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SOA是英文詞語"Service Oriented Architecture"的縮寫，中文有多種翻譯，如"面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)"、"以服務(wù)為中心的體系結(jié)構(gòu)"和"面向服務(wù)的架構(gòu)"，其中"面向服務(wù)的架構(gòu)"比較常見。SOA有很多定義，但基本上可以分為兩類：一類認(rèn)為SOA主要是一種架構(gòu)風(fēng)格；另一類認(rèn)為SOA是包含運行環(huán)境、編程模型、架構(gòu)風(fēng)格和相關(guān)方法論等在內(nèi)的一整套新的分布式軟件系統(tǒng)構(gòu)造方法和環(huán)境，涵蓋服務(wù)的整個生命周期：建模-開發(fā)-整合-部署-運行-管理。后者概括的范圍更大，著眼于未來的發(fā)展，我們更傾向于后者，認(rèn)為SOA是分布式軟件系統(tǒng)構(gòu)造方法和環(huán)境的新發(fā)展階段。

在SOA架構(gòu)風(fēng)格中，服務(wù)是最核心的抽象手段，業(yè)務(wù)被劃分（組件化）為一系列粗粒度的業(yè)務(wù)服務(wù)和業(yè)務(wù)流程。業(yè)務(wù)服務(wù)相對獨立、自包含、可重用，由一個或者多個分布的系統(tǒng)所實現(xiàn)，而業(yè)務(wù)流程由服務(wù)組裝而來。一個"服務(wù)"定義了一個與業(yè)務(wù)功能或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相關(guān)的接口，以及約束這個接口的契約，如服務(wù)質(zhì)量要求、業(yè)務(wù)規(guī)則、安全性要求、法律法規(guī)的遵循、關(guān)鍵業(yè)績指標(biāo)（Key Performance Indicator，KPI）等。接口和契約采用中立、基于標(biāo)準(zhǔn)的方式進(jìn)行定義，它獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)建在不同系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一的和通用的方式進(jìn)行交互、相互理解。除了這種不依賴于特定技術(shù)的中立特性，通過服務(wù)注冊庫（Service Registry）加上企業(yè)服務(wù)總線（Enterprise Service Bus）來支持動態(tài)查詢、定位、路由和中介（Mediation）的能力，使得服務(wù)之間的交互是動態(tài)的，位置是透明的。技術(shù)和位置的透明性，使得服務(wù)的請求者和提供者之間高度解耦。這種松耦合系統(tǒng)的好處有兩點：一點是它適應(yīng)變化的靈活性；另一點是當(dāng)某個服務(wù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)逐漸發(fā)生改變時，不影響其他服務(wù)。而緊耦合則是指應(yīng)用程序的不同組件之間的接口與其功能和結(jié)構(gòu)是緊密相連的，因而當(dāng)發(fā)生變化時，某一部分的調(diào)整會隨著各種緊耦合的關(guān)系引起其他部分甚至整個應(yīng)用程序的更改，這樣的系統(tǒng)架構(gòu)就很脆弱了。

SOA架構(gòu)帶來的另一個重要觀點是業(yè)務(wù)驅(qū)動IT，即IT和業(yè)務(wù)更加緊密地對齊。以粗粒度的業(yè)務(wù)服務(wù)為基礎(chǔ)來對業(yè)務(wù)建模，會產(chǎn)生更加簡潔的業(yè)務(wù)和系統(tǒng)視圖；以服務(wù)為基礎(chǔ)來實現(xiàn)的IT系統(tǒng)更靈活、更易于重用、更好（也更快）地應(yīng)對變化；以服務(wù)為基礎(chǔ)，通過顯式地定義、描述、實現(xiàn)和管理業(yè)務(wù)層次的粗粒度服務(wù)（包括業(yè)務(wù)流程），提供了業(yè)務(wù)模型和相關(guān)IT實現(xiàn)之間更好的"可追溯性"，減小了它們之間的差距，使得業(yè)務(wù)的變化更容易傳遞到IT。

因此，可以將SOA的主要優(yōu)點概括為：IT能夠更好更快地提供業(yè)務(wù)價值（Business Centric）、快速應(yīng)變能力（Flexibility）、重用（Reusability）。

從演變的歷程來看，SOA在很多年前就被提出來了，現(xiàn)在SOA的再現(xiàn)和流行是若干因素的結(jié)合。一方面是多年的軟件工程發(fā)展和實踐所積累的經(jīng)驗、方法和各種設(shè)計/架構(gòu)模式，包括OO/CBD/MDD/MDA、EAI和中間件；另一方面是互聯(lián)網(wǎng)的多年發(fā)展帶來前所未有的分布式系統(tǒng)的交互能力和標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。與此同時，企業(yè)越來越重視業(yè)務(wù)模型本身的組件化，以支持高度靈活的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略。但是現(xiàn)有的企業(yè)軟件架構(gòu)不夠靈活，難以適應(yīng)日益復(fù)雜的企業(yè)整合，難以滿足隨需應(yīng)變商務(wù)的需要，因此與業(yè)務(wù)對齊、以業(yè)務(wù)的敏捷應(yīng)變能力為首要目標(biāo)、松散耦合、支持重用的SOA架構(gòu)方法得到青睞。更多的細(xì)節(jié)請參見"

基于我們同客戶打交道的經(jīng)驗，有必要在這里澄清大家經(jīng)常混淆的幾個基本問題。

第一，SOA是架構(gòu)風(fēng)格，是方法；而不是具體架構(gòu)具體實現(xiàn)技術(shù)（如Web Service）、具體架構(gòu)元素（如企業(yè)服務(wù)總線，Enterprise Service Bus，ESB）。

經(jīng)常有人認(rèn)為只要用了Web Service，就是SOA了。這是不對的，Web Service只是實現(xiàn)服務(wù)的一種具體技術(shù)表現(xiàn)形式。同樣，認(rèn)為搞SOA，就是買點軟件，建個ESB，這也是不對的，ESB只是SOA架構(gòu)風(fēng)格中的一部分。首先，ESB是一種從實踐中總結(jié)出來的架構(gòu)風(fēng)格元素，即BUS（總線模式）；其次，ESB的主要功能是負(fù)責(zé)連通性和服務(wù)中介（Service Mediation），解耦服務(wù)的請求者和服務(wù)的提供者。

第二，SOA的首要目標(biāo)是IT與業(yè)務(wù)對齊，支持業(yè)務(wù)的快速變化；其次是IT架構(gòu)的靈活性和IT資產(chǎn)的重用。

業(yè)務(wù)對敏捷性的需要，是SOA最大的驅(qū)動力。一方面是業(yè)務(wù)在這方面的要求越來越高；另一方面是今天的IT很不靈活，很難適應(yīng)業(yè)務(wù)快速變化的需求，不僅僅是因為IT架構(gòu)不靈活，更重要的是業(yè)務(wù)模型中的元素和IT系統(tǒng)的元素之間存在很大的差距。這種不對齊，導(dǎo)致業(yè)務(wù)人員和IT人員之間的溝通不夠有效，業(yè)務(wù)的變化需要花費很大的代價傳遞到IT系統(tǒng)。很難想像，業(yè)務(wù)人員對一個Java對象，一個EJB或者一個JSP頁面感興趣，這離業(yè)務(wù)世界太遠(yuǎn)了。這種業(yè)務(wù)和IT的對齊，需要在IT系統(tǒng)中實現(xiàn)更高階的抽象元素，就是業(yè)務(wù)模型中的元素（服務(wù)、流程、業(yè)績管理），并且滿足業(yè)務(wù)需要的水平整合（將人、信息、應(yīng)用和流程端到端地動態(tài)整合起來）。這樣一個以服務(wù)為中心的、端到端整合的環(huán)境，首先使得業(yè)務(wù)變化可以在業(yè)務(wù)元素這個層面上溝通，更容易、更準(zhǔn)確地從業(yè)務(wù)傳遞到IT。其次，這種變化被隔離在需要變化的局部，而不擴散到系統(tǒng)的其他部分。這就需要整個IT架構(gòu)本身是松散耦合的，一個服務(wù)的變化（功能、數(shù)據(jù)、過程、技術(shù)環(huán)境等）不影響其他服務(wù)。最后，我們希望這些反映業(yè)務(wù)元素的服務(wù)，是相對穩(wěn)定、可以重用的，這對快速適應(yīng)變化、減少成本是非常重要的。

第三，在工程上，SOA的重點是服務(wù)建模和基于SOA的設(shè)計原則進(jìn)行架構(gòu)決策和設(shè)計。

經(jīng)常碰到客戶提出這樣的問題：SOA挺好，為什么好？怎么做才是SOA的方法？跟過去的方法，比如OO/CBD有什么不同？有時候一個J2EE服務(wù)器就好了，為什么那么復(fù)雜？

從建模和設(shè)計的角度來說，SOA更多地側(cè)重在業(yè)務(wù)層次上，也就是通過服務(wù)建模將業(yè)務(wù)組件化為服務(wù)模型，它是業(yè)務(wù)架構(gòu)的底層，是技術(shù)架構(gòu)的頂層，承上啟下，是靈活的業(yè)務(wù)模型和IT之間的橋梁，保證二者之間的"可追溯性"。從這里往下，是基于已有的方法，比如OO/CBD來進(jìn)行的。從架構(gòu)的層次上，SOA更多地側(cè)重于如何將企業(yè)范圍內(nèi)多個分布的系統(tǒng)（包括已有系統(tǒng)/遺留系統(tǒng)）連接起來（ESB，Adapter/Connector），如何將它們的功能、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為服務(wù)，如何通過服務(wù)中介機制（ESB，Service Registry）保證服務(wù)之間以松散耦合的方式交互，如何組裝（集成）服務(wù)為流程，如何管理服務(wù)和流程等。從這往下，對于實現(xiàn)服務(wù)的一個具體應(yīng)用，它的架構(gòu)、設(shè)計和實現(xiàn)是可以基于已有的實踐和方法的，比如J2EE或.NET。

有些時候，由于業(yè)務(wù)需求比較簡單，所有這些東西都在一個J2EE的應(yīng)用服務(wù)器上，有些要素不是那么突出，不過隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴大，要解決的業(yè)務(wù)問題更復(fù)雜、范圍更大的時候，SOA的各種架構(gòu)要素就會變得越來越重要。

在下面的小節(jié)里就概括地討論一下SOA的若干個重要方面，包括：面向服務(wù)的計算環(huán)境，編程模型，架構(gòu)風(fēng)格，工程方法，以及相關(guān)的技術(shù)。

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1.2 計算環(huán)境的演變和面向服務(wù)的計算環(huán)境

1.2.1 計算環(huán)境

計算環(huán)境由一組計算機、軟件平臺和相互聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)組成，這個環(huán)境能夠處理和交換數(shù)字信息，允許外界訪問其內(nèi)信息資源（1）。不同的計算環(huán)境有不同的計算風(fēng)格和編程模型，由一些特定于該計算環(huán)境的技術(shù)來支撐。如何在一個計算環(huán)境中分割和部署計算能力、數(shù)據(jù)資源，如何讓各個部分相互通信和協(xié)作，如何在概念上對問題域進(jìn)行建模，然后映射到該計算環(huán)境，都會受到計算環(huán)境的影響和制約。因此，了解一下計算環(huán)境的歷史，會幫助我們理解面向服務(wù)的計算環(huán)境是如何演變而來的。

1.2.2 計算環(huán)境的演變歷程

計算環(huán)境的演變經(jīng)歷了若干個階段，在早期的主機時代，絕大多數(shù)的計算功能和系統(tǒng)的組成部分，都包括在一臺機器里。在20世紀(jì)80年代，隨著PC的繁榮，計算環(huán)境發(fā)生很大的變化。通過局域網(wǎng)相互連接的計算設(shè)備構(gòu)成客戶/服務(wù)器計算環(huán)境，計算資源和數(shù)據(jù)資源被適當(dāng)?shù)胤指睿蛻艉头?wù)器通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、遠(yuǎn)程調(diào)用或消息等方式來相互協(xié)作，完成計算。

為了滿足更高的可伸縮性需求，多層架構(gòu)出現(xiàn)，計算資源和數(shù)據(jù)資源的分布多樣化，與企業(yè)中原來已經(jīng)存在的計算環(huán)境，尤其是主機及其遺留系統(tǒng)之間的集成也變得越來越重要。中間件迅速發(fā)展，開始出現(xiàn)分布式對象、組件和接口等概念，用于在計算環(huán)境中更好地分割運算邏輯和數(shù)據(jù)資源。計算環(huán)境中不同部分之間的交互，也從原有相對低層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、遠(yuǎn)程調(diào)用和消息機制的基礎(chǔ)上，發(fā)展到支持分布式對象、組件和接口之間的交互，這種交互在名字服務(wù)（Naming Service）等的支持下，通常是位置透明的。但由于缺乏普遍的標(biāo)準(zhǔn)化支持，很難做到技術(shù)透明，系統(tǒng)是緊耦合的。

隨著互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的發(fā)展，開放和標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議被普遍支持，所有底層計算平臺都開始支持這些標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，這導(dǎo)致一個計算環(huán)境內(nèi)部和各個計算環(huán)境之間交互的藩籬被打破。數(shù)據(jù)和功能的表示與交互在XML、WEB服務(wù)（Web Service）技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，保證了通用性和最大的交互能力，這使得計算環(huán)境發(fā)展到一個全新的階段--基于標(biāo)準(zhǔn)、開放的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的計算環(huán)境。在這樣的計算環(huán)境中，各個部分可以采用異構(gòu)的底層技術(shù)，它們使用XML來描述和表示自己的數(shù)據(jù)和功能，采用開放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如HTTP）來握手，在此之上，基于Web服務(wù)來互操作和交換數(shù)據(jù)。在這里，一個很重要的新概念是"服務(wù)"（2），它是一個自包含的功能，使用者通過明確定義的接口（契約）來與一個服務(wù)交互，這個接口的描述基于WSDL（Web Service Description Language）這樣的開放標(biāo)準(zhǔn)。對象和組件重在表示一個事物本身的組成部分和相互關(guān)聯(lián)（也就是WHAT"THINGS"ARE的問題），而服務(wù)則表示一個事物做什么（也就是WHAT"THINGS"DO的問題）。Web服務(wù)是實現(xiàn)服務(wù)的技術(shù)手段，就如同各種編程語言中的對象是實現(xiàn)對象的技術(shù)手段，J2EE中的EJB是實現(xiàn)組件的技術(shù)手段一樣。這種基于標(biāo)準(zhǔn)、開放的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以服務(wù)為中心的計算環(huán)境，我們稱之為"面向服務(wù)的計算環(huán)境"。

1.2.3 面向服務(wù)的計算環(huán)境

在面向服務(wù)的計算環(huán)境中，系統(tǒng)可以是高度分布、異構(gòu)的。它一般包括服務(wù)運行時環(huán)境（Service Runtime）、服務(wù)總線（Service Integration Infrastructure）、服務(wù)網(wǎng)關(guān)（Service Gateway）、服務(wù)注冊庫（Service Registry）和服務(wù)組裝引擎（Service Choreography Engine）等，如圖1-1所示。

服務(wù)運行時環(huán)境提供服務(wù)（和服務(wù)組件）的部署、運行和管理能力，支持服務(wù)編程模型，保證系統(tǒng)的安全和性能等質(zhì)量要素；服務(wù)總線提供服務(wù)中介的能力，使得服務(wù)使用者能夠以技術(shù)透明和位置透明的方式來訪問服務(wù)；服務(wù)注冊庫支持存儲和訪問服務(wù)的描述信息，是實現(xiàn)服務(wù)中介、管理服務(wù)的重要基礎(chǔ)；而服務(wù)組裝引擎，則將服務(wù)組裝為服務(wù)流程，完成一個業(yè)務(wù)過程；服務(wù)網(wǎng)關(guān)用于在不同服務(wù)計算環(huán)境的邊界進(jìn)行服務(wù)翻譯，比如安全。

面向服務(wù)的計算環(huán)境是開放的、標(biāo)準(zhǔn)的，由如圖1-2所示的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧所定義和支持。例如，Transport層的HTTP協(xié)議，Service Description層的WSDL，Business Process層的WS-CDL等，與Policy相關(guān)的WS-Policy。本書后面的章節(jié)將討論所有統(tǒng)稱為WS-*的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。

圖1-1 SOA計算環(huán)境的組成要素

圖1-2 SOA計算環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧

面向服務(wù)的計算環(huán)境，為IBM所定義的隨需應(yīng)變計算環(huán)境奠定了現(xiàn)實基礎(chǔ)。隨需應(yīng)變計算環(huán)境應(yīng)具備以下特點，如圖1-3所示。

圖1-3 隨需應(yīng)變的計算環(huán)境應(yīng)該具備的特點

（1）整合：將人、過程、應(yīng)用和數(shù)據(jù)全面整合起來。

（2）虛擬化：將分布、異構(gòu)的物理資源（服務(wù)器、存儲設(shè)備等）整合起來，呈現(xiàn)為統(tǒng)一的邏輯對象，以安全和可管理的方式供使用。

（3）自主計算：如同生物體一樣，系統(tǒng)具備一些高級生物系統(tǒng)的能力，包括自我診斷和修復(fù)問題，自動配置和調(diào)整以適應(yīng)環(huán)境的變化，自動優(yōu)化資源的使用效率、增強工作負(fù)荷的處理的能力，自我保護(hù)數(shù)據(jù)和信息的安全。

（4）開放標(biāo)準(zhǔn)：整個環(huán)境建立在開放的標(biāo)準(zhǔn)之上，保證系統(tǒng)的交互性。

1.2.4 面向服務(wù)計算環(huán)境的現(xiàn)狀

不同的服務(wù)計算環(huán)境，采用不同的技術(shù)和產(chǎn)品，這里主要結(jié)合IBM的產(chǎn)品和技術(shù)來介紹在J2EE平臺上實現(xiàn)的服務(wù)計算環(huán)境。

主機通過增加對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的支持，來創(chuàng)建主機上的面向服務(wù)計算環(huán)境。比如IBM的CICS 3.1，提供了SOAP和Web服務(wù)的支持，可以將主機上的應(yīng)用以Web服務(wù)的方式提供出來，供消費者使用。

多年來，IT界的主要技術(shù)提供者，一直攜手努力定義和推動Web服務(wù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且在主要的幾個計算平臺上實現(xiàn)了高度兼容，包括.NET，J2EE和開源平臺（如LAMPLinux，Apache，mySQL，PHP/Perl/Python）。

IBM以J2EE為基礎(chǔ)，提供了全面的、強大的服務(wù)計算環(huán)境，如圖1-4所示。

圖1-4 IBM提供的服務(wù)計算環(huán)境

在這個計算環(huán)境中，它是服務(wù)的世界。其中，Access Services提供訪問已有應(yīng)用或遺留系統(tǒng)的能力，將已有系統(tǒng)中的功能和信息轉(zhuǎn)化為服務(wù)，IBM提供了訪問不同系統(tǒng)的適配器和相應(yīng)的框架來幫助轉(zhuǎn)化。Business App Services指那些通過新的計算平臺J2EE（如IBM的WebSphere Application Server）來實現(xiàn)的新應(yīng)用，它們所實現(xiàn)的功能和信息也都轉(zhuǎn)化為服務(wù)提供出來。Partner Service指那些來自合作伙伴的服務(wù)，WebSphere Partner Gateway提供企業(yè)邊界處不同安全等差異的轉(zhuǎn)換。Information Service是那些跟信息（而不是活動）有關(guān)系的服務(wù)，比如將多個系統(tǒng)中異構(gòu)的數(shù)據(jù)，聚合、轉(zhuǎn)換為業(yè)務(wù)需要的統(tǒng)一整齊的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對象來訪問。Process Service是指把多個服務(wù)聚合成為一個服務(wù)流程對應(yīng)業(yè)務(wù)過程的服務(wù)，這種復(fù)合服務(wù)通常是長時間運行的過程。Interaction Service是把人的活動，通過人機交互以服務(wù)的方式出現(xiàn)在整個業(yè)務(wù)過程中，作為Process Service中的一部分。

在面向服務(wù)計算環(huán)境中，企業(yè)服務(wù)總線處于非常重要的位置，它提供服務(wù)的中介，解耦服務(wù)請求者和服務(wù)提供者，是服務(wù)計算環(huán)境中的核心。 ESB是過去消息中間件的發(fā)展，采用了"總線"這樣一種模式來管理和簡化應(yīng)用之間的集成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以廣為接受的開放標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)來支持應(yīng)用之間在消息、事件和服務(wù)級別上的動態(tài)互聯(lián)互通。

ESB的基本特征和能力包括：描述服務(wù)的元數(shù)據(jù)和服務(wù)注冊管理；在服務(wù)請求者和提供者之間傳遞數(shù)據(jù)及對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的能力，并支持由實踐中總結(jié)出來的一些模式如同步模式，異步模式等；發(fā)現(xiàn)、路由、匹配和選擇的能力，以支持服務(wù)之間的動態(tài)交互，解耦服務(wù)請求者和服務(wù)提供者。高級一些的能力，包括對安全的支持、服務(wù)質(zhì)量保證、可管理性和負(fù)載平衡等。

ESB所提供的基于標(biāo)準(zhǔn)的連接服務(wù)，將應(yīng)用中實現(xiàn)的功能或者數(shù)據(jù)資源，轉(zhuǎn)化為服務(wù)請求者能以標(biāo)準(zhǔn)的方式來訪問的服務(wù)；當(dāng)請求者來請求一個服務(wù)時，ESB中這種中介轉(zhuǎn)化過程可能簡單到什么也沒有，也可能要很復(fù)雜的中介服務(wù)支持，包括動態(tài)地查找、選擇一個服務(wù)，消息的傳遞、路由和轉(zhuǎn)換、協(xié)議的轉(zhuǎn)換。這種中介過程，是ESB借助于服務(wù)注冊管理及問題域相關(guān)的知識（如業(yè)務(wù)方面的一些規(guī)則等）自動進(jìn)行的，不需要服務(wù)請求者和提供者介入，從而實現(xiàn)了解耦服務(wù)請求者和提供者的技術(shù)基礎(chǔ)。這使得服務(wù)請求者不需要關(guān)心服務(wù)提供者的位置和具體實現(xiàn)技術(shù)，雙方在保持接口不變的情況下，各自可以獨立地演變。

所以，ESB采用總線結(jié)構(gòu)模式簡化了應(yīng)用之間的集成拓?fù)洌ㄟ^源自實踐的模式，提供了基于標(biāo)準(zhǔn)的通用連接服務(wù)，使得服務(wù)請求者和服務(wù)提供者之間可以以松散耦合、動態(tài)的方式交互，從而在不同層次上使得SOA解決方案是一個松散耦合、靈活的架構(gòu)。

需要注意的是，ESB是一種架構(gòu)模式，不能簡單地等同于特定的技術(shù)或產(chǎn)品，但實現(xiàn)ESB確實需要各種產(chǎn)品在運行時和工具方面的支持。IBM有很好的產(chǎn)品支持，運行時支持包括WebSphere ESB和WebSphere Message Broker；工具支持有WebSphere Integration Developer，支持用戶以圖形界面的方式來完成相關(guān)的開發(fā)任務(wù)，如發(fā)布服務(wù)、使用各種模式、轉(zhuǎn)換消息和定義路由等。

1.2.5 面向服務(wù)的編程模型：服務(wù)組件架構(gòu)（SCA）和服務(wù)數(shù)據(jù)對象（SDO）

為了促進(jìn)面向服務(wù)應(yīng)用的開發(fā)，IT公司聯(lián)合起來，在2005年11月發(fā)布了服務(wù)組件架構(gòu)（Service Component Architecture）和服務(wù)數(shù)據(jù)對象（Service Data Object）規(guī)范，這些公司包括IBM，BEA，Oracle，SAP等。

SCA的目標(biāo)是大大地簡化服務(wù)開發(fā)，直接采用Web服務(wù)和XML開發(fā)服務(wù)，使得程序員工作在底層技術(shù)上，需要應(yīng)付各種異構(gòu)環(huán)境下的具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)。其中，SCA定義和規(guī)范了技術(shù)中立和實現(xiàn)透明的服務(wù)組件、服務(wù)及服務(wù)調(diào)用和組裝；而SDO定義和規(guī)范了服務(wù)世界里的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對象擁有清晰定義的信息模型，獨立于數(shù)據(jù)源和具體數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，使得服務(wù)訪問數(shù)據(jù)和在服務(wù)之間交換數(shù)據(jù)更方便、有效。

很多公司已經(jīng)在J2EE平臺上支持了SCA/SDO，還提供了C++的版本。IBM WebSphere Process Server 6實現(xiàn)了SCA/SDO規(guī)范，提供了最新的SOA編程模型的支持，已經(jīng)在很多實踐中被廣泛使用。

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1.3 軟件體系結(jié)構(gòu)的演變和面向服務(wù)的設(shè)計原則

軟件開發(fā)一直是一件很難的事情，因為我們要處理的問題越來越復(fù)雜，人們處理這種復(fù)雜性最主要的手段就是抽象。回顧歷史，我們的抽象層次越來越高，反映在各個方面，從編程語言、平臺、開發(fā)過程、工具到模式。尤其是模式，大量出現(xiàn)在那些結(jié)構(gòu)上設(shè)計得很好的軟件系統(tǒng)中，無論是微觀層次上（對象、組件）穩(wěn)定出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)范式，還是在宏觀層面上出現(xiàn)的架構(gòu)模式。使用哪些抽象手段來為問題域建模？如何定義組成部分之間的協(xié)作和結(jié)構(gòu)關(guān)系？如何定義從外界所看到的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和行為？是什么設(shè)計原則在指導(dǎo)我們的架構(gòu)決策？有什么最佳實踐和模式可供借鑒？所有這些，形成了不同設(shè)計風(fēng)格和體系結(jié)構(gòu)范式（Architecture Paradigm）。

通常，一種體系結(jié)構(gòu)范式，包括設(shè)計原則，來自實踐的結(jié)構(gòu)式樣、組成要素和關(guān)系，以及在整個開發(fā)生命周期中它們是如何被識別、描述和控制的。體系結(jié)構(gòu)從過去單個應(yīng)用包羅一切的客戶/服務(wù)器的模式，逐漸演變到三層和多層結(jié)構(gòu)的各種分布式計算模式。今天，人們開始談?wù)摵蛯嵺`面向服務(wù)、更加分布化的架構(gòu)范式。

從抽象手段而言，SOA在原有方法的基礎(chǔ)上，增加了服務(wù)、流程等元素。這些抽象手段之間的關(guān)系如圖1-5所示。

如何利用這些抽象手段，將一個業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)化為流程、服務(wù)，進(jìn)一步建模為服務(wù)組件，然后結(jié)合具體實現(xiàn)環(huán)境，在重用已有系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)？如圖1-6所示是IBM總結(jié)的SOA架構(gòu)概念模式。

SOA架構(gòu)中，繼承了來自對象和組件設(shè)計的各種原則，如封裝、自我包含等。那些保證服務(wù)的靈活性、松散耦合和重用能力的設(shè)計原則，對SOA架構(gòu)來說同樣是非常重要的。

結(jié)構(gòu)上，服務(wù)總線是SOA的架構(gòu)模式之一。

關(guān)于服務(wù)，一些常見和討論的設(shè)計原則如下：

（1）無狀態(tài)。以避免服務(wù)請求者依賴于服務(wù)提供者的狀態(tài)。

（2）單一實例。避免功能冗余。

圖1-5 SOA中的重要抽象手段

圖1-6 SOA的概念架構(gòu)模式

（3）明確定義的接口。服務(wù)的接口由WSDL定義，用于指明服務(wù)的公共接口與其內(nèi)部專用實現(xiàn)之間的界線。WS-Policy用于描述服務(wù)規(guī)約，XML模式（Schema）用于定義所交換的消息格式（即服務(wù)的公共數(shù)據(jù)）。使用者依賴服務(wù)規(guī)約來調(diào)用服務(wù)，所以服務(wù)定義必須長時間穩(wěn)定，一旦公布，不隨意更改；服務(wù)的定義應(yīng)盡可能明確，減少使用者的不適當(dāng)使用；不要讓使用者看到服務(wù)內(nèi)部的私有數(shù)據(jù)。

（4）自包含和模塊化。服務(wù)封裝了那些在業(yè)務(wù)上穩(wěn)定、重復(fù)出現(xiàn)的活動和組件，實現(xiàn)服務(wù)的功能實體是完全獨立自主的，獨立進(jìn)行部署、版本控制、自我管理和恢復(fù)。

（5）粗粒度。服務(wù)數(shù)量不應(yīng)該太大，依靠消息交互而不是遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC），通常消息量比較大，但是服務(wù)之間的交互頻度較低。

（6）服務(wù)之間的松耦合性。服務(wù)使用者看到的是服務(wù)的接口，其位置、實現(xiàn)技術(shù)、當(dāng)前狀態(tài)等對使用者是不可見的，服務(wù)私有數(shù)據(jù)對服務(wù)使用者是不可見的。

（7）重用能力。服務(wù)應(yīng)該是可以重用的。

（8）互操作性、兼容和策略聲明。為了確保服務(wù)規(guī)約的全面和明確，策略成為一個越來越重要的方面。這可以是技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容，比如一個服務(wù)對安全性方面的要求；也可以是跟業(yè)務(wù)有關(guān)的語義方面的內(nèi)容，比如需要滿足的費用或者服務(wù)級別方面的要求，這些策略對于服務(wù)在交互時是非常重要的。WS- Policy用于定義可配置的互操作語義，來描述特定服務(wù)的期望、控制其行為。在設(shè)計時，應(yīng)該利用策略聲明確保服務(wù)期望和語義兼容性方面的完整和明確。

1.4 軟件工程的演變和面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)

軟件工程方法和過程伴隨著軟件實踐不斷發(fā)展。軟件危機發(fā)生之后，從瀑布模型、原型方法等講究過程、文檔密集、控制較多的方法，逐漸發(fā)展到輕量級、敏捷和迭代的方法。這些方法更加人性化，避免因為過重的過程而扼殺人的主動性和創(chuàng)造性。這些方法更強調(diào)快速地交付對客戶有價值的軟件、直接的溝通、持續(xù)集成和持續(xù)質(zhì)量保證。

SOA和當(dāng)前軟件工程過程的一個共同交叉點就是業(yè)務(wù)價值驅(qū)動（Business Centric），強調(diào)速度。SOA從軟件的靈活性和重用能力入手，而敏捷過程則從軟件交付效率出發(fā)。

SOA的架構(gòu)特性，使得敏捷過程非常適合SOA項目的實施。在SOA架構(gòu)中，服務(wù)的獨立性，使得每個服務(wù)可以被單獨地開發(fā)、測試和集成。一個企業(yè)中的IT系統(tǒng)，如果是基于SOA的計算環(huán)境，那么這個環(huán)境就是一個服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng)，每開發(fā)一個服務(wù)，馬上就可以獨立部署，成為這個生態(tài)系統(tǒng)中的一部分。這樣既很好地支持了持續(xù)集成、持續(xù)質(zhì)量保證，又很好地使得這個服務(wù)馬上產(chǎn)生業(yè)務(wù)價值，而不是苦等其他服務(wù)的到位。服務(wù)的特性，使得敏捷過程和SOA架構(gòu)可以有一個很好的結(jié)合，讓二者相得益彰。以我們與不同客戶合作的實踐，我們已經(jīng)充分體會到這二者在實現(xiàn)過程中的風(fēng)險控制、業(yè)務(wù)需求改變的適應(yīng)能力方面相互配合的好處。比如我們在中遠(yuǎn)集運，從瀑布過程轉(zhuǎn)向了迭代的開發(fā)過程，采用了敏捷方法的原則。

在韓國的項目里，我們的團(tuán)隊來自IBM中國，IBM韓國及韓國客戶自己的工程師，分處漢城和北京兩個地方，這些工程師怎樣協(xié)作才能很快地交付高質(zhì)量的系統(tǒng)而不相互牽扯？對于北京的工程師，北京的團(tuán)隊無法復(fù)制客戶在漢城的已有系統(tǒng)，如何測試自己開發(fā)的服務(wù)？通過服務(wù)建模，系統(tǒng)被分解為若干相互獨立的服務(wù)，我們將那些要重用已有系統(tǒng)來實現(xiàn)的服務(wù)交給漢城的隊員，其他的交給北京的隊員，并且要求每個服務(wù)開發(fā)人員提供一個簡單的"偽"實現(xiàn)（Mock Service）。一開始，這些簡單實現(xiàn)被部署在北京和漢城的測試環(huán)境中，然后各個服務(wù)開發(fā)小組開始各自獨立地開發(fā)自己所負(fù)責(zé)的服務(wù)，而流程開發(fā)人員也在同一時間開始開發(fā)他的流程，不過所基于的服務(wù)是在那些簡單實現(xiàn)之上，但是這些簡單實現(xiàn)足以支持有意義的單元和集成測試。隨后，一旦某個服務(wù)被實現(xiàn)，它就被部署到實際的環(huán)境中，通過調(diào)整ESB的服務(wù)中介配置，對此服務(wù)的請求被路由到真實實現(xiàn)。一旦真實實現(xiàn)有問題，還可以換回簡單實現(xiàn)，以避免影響其他服務(wù)、流程的單元和集成測試。這種靈活性帶來的隨時開發(fā)、隨時部署、隨時集成和測試對于采用敏捷過程是非常有利的。

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1.5 SOA技術(shù)概覽

本節(jié)將討論目前SOA體系架構(gòu)中用到的主要技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。

1.5.1 SOA的主要組件

在前面關(guān)于計算環(huán)境的討論里，我們已經(jīng)提到SOA計算環(huán)境的主要組件包括：服務(wù)運行時環(huán)境、服務(wù)總線、服務(wù)注冊庫、服務(wù)網(wǎng)關(guān)和流程引擎。通常，還會包括服務(wù)管理、業(yè)務(wù)活動監(jiān)控（Business Activity Monitoring）和業(yè)務(wù)績效管理（Business Performance Management，BPM）。另外，在服務(wù)建模、開發(fā)和編排服務(wù)等方面，我們需要相應(yīng)的工具來支持。在分析、設(shè)計方面，我們需要基于服務(wù)的分析、設(shè)計方法，就是我們通常說的服務(wù)建模，包括服務(wù)的識別、定義和實現(xiàn)策略，其輸出是一個服務(wù)模型（Service Model）。

1.5.2 SOA主要技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)

Web服務(wù)作為實現(xiàn)SOA中服務(wù)的最主要手段。我們首先來了解跟Web Service相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，它們大多以"WS-"作為名字的前綴，所以統(tǒng)稱WS-*。 Web服務(wù)最基本的協(xié)議包括UDDI，WSDL和SOAP，通過它們，我們可以提供直接而又簡單的Web Service支持，如圖1-7所示。

但是基本協(xié)議無法保證企業(yè)計算需要的安全性和可靠性，所以我們需要增加這方面的協(xié)議，比如WS-Security，WS-Reliability和WS-ReliableMessaging；對于復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景，我們需要WS-BPEL和WS-CDL這樣的語言來將多個服務(wù)編排成為業(yè)務(wù)流程；管理服務(wù)的協(xié)議如WS-Manageability，WSDM等。跟Web服務(wù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，還在快速發(fā)展當(dāng)中。目前在SOA產(chǎn)品和實踐中，除了基本協(xié)議外，比較重要的還包括BPEL，WS-Security，WS-Policy和SCA/SDO。如表1-1所示給出了一個基本的總結(jié)，后面的章節(jié)會介紹重要的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。

圖1-7 基本W(wǎng)eb服務(wù)協(xié)議