WebService 概念和工作原理(一)

今天我们一起来学习WebService。它到底是干啥用的？

Web service是一个平台独立的，低耦合的，自包含的、基于可编程的web的应用程序，可使用开放的XML（标准通用标记语言下的一个子集）标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序，用于开发分布式的互操作的应用程序。

一：Web Service基本概念

Web Service也叫XML Web Service WebService是一种可以接收从Internet或者Intranet上的其它系统中传递过来的请求，轻量级的独立的通讯技术。是:通过SOAP在Web上提供的软件服务，使用WSDL文件进行说明，并通过UDDI进行注册。

XML：(Extensible Markup Language)扩展型可标记语言。面向短期的临时数据处理、面向万维网络，是Soap的基础。

Soap：(Simple Object Access Protocol)简单对象存取协议。

是XML Web Service 的通信协议。当用户通过UDDI找到你的WSDL描述文档后，他通过可以SOAP调用你建立的Web服务中的一个或多个操作。SOAP是XML文档形式的调用方法的规范，它可以支持不同的底层接口，像HTTP(S)或者SMTP。

说到Web Services你就很难把它与SOAP分开，SOAP是用于交换XML编码信息的轻量级协议。它有三个主要方面：

XML-envelope为描述信息内容和如何处理内容定义了框架；
  将程序对象编码成为XML对象的规则；
  执行远程过程调用（RPC）的约定。

 

  SOAP 可以运行在任何其它传输协议上。

 例如， SMTP，在传输层之间的头是不同的，但XML有效负载保持相同。表面看来，基于 XML 的模式本应比基于二进制的慢，但它并不像表面那么简单。

首先，当SOAP被用于通过因特网发送消息时，在每个端点给消息编码／解码的时间与在端点间传输字节的时间相比较是微不足道的，所以这种情况下使用 XML 没太大问题。

 

WSDL(Web Service Definition Language)

WSDL：(Web Services Description Language) WSDL 文件是一个 XML 文档，用于说明一组 SOAP 消息以及如何交换这些消息。大多数情况下由软件自动生成和使用。

WSDL 是一种XML Application，他将Web服务描述定义为一组服务访问点，客户端可以通过这些服务访问点对包含面向文档信息或面向过程调用的服务进行访问(类似远程过程调用)。WSDL首先对访问的操作和访问时使用的请求/响应消息进行抽象描述，然后将其绑定到具体的传输协议和消息格式上以最终定义具体部署的服务访问点。相关的具体部署的服务访问点通过组合就成为抽象的Web服务。

在具体使用中，我们可以对 WSDL 进行扩展(类似SOAP的可扩展性)，这样无论通信时使用何种消息格式或网络协议，都可以对服务访问点及其使用的消息格式进行描述。在WSDL的框架中，可以使用任意的消息格式和网络协议，如同SOAP中可以使用任意的网络协议一样。在WSDL规范中，定义了如何使用SOAP消息格式、HTTP GET/POST消息格式以及MIME格式来完成Web服务交互的规范。

 

WSDL 文档在Web服务的定义中使用下列元素：

service 使用一个特殊的 binding，binding是 portType 的一个实现。portType 定义操作，而操作由 messages 组成。消息中包含由 types 部分中定义的 XML 组成。

1.Types - 定义Web服务里用到的，XML Schema定义的数据类型以外的自定义数据类型，对于我们自定义的类（Book），会对应到一个<complexType>，其中用<element>元素指定每个参数的类型。

2.JAX-RPC规范中规定了Java语言的数据类型到XML Schema数据类型的映射，例如int<->xsd:int、java.lang.String<->xsd:string等等，还有数组的映射方式。

3.Message - 具体定义了在通信中使用的消息的数据结构，Message元素包含了一组Part元素，每个Part元素都是最终消息的一个组成部分，每个Part都会引用一个DataType来表示它的结构。例如addBook()方法有一个Book类型的参数，则在WSDL中会有<part name="book" type="tns1:Book"/>的描述。

4.Operation - 对服务中所支持的操作的抽象描述，一般单个Operation描述了一个访问入口的请求/响应消息对。

5.PortType - PortType具体定义了一种服务访问入口的类型，何谓访问入口的类型呢？就是传入/传出消息的模式及其格式。一个PortType可以包含若干个Operation，而一个Operation则是指访问入口支持的一种类型的调用。在WSDL里面支持四种访问入口调用的模式：

• 1. 单请求;
  2. 单响应;
  3. 请求/响应;
  4. 响应/请求。

  在这里请求指的是从客户端到Web服务端，而响应指的是从Web服务端到客户端。PortType的定义中会引用消息定义部分的一个到两个消息，作为请求或响应消息的格式。比如，一个股票查询的访问入口可能就会支持两种请求消息，一种请求消息中指明股票代码，而另一种请求消息中则会指明股票的名称，响应消息可能都是股票的价格等等。

• 我们看一个WSDL文档，一般就该先找<portType>元素，看看这个WSDL代表的Web服务里都有哪些方法，它们的参数和返回值是什么。这些方法是在<portType>里用<operation>元素表示的，<operation>可以有<input>和<output>子元素，表示方法的输入和输出。注意，方法可以是只有输入或只有输出的。

• Binding- 包含了如何将抽象接口的元素(portType)转变为具体表示的细节，具体表示也就是指特定的数据格式和协议的结合；特定端口类型的具体协议和数据格式规范的绑定。JAX-RPC规范规定，SOAP绑定可以有rpc和document两种类型，分别表示远程过程调用和基于消息的方式。use属性可以是encoded或literal，对于前者要支持rpc的方式，对于后者要支持rpc和document的方式。

• port- 定义为协议/数据格式绑定与具体Web访问地址组合的单个服务访问点。

• service- 描述的是一个具体的被部署的Web服务所提供的所有访问入口的部署细节，一个Service往往会包含多个服务访问入口，而每个访问入口都会使用一个Port元素来描述。

• Port描述的是一个服务访问入口的部署细节，包括通过哪个Web地址(URL)来访问，应当使用怎样的消息调用模式来访问等。其中消息调用模式则是使用Binding结构来表示。Binding结构定义了某个PortType与某一种具体的网络传输协议或消息传输协议相绑定，从这一层次开始，描述的内容就与具体服务的部署相关了。比如可以将PortType与SOAP/HTTP绑定，也可以将PortType与MIME/SMTP相绑定等。

• portType(与message和type元素的细节相结合)描述了Web服务是什么，binding元素描述了如何使用Web服务，port及service元素描述了Web服务的位置。

• 在介绍了WSDL的主要元素之后，大家会发现，WSDL的设计理念完全继承了以XML为基础的当代Web技术标准的一贯设计理念：开放。WSDL允许通过扩展使用其他的类型定义语言(不光是XML Schema)，允许使用多种网络传输协议和消息格式(不光是在规范中定义的这些：SOAP/HTTP，HTTP-GET/POST以及MIME等)。

UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration)

是一个主要针对Web服务供应商和使用者的新项目。在用户能够调用Web服务之前，必须确定这个服务内包含哪些商务方法，找到被调用的接口定义，还要在服务端来编制软件，UDDI是一种根据描述文档来引导系统查找相应服务的机制。UDDI利用SOAP消息机制（标准的XML/HTTP）来发布，编辑，浏览以及查找注册信息。它采用XML格式来封装各种不同类型的数据，并且发送到注册中心或者由注册中心来返回需要的数据。

二：调用原理

Web服务有两层含义：1、是指封装成单个实体并发布到网络上的功能集合体；2、是指功能集合体被调用后所提供的服务。简单地讲，Web服务是一个URL资源，客户端可以通过编程方式请求得到它的服务，而不需要知道所请求的服务是怎样实现的，这一点与传统的分布式组件对象模型不同。

Web服务的体系结构是基于Web服务提供者、Web服务请求者、Web服务中介者三个角色和发布、发现、绑定三个动作构建的。简单地说，Web服务提供者就是Web服务的拥有者，它耐心等待为其他服务和用户提供自己已有的功能；Web服务请求者就是Web服务功能的使用者，它利用SOAP消息向Web服务提供者发送请求以获得服务;Web服务中介者的作用是把一个Web服务请求者与合适的Web服务提供者联系在一起，它充当管理者的角色，一般是UDDI。这三个角色是根据逻辑关系划分的，在实际应用中，角色之间很可能有交叉：一个Web服务既可以是Web服务提供者，也可以是Web服务请求者，或者二者兼而有之。显示了Web服务角色之间的关系:其中，“发布”是为了让用户或其他服务知道某个Web服务的存在和相关信息;“查找（发现）”是为了找到合适的Web服务;“绑定”则是在提供者与请求者之间建立某种联系。

下面这个体系图，是我精心画出来的，一看就懂。。。。。

实现一个完整的Web服务包括以下步骤：

◆ Web服务提供者设计实现Web服务，并将调试正确后的Web服务通过Web服务中介者发布，并在UDDI注册中心注册； （发布）

◆ Web服务请求者向Web服务中介者请求特定的服务，中介者根据请求查询UDDI注册中心，为请求者寻找满足请求的服务； （发现）

◆ Web服务中介者向Web服务请求者返回满足条件的Web服务描述信息，该描述信息用WSDL写成，各种支持Web服务的机器都能阅读；（发现）

◆ 利用从Web服务中介者返回的描述信息生成相应的SOAP消息，发送给Web服务提供者，以实现Web服务的调用；（绑定）

◆ Web服务提供者按SOAP消息执行相应的Web服务，并将服务结果返回给Web服务请求者。（绑定）

三：Web Service的特点

Web Service的主要目标是跨平台的可互操作性。为了实现这一目标，Web Service 完全基于XML（可扩展标记语言）、XSD（XML Schema）等独立于平台、独立于软件供应商的标准，是创建可互操作的、分布式应用程序的新平台。因此使用Web Service有许多优点:

1、跨防火墙的通信

如果应用程序有成千上万的用户，而且分布在世界各地，那么客户端和服务器之间的通信将是一个棘手的问题。因为客户端和服务器之间通常会有防火墙或者代理服务器。传统的做法是，选择用浏览器作为客户端，写下一大堆ASP页面，把应用程序的中间层暴露给最终用户。这样做的结果是开发难度大，程序很难维护。 要是客户端代码不再如此依赖于HTML表单，客户端的编程就简单多了。如果中间层组件换成Web Service的话，就可以从用户界面直接调用中间层组件，从而省掉建立ASP页面的那一步。要调用Web Service，可以直接使用Microsoft SOAP Toolkit或.net这样的SOAP客户端，也可以使用自己开发的SOAP客户端，然后把它和应用程序连接起来。不仅缩短了开发周期，还减少了代码复杂度，并能够增强应用程序的可维护性。同时，应用程序也不再需要在每次调用中间层组件时，都跳转到相应的"结果页"。

2、应用程序集成

企业级的应用程序开发者都知道，企业里经常都要把用不同语言写成的、在不同平台上运行的各种程序集成起来，而这种集成将花费很大的开发力量。应用程序经常需要从运行的一台主机上的程序中获取数据；或者把数据发送到主机或其它平台应用程序中去。即使在同一个平台上，不同软件厂商生产的各种软件也常常需要集成起来。通过Web Service，应用程序可以用标准的方法把功能和数据"暴露"出来，供其它应用程序使用。

XML Web services 提供了在松耦合环境中使用标准协议（HTTP、XML、SOAP 和 WSDL）交换消息的能力。消息可以是结构化的、带类型的，也可以是松散定义的。

3、B2B的集成

B2B 指的是Business to Business，as in businesses doing business with other businesses,商家(泛指企业)对商家的电子商务，即企业与企业之间通过互联网进行产品、服务及信息的交换。通俗的说法是指进行电子商务交易的供需双方都是商家(或企业、公司)，她们使用了Internet的技术或各种商务网络平台，完成商务交易的过程。

Web Service是B2B集成成功的关键。通过Web Service，公司可以只需把关键的商务应用"暴露"给指定的供应商和客户，就可以了，Web Service运行在Internet上，在世界任何地方都可轻易实现，其运行成本就相对较低。Web Service只是B2B集成的一个关键部分，还需要许多其它的部分才能实现集成。 用Web Service来实现B2B集成的最大好处在于可以轻易实现互操作性。只要把商务逻辑"暴露"出来，成为Web Service，就可以让任何指定的合作伙伴调用这些商务逻辑，而不管他们的系统在什么平台上运行，使用什么开发语言。这样就大大减少了花在B2B集成上的时间和成本。

4、软件和数据重用

Web Service在允许重用代码的同时，可以重用代码背后的数据。使用Web Service，再也不必像以前那样，要先从第三方购买、安装软件组件，再从应用程序中调用这些组件；只需要直接调用远端的Web Service就可以了。另一种软件重用的情况是，把好几个应用程序的功能集成起来，通过Web Service "暴露"出来，就可以非常容易地把所有这些功能都集成到你的门户站点中，为用户提供一个统一的、友好的界面。 可以在应用程序中使用第三方的Web Service 提供的功能，也可以把自己的应用程序功能通过Web Service 提供给别人。两种情况下，都可以重用代码和代码背后的数据。

四：Web Service的缺点

1、 单机应用程序

目前，企业和个人还使用着很多桌面应用程序。其中一些只需要与本机上的其它程序通信。在这种情况下，最好就不要用Web Service，只要用本地的API就可以了。COM非常适合于在这种情况下工作，因为它既小又快。运行在同一台服务器上的服务器软件也是这样。当然Web Service 也能用在这些场合，但那样不仅消耗太大，而且不会带来任何好处。

2、 局域网的一些应用程序

在许多应用中，所有的程序都是在Windows平台下使用COM，都运行在同一个局域网上。在这些程序里，使用DCOM会比SOAP/HTTP有效得多。与此相类似，如果一个.net程序要连接到局域网上的另一个.net程序，应该使用.net Remoting。其实在.net Remoting中，也可以指定使用SOAP/HTTP来进行Web Service 调用。不过最好还是直接通过TCP进行RPC调用，那样会有效得多。

1.3、XML Web Service的应用

1.最初的 XML Web Service 通常是可以方便地并入应用程序的信息来源，如股票价格、天气预报、体育成绩等等。

2.以 XML Web Service 方式提供现有应用程序，可以构建新的、更强大的应用程序，并利用 XML Web Service 作为构造块。

例如，用户可以开发一个采购应用程序，以自动获取来自不同供应商的价格信息，从而使用户可以选择供应商，提交订单，然后跟踪货物的运输，直至收到货物。而供应商的应用程序除了在Web上提供服务外，还可以使用XML Web Service检查客户的信用、收取货款，并与货运公司办理货运手续。