SOA and Web services 新手入門

什麼是面向服務的體系結構(SOA)?

面向服務的體系結構(service-oriented architectureSOA)是一個組件模型,它將應用程序的不同功能單元(稱爲服務)通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯繫起來。接口是採用中立的方式進行定義的,它應該獨立於實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。這使得構建在各種這樣的系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。

這種具有中立的接口定義(沒有強制綁定到特定的實現上)的特徵稱爲服務之間的鬆耦合。鬆耦合系統的好處有兩點,一點是它的靈活性,另一點是,當組成整個應用程序的每個服務的內部結構和實現逐漸地發生改變時,它能夠繼續存在。而另一方面,緊耦合意味着應用程序的不同組件之間的接口與其功能和結構是緊密相連的,因而當需要對部分或整個應用程序進行某種形式的更改時,它們就顯得非常脆弱。

對鬆耦合的系統的需要來源於業務應用程序需要根據業務的需要變得更加靈活,以適應不斷變化的環境,比如經常改變的政策、業務級別、業務重點、合作伙伴關係、行業地位以及其他與業務有關的因素,這些因素甚至會影響業務的性質。我們稱能夠靈活地適應環境變化的業務爲按需(On demand業務,在按需業務中,一旦需要,就可以對完成或執行任務的方式進行必要的更改。

雖然面向服務的體系結構不是一個新鮮事物,但它卻是更傳統的面向對象的模型的替代模型,面向對象的模型是緊耦合的,已經存在二十多年了。雖然基於 SOA 的系統並不排除使用面向對象的設計來構建單個服務,但是其整體設計卻是面向服務的。由於它考慮到了系統內的對象,所以雖然 SOA 基於對象的,但是作爲一個整體,它卻不是面向對象的。不同之處在於接口本身。SOA 系統原型的一個典型例子是通用對象請求代理體系結構(Common Object Request Broker ArchitectureCORBA),它已經出現很長時間了,其定義的概念與 SOA 相似。

然而,現在的 SOA 已經有所不同了,因爲它依賴於一些更新的進展,這些進展是以可擴展標記語言(eXtensible Markup LanguageXML)爲基礎的。通過使用基於 XML 的語言(稱爲 Web 服務描述語言(Web Services Definition LanguageWSDL))來描述接口,服務已經轉到更動態且更靈活的接口系統中,非以前 CORBA 中的接口描述語言(Interface Definition LanguageIDL)可比了。

Web 服務並不是實現 SOA 的惟一方式。前面剛講的 CORBA 是另一種方式,這樣就有了面向消息的中間件(Message-Oriented Middleware)系統,比如 IBM MQseries。但是爲了建立體系結構模型,您所需要的並不只是服務描述。您需要定義整個應用程序如何在服務之間執行其工作流。您尤其需要找到業務的操作和業務中所使用的軟件的操作之間的轉換點。因此,SOA 應該能夠將業務的商業流程與它們的技術流程聯繫起來,並且映射這兩者之間的關係。例如,給供應商付款的操作是商業流程,而更新您的零件數據庫,以包括進新供應的貨物卻是技術流程。因而,工作流還可以在 SOA 的設計中扮演重要的角色。

此外,動態業務的工作流不僅可以包括部門之間的操作,甚至還可以包括與不爲您控制的外部合作伙伴進行的操作。因此,爲了提高效率,您需要定義應該如何得知服務之間的關係的策略,這種策略常常採用服務級協定和操作策略的形式。

最後,所有這些都必須處於一個信任和可靠的環境之中,以同預期的一樣根據約定的條款來執行流程。因此,安全、信任和可靠的消息傳遞應該在任何 SOA 中都起着重要的作用。

我可以用面向服務的體系結構做什麼?

  SOA 的需要來源於需要使業務 IT 系統變得更加靈活,以適應業務中的改變。通過允許強定義的關係和依然靈活的特定實現,IT 系統既可以利用現有系統的功能,又可以準備在以後做一些改變來滿足它們之間交互的需要。

下面舉一個具體的例子。一個服裝零售組織擁有 500 家國際連鎖店,它們常常需要更改設計來趕上時尚的潮流。這可能意味着不僅需要更改樣式和顏色,甚至還可能需要更換布料、製造商和可交付的產品。如果零售商和製造商之間的系統不兼容,那麼從一個供應商到另一個供應商的更換可能就是一個非常複雜的軟件流程。通過利用 WSDL 接口在操作方面的靈活性,每個公司都可以將它們的現有系統保持現狀,而僅僅匹配 WSDL 接口並制訂新的服務級協定,這樣就不必完全重構它們的軟件系統了。這是業務的水平改變,也就是說,它們改變的是合作伙伴,而所有的業務操作基本上都保持不變。這裏,業務接口可以作少許改變,而內部操作卻不需要改變,之所以這樣做,僅僅是爲了能夠與外部合作伙伴一起工作。

另一種形式是內部改變,在這種改變中,零售組織現在決定它還將把連鎖零售商店內的一些地方出租給專賣流行衣服的小商店,這可以看作是採用店中店(store-in-store)的業務模型。這裏,雖然公司的大多數業務操作都保持不變,但是它們現在需要新的內部軟件來處理這樣的出租安排。儘管在內部軟件系統可以承受全面的檢修,但是它們需要在這樣做的同時不會對與現有的供應商系統的交互產生大的影響。在這種情況下,SOA 模型保持原封不動,而內部實現卻發生了變化。雖然可以將新的方面添加到 SOA 模型中來加入新的出租安排的職責,但是正常的零售管理系統繼續如往常一樣。

爲了延續內部改變的觀念,IT 經理可能會發現,軟件的新配置還可以以另外的一種方式加以使用,比如出租粘貼海報的地方以供廣告之用。這裏,新的業務提議是通過在新的設計中重用靈活的 SOA 模型得出的。這是來自 SOA 模型的新成果,並且還是一個新的機會,而這樣的新機會在以前可能是不會有的。

垂直改變也是可能的,在這種改變中,零售商從銷售他們自己的服裝完全轉變到專門通過店中店模型出租地方。如果垂直改變完全從最底層開始的話,就會帶來 SOA 模型結構的顯著改變,與之一起改變的還可能有新的系統、軟件、流程以及關係。在這種情況下,SOA 模型的好處是它從業務操作和流程的角度考慮問題而不是從應用程序和程序的角度考慮問題,這使得業務管理可以根據業務的操作清楚地確定什麼需要添加、修改或刪除。然後可以將軟件系統構造爲適合業務處理的方式,而不是在許多現有的軟件平臺上常常看到的其他方式。

正如您可以看到的,在這裏,改變和 SOA 系統適應改變的能力是最重要的部分。對於開發人員來說,這樣的改變無論是在他們工作的範圍之內還是在他們工作的範圍之外都有可能發生,這取決於是否有改變需要知道接口是如何定義的以及它們相互之間如何進行交互。與開發人員不同的是,架構師的作用就是引起對 SOA 模型大的改變。這種分工,就是讓開發人員集中精力於創建作爲服務定義的功能單元,而讓架構師和建模人員集中精力於如何將這些單元適當地組織在一起,它已經有十多年的歷史了,通常用統一建模語言(Universal Modeling LanguageUML),並且描述成模型驅動的體系結構(Model-Driven ArchitectureMDA)。

構建SOA的技術是什麼?

SOA 本身是應該如何將軟件組織在一起的抽象概念。它依賴於用 XML Web 服務實現並以軟件的形式存在的更加具體的觀念和技術。此外,它還需要安全性、策略管理、可靠消息傳遞以及會計系統的支持,從而有效地工作。您還可以通過分佈式事務處理和分佈式軟件狀態管理來進一步地改善它。

SOA 服務和 Web 服務之間的區別在於設計。SOA 概念並沒有確切地定義服務具體如何交互,而僅僅定義了服務如何相互理解以及如何交互。其中的區別也就是定義如何執行流程的戰略與如何執行流程的戰術之間的區別。而另一方面,Web 服務在需要交互的服務之間如何傳遞消息有具體的指導原則;從戰術上實現 SOA 模型是通過 HTTP 傳遞的 SOAP 消息中最常見的 SOA 模型。因而,從本質上講,Web 是實現 SOA 的具體方式之一。

儘管我們覺得 Web 服務是實現 SOA 的最好方式,但是 SOA 並不侷限於 Web 服務。其他使用 WSDL 直接實現服務接口並且通過 XML 消息進行通信的協議也可以包括在 SOA 之中。正如在別處指出的,CORBA IBM MQ 系統通過使用能夠處理 WSDL 的新特徵也可以參與到 SOA 中來。如果兩個服務需要交換數據,那麼它們還會需要使用相同的消息傳遞協議,但是數據接口允許相同的信息交換。

既爲了建立所有這些信息的適當控制,又爲了應用安全性、策略、可靠性以及會計方面的要求,在 SOA 體系結構的框架中加入了一個新的軟件對象。這個對象就是企業服務總線(Enterprise Service BusESB,它使用許多可能的消息傳遞協議來負責適當的控制、流甚至還可能是服務之間所有消息的傳輸。雖然 ESB 並不是絕對必需的,但它卻是在 SOA 中正確管理您的業務流程至關重要的組件。ESB 本身可以是單個引擎,甚至還可以是由許多同級和下級 ESB 組成的分佈式系統,這些 ESB 一起工作,以保持 SOA 系統的運行。在概念上,它是從早期比如消息隊列和分佈式事務計算這些計算機科學概念所建立的存儲轉發機制發展而來的。

從開發人員的角度來說,他們使用的工具必須知道 SOA 的能力,並允許開發人員有效地使用 SOA 對象。這將設計 SOA 模型、開發服務和服務對象以及測試 SOA 應用程序這些過程包括進來並組成一個整體。因而,開發人員的工作必須爲面向服務的應用程序設計/開發(Service-Oriented Application Design/DevelopmentSOAD)做好準備。

SOA與其它技術的關係如何?

SOA 可以與許多其他技術結合在一起使用,然而,組件的封裝和聚合在其中扮演着重要的角色。如前所述,SOA 可以是一個簡單對象、複雜對象、對象的集合、包含許多對象的流程、包含其他流程的流程,甚至還可以是輸出單一結果的應用程序的整體集合。在服務之外,它可以看作是單個實體,但是在其自身中,它可以具有任何級別的複雜性(如果必要的話)。出於性能方面的考慮,大多數 SOA 服務並沒有下降到單一對象的粒度,並且更適合於大中型組件。

除了可能離不開 XML WSDL 之外,SOA 並不是特定於語言的。可以用任何編程語言來實現服務,只要這種編程語言可以生成服務並且可以與 WSDL 結合在一起使用就可以了。SOAP 本身並不是絕對需要的,但它是通用的消息傳遞系統。因此,可以使用幾乎任何一種編程語言和支持 WSDL 的平臺來實現 SOA 中的成員服務。

基於通用對象請求代理體系結構(Common Object Broker Request ArchitectureCORBA)的應用程序有許多組件必須連接到 SOA 中。雖然 CORBA 中的接口描述語言(Interface Description LanguageIDL)在概念上類似於 WSDL,但它不是嚴格的,因而首先需要將其映射到 WSDL。另外,需要使用更高級的 SOA 協議(比如用於流程和策略管理的協議),而不是 CORBA 中的類似的概念。請記住,這是 CORBA 組件(表示爲服務)需要與 SOA 服務交互的情況;在 CORBA 模型中,所有的獨立子集仍然可以像以前一樣工作。

由對象管理組(Object Management Group)提出並在許多 IBM Rational 產品中得以實現的模型驅動體系結構在一個更抽象的層次上與 SOA 的概念具有很強的相關性。MDA 基於這樣的概念,任何軟件流程都可以定義爲模型甚至是元模型(即模型的模型),然後可以將這些模型和元模型轉換成應用程序的實際組件。因此,MDA 創建了一個模型,這個模型先編譯成軟件應用程序,而軟件應用程序接着又編譯成可執行程序,這樣就可以在平臺上運行了。MDA 並不區分服務和對象這兩個概念,但是它確實允許模型由其他子集模型本身組成,這類似於 BPELSOA 的一個核心組件)中的流程聚合的概念。

SOA Web 服務是獨立於編程語言的,但 Java 是主要的開發語言之一。可以使用定義良好的 Java 接口以及各種協議豐富的 Java 實現爲正在構建這個模型的開發人員提供了優勢。Java 在此擔當了開發每個服務的功能、管理數據對象和與其他在邏輯上封裝在服務內的對象進行交互的角色。

SOA Web 的另一個重要的關係是自主計算和網格計算的概念。自主計算的概念應用於管理分佈式服務體系結構的範圍,具體來說,就是幫助維護策略和服務級協議以及 SOA 系統的總穩定性。

另外,網格計算可以以兩個級別與 SOA 系統一起使用。網格是分佈式計算的一種形式,它利用分佈式特性和服務之間的交互來爲 SOA 應用程序提供計算支持。在這種情況下,網格起到了框架的作用,其中實現了一些或所有單獨的服務。因此,SOA 應用程序可以是網格服務的消費者。

在另一方面,網格本身也可以構建在 SOA 之上。在這種情況下,每個操作系統服務都是構成整個 SOA 應用程序的成員,而 SOA 應用程序就是網格本身。因此,單獨的網格組件既可以使用 Web 服務進行通信,又可以以 SOA 的方式進行交互。總而言之,網格系統可以是 SOA 本身,也可以提供服務來在其上構建應用程序級 SOA 模型。

我可以如何構建SOA系統?

利用 SOA 的好處不僅是一個軟件開發流程,而且還是一個業務開發流程。採用 SOA 有四個層次,您的實現可以跨越從創建特定的軟件服務到將您的業務模型全面轉換到按需系統的過程。要獲得進一步的信息,您應該閱讀這一部分的末尾列出的文章“The Four levels of SOA Adoption”

第一個層次是最簡單的,因爲它只需創建單獨的服務。在這一部分列出的“SOA 新手入門中對此進行了詳細解釋,並且提供了更多的資源。

在第二個層次中,您不僅可以創建服務,而且可以開始將業務功能集成到 SOA 中。這涉及多個層次的集成,其中包括應用程序集成、信息集成、流程集成和整個系統集成。Migrating to a Service-Oriented Architecture 是一篇重要的文章,介紹了這個層次中的問題。

第三個層次涉及將您的企業 IT 基礎設施轉換到 SOA 模型,而採用 SOA 的第四個層次集中於轉換您的業務模型,以使之成爲按需就緒的模型。

IT 專業人員的角度來看(與業務層相比),要創建 SOA 應用程序,您通常將經歷四個階段:構建、部署、使用和管理。在構建階段中,您可以定義業務模型或流程、軟件模型和 SOA 模型。之後,您就可以創建一組服務,這組服務可以與已發佈的通用接口一起重用。

在部署階段,您提取創建的服務,並把它們放在一個可執行、可管理的環境之中。在使用階段,您根據前面所講的 SOA 和軟件模型來裝配應用程序,並且測試其軟件質量以及非功能性需求,比如性能、可伸縮性等等。應用程序現在已經準備完畢並且可用於用戶。最後的管理階段是一個長期的過程,在這個階段中,您可以監控並管理安全性和使用,以及在許多與您可能已經爲 SOA 制訂好的服務級協定或策略相對應的方面比較其性能。

這些是 SOA 的生命週期的概念階段。爲了使對應於這些階段的實際工作角色具體化,有許多角色需要加入到 SOA 應用程序的創建之中。這些角色可能從事相同的工作,也可能跨多個團隊成員甚至多個團隊。在 Rational Unified ProcessRUP)中所劃分的角色非常好地表達了角色概念。

RUP 角色包括項目經理、分析員、架構師、建模人員、開發人員、測試人員以及部署和操作人員。SOA 幾乎完全照搬了這種角色劃分方法,惟一不同之處在於,SOA 建模人員角色的工作是提取概念性軟件模型,並且根據 IT 基礎設施的 SOA 模型和資源來對其進行測試。開發人員角色還可以包括二級角色像裝配人員(在使用階段),裝配人員的角色是提取單獨的服務,並且根據定義好的模型構建實際的 SOA 應用程序。不管是顯式的還是隱式的,這些角色都存在於支持 SOA 的企業之中。

 

 

 

個人體會:SOA的鬆耦合特性能夠適應業務需求的靈活性,當服務內部結構及實現發生改變時它能夠繼續存在從而降低了軟件二次開發的成本。SOA就好比是一個服務中介將不同系統、不同平臺上的操作通過它聯繫起來,而實現各種服務和數據的交互,滿足市場快速變化的需求.

                                溫曉佩

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章