09_基于SOA架构设计

基于SOA架构设计„服务的设计与原则„面向服务架构的消息模式„评估基于服务的集成技术的过程和准则„服务模式与反模式„Web服务的体系结构„改善web服务的协同工作能力应用软件开发方法的演变过程„应用软件开发方法的演变过程：„面向过程;„面向对象;„面向组件;„面向服务。„一个组件模型„将应用程序的不同功能单元(服务)通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。„构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。什么是面向服务的体系架构?服务的设计与原则service-orientedArchitecture„SOA（service-orientedArchitecture，也叫面向服务的体系结构或面向服务架构）是指为了解决在Internet环境下业务集成的需要，通过连接能完成特定任务的独立功能实体实现的一种软件系统架构。„SOA是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。„传统的Web（HTML/HTTP）技术有效的解决了人与信息系统的交互和沟通问题，极大的促进了B2C模式的发展。„WEB服务(XML/SOAP/WSDL）技术则是要有效的解决信息系统之间的交互和沟通问题，促进B2B/EAI/CB2C的发展。„SOA（面向服务的体系)则是采用面向服务的商业建模技术和WEB服务技术，实现系统之间的松耦合，实现系统之间的整合与协同。WEB服务和SOA的本质思路在于使得信息系统个体在能够沟通的基础上形成协同工作。„对于面向同步和异步应用的，基于请求/响应模式的分布式计算来说，SOA是一场革命。一个应用程序的业务逻辑（BusinessLogic）或某些单独的功能被模块化并作为服务呈现给消费者或客户端。这些服务的关键是他们的松耦合特性。„例如，服务的接口和实现相独立。应用开发人员或者系统集成者可以通过组合一个或多个服务来构建应用，而无须理解服务的底层实现。举例来说，一个服务可以用。NET或J2EE来实现，而使用该服务的应用程序可以在不同的平台之上，使用的语言也可以不同。SOA具有的特性(2-1)„SOA服务具有平台独立的自我描述XML文档。Web服务描述语言（WSDL，WebServicesDescriptionLanguage）是用于描述服务的标准语言。„SOA服务用消息进行通信，该消息通常使用XMLSchema来定义（也叫做XSD，XMLSchemaDefinition）。消费者和提供者或消费者和服务之间的通信多见于不知道提供者的环境中。服务间的通讯也可以看作企业内部处理的关键商业文档。SOA具有的特性(2-2)„在一个企业内部，SOA服务通过一个扮演目录列表（Directorylisting）角色的登记处（Registry）来进行维护。应用程序在登记处（Registry）寻找并调用某项服务。统一描述，定义和集成（UDDI，UniversalDescription，Definition，andIntegration）是服务登记的标准。„每项SOA服务都有一个与之相关的服务品质（QOS，qualityofservice）。QoS的一些关键元素有安全需求（例如认证和授权），可靠通信（译注：可靠消息是指，确保消息“仅且仅仅”发送一次，从而过滤重复信息。），以及谁能调用服务的策略。SOA三大基本特征(1)„独立的功能实体„在Internet这样松散的使用环境中，任何访问请求都有可能出错，因此任何企图通过Internet进行控制的结构都会面临严重的稳定性问题。SOA非常强调架构中提供服务的功能实体的完全独立自主的能力。传统的组件技术，如.NETRemoting，EJB，COM或者CORBA，都需要有一个宿主(Host或者Server)来存放和管理这些功能实体；当这些宿主运行结束时这些组件的寿命也随之结束。这样当宿主本身或者其它功能部分出现问题的时候，在该宿主上运行的其它应用服务就会受到影响。„SOA架构中非常强调实体自我管理和恢复能力。常见的用来进行自我恢复的技术，比如事务处理(Transaction)，消息队列(MessageQueue)，冗余部署(RedundantDeployment)和集群系统(Cluster)在SOA中都起到至关重要的作用。„大数据量低频率访问„对于.NETRemoting，EJB或者XML-RPC这些传统的分布式计算模型而言，他们的服务提供都是通过函数调用的方式进行的，一个功能的完成往往需要通过客户端和服务器来回很多次函数调用才能完成。在Intranet的环境下，这些调用给系统的响应速度和稳定性带来的影响都可以忽略不计，但是在Internet环境下这些因素往往是决定整个系统是否能正常工作的一个关键决定因素。因此SOA系统推荐采用大数据量的方式一次性进行信息交换。„基于文本的消息传递„由于Internet中大量异构系统的存在决定了SOA系统必须采用基于文本而非二进制的消息传递方式。在COM、CORBA这些传统的组件模型中，从服务器端传往客户端的是一个二进制编码的对象，在客户端通过调用这个对象的方法来完成某些功能；但是在Internet环境下，不同语言，不同平台对数据、甚至是一些基本数据类型定义不同，给不同的服务之间传递对象带来的很大困难。由于基于文本的消息本身是不包含任何处理逻辑和数据类型的，因此服务间只传递文本，对数据的处理依赖于接收端的方式可以帮忙绕过兼容性这个的大泥坑。„此外，对于一个服务来说，Internet与局域网最大的一个区别就是在Internet上的版本管理极其困难，传统软件采用的升级方式在这种松散的分布式环境中几乎无法进行。采用基于文本的消息传递方式，数据处理端可以只选择性的处理自己理解的那部分数据，而忽略其它的数据，从而得到的非常理想的兼容性。向服务架构（SOA）的原则„SOA的强大和灵活性将给企业带来巨大的好处。如果某组织将其IT架构抽象出来，将其功能以粗粒度的服务形式表示出来，每种服务都清晰地表示其业务价值，那么，这些服务的顾客（可能在公司内部，也可能是公司的某个业务伙伴）就可以得到这些服务，而不必考虑其后台实现的具体技术。更进一步，如果顾客能够发现并绑定可用的服务，那么在这些服务背后的IT系统能够提供更大的灵活性。„但是，要得到种强大和灵活性，需要有一种实现架构的新方法，这是一项艰巨的任务。企业架构设计师必须要变成“面向服务的架构设计师”，不仅要理解SOA，还要理解SOA的实践。在架构实践和最后得到的架构结果之间的区别非常微妙，也非常关键。本文将讨论SOA的实践，即：面向架构的设计师在构建SOA时必须要做的事情。SOA的原则„SOA是一种企业架构，因此，它是从企业的需求开始的。但是，SOA和其它企业架构方法的不同之处在于SOA提供的业务敏捷性。业务敏捷性是指企业对变更快速和有效地进行响应、并且利用变更来得到竞争优势的能力。„对架构设计师来说，创建一个业务敏捷的架构意味着创建这样一个IT架构，它可以满足当前还未知的业务需求。„要满足这种业务敏捷性，SOA的实践必须遵循以下原则(1)：„业务驱动服务，服务驱动技术„从本质上说，在抽象层次上，服务位于业务和技术中间。面向服务的架构设计师一方面必须理解在业务需求和可以提供的服务之间的动态关系，另一方面，同样要理解服务与提供这些服务的底层技术之间的关系。„要满足这种业务敏捷性，SOA的实践必须遵循以下原则(2)：„业务敏捷是基本的业务需求„SOA考虑的是下一个抽象层次：提供响应变化需求的能力是新的“元需求”，而不是处理一些业务上的固定不变的需求。从硬件系统而上的整个架构都必须满足业务敏捷的需求，因为，在SOA中任何的瓶颈都会影响到整个IT环境的灵活性。„要满足这种业务敏捷性，SOA的实践必须遵循以下原则(3)：„一个成功的SOA总在变化之中„SOA工作的场景，更象是一个活的生物体，而不是象传统所说的“盖一栋房子”。IT环境唯一不变的就是变化，因此面向服务架构设计师的工作永远不会结束。对于习惯于盖房子的设计师来说，要转向设计一个活的生物体要求崭新的思维方式。如下文所写的，SOA的基础还是一些类似的架构准则。SOA基础„在IT行业有两个越来越普遍的发展方向，一个是架构方面的，一个是方法学方面的，面向服务的架构设计师可以从中有所收获。第一个就是MDA（模型驱动架构），由提出CORBA的OMG模型提出。MDA认为架构设计师首先要对待创建的系统有一个形式化的UML（也是由OMG提出）的模型。MDA首先给出一个平台无关的模型来表示系统的功能需求和UseCases，根据系统搭建的平台，架构设计师可以由这个平台无关的模型得到平台相关的模型，这些平台相关模型足够详细，以至于可以用来直接生成需要的代码。SOA基础„MDA的核心就在于在设计阶段系统就已经完全描述，这样，在创建系统的时候，几乎就没有错误解释的可能，模型也就可以直接生成代码。但MDA有一些局限性：首先，MDA假设在创建模型之前，业务需求已经全部描述，而这一点，在当前典型的动态业务环境中几乎是不可能的。第二，MDA没有一个反馈机制。如果开发人员对模型有需要改动的地方，并没有提供给他们这么一个途径。SOA基础„SOA的另一个基础是敏捷方法（AM），其中非常有名的方法是极限编程（XP）。象XP这样的AM提供了在需求未知或者多变的环境中创建软件系统的过程。XP要求在开发团队中要有一个用户代表，他帮助书写测试来指导开发人员的日常工作。开发团队中的所有成员都参与到设计之中，并且设计要尽量小并且非形式化。AM的目标是仅仅创建用户想要的，而不是在一些形式化模型上耗费工作量。AM的核心思想就在于其敏捷性－处理需求变更的敏捷性。AM的主要弱点是其规模上的限制，例如，XP在一个小团队和中型项目中效果不错，但是当项目规模增大时，如果没有一个一致的清晰的计划，项目成员很难把握项目中的方方面面。SOA基础„从表面看来，MDA和AM似乎是相对立的－MDA假定需求是固定的，而AM恰恰相反。MDA的中心是形式化的模型，而AM恰恰要避开它们。但是，我们还是决定冒险把这些不同方法中的一些元素提取出来，放入到一个一致的架构实践中。„在SOA中有三个抽象层次，按照SOA的第一条准则：业务驱动服务、服务驱动技术。AM将业务模型直接和实践连接起来，表现在平台相关的模型之中。MDA并没有把业务模型和平台无关模型分开来，而是把平台无关模型做为起点。SOA必须连接这些模型，或者说抽象层次，得到单一的架构方法。我们将从五个视图的架构实现方法来实现这个连接。SOA的五视图实现方法„企业架构设计师发现他们的职业非常有竞争力并且值得骄傲，因为他们要从很多方面来通盘考虑IT系统。Kruchten（RUP的开发负责人）将这些方面提取出来，在应用到SOA时，我们称为五视图实现方法（five-viewapproach）。SOA的五视图实现方法„四个方框表示对一个架构的不同审视方法，分别代表不同的涉众（stakeholder）。第五个视图，use-cASe视图涵盖了其它视图，在架构中扮演的是一个特殊的角色。部署视图将软件映射到底层平台和相关硬件上，是系统部署人员对架构的视图；实现视图描述了软件代码的组织，是从开发人员角度出发的视图；业务分析人员则利用过程视图进行工作，它描述的是软件系统的运行时特性。最后，逻辑视图表示的是用户的功能需求。在SOA中，面向服务的架构必须能够以use-case视图中的用例将用户连接到服务，将服务连接到底层的技术。SOA的五视图实现方法„为了表示面向对象的架构是如何工作在这些视图之上，让我们将他们置于SOA元模型的上下文之中。SOA中两个领域存在重叠：由业务模型和服务模型表示的业务领域和由服务模型及平台相关模型表示的技术领域（两个领域共