基于REST的Web Service在CDM中的應(yīng)用研究

張成偉 張偉航

摘 要：深圳機(jī)場(chǎng)協(xié)同決策系統(tǒng)（CDM）是在采集、整合機(jī)場(chǎng)終端運(yùn)行系統(tǒng)中各單位的運(yùn)行和業(yè)務(wù)信息的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)布和共享，使各單位獲得機(jī)場(chǎng)運(yùn)行相同的情景意識(shí)，提供協(xié)同決策的基礎(chǔ)平臺(tái)。本文對(duì)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的Web Service進(jìn)行了介紹，并重點(diǎn)探討了基于REST實(shí)現(xiàn)方式的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：協(xié)同決策 Web Service REST

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（a）-0005-02

協(xié)同決策制定CDM（Collaborative Decision Making）是指能夠采集、整合和共享航班保障運(yùn)行系統(tǒng)中各單位的運(yùn)行和業(yè)務(wù)信息并在此基礎(chǔ)上提供各種決策工具的平臺(tái)[1]。CDM的核心理念是聯(lián)合所有空中交通活動(dòng)參與者與管理者，共同提高空中交通管理水平、機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效率和服務(wù)水平。

深圳空管站從2007年開始，經(jīng)過多年努力，主導(dǎo)研發(fā)了深圳航班運(yùn)行協(xié)同決策系統(tǒng)（包括空管航班排序系統(tǒng)和協(xié)同決策系統(tǒng)兩部分，以下簡(jiǎn)稱CDM），于2011年9月29日完成在深圳空管站、深圳監(jiān)管局、珠海空管站、澳門塔臺(tái)、珠海進(jìn)近、深圳機(jī)場(chǎng)和深圳駐場(chǎng)各航空公司的部署工作，開始試驗(yàn)運(yùn)行；并于2012年5月10日通過了民航局人事科教司組織的項(xiàng)目成果鑒定。鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為：該系統(tǒng)開創(chuàng)了航班運(yùn)行保障新模式，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，具有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益[2]。

CDM主要采用Web Service技術(shù)在異構(gòu)系統(tǒng)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。過去，Web Service在CDM中的實(shí)現(xiàn)方式普遍基于XML的SOAP。本文在CDM系統(tǒng)中進(jìn)行了基于REST實(shí)現(xiàn)方式的研究和應(yīng)用嘗試。

1 Web Service在CDM中的應(yīng)用

Web Service是部署在Web上的軟件組件或應(yīng)用程序，提供了某種特定的功能服務(wù)，可在Web上發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和使用。Web服務(wù)的最大特點(diǎn)是：具有Internet層面上的標(biāo)準(zhǔn)描述和接口，Web Service以一種平臺(tái)和編程語(yǔ)言無關(guān)的方式解耦合了服務(wù)提供者和服務(wù)消費(fèi)者，這一重要的特征把Web Service和其他一些綁定特定平臺(tái)和編程語(yǔ)言的解決方案區(qū)分開來。通過以一種標(biāo)準(zhǔn)的方式暴露接口，Web Service提高了應(yīng)用的重用性和可適配性。

CDM數(shù)據(jù)交換定義了多種報(bào)文格式，這些報(bào)文使用現(xiàn)在業(yè)界流行的XML文件格式（SOAP規(guī)范），便于擴(kuò)展和應(yīng)用，每種報(bào)文用于不同的航班信息交換，如用于航班計(jì)劃交換的報(bào)文、用于氣象信息交換的報(bào)文、用于航行情報(bào)交換的報(bào)文等。

CDM系統(tǒng)對(duì)外公布Web Service接口供各個(gè)系統(tǒng)調(diào)用。Web Service接口接收各方發(fā)送的報(bào)文，并將結(jié)果返回給各個(gè)調(diào)用方。CDM數(shù)據(jù)交換接口的內(nèi)部具體處理流程分為：XML文件解析接口、數(shù)據(jù)策略接口、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保存接口及XML日志處理接口。

CDM的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖如圖1所示，使用基于SWIM技術(shù)的概念，CDM為中心節(jié)點(diǎn)，接收和提供其他系統(tǒng)所需要的信息，避免了以往蜘蛛網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)在簡(jiǎn)單的架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的信息交換能力。

2 REST技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在當(dāng)前的Web Service領(lǐng)域存在著不少技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中最主要的兩個(gè)是WS-*（SOAP）和REST。WS-*基于通訊雙方的互操作流程定義操作方法來實(shí)現(xiàn)Web Service；而REST則采用了和獲取網(wǎng)頁(yè)類似的架構(gòu)，通過定義資源采用標(biāo)準(zhǔn)HTTP來實(shí)現(xiàn)通訊雙方的互操作。

SOAP是一個(gè)基于XML定義的消息架構(gòu)和消息格式以及一套基本的處理協(xié)議。整個(gè)WS-*是由很多相關(guān)的技術(shù)規(guī)范組成的，由于這些成熟度各異的規(guī)范是由不同的標(biāo)準(zhǔn)組織來維護(hù)和支持的，因此規(guī)范之間可能是互為補(bǔ)充、部分重疊、甚至是相互競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。這種各模塊獨(dú)立的發(fā)展方式導(dǎo)致了WS-*變成了一個(gè)龐大并復(fù)雜的技術(shù)規(guī)范集。WS-*規(guī)范包含了很多用來支持高級(jí)功能的子規(guī)范，但了解這些規(guī)范并且真正使用的人并不在多數(shù)[3]。

REST并不是一種具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，而是一種軟件架構(gòu)風(fēng)格，主要有以下特點(diǎn)：從資源的角度來考察整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)資源有唯一標(biāo)識(shí)；使用通用的連接器接口操作資源；對(duì)資源的操作不會(huì)改變資源標(biāo)識(shí)；連接協(xié)議具有無狀態(tài)性；能夠使用Cache機(jī)制來增進(jìn)性能。REST風(fēng)格幾乎是為HTTP協(xié)議量身定做的，在HTTP協(xié)議中用URI來標(biāo)識(shí)唯一的資源，用GET、PUT、POST、DELETE等動(dòng)詞來操作資源，HTTP協(xié)議是無狀態(tài)協(xié)議，可以通過Cache來提高性能?；赗EST的架構(gòu)風(fēng)格，人們把它使用到了Web服務(wù)中。在目前主流的三種Web服務(wù)實(shí)現(xiàn)方案中，REST的Web服務(wù)比基于SOAP和XML-RPC方式的Web服務(wù)更加簡(jiǎn)潔高效。它直接使用HTTP協(xié)議就可以實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)，不需要額外的封裝協(xié)議和遠(yuǎn)程進(jìn)程的調(diào)用[4]。

由于REST直接利用了現(xiàn)有成熟的W3C/IETF標(biāo)準(zhǔn)，使得人們使用它的學(xué)習(xí)成本很低。正如圖2所示那樣近幾年人們對(duì)REST的使用程度已遠(yuǎn)超SOAP。

3 REST在CDM中的應(yīng)用

目前CDM中的Web Service主要以滿足SOAP規(guī)范的XML交互數(shù)據(jù)為主，采用了JSON格式交互的REST Web Service在部分產(chǎn)品上做了嘗試。實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，無論是開發(fā)的便捷程度，還是運(yùn)行的效率，REST方式都要略勝一籌。由于沒有數(shù)據(jù)格式的限制，可以基于應(yīng)用需要選擇輕量級(jí)的消息格式，REST給了CDM平臺(tái)更大的自由度來對(duì)服務(wù)性能進(jìn)行按需優(yōu)化。

如圖3為CDM中圖形化航班查詢界面，該模塊前臺(tái)使用基于Flex實(shí)現(xiàn)的GIS技術(shù)，將機(jī)場(chǎng)氣象信息與出港航班動(dòng)態(tài)進(jìn)行了初步融合[5]。在Flex獲取CDM后臺(tái)數(shù)據(jù)（包括航班動(dòng)態(tài)信息、主要機(jī)場(chǎng)和目的地相關(guān)機(jī)場(chǎng)的天氣情況）的選用方案中，XML顯得臃腫復(fù)雜，F(xiàn)lex拆包解析XML的效率沒有JSON高效。更進(jìn)一步，該模塊部分功能調(diào)用了瀏覽器的JavaScript容器運(yùn)行，JavaScript對(duì)JSON的直接支持更是XML方式望塵莫及的。

4 結(jié)語(yǔ)

CDM需要在各種異構(gòu)系統(tǒng)間交換數(shù)據(jù)，因此Web Service的應(yīng)用場(chǎng)景最為普遍。SOAP/XML和REST/JSON是主要的兩種實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)格式。相對(duì)于SOAP方式的臃腫，REST方式實(shí)現(xiàn)的Web Service在深圳CDM系統(tǒng)中的應(yīng)用是簡(jiǎn)潔有效的。根據(jù)應(yīng)用的不同需求，在目前SOAP之外再暴露一套定義良好的REST Web Service接口是一個(gè)可行的并且合理的解決方案，來使得CDM的更多應(yīng)用成為具有可交互性的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張偉航.構(gòu)建協(xié)同決策系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)中遇到的問題和解決方法[J].民航科技，2010，1：102-104.

[2] 張成偉，李曉春，張偉航，等.深圳航班運(yùn)行協(xié)同決策新模式中氣象產(chǎn)品的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].空中交通，2012，12（增刊）：58-61.

[3] 郭峰，施德明，陶雋.REST，為企業(yè)應(yīng)用插上新翅膀[EB/OL][2013-12-5].http：//qing.blog.sina.com.cn/tj/88ca09aa330004br.html.

[4] 左超，王芳.使用Node.js開發(fā)基于JavaScript的RESTful應(yīng)用[EB/OL][2013-12-2].http：//www.ibm.com/developerworks/cn/web/1211_zuochao_nodejsrest/.

[5] Bianbian.Org.在協(xié)同決策系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)基于Flex+ArcGIS的航班天氣展示[EB/OL][2012-6-18].http：//bianbian.org/technology/364.html.