Service-Oriented Architecture)，即面向服務(wù)的架構(gòu)，這是最近一兩年出現(xiàn)在各種技術(shù)期刊上最多的詞匯了?，F(xiàn)在有很多架構(gòu)設(shè)計(jì)師和設(shè)計(jì)開發(fā)人員簡(jiǎn)單的把SOA和Web Services技術(shù)等同起來，認(rèn)為SOA就是Web Service的一種實(shí)現(xiàn)。本質(zhì)上來說，SOA體現(xiàn)的是一種新的系統(tǒng)架構(gòu)，SOA的出現(xiàn)，將為整個(gè)企業(yè)級(jí)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)帶來巨大的影響。
1. 什么是架構(gòu)?什么是基于SOA的架構(gòu)?
1.1 什么是架構(gòu)
從架構(gòu)設(shè)計(jì)師的角度來看，架構(gòu)就是一套構(gòu)建系統(tǒng)的準(zhǔn)則。通過這套準(zhǔn)則，我們可以把一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)劃分為一套更簡(jiǎn)單的子系統(tǒng)的集合，這些子系統(tǒng)之間應(yīng)該保持相互獨(dú)立，并與整個(gè)系統(tǒng)保持一致。而且每一個(gè)子系統(tǒng)還可以繼續(xù)細(xì)分下去，從而構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的企業(yè)級(jí)架構(gòu)。
當(dāng)一名架構(gòu)設(shè)計(jì)師在構(gòu)建某個(gè)企業(yè)級(jí)的軟件系統(tǒng)時(shí)，除了要考慮這個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)以及其應(yīng)具有的功能行為以外，還要關(guān)注整個(gè)架構(gòu)的可用性，性能問題，容錯(cuò)能力，可重用性，安全性，擴(kuò)展性，可管理維護(hù)性，可靠性等各個(gè)相關(guān)方面。有的時(shí)候一名好的架構(gòu)設(shè)計(jì)師甚至還需要考慮所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)是否合乎美學(xué)要求。由此我們可以看到，我們衡量一個(gè)好的架構(gòu)設(shè)計(jì)并不能只從功能角度出發(fā)，還要考慮很多其他的因素，對(duì)任何一個(gè)方面的欠缺考慮都有可能為整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)建埋下隱患。
1.2 什么是基于SOA的架構(gòu)
SOA本身就是一種面向企業(yè)級(jí)服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)，簡(jiǎn)單來說，SOA就是一種進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的新的體系架構(gòu)，在基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)中，具體應(yīng)用程序的功能是由一些松耦合并且具有統(tǒng)一接口定義方式的組件(也就是service)組合構(gòu)建起來的。因此，基于SOA的架構(gòu)也一定是從企業(yè)的具體需求開始構(gòu)建的。但是，SOA和其它企業(yè)架構(gòu)的不同之處就在于SOA提供的業(yè)務(wù)靈活性。業(yè)務(wù)靈活性是指企業(yè)能對(duì)業(yè)務(wù)變更快速和有效地進(jìn)行響應(yīng)、并且利用業(yè)務(wù)變更來得到競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的能力。對(duì)企業(yè)級(jí)架構(gòu)設(shè)計(jì)師來說，創(chuàng)建一個(gè)業(yè)務(wù)靈活的架構(gòu)意味著創(chuàng)建一個(gè)可以滿足當(dāng)前還未知的業(yè)務(wù)需求的IT架構(gòu)。
利用基于SOA的系統(tǒng)構(gòu)建方法，如圖1中所示的一樣，一個(gè)基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)中的所有的程序功能都被封裝在一些功能模塊中，我們就是利用這些已經(jīng)封裝好的功能模塊組裝構(gòu)建我們所需要的程序或者系統(tǒng)，而這些功能模塊就是SOA架構(gòu)中的不同的服務(wù)(services)。
圖1
因此，SOA架構(gòu)本質(zhì)上來說體現(xiàn)了一種復(fù)合的概念:它不僅為一個(gè)企業(yè)中商業(yè)流程的組織和實(shí)現(xiàn)提供了一種指導(dǎo)模式，同時(shí)也為具體的底層service開發(fā)提供了指導(dǎo)。
2. SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)師的角色
2.1 SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該具備什么?
談到SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)師的角色，我們首先要了解架構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)具有的能力?？傮w上來說，一個(gè)好的架構(gòu)設(shè)計(jì)師不僅應(yīng)該是一個(gè)成熟的，具有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的并具有快速學(xué)習(xí)能力的人，而且他還應(yīng)該具有良好的管理能力和溝通能力。只有具備了必需的能力，架構(gòu)設(shè)計(jì)師才能在關(guān)鍵的時(shí)刻作出困難的決定，這就是一名架構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任。從角色上來看，SOA 架構(gòu)師不僅會(huì)負(fù)責(zé)端到端的服務(wù)請(qǐng)求者和提供者的設(shè)計(jì)，并且會(huì)負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)中非功能服務(wù)請(qǐng)求的調(diào)研和表述。
對(duì)于任何一名經(jīng)驗(yàn)豐富的架構(gòu)設(shè)計(jì)師來說，不論他是采用基于傳統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)方法(基于J2EE架構(gòu)或者.NET架構(gòu))還是采用基于SOA的架構(gòu)設(shè)計(jì)方法來構(gòu)建一個(gè)企業(yè)級(jí)的系統(tǒng)架構(gòu)，具有相關(guān)商業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)對(duì)于架構(gòu)設(shè)計(jì)師來說都是必不可少的，架構(gòu)設(shè)計(jì)師往往可以通過實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)積累以及接受相關(guān)的專項(xiàng)培訓(xùn)來獲得這些商業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)。除了具有相關(guān)商業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)以外，一名合格的架構(gòu)設(shè)計(jì)師必須具有較廣泛的技術(shù)背景，這可能包括軟硬件，通信，安全等各個(gè)方面的知識(shí)。但這并不是意味著要成為一名架構(gòu)設(shè)計(jì)師就必須熟悉每一門具體技術(shù)的細(xì)節(jié)，架構(gòu)設(shè)計(jì)師必須至少能對(duì)各種技術(shù)有一個(gè)整體上的了解，能夠熟知每種技術(shù)的特點(diǎn)以及優(yōu)缺點(diǎn)，只有這樣架構(gòu)設(shè)計(jì)師才能在特定的應(yīng)用場(chǎng)景下正確地選擇各種技術(shù)來設(shè)計(jì)企業(yè)整體架構(gòu)。
2.2 什么是SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)師的職責(zé)?
那什么是企業(yè)級(jí)SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)師的具體角色呢?什么是SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)師與設(shè)計(jì)和開發(fā)人員之間的差別呢?相信這些都是使大家最容易產(chǎn)生迷惑的問題。舉個(gè)實(shí)際的例子來說，當(dāng)構(gòu)建一個(gè)基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)的時(shí)候，針對(duì)一個(gè)具體的 service，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員主要應(yīng)該關(guān)注的是這個(gè)service能夠?yàn)橥獠坑脩籼峁┦裁礃拥姆?wù)，也就是說系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員關(guān)注的是這個(gè)service所提供的功能。而對(duì)于SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)師來說，他們更關(guān)心的可能是當(dāng)有一千個(gè)用戶同時(shí)調(diào)用這個(gè) service的時(shí)候，什么會(huì)發(fā)生?也就是說架構(gòu)設(shè)計(jì)師關(guān)注的應(yīng)該是一些商業(yè)需求和服務(wù)級(jí)別(service-level)需求。所有的架構(gòu)設(shè)計(jì)師的角色都包含了在構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)的一開始就應(yīng)該盡量減少可能存在的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。而技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)一般指的是一切未知的、未經(jīng)證明的或未經(jīng)測(cè)試所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。這些風(fēng)險(xiǎn)通常與服務(wù)級(jí)別(service-level)需求相關(guān)，偶爾也會(huì)與企業(yè)具體的業(yè)務(wù)需求相關(guān)。無論是哪種類型的風(fēng)險(xiǎn)，在項(xiàng)目初期設(shè)計(jì)整體系統(tǒng)架構(gòu)的過程中更易于發(fā)掘這些風(fēng)險(xiǎn)，如果等到架構(gòu)實(shí)施時(shí)再發(fā)覺這些風(fēng)險(xiǎn)，那么很可能會(huì)致使大量的開發(fā)人員等在那里，直到這些風(fēng)險(xiǎn)被妥善解決。如果進(jìn)一步的細(xì)化，我們可以看到SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)師的主要任務(wù)包括對(duì)整個(gè)系統(tǒng)解決方案輪廓的構(gòu)建，需求分析，對(duì)體系結(jié)構(gòu)的整體決策，相關(guān)組件建模，相關(guān)操作建模，系統(tǒng)組件的邏輯和物理布局設(shè)計(jì)。
作為SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)師必須要能夠領(lǐng)導(dǎo)整個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，這樣才能保證設(shè)計(jì)和開發(fā)人員是按照構(gòu)建好的系統(tǒng)架構(gòu)來開發(fā)整個(gè)系統(tǒng)的，這一點(diǎn)十分的重要。這就要求一名架構(gòu)設(shè)計(jì)師不僅要有很好的技術(shù)洞察力，同時(shí)還要具有一定的項(xiàng)目管理和項(xiàng)目實(shí)施的能力。在系統(tǒng)開發(fā)的過程中，架構(gòu)設(shè)計(jì)師必須要有良好的溝通和表達(dá)能力，這就體現(xiàn)在由架構(gòu)設(shè)計(jì)師構(gòu)建的系統(tǒng)模型是否具有很好的可讀性和易理解性。如果由架構(gòu)設(shè)計(jì)師構(gòu)造出的系統(tǒng)模型不是很清晰的話，就可能會(huì)影響設(shè)計(jì)和開發(fā)人員對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的理解。為了避免這種情況的出現(xiàn)，定期由架構(gòu)設(shè)計(jì)師主持的開發(fā)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部討論是十分重要的。
3. 構(gòu)建SOA架構(gòu)時(shí)應(yīng)該注意的問題
3.1 原有系統(tǒng)架構(gòu)中的集成需求
當(dāng)SOA架構(gòu)師分析原有系統(tǒng)中的集成需求的時(shí)候，不應(yīng)該只限定為基于組件構(gòu)建的已有應(yīng)用程序的集成，真正的集成比這要寬泛得多。在分析和評(píng)估一個(gè)已有系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的集成需求時(shí)，我們必須考慮一些更加具體的集成的類型，這主要包括以下幾個(gè)方面:應(yīng)用程序集成的需求，終端用戶界面集成的需求，流程集成的需求以及已有系統(tǒng)信息集成的需求。當(dāng)SOA架構(gòu)師分析和評(píng)估現(xiàn)有系統(tǒng)中所有可能的集成需求的時(shí)候，我們可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際上所有集成方式在任何種類的企業(yè)中都有一定程度的體現(xiàn)。針對(duì)不同的企業(yè)類型，這些集成方式可能是簡(jiǎn)化的，或者沒有明確地進(jìn)行定義的。因而，SOA架構(gòu)師在著手設(shè)計(jì)新的體系結(jié)構(gòu)框架時(shí)，必須要全面的考慮所有可能的集成需求。例如，在一些類型的企業(yè)系統(tǒng)環(huán)境中可能只有很少的數(shù)據(jù)源類型，因此，系統(tǒng)中對(duì)消息集成的需求就可能會(huì)很簡(jiǎn)單，但在一些特定的系統(tǒng)中，例如航運(yùn)系統(tǒng)中的EDI(Electronic Data Interchange 電子數(shù)據(jù)交換)系統(tǒng)，會(huì)有大量的電子數(shù)據(jù)交換處理的需求，因此也就會(huì)存在很多不同的數(shù)據(jù)源類型，在這種情況下整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于消息數(shù)據(jù)的集成需求就會(huì)比較復(fù)雜。因此，如果SOA架構(gòu)師希望所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)能夠隨著企業(yè)的成長(zhǎng)和變化成功地繼續(xù)得以保持，則整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)架中的集成功能就應(yīng)該由服務(wù)提供，而不是由特定的應(yīng)用程序來完成。
3.2 服務(wù)粒度的控制以及無狀態(tài)服務(wù)的設(shè)計(jì)
當(dāng)SOA架構(gòu)師構(gòu)建一個(gè)企業(yè)級(jí)的SOA系統(tǒng)架構(gòu)的時(shí)候，關(guān)于系統(tǒng)中最重要的元素，也就是SOA系統(tǒng)中的服務(wù)的構(gòu)建有兩點(diǎn)需要特別注意的地方:首先是對(duì)于服務(wù)粒度的控制，另外就是對(duì)于無狀態(tài)服務(wù)的設(shè)計(jì)。
服務(wù)粒度的控制
SOA系統(tǒng)中的服務(wù)粒度的控制是一項(xiàng)十分重要的設(shè)計(jì)任務(wù)。通常來說，對(duì)于將暴露在整個(gè)系統(tǒng)外部的服務(wù)推薦使用粗粒度的接口，而相對(duì)較細(xì)粒度的服務(wù)接口通常用于企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)的內(nèi)部。從技術(shù)上講，粗粒度的服務(wù)接口可能是一個(gè)特定服務(wù)的完整執(zhí)行，而細(xì)粒度的服務(wù)接口可能是實(shí)現(xiàn)這個(gè)粗粒度服務(wù)接口的具體的內(nèi)部操作。 舉個(gè)例子來說，對(duì)于一個(gè)基于SOA架構(gòu)的網(wǎng)上商店來說，粗粒度的服務(wù)可能就是暴露給外部用戶使用的提交購(gòu)買表單的操作，而系統(tǒng)內(nèi)部的細(xì)粒度的服務(wù)可能就是實(shí)現(xiàn)這個(gè)提交購(gòu)買表單服務(wù)的一系列的內(nèi)部服務(wù)，比如說創(chuàng)建購(gòu)買記錄，設(shè)置客戶地址，更新數(shù)據(jù)庫等一系列的操作。雖然細(xì)粒度的接口能為服務(wù)請(qǐng)求者提供了更加細(xì)化和更多的靈活性，但同時(shí)也意味著引入較難控制的交互模式易變性,也就是說服務(wù)的交互模式可能隨著不同的服務(wù)請(qǐng)求者而不同。如果我們暴露這些易于變化的服務(wù)接口給系統(tǒng)的外部用戶，就可能造成外部服務(wù)請(qǐng)求者難于支持不斷變化的服務(wù)提供者所暴露的細(xì)粒度服務(wù)接口。而粗粒度服務(wù)接口保證了服務(wù)請(qǐng)求者將以一致的方式使用系統(tǒng)中所暴露出的服務(wù)。雖然面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)并不強(qiáng)制要求一定要使用粗粒度的服務(wù)接口，但是建議使用它們作為外部集成的接口。通常架構(gòu)設(shè)計(jì)師可以使用BPEL來創(chuàng)建由細(xì)粒度操作組成的業(yè)務(wù)流程的粗粒度的服務(wù)接口。
無狀態(tài)服務(wù)的設(shè)計(jì)
SOA系統(tǒng)架構(gòu)中的具體服務(wù)應(yīng)該都是獨(dú)立的、自包含的請(qǐng)求，在實(shí)現(xiàn)這些服務(wù)的時(shí)候不需要前一個(gè)請(qǐng)求的狀態(tài)，也就是說服務(wù)不應(yīng)該依賴于其他服務(wù)的上下文和狀態(tài)，即SOA架構(gòu)中的服務(wù)應(yīng)該是無狀態(tài)的服務(wù)。當(dāng)某一個(gè)服務(wù)需要依賴時(shí)，我們最好把它定義成具體的業(yè)務(wù)流程(BPEL)。在服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)機(jī)制上，我們可以通過使用 EJB 組件來實(shí)現(xiàn)粗粒度的服務(wù)。我們通常會(huì)利用無狀態(tài)的Session Bean來實(shí)現(xiàn)具體的服務(wù)，如果基于Web Service技術(shù)，我們就可以將無狀態(tài)的Session Bean暴露為外部用戶可以調(diào)用的到的Web服務(wù)，也就是把傳統(tǒng)的Session Facade模型轉(zhuǎn)化為了 EJB 的Web服務(wù)端點(diǎn)，這樣，我們就可以向 Web 服務(wù)客戶提供粗粒度的服務(wù)。
如果我們要在 J2EE的環(huán)境下(基于WebSphere)構(gòu)建Web服務(wù)，Web 服務(wù)客戶可以通過兩種方式訪問 J2EE 應(yīng)用程序?？蛻艨梢栽L問用 JAX-RPC API 創(chuàng)建的 Web 服務(wù)(使用 Servlet 來實(shí)現(xiàn));Web 服務(wù)客戶也可以通過 EJB的服務(wù)端點(diǎn)接口訪問無狀態(tài)的Session Bean，但Web 服務(wù)客戶不能訪問其他類型的企業(yè)Bean，如有狀態(tài)的Session Bean，實(shí)體Bean和消息驅(qū)動(dòng)Bean。后一種選擇(公開無狀態(tài) EJB 組件作為 Web 服務(wù))有很多優(yōu)勢(shì)，基于已有的EJB組件，我們可以利用現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯和流程。在許多企業(yè)中，現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯可能已經(jīng)使用 EJB 組件編寫，通過 Web 服務(wù)公開它可能是實(shí)現(xiàn)從外界訪問這些服務(wù)的最佳選擇。EJB 端點(diǎn)是一種很好的選擇，因?yàn)樗箻I(yè)務(wù)邏輯和端點(diǎn)位于同一層上。另外EJB容器會(huì)自動(dòng)提供對(duì)并發(fā)的支持，作為無狀態(tài)Session Bean實(shí)現(xiàn)的 EJB 服務(wù)端點(diǎn)不必?fù)?dān)心多線程訪問，因?yàn)?EJB 容器必須串行化對(duì)無狀態(tài)會(huì)話 bean 任何特定實(shí)例的請(qǐng)求。 由于EJB容器都會(huì)提供對(duì)于Security和Transaction的支持，因此Bean的開發(fā)人員可以不需要編寫安全代碼以及事務(wù)處理代碼。 性能問題對(duì)于Web服務(wù)來說一直都是一個(gè)問題，由于幾乎所有 EJB 容器都提供了對(duì)無狀態(tài)會(huì)話 Bean 群集的支持以及對(duì)無狀態(tài)Session Bean 池與資源管理的支持，因此當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，可以向群集中增加機(jī)器，Web 服務(wù)請(qǐng)求可以定向到這些不同的服務(wù)器，同時(shí)由于無狀態(tài)Session Bean 池改進(jìn)了資源利用和內(nèi)存管理，使 Web 服務(wù)能夠有效地響應(yīng)多個(gè)客戶請(qǐng)求。由此我們可以看到，通過把 Web 服務(wù)模型化為 EJB 端點(diǎn)，可以使服務(wù)具有更強(qiáng)的可伸縮性，并增強(qiáng)了系統(tǒng)整體的可靠性。
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