，例如Google，它的搜索引擎可以通過Web Services來訪問。這就意味著在你的系統(tǒng)中可以方便的嵌入使用google的強(qiáng)大搜索功能，而不論你的系統(tǒng)是運(yùn)行在什么平臺上，使google的搜索引擎成為你系統(tǒng)的一部分，（請參考http://www.google.com/apis/）。站在別人的肩膀上，究竟要看得遠(yuǎn)些！

面對Web Services，你現(xiàn)在可以不行動，但你一定要預(yù)備好！

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