淺析面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)ＳＯＡ

丁敏英　羅立紅

摘要：SOA是一種對(duì)未來(lái)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)有著巨大影響的技術(shù)。文章就什么是SOA；SOA的特點(diǎn)；SOA用于解決哪些問(wèn)題；SOA相關(guān)的技術(shù)以及SOA與Web service的區(qū)別等問(wèn)題提出自己的理解。總結(jié)出SOA的特性。

關(guān)鍵詞：SOA系統(tǒng)架構(gòu)；分層模型；Web服務(wù)

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145(2009)09-0147-02

一、SOA產(chǎn)生的背景

現(xiàn)代企業(yè)面臨的環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，一個(gè)企業(yè)往往具有多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，而且這些系統(tǒng)往往是異構(gòu)的，而且可能需要與客戶、合作伙伴的業(yè)務(wù)系統(tǒng)交互。因此在這樣的復(fù)雜環(huán)境中構(gòu)件新的企業(yè)應(yīng)用是非常困難的。這就要求今天的企業(yè)解決方案具有廣泛的兼容能力，可以支持不同的系統(tǒng)平臺(tái)、數(shù)據(jù)格式和多種連接，要求在Internet環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)是松散藕荷的、跨平臺(tái)的、與語(yǔ)言、接口無(wú)關(guān)的，而且要求提供對(duì)Web應(yīng)用程序的可靠訪問(wèn)等等。各種系統(tǒng)間的互操作性就顯得必要，要求系統(tǒng)能夠無(wú)縫地進(jìn)行通信和共享數(shù)據(jù)，從而在Internet環(huán)境下，消除巨大的信息孤島，實(shí)現(xiàn)信息共享、進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，達(dá)到信息的一致性。SOA就是為了適應(yīng)這種復(fù)雜多變的應(yīng)用環(huán)境，用一種不同于以往的方式來(lái)快速、簡(jiǎn)便地開(kāi)發(fā)企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，為企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中搶得先機(jī)。

二、什么是面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(serviee-oriented architecture。SOA)是指為了解決在Internet環(huán)境下業(yè)務(wù)集成的需要，通過(guò)連接能夠完成特定任務(wù)的獨(dú)立功能實(shí)體的一種系統(tǒng)架構(gòu)。是一個(gè)組件模型，它將應(yīng)用系統(tǒng)的不同功能實(shí)體(稱為服務(wù))通過(guò)定義良好的接口和契約聯(lián)系起來(lái)，從而使得開(kāi)發(fā)人員能夠調(diào)用服務(wù)的功能來(lái)快速便捷地構(gòu)造企業(yè)所需業(yè)務(wù)系統(tǒng)。服務(wù)的接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的，獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和編程語(yǔ)言等。使得構(gòu)建在這樣的系統(tǒng)架構(gòu)中的各種服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。這種具有中立的接口定義(沒(méi)有強(qiáng)制綁定到特定的實(shí)現(xiàn)上)的特征稱為服務(wù)之間的松耦合。

從SOA的定義中，我們看到兩點(diǎn)：(1)軟件系統(tǒng)架構(gòu)：SOA不是一種語(yǔ)言，也不是一種具體的技術(shù)，更不是一種產(chǎn)品，而是一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)，它嘗試給出在特定環(huán)境下推薦采用的一種架構(gòu)，從這個(gè)角度上來(lái)說(shuō)，它其實(shí)更像一種架構(gòu)模式(Pat-tern)，是一種理念架構(gòu)，是人們面向應(yīng)用服務(wù)的解決方案框架；(2)服務(wù)(service)：服務(wù)是整個(gè)SOA實(shí)現(xiàn)的核心。SOA架構(gòu)的基本元素是服務(wù)，服務(wù)是一種邏輯實(shí)體，由一個(gè)或多個(gè)已發(fā)布接口定義的契約，是外部可見(jiàn)的功能。SOA指定一組實(shí)體(服務(wù)提供者、服務(wù)消費(fèi)者、服務(wù)注冊(cè)中心、服務(wù)條款、服務(wù)代理和服務(wù)契約)，這些實(shí)體詳細(xì)說(shuō)明了如何提供和消費(fèi)服務(wù)。遵循SOA觀點(diǎn)的系統(tǒng)必須要有服務(wù)，這些服務(wù)是可互操作的、獨(dú)立的、模塊化的、位置明確的、松耦合的并且可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找其地址。

服務(wù)是SOA的核心，具有如下一些特點(diǎn)：

1．服務(wù)的重用(Reuse)。服務(wù)的可重用性顯著地降低了企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的成本。為了實(shí)現(xiàn)可重用性，服務(wù)只工作在特定處理過(guò)程的上下文(context)中，獨(dú)立于底層實(shí)現(xiàn)和客戶需求的變更。

2．服務(wù)的互操作(internperability)?；ゲ僮鞑⒉皇且粋€(gè)新概念。在CORBA、DCOM、Web service中就已經(jīng)采用互操作技術(shù)了。在SOA中，通過(guò)服務(wù)之間既定的通信協(xié)議進(jìn)行互操作。主要有同步和異步兩種通信機(jī)制。SOA提供服務(wù)的互操作特性更利于其在多個(gè)場(chǎng)合被重用。

3．服務(wù)是自治的(Autonomous)功能實(shí)體。服務(wù)是由組件組成的組合模塊，是自包含和模塊化的。SOA非常強(qiáng)調(diào)架構(gòu)中提供服務(wù)的功能實(shí)體的完全獨(dú)立自主的能力。SOA架構(gòu)中非常強(qiáng)調(diào)功能實(shí)體自我管理和恢復(fù)能力。常見(jiàn)的用來(lái)進(jìn)行自我恢復(fù)的技術(shù)，比如事務(wù)處理(Transaction)，消息隊(duì)列(Message Queue)，冗余部署(Redundant Deploymen)和集群系統(tǒng)(Clus-ter)在SOA中都起到至關(guān)重要的作用。

4．服務(wù)之間的松耦合(Loosly Coupled)在基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)中，具體應(yīng)用系統(tǒng)的功能是由一些松耦合并且具有中立接口定義的服務(wù)組合構(gòu)建起來(lái)的。松耦合系統(tǒng)的好處有兩點(diǎn)，一點(diǎn)是它的靈活性；另一點(diǎn)是，當(dāng)組成整個(gè)應(yīng)用程序的每個(gè)服務(wù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)逐漸地發(fā)生改變時(shí)，它能夠繼續(xù)存在。比如：服務(wù)提供者可以將以前基于遺留代碼(例如，COBOD的實(shí)現(xiàn)完全用基于Java語(yǔ)言的新代碼取代，同時(shí)又不對(duì)服務(wù)請(qǐng)求者造成任何影響。

5．服務(wù)是位置透明的(Location Transparency)服務(wù)是針對(duì)業(yè)務(wù)需求設(shè)計(jì)的。需要反應(yīng)需求的變化，要想真正實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與服務(wù)的分離，就必須使得服務(wù)的設(shè)計(jì)和部署對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是完全透明的。也就是說(shuō)，用戶完全不必知道響應(yīng)自己需求的服務(wù)的位置，甚至不必知道具體是哪個(gè)服務(wù)參與了響應(yīng)。

三、SOA架構(gòu)的分層模型

整個(gè)SOA架構(gòu)的分層模型如圖1所示。

在SOA系統(tǒng)中不同的功能模塊可以被分為7層：

第1層就是企業(yè)已經(jīng)存在的系統(tǒng)資源，例如企業(yè)ERP或者CRM系統(tǒng)等。

第2層就是組件層，在這一層中我們用不同的組件把底層系統(tǒng)的功能封裝起來(lái)。

第3層就是sOA系統(tǒng)中最重要的服務(wù)層，在這層中我們要用底層功能組件來(lái)構(gòu)建我們所需要的不同功能的服務(wù)。

第4層就是商業(yè)流程層，在這一層中我們利用已經(jīng)封裝好的各種服務(wù)來(lái)構(gòu)建商業(yè)系統(tǒng)中的商業(yè)流程。

第5層表示層，我們利用表示層來(lái)向用戶提供用戶接口服務(wù)。

第6層企業(yè)服務(wù)總線(ESB)上面5層都需要有一個(gè)集成的環(huán)境來(lái)支持它們的運(yùn)行，企業(yè)服務(wù)總線(ESB)就提供了這樣的功能。

第7層主要為整個(gè)SOA系統(tǒng)提供一些輔助的功能，例如服務(wù)質(zhì)量管理，安全管理這一類的輔助功能。

四、SOA技術(shù)克服的傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)體系結(jié)構(gòu)中的一些問(wèn)題

SOA最主要的應(yīng)用場(chǎng)合在于解決在Internet環(huán)境下不同商業(yè)應(yīng)用之間的業(yè)務(wù)集成問(wèn)題。Internet應(yīng)用環(huán)境有以下特點(diǎn)：(1)大量異構(gòu)系統(tǒng)并存，比如在Internet環(huán)境中，計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)的差異，操作系統(tǒng)的不同，編程語(yǔ)言的不同，數(shù)據(jù)庫(kù)不同，應(yīng)用服務(wù)器不同，使用的規(guī)范不同等等；(2)大量、頻繁的數(shù)據(jù)傳輸速度緩慢并且不穩(wěn)定；(3)版本升級(jí)無(wú)法完成，根本就無(wú)法知道互聯(lián)網(wǎng)上有哪些機(jī)器直接或者間接地使用某個(gè)服務(wù)。

1．大量異構(gòu)系統(tǒng)并存。在Internet這樣松散的使用環(huán)境中，任何訪問(wèn)請(qǐng)求都有可能出錯(cuò)，因此任何企圖通過(guò)Internet進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)都會(huì)面臨嚴(yán)重的穩(wěn)定性問(wèn)題。所以SOA非常強(qiáng)調(diào)架構(gòu)

中提供服務(wù)的功能實(shí)體的完全獨(dú)立自主的能力。

2．大數(shù)據(jù)量低頻率訪問(wèn)。對(duì)于NET、EJB或者XML-RPC這些傳統(tǒng)的分布式計(jì)算模型而言，他們的服務(wù)提供都是通過(guò)函數(shù)調(diào)用的方式進(jìn)行的，一個(gè)功能的完成往往需要通過(guò)客戶端和服務(wù)器來(lái)回很多次函數(shù)調(diào)用才能完成。在Intranet的環(huán)境下，這些調(diào)用給系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性帶來(lái)的影響都可以忽略不計(jì)，但是在Internet環(huán)境下這些因素往往是決定整個(gè)系統(tǒng)是否能正常工作的一個(gè)關(guān)鍵決定因素。因此SOA系統(tǒng)推薦采用大數(shù)據(jù)量的方式一次性進(jìn)行信息交換。

3．基于文本的消息傳遞。由于Internet中大量異構(gòu)系統(tǒng)的存在決定了SOA系統(tǒng)必須采用基于文本而非二進(jìn)制的消息傳遞方式。在COM／DCOM、CORBA這些傳統(tǒng)的組件模型中，從服務(wù)器端傳往客戶端的是一個(gè)二進(jìn)制編碼的對(duì)象，在客戶端通過(guò)調(diào)用這個(gè)對(duì)象的方法來(lái)完成某些功能；但是在Internet環(huán)境下，不同語(yǔ)言，不同平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)、甚至是一些基本數(shù)據(jù)類型定義不同，給不同的服務(wù)之間傳遞對(duì)象帶來(lái)很大困難。由于基于文本的消息本身是不包含任何處理邏輯和數(shù)據(jù)類型的，因此服務(wù)間只傳遞文本，對(duì)數(shù)據(jù)的處理依賴于接收端的方式可以幫忙繞過(guò)兼容性這個(gè)大泥坑。

五、面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)的優(yōu)勢(shì)

SOA不同于現(xiàn)有的分布式技術(shù)之處在于大多數(shù)軟件商接受它并有可以實(shí)現(xiàn)SOA的平臺(tái)或應(yīng)用程序。SOA伴隨著無(wú)處不在的標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)的現(xiàn)有資產(chǎn)或投資帶來(lái)了更好的重用性。SOA能夠在最新的和現(xiàn)有的應(yīng)用之上創(chuàng)建應(yīng)用；SOA能夠使客戶或服務(wù)消費(fèi)者免予服務(wù)實(shí)現(xiàn)的改變所帶來(lái)的影響；SOA能夠升級(jí)單個(gè)服務(wù)或服務(wù)消費(fèi)者而無(wú)須重寫整個(gè)應(yīng)用，也無(wú)須保留已經(jīng)不再適用于新需求的現(xiàn)有系統(tǒng)?？偠灾琒OA以借助現(xiàn)有的應(yīng)用來(lái)組合產(chǎn)生新服務(wù)的敏捷方式，提供給企業(yè)更好的靈活性來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)流程。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：(1)利用現(xiàn)有的資產(chǎn)；(2)更易于集成和管理復(fù)雜性；(3)更快地整合現(xiàn)實(shí)；(4)減少成本和增加重用。

SOA業(yè)務(wù)流程是由一系列業(yè)務(wù)服務(wù)組成的，可以更輕松地創(chuàng)建、修改和管理它來(lái)滿足不同時(shí)期的需要。

六、結(jié)語(yǔ)

隨著分布式應(yīng)用系統(tǒng)復(fù)雜性的持續(xù)增長(zhǎng)以及企業(yè)業(yè)務(wù)不斷變化以適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)的各種新業(yè)務(wù)的快速推出，新老應(yīng)用系統(tǒng)的集成，系統(tǒng)可用性，可靠性和可伸縮性等等，這些成為各公司企業(yè)面臨的主要問(wèn)題，SOA成為解決這些問(wèn)題的最好解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]Yvonne Balzer．改進(jìn)您的SOA專案規(guī)劃．IBM，2004-08-01．

[2]OASIS探尋標(biāo)準(zhǔn)SOA參考架構(gòu)．2007．

[3]實(shí)現(xiàn)SOA的相關(guān)技術(shù)．2005-09-15．

作者簡(jiǎn)介：丁敏英，湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師；羅立紅。湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師。