Web Service描述語言 WSDL 詳解 (1)

爲什麼使用WSDL?

　　像Internet協議之類的標準有沒有爲權威所利用，或者人們這樣看待它是因爲順之所獲的好處遠遠超出了代價？曾經有許多試圖建立的標準都流產了。有時候，那些還沒有普遍使用的標準甚至由法令或政府規定強行推出：Ada語言就是一例。

　　我相信正是跟隨標準所帶來的好處使它廣泛接受。例如，對於鐵路服務來說，真正重要的是，不同公司所鋪設的鐵路結合到一起，或者是來自好幾個公司的產品協調的工作在一起。幾家大的企業合力建立了SOAP標準。Web Service描述語言(WSDL)向這種Web Service的提供商和用戶推出了方便的協調工作的方法，使我們能更容易的獲得SOAP的種種好處。幾家公司的鐵道並在一起不算什麼難事，他們所需遵循的只是兩軌間的標準距離。對Web Service來說，這要複雜得多。我們必須先制定出指定接口的標準格式。

　　曾經有人說SOAP並不真需要什麼接口描述語言。如果SOAP是交流純內容的標準，那就需要一種語言來描述內容。SOAP消息確實帶有某些類型信息，因此SOAP允許動態的決定類型。但不知道一個函數的函數名、參數的個數和各自類型，怎麼可能去調用這個函數呢？沒有WSDL，我可以從必備文檔中確定調用語法，或者檢查消息。隨便何種方法，都必須有人蔘與，這個過程可能會有錯。而使用了WSDL，我就可以通過這種跨平臺和跨語言的方法使Web Service代理的產生自動化。就像COM和CORBA的IDL文件，WSDL文件由客戶和服務器約定。

　　注意由於WSDL設計成可以綁定除SOAP以外的其他協議，這裏我們主要關注WSDL在HTTP上和SOAP的關係。同樣，由於SOAP目前主要用來調用遠程的過程和函數，WSDL支持SOAP傳輸的文檔規範。WSDL 1.1已經作爲記錄遞交給W3C（見http://www.w3.org/TR/wsdl.html）

　　WSDL文檔結構

　　若要理解XML文檔，將之看作塊狀圖表非常有用。下圖以XML的文檔形式說明了WSDL的結構，它揭示了WSDL文檔五個欄之間的關係。

　　WSDL文檔可以分爲兩部分。頂部分由抽象定義組成，而底部分則由具體描述組成。抽象部分以獨立於平臺和語言的方式定義SOAP消息，它們並不包含任何隨機器或語言而變的元素。這就定義了一系列服務，截然不同的網站都可以實現。隨網站而異的東西如序列化便歸入底部分，因爲它包含具體的定義。

　　l 抽象定義

　　　 Types

　　　　獨立與機器和語言的類型定義

　　　 Messages

　　　　包括函數參數（輸入與輸出分開）或文檔描述

　　　 PortTypes

　　　　引用消息部分中消息定義來描述函數簽名（操作名、輸入參數、輸出參數）

　　2 具體定義

　　　 Bindings

　　　　PortTypes部分的每一操作在此綁定實現

　　　 Services

　　　　確定每一綁定的端口地址

　　下面的圖中，箭頭連接符代表文檔不同欄之間的關係。點和箭頭代表了引用或使用關係。雙箭頭代表"修改"關係。3-D的箭頭代表了包含關係。這樣，各Messages欄使用Types欄的定義，PortTypes欄使用Messages欄的定義；Bindings欄引用了PortTypes欄，Services欄引用Bindings欄，PortTypes和Bindings欄包含了operation元素，而Services欄包含了port元素。PortTypes欄裏的operation元素由Bindings欄裏的operation元素進一步修改或描述。

　　在此背景中，我將使用標準的XML術語來描述WSDL文檔。Element是指XML的元素，而"attribute"指元素的屬性。於是：

＜element attribute="attribute-value"＞contents＜/element＞

　　內容也可能由一個或多個元素以遞歸的方式組成。根元素是所有元素之中最高級的元素。子元素總是從屬於另一個元素，父元素。

　　注意，文檔之中可能只有一個Types欄，或根本沒有。所有其他的欄可以只有零元素、單元素或是多元素。WSDL的列表要求所有的欄以固定的順序出現：import, types, message, portType, binding, service。所有的抽象可以是單獨存在於別的文件中，也可以從主文檔中導入。

　　　　　　　圖一：抽象定義和具體定義

 

　WSDL文件示例

　　讓我們來研究一下WSDL文件，看看它的結構，以及如何工作。請注意這是一個非常簡單的WSDL文檔實例。我們的意圖只是說明它最顯著的特徵。以下的內容中包括更加詳細的討論。

＜?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?＞
＜definitions name="FooSample"
　targetNamespace="http://tempuri.org/wsdl/"
　xmlns:wsdlns="http://tempuri.org/wsdl/"
　xmlns:typens="http://tempuri.org/xsd"
　xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
　xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/"
　xmlns:stk="http://schemas.microsoft.com/soap-toolkit/wsdl-extension"
　xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"＞

＜types＞
＜schema targetNamespace="http://tempuri.org/xsd"
　　xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
　　xmlns:SOAP-ENC="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
　　xmlns:wsdl="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"
　　elementFormDefault="qualified" ＞
＜/schema＞
＜/types＞

＜message name="Simple.foo"＞
　＜part name="arg" type="xsd:int"/＞
＜/message＞

＜message name="Simple.fooResponse"＞
　＜part name="result" type="xsd:int"/＞
＜/message＞

＜portType name="SimplePortType"＞
　＜operation name="foo" parameterOrder="arg" ＞
　　＜input message="wsdlns:Simple.foo"/＞
　　＜output message="wsdlns:Simple.fooResponse"/＞
　＜/operation＞
＜/portType＞

＜binding name="SimpleBinding" type="wsdlns:SimplePortType"＞
　＜stk:binding preferredEncoding="UTF-8" /＞
　＜soap:binding style="rpc"
　　transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http"/＞
　＜operation name="foo"＞
　　＜soap:operation soapAction="http://tempuri.org/action/Simple.foo"/＞
　　＜input＞
　　　＜soap:body use="encoded" namespace="http://tempuri.org/message/"
　　　　encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" /＞
　　＜/input＞
　　＜output＞
　　　＜soap:body use="encoded" namespace="http://tempuri.org/message/"
　　　　encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" /＞
　　＜/output＞
　＜/operation＞
＜/binding＞

＜service name="FOOSAMPLEService"＞
　＜port name="SimplePort" binding="wsdlns:SimpleBinding"＞
　　＜soap:address location="http://carlos:8080/FooSample/FooSample.asp"/＞
　＜/port＞
＜/service＞
＜/definitions＞

　　以下是該實例文檔的總述：稍後我將詳細討論每一部分的細節。

　　第一行申明該文檔是XML。儘管這並不是必需的，但它有助於XML解析器決定是否解析WSDL文件或只是報錯。第二行是WSDL文檔的根元素：＜definitions＞。一些屬性附屬於根元素，就像＜schema＞子元素對於＜types＞元素。

　　＜types＞元素包含了Types欄。如果沒有需要聲明的數據類型，這欄可以缺省。在WSDL範例中，沒有應用程序特定的types聲明，但我仍然使用了Types欄，只是爲了聲明schema namespaces。

　　＜message＞元素包含了Messages欄。如果我們把操作看作函數，＜message＞元素定義了那個函數的參數。＜message＞元素中的每個＜part＞子元素都和某個參數相符。輸入參數在＜message＞元素中定義，與輸出參數相隔離--輸出參數有自己的＜message＞元素。兼作輸入、輸出的參數在輸入輸出的＜message＞元素中有它們相應的＜part＞元素。輸出＜message＞元素以"Response"結尾，就像以前所用的"fooResponse"。每個＜part＞元素都有名字和類型屬性，就像函數的參數有參數名和參數類型。

　　用於交換文檔時，WSDL允許使用＜message＞元素來描述交換的文檔。

　　＜part＞元素的類型可以是XSD基類型，也可以是SOAP定義類型(soapenc)、WSDL定義類型(wsdl)或是Types欄定義的類型。

　　一個PortTypes欄中，可以有零個、單個或多個＜portType＞元素。由於抽象PortType定義可以放置在分開的文件中，在某個WSDL文件中沒有＜portType＞元素是可能的。上面的例子裏只是用了一個＜portType＞元素。而一個＜portType＞元素可在＜operation＞元素中定義一個或是多個操作。示例僅使用了一個名爲"foo"的＜operation＞元素。這和某個函數名相同。＜operation＞元素可以有一個、兩個、三個子元素：＜input＞, ＜output＞ 和＜fault＞元素。每個＜input＞和＜output＞元素中的消息都引用Message欄中的相關的＜message＞元素。這樣，示例中的整個＜portType＞元素就和以下的C函數等效：

　

　int foo(int arg);

　　這個例子足見XML和C相比要冗長的多。（包括＜message＞元素，XML在示例中共使用了12行代碼來表達相同的單行函數聲明。）

　　Bindings欄可以有零個、一個或者多個＜binding＞元素。它的意圖是制定每個＜operation＞通過網絡調用和迴應。Services欄同樣可以有零個、一個、多個＜service＞元素。它還包含了＜port＞元素，每個＜port＞元素引用一個Bindings欄裏的＜binding＞元素。Bindings和Services欄都包含WSDL文檔。

Namespace

　　＜definitions＞和子節點＜schema＞都是namespace屬性：

＜definitions name="FooSample"
　targetNamespace="http://tempuri.org/wsdl/"
　xmlns:wsdlns="http://tempuri.org/wsdl/"
　xmlns:typens="http://tempuri.org/xsd"
　xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
　xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/"
　xmlns:stk="http://schemas.microsoft.com/soap-toolkit/wsdl-extension"
　xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"＞

＜types＞
　＜schema targetNamespace="http://tempuri.org/xsd"
　　xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
　　xmlns:SOAP-ENC="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
　　xmlns:wsdl="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"
　　elementFormDefault="qualified" ＞
　＜/schema＞
＜/types＞

　　每個namespace屬性都聲明瞭一個縮略語，用在文檔中。例如"xmlns:xsd"就爲 http://www.w3.org/2001/XMLSchema定義了一個縮略語（xsd）。這就允許對該namespace的引用只需簡單的在名字前加上前綴就可以了，如："xsd:int"中的"xsd"就是合法的類型名。普通範圍規則可運用於縮略前綴。也就是說，前綴所定義的元素只在元素中有效。

　　Namespace派什麼用？namespace的作用是要避免命名衝突。如果我建立一項Web Service，其中的WSDL文件包含一個名爲"foo"的元素，而你想要使用我的服務與另一項服務連接作爲補充，這樣的話另一項服務的WSDL文件就不能包含名爲"foo"的元素。兩個服務器程序只有在它們在兩個事例中表示完全相同的東西時，纔可以取相同的名字。如果有了表示區別的namespace，我的網絡服務裏的"foo"就可以表示完全不同於另一個網絡服務裏"foo"的含義。在你的客戶端裏，你只要加以限制就可以引用我的"foo"。

　　見下例：http://www.infotects.com/fooService#foo 就是完全限制的名字，相當於"carlos:foo"，如果我聲明瞭carlos作爲http://www.infotects.com/fooService的快捷方式。請注意namespace中的URL是用來確定它們的唯一性的，同時也便於定位。URL所指向的地方不必是實際存在的網絡地址，也可以使用GUID來代替或補充URL。例如，GUID"335DB901-D44A-11D4-A96E-0080AD76435D"就是一個合法的namespace指派。

　　targetNamespace屬性聲明瞭一個namespace，元素中所有的聲明的名字都列於其內。在WSDL示例中，＜definitions＞的targetNamespace 是http://tempuri.org/wsdl。這意味着所有在WSDL文檔中聲明的名字都屬於這個namespace。＜schema＞元素有自己的targetNamespace屬性，其值爲 http://tempuri.org/xsd ，在＜schma＞元素中定義的所有名字都屬於這個namespace而不是main的target namespace。

　　＜schema＞元素的以下這行聲明瞭默認的namespace。Schema中所有有效的名字都屬於這個namespace。

xmlns=http://www.w3.org/2001/XMLSchema

SOAP消息

　　對於使用WSDL的客戶機和服務機來說，研究WSDL文件的一種方法就是決定什麼來接受所發送的信息。儘管SOAP使用底層協議，如IP和HTTP等，但應用程序決定了服務器與客戶機之間交互的高級協議。也就是說，進行一項操作，比如"echoint"把輸入的整數送回，參數的數目、每個參數的類型、以及參數如何傳送等因素決定了應用程序特定的協議。有很多方法可以確定此類協議，但我相信最好的方法就是使用WSDL。如果我們用這種視角來看待它，WSDL不只是一種接口協議，而且是一種協議特定的語言。它就是我們超越"固定"協議（IP、HTTP等）所需要的應用程序特定協議。

　　WSDL可以確定SOAP消息是否遵從RPC或文檔風格。RPC風格的消息（就是示例中所用的）看起來像是函數調用。而文檔風格的消息則更普通，嵌套層次更小。下面的XML消息就是示例WSDL文件解析後的發送/接受效果，解析使用的是MS SOAP Toolkit 2.0（MSTK2）中的SoapClient對象。

　　從客戶端調用"foo(5131953)"函數：

＜?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?＞
　＜SOAP-ENV:Envelope
　　SOAP-ENV:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
　　xmlns:SOAP-ENV="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"＞
　＜SOAP-ENV:Body＞
　　＜m:foo xmlns:m="http://tempuri.org/message/"＞
　　　＜arg＞5131953＜/arg＞
　　＜/m:foo＞
　＜/SOAP-ENV:Body＞
　 ＜/SOAP-ENV:Envelope＞
　從服務器接受的信息：
　　＜?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?＞
＜SOAP-ENV:Envelope
SOAP-ENV:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
xmlns:SOAP-ENV="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"＞
＜SOAP-ENV:Body＞
＜SOAPSDK1:fooResponse xmlns:SOAPSDK1="http://tempuri.org/message/"＞
＜result＞5131953＜/result＞
＜/SOAPSDK1:fooResponse＞
＜/SOAP-ENV:Body＞
＜/SOAP-ENV:Envelope＞

　　兩函數都調用了消息，其迴應是有效的XML。SOAP消息由幾部分組成，首先是＜Envelop＞元素，包含一個可選的＜Header＞元素以及至少一個＜body＞元素。Rpc函數所調用的消息體有一個根據操作"foo"命名的元素，而回應信息體有一個"fooResponse"元素。Foo元素有一個部分＜arg＞，就和WSDL中描述的一樣，是單參數的。fooResponse也相應的有一個＜result＞的部分。注意encodingStyle、envelope和message的namespace和WSDL Bindings欄中的預定義的一致，重複如下：

＜binding name="SimpleBinding" type="wsdlns:SimplePortType"＞
＜stk:binding preferredEncoding="UTF-8" /＞
＜soap:binding style="rpc"
transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http"/＞
＜operation name="foo"＞
＜soap:operation
soapAction="http://tempuri.org/action/Simple.foo"/＞
＜input＞
＜soap:body use="encoded"
namespace="http://tempuri.org/message/"
encodingStyle=
"http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" /＞
＜/input＞
＜output＞
＜soap:body use="encoded"
namespace="http://tempuri.org/message/"
encodingStyle=
"http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" /＞
＜/output＞
＜/operation＞
＜/binding＞