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摘要：本文介紹了 Web Services 的起源和基本原理，分析了在企業(yè)應(yīng)用中 Web Services 帶來的沖擊和變革，指出了 Web Services 的一些優(yōu)缺點(diǎn)以及如何正確地應(yīng)用 Web Services.

無論是在計(jì)算機(jī)雜志還是在 Internet 上，目前最熱門的話題莫過于“ Web Services” 。各個(gè)平臺(tái)之間的鋒爭，各個(gè)新產(chǎn)品的發(fā)布，眾多新標(biāo)準(zhǔn)的制訂，大都和 Web Services 有關(guān)。

我的一些朋友是這樣的一些人，他們總是用著最新的平臺(tái)，嘗試著最新的技術(shù)，他們喜歡變化，喜歡流行，用他們自己的話說，新技術(shù)創(chuàng)造新生活！可是，當(dāng)我的一個(gè)朋友，帶領(lǐng)他們一個(gè)部門的開發(fā)人員，花了兩個(gè)月的，將他們內(nèi)部的管理系統(tǒng)用 Web Services 重新設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一遍，卻發(fā)現(xiàn)在實(shí)際使用的情況下，系統(tǒng)性能非常糟糕。他提出了這樣一個(gè)問題：是不是 Web Services 現(xiàn)在還處于實(shí)驗(yàn)和市場炒作時(shí)期，根本沒有進(jìn)入實(shí)用的階段？簡單的回答是： Web Services 不是萬能的，它有它的應(yīng)用范圍和優(yōu)勢劣勢。

Web Services 的起源

Web 應(yīng)用的巨大成功和不斷發(fā)展，使其滲透到商業(yè)領(lǐng)域和個(gè)人生活的各個(gè)方面。人們只要使用瀏覽器，就可以享受到各種各樣的 Web 服務(wù)，例如網(wǎng)上購物，網(wǎng)上交易，網(wǎng)絡(luò)游戲，預(yù)定車票，網(wǎng)上聊天和交友等等。與此同時(shí)，由于 Web 技術(shù)所帶來的優(yōu)勢（統(tǒng)一的客戶端和較好的維護(hù)性），使一些傳統(tǒng)的應(yīng)用紛紛轉(zhuǎn)型到 BS 結(jié)構(gòu)上。

然而，在發(fā)展中，逐步暴露了一些問題。所有這些 Web 頁面都是為人準(zhǔn)備的，是讓人去閱讀，去輸入，去判斷。因此各種反映視覺效果的內(nèi)容占用了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，例如各種圖片，字體信息，文字排版樣式等。而真正含有高價(jià)值的一些信息，被深深埋在這些顯示信息中，很難被其他應(yīng)用和程序所使用。更重要的是，各種 web 服務(wù)之間缺少交互和通訊的機(jī)制。

程序之間的互相通訊很重要嗎？簡單舉一個(gè)例子。

假設(shè)你經(jīng)常去國外出差，在你回國以后，第一件事就是費(fèi)用報(bào)銷了。而你們公司有這樣的財(cái)務(wù)規(guī)定，所有的報(bào)銷款，都按報(bào)銷當(dāng)天的外匯比價(jià)進(jìn)行結(jié)算。因此在你填寫報(bào)銷單的時(shí)候必須先填寫每一筆在各個(gè)國家的花消，然后上網(wǎng)查出當(dāng)天的外匯比價(jià)，填寫到報(bào)銷單上。剩下的事情也許不用你做了，你的報(bào)銷單填寫工具會(huì)自動(dòng)進(jìn)行換算和統(tǒng)計(jì)。

覺得有什么不妥嗎？作為 IT 公司的員工，也許都有一個(gè)特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)能做的事情，盡量要計(jì)算機(jī)去做。外匯比價(jià)的查詢可以讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)去做嘛！然而，讓你的程序自動(dòng)去網(wǎng)頁上查找指定的外匯比價(jià)可不是一件容易的事。因?yàn)檫@些網(wǎng)頁是給人閱讀的，人眼和大腦的反應(yīng)速度有多快，它們可以從一整頁信息中快速定位到你所要的內(nèi)容，而且無論網(wǎng)頁怎樣變化和改版都不會(huì)帶來太大的影響。而應(yīng)用程序想要做同樣的事就差得太遠(yuǎn)了。因此，現(xiàn)在需要的是專門為應(yīng)用程序制定的 Web 服務(wù)。

隨著應(yīng)用程序之間通訊的需求越來越大，這就需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。 HP 公司是最先提出這個(gè)觀點(diǎn)的公司，他們制定了有關(guān)“ e-Speak” 的標(biāo)準(zhǔn)來保證應(yīng)用程序之間的交互，并聲稱將成為下一代 Internet 信息交互的標(biāo)準(zhǔn)。而隨后， MicroSoft 意識到此計(jì)劃的美好前景，便推出了 .Net 戰(zhàn)略； IBM 很快就發(fā)布了 Web Services Toolkit(WSTK) ，和 Web Services Development Environment(WSDE) ，申明對 Web Services 的全力支持。與此同時(shí)， Oracle 也開發(fā)出自己的 Dynamic Services ，并和 Oracle 8i Release 2 集成在一起。在這以后， W3C 統(tǒng)一制定了 Web Services 的各種標(biāo)準(zhǔn)。而 SUN 公司在宣布了自己的 Web Services 的框架以后，將 Web Services 的標(biāo)準(zhǔn)溶入 J2EE 的環(huán)境，使 Web Services 有了廣泛支持的基礎(chǔ)和平臺(tái)。

Web Services 的基本原理

Web Services 是通過一系列標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議來保證程序之間的動(dòng)態(tài)連接。其中最基本的協(xié)議包括： SOAP, WSDL, UDDI

• SOAP: 是“ Simple Object Access Protocol” 的縮寫， SOAP 是消息傳遞的協(xié)議，它規(guī)定了 Web Services 之間是怎樣傳遞信息的。簡單的說， SOAP 規(guī)定了：
  1. 傳遞信息的格式為 XML 。這就使 Web Services 能夠在任何平臺(tái)上，用任何語言進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
  2. 遠(yuǎn)程對象方法調(diào)用的格式。規(guī)定了怎樣表示被調(diào)用對象以及調(diào)用的方法名稱和參數(shù)類型等。
  3. 參數(shù)類型和 XML 格式之間的映射。這是因?yàn)椋徽{(diào)用的方法有時(shí)候需要傳遞一個(gè)復(fù)雜的參數(shù)，例如，一個(gè) Person 對象。怎樣用 XML 來表示一個(gè)對象參數(shù)，也是 SOAP 所定義的范圍。
  4. 異常處理以及其他的相關(guān)信息 .

• WSDL: 是“ Web Services Description Language” 的縮寫 . 意如其名 ,WSDL 是 Web Services 的定義語言。當(dāng)你實(shí)現(xiàn)了某種服務(wù)的時(shí)候 ( 如 , 股票查詢服務(wù) ), 為了讓別的程序調(diào)用 , 你必須告訴大家你的服務(wù)的接口 . 例如 , 服務(wù)名稱，服務(wù)所在的機(jī)器名稱，監(jiān)聽端口號，傳遞參數(shù)的類型 , 個(gè)數(shù)和順序 , 返回結(jié)果的類型等等 . 這樣別的應(yīng)用程序才能調(diào)用你的服務(wù)。 WSDL 協(xié)議就是規(guī)定了有關(guān) Web Services 描述的標(biāo)準(zhǔn)。

• UDDI: 是 Universal Description, Discovery, and Integration 的縮寫。簡單說， UDDI 用于集中存放和查找 WSDL 描述文件，起著目錄服務(wù)器的作用。

如上圖，一個(gè) Web Services 的生命周期是：

1. 實(shí)現(xiàn)一個(gè) Web Services ，使其能夠接受和響應(yīng) SOAP 消息（現(xiàn)在有很多工具都可以幫助實(shí)現(xiàn)）。

2. 撰寫一個(gè) WSDL 文件用于描述此 Web Services 。（現(xiàn)在有很多工具可以自動(dòng)生成 WSDL 文件）。

3. 將此 WSDL 發(fā)布到 UDDI 上。

4. 其他的應(yīng)用程序（客戶端）從 UDDI 上搜索到你的 WSDL 。

5. 根據(jù)你的 WSDL ，客戶端可以編寫程序（現(xiàn)在有很多工具可以自動(dòng)生成調(diào)用程序）調(diào)用你的 Web Services 。

Web Services 的缺點(diǎn)

由于是基于 XML 的應(yīng)用， Web Services 與生俱來地在擁有 XML 帶來的一切優(yōu)勢的同時(shí)，不可避免地繼承了 XML 所帶來的一些限制。

• Web Services 通常需要大量的 CPU 資源。因?yàn)?/font> XML 數(shù)據(jù)要經(jīng)過多步處理才能被系統(tǒng)使用。首先是效驗(yàn)（ validate ），檢查它的格式是否符合 XML 的規(guī)范，以及根據(jù)應(yīng)用程序定義（ DTD 或 Schema ）檢查是否符合語義上的規(guī)范；然后還要進(jìn)行解析（ parse ），從 XML 文檔分解出單個(gè)的元素；最后還要轉(zhuǎn)換成應(yīng)用程序所需要的二進(jìn)制表達(dá)（例如，把“ 12” 轉(zhuǎn)換成整型 12 的二進(jìn)制表示）。

• Web Services 還意味著占用較多的內(nèi)存資源。在進(jìn)行 XML 解析的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生大量的臨時(shí)內(nèi)存對象。特別是在處理 DOM 對象的時(shí)候。這些大量的臨時(shí)對象對于象 JAVA 這類自動(dòng)回收內(nèi)存的語言和系統(tǒng)其實(shí)是一種負(fù)擔(dān)，大量的臨時(shí)對象將會(huì)使系統(tǒng)每隔一段時(shí)間就會(huì)進(jìn)行內(nèi)存回收，從而降低系統(tǒng)的性能。當(dāng)然，現(xiàn)在有的 Web Services 的產(chǎn)品（如 axis ）采用了 SAX 技術(shù)，大大減少了內(nèi)存的占用量。詳細(xì)信息請參考：（ http://xml.apache.org/axis/index.html ）。

• 網(wǎng)絡(luò)資源的消耗也是 Web Services 應(yīng)用的一些限制。因?yàn)榛?/font> XML 數(shù)據(jù)的傳遞通常數(shù)據(jù)量要比二進(jìn)制的協(xié)議（如 RMI/IIOP ）要大的多。這種額外的消耗在網(wǎng)絡(luò)資源比較緊張或網(wǎng)絡(luò)傳輸比較頻繁的應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

除了 XML 帶來的限制， Web Services 本身也具有一些缺點(diǎn)：

• 到目前為止， Web Services 還可以說是一種無狀態(tài)（ stateless ）的服務(wù)。
  所謂 stateless 就意味著不保存客戶端服務(wù)調(diào)用者的任何信息。這是由 Web Services 的本質(zhì)所決定的。 Web Services 在本質(zhì)上是要為應(yīng)用程序之間提供數(shù)據(jù)通訊的標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)應(yīng)用之間動(dòng)態(tài)地提供大顆粒度的服務(wù)，所以 Web Services 并不適合于非常精細(xì)的基于會(huì)話的方法調(diào)用以及復(fù)雜的事務(wù)（ transaction ）處理之中。
  也許有人會(huì)對我這點(diǎn)提出異議！因?yàn)椋F(xiàn)在有很多 Web Services 的產(chǎn)品（如 WASD ），不但可以保存 session 的信息，使服務(wù)成為有狀態(tài)（ stateful ）的服務(wù)，而且還實(shí)現(xiàn)了 remote interface ，可以在 Web Services 的會(huì)話中傳遞遠(yuǎn)程對象的句柄，讓客戶端可以操縱遞遠(yuǎn)程對象（詳細(xì)信息請參考： http://www.systinet.com ）。原理上說，這并不難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵?/font> XML 數(shù)據(jù)中，可以互相傳送任何數(shù)據(jù)，包括 sessionID 和 transactionID ，有了這些 ID ，從技術(shù)角度上說，實(shí)現(xiàn)有狀態(tài)（ stateful ）的服務(wù)和事務(wù)處理并不復(fù)雜。但是，這樣功能缺少標(biāo)準(zhǔn)的支持，當(dāng)前版本的 WSDL 還無法表示這些復(fù)雜的服務(wù)。在企業(yè)內(nèi)部，你可以任意使用這些特殊的功能，可以自己定義會(huì)話狀態(tài)的交互協(xié)議，因?yàn)榉?wù)者和服務(wù)調(diào)用者之間的通訊都在你的控制之中；然而要將這些服務(wù)發(fā)布到 Internet 上，其他的應(yīng)用程序是無法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)去識別這些特殊功能。

• 數(shù)據(jù)綁定也存在一些不足。
  因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)傳遞都用 XML 格式，因此，需要在二進(jìn)制數(shù)據(jù)和 XML 數(shù)據(jù)之間有個(gè)轉(zhuǎn)換。但是，并不是所有的二進(jìn)制數(shù)據(jù)都能方便地用 XML 來表示，并不是所有的 JAVA 對象都能被 XML 所表示。因此，經(jīng)常在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)出現(xiàn)語義丟失的情況。

• 技術(shù)要求高，學(xué)習(xí)曲線較長。
  每一個(gè) Web Services 的產(chǎn)品，都有豐富的工具，能夠根據(jù) Web Services 的定義（如 WSDL 文件）方便地生成客戶端的程序；能夠?qū)⒁话愕姆?wù)程序，很容易就包裝成 Web Services 服務(wù)。因此，各個(gè) Web Services 的產(chǎn)品都聲稱自己的平臺(tái)容易使用，根本不需要了解 XML ，也不需要了解什么 WSDL ， UDDI ， SOAP 就能使用發(fā)布 Web Services 。特別是一個(gè)朋友告訴我，他在什么都不了解的情況下，用 .NET 花了 15 分鐘就發(fā)布了一個(gè) Web Services ！
  千萬不要醉心于這種簡便，這對于簡單的 Demo 也許是對的，可是對于真正意義上嚴(yán)肅的應(yīng)用，一定要了解 Web Services 的各個(gè)方面，設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)和解決方案，還要根據(jù)具體的應(yīng)用調(diào)整性能。所有這些都需要對 Web Services 知識的全面掌握。

什么應(yīng)用適合Web Services

Web Services 這么多的缺點(diǎn)是不是讓你很泄氣？其實(shí)，已經(jīng)有很多成功的 Web Services 的應(yīng)用和越來越多的開發(fā)商的加盟，證明 Web Services 一定會(huì)成為新一代 WEB 信息通訊的主流。經(jīng)過不斷的發(fā)展， Web Services 一定能克服自身的弱點(diǎn)，得到更廣泛的應(yīng)用。但就目前來說， Web Services 比較適合用于下列形式的應(yīng)用：

• 基于 WAN 和 Internet 的應(yīng)用

要在 Internet 上創(chuàng)建基于二進(jìn)制協(xié)議的 RMI/IIOP 的應(yīng)用，一般都會(huì)遇上一個(gè)大麻煩 -- 防火墻。客戶端瀏覽器極大可能在 ISP 防火墻后，大多數(shù)防火墻都只能允許和外部的 HTTP 連接，因此想要 ISP 防火墻后的客戶端能和防火墻外的 RMI/IIOP 的應(yīng)用端口進(jìn)行連接的話，就要改變 ISP 的安全策略，讓客戶端能夠連接除了 80 以外的其他端口。可是當(dāng)運(yùn)行 RMI/IIOP 的應(yīng)用的服務(wù)器為了安全也在防火墻之后的 DMZ 中的話，那這個(gè)連接就更加復(fù)雜了，要跨越兩個(gè)防火墻。
而 Web Services 由于使用的是 HTTP 協(xié)議，傳遞的是純文本的 XML 數(shù)據(jù)，因此擁有穿透防火墻的良好性能。

• 基于異構(gòu)平臺(tái)的應(yīng)用

XML 語言本身就是跨平臺(tái)、跨語言的數(shù)據(jù)表示方法，在加上通用的 HTTP 等協(xié)議，使得 Web Services 天生就適用于基于異構(gòu)平臺(tái)的應(yīng)用。如果你的客戶端包含了各種不同的平臺(tái)，例如，你希望你的服務(wù)即可以被 JAVA 程序所調(diào)用，又可以由 VB 和 COM 程序所調(diào)用。你有兩種選擇：一種是為不同的平臺(tái)提供相應(yīng)的 API ，還要為不同的語言提供 API ；如果提供 Web Services ，所有平臺(tái)和語言都可以調(diào)用了！

• 需要強(qiáng)安全特性的應(yīng)用

很多人都認(rèn)為，安全性是 Web Services 的弱項(xiàng)。其實(shí)不然，經(jīng)過不斷的完善和各種新的協(xié)議的出臺(tái)， Web Services 完全可以用于安全性很強(qiáng)的應(yīng)用環(huán)境下。并且，由于 Web Services 使用 HTTP 協(xié)議進(jìn)行傳輸，所以可以和容易就使用已經(jīng)很成熟的基于 HTTP 的各種安全技術(shù)。

• EAI （企業(yè)應(yīng)用集成）
  這是目前 Web Services 應(yīng)用最看好的方向之一。大多數(shù)企業(yè)內(nèi)部都有著各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，它們是在不同的領(lǐng)導(dǎo)在任期間，由不同的軟件開發(fā)商開發(fā)，因此運(yùn)行在不同的平臺(tái)和系統(tǒng)上，系統(tǒng)的開發(fā)語言也各不相同。由于現(xiàn)代企業(yè)信息自動(dòng)化要求的提高，各個(gè)系統(tǒng)之間的互動(dòng)和相互通訊便提到日程上。因此，保護(hù)原有投資，重用遺留系統(tǒng)是當(dāng)前很多中大型企業(yè)的重要任務(wù)。
  由于遺留系統(tǒng)的運(yùn)行平臺(tái)是異構(gòu)環(huán)境，因此企業(yè)應(yīng)用集成的代價(jià)一般來說是很高的。但如果使用 Web Services 作為應(yīng)用集成的手段，將會(huì)大大降低集成的消耗。 Web Services 與平臺(tái)和語言無關(guān)的特性，以及各種平臺(tái)和環(huán)境下的開發(fā)工具都是企業(yè)應(yīng)用集成的利器。
  另外，在開發(fā)新的應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)候，仍然需要考慮和其他系統(tǒng)的集成，需要考慮調(diào)用其他系統(tǒng)的功能，和被其他系統(tǒng)所調(diào)用。使用 Web Services 作為系統(tǒng)與外部交流的接口，能夠使新的系統(tǒng)和別的系統(tǒng)之間保持松耦合的關(guān)系，保持較高的可擴(kuò)展性。

• 行業(yè)內(nèi)部 B2B 應(yīng)用
  行業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用是 Web Services 的另外一個(gè)方向。因?yàn)樵谝粋€(gè)行業(yè)中，商業(yè)業(yè)務(wù)是很相似的，因此在行業(yè)內(nèi)部很容易形成服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)，使所有的業(yè)內(nèi)企業(yè)共同遵守；但怎樣實(shí)現(xiàn)服務(wù)和使用什么樣的系統(tǒng)，決定權(quán)在于各個(gè)企業(yè)自己。例如，電信運(yùn)營商之間的結(jié)算服務(wù)，銀行之間的轉(zhuǎn)帳服務(wù)等都可以形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以 WSDL 的形式公布出來。各個(gè)企業(yè)之間可以選擇不同的平臺(tái)進(jìn)行服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

提高Web Services的性能

要想提高 Web Services 應(yīng)用的性能，需要對整個(gè)系統(tǒng)做全盤的考慮。一般來說，有以下幾點(diǎn)需要注意：

1. Web Services 的顆粒度
   選擇 Web Services 的顆粒度是提高 Web Services 應(yīng)用的性能的主要手段。因?yàn)?/span> Web Services 使用的傳輸協(xié)議為 HTTP 或 SMTP 等，這些協(xié)議都是面向無狀態(tài)的連接協(xié)議，每一個(gè)請求都要建立一個(gè)新的連接。因此 Web Services 的調(diào)用不能象數(shù)據(jù)庫 JDBC （ ODBC ）接口一樣可以進(jìn)行精細(xì)而復(fù)雜的方法調(diào)用（例如，先獲得 Connection ，再獲得結(jié)果集，然后一行一行獲取結(jié)果）。 Web Services 比較適用于大顆粒度的應(yīng)用，在一個(gè)調(diào)用中便獲得所有的信息（比如說銀行之間的轉(zhuǎn)帳，在一次調(diào)用中就將包括金額和認(rèn)證等所有的信息都傳輸過去）。

2. 謹(jǐn)慎使用 XML 接口
   系統(tǒng)之間的接口可以使用 XML ，這樣可以增加系統(tǒng)的靈活性；但不要使用 XML 作為系統(tǒng)內(nèi)部的接口，因?yàn)檫@不會(huì)帶來任何好處，盡量使用二進(jìn)制作為系統(tǒng)內(nèi)部的接口，避免不必要的 XML 文檔的解析和效驗(yàn)；在處理 XML 的時(shí)候，盡快將 XML 轉(zhuǎn)換成內(nèi)部對象， XML 的傳遞只會(huì)增加系統(tǒng)的開銷。

3. 最大可能性使用 CACHE
   當(dāng)有些信息是只讀的，或者在一段時(shí)間內(nèi)保持不變，就可以使用 CACHE 。無論是客戶端的 CACHE 還是服務(wù)器端的 CACHE ，都能大大提高系統(tǒng)的性能

總結(jié)

一旦 Web Services 得到更加廣泛的應(yīng)用，使得各種服務(wù)可以動(dòng)態(tài)查找和定位，這樣就提供了不同設(shè)備之間各種各樣的信息交互方式，將會(huì)大大改變商業(yè)運(yùn)做的模式和信息交流的風(fēng)格。

你可以使用別人已經(jīng)成熟的功能來使自己提供更好的服務(wù)，例如 google ，它的搜索引擎可以通過 Web Services 來訪問。這就意味著在你的系統(tǒng)中可以方便的嵌入使用 google 的強(qiáng)大搜索功能，而不論你的系統(tǒng)是運(yùn)行在什么平臺(tái)上，使 google 的搜索引擎成為你系統(tǒng)的一部分，（請參考 http://www.google.com/apis/ ）。站在別人的肩膀上，畢竟要看得遠(yuǎn)些！

面對 Web Services ， 你現(xiàn)在可以不行動(dòng)，但你一定要準(zhǔn)備好！