本文對SOAP作了一個初步介紹,給出幾個簡單示例;接著比較CORBA,DCOM/COM與SOAP的聯(lián)系與區(qū)別;然后淺析SOAP簡單的理解為RPC+HTTP+XML時的運(yùn)行機(jī)制;最后展現(xiàn)SOAP的前景。
一:為什么需要SOAP?
隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)代企業(yè)面臨的環(huán)境越來越復(fù)雜,其信息系統(tǒng)大多數(shù)為多平臺、多系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)。這就要求今天的企業(yè)解決方案具有廣泛的兼容能力,可以支持不同的系統(tǒng)平臺、數(shù)據(jù)格式和多種連接方式,要求在Internet 環(huán)境下,實現(xiàn)系統(tǒng)是松散耦合的、跨平臺的,與語言無關(guān)的,與特定接口無關(guān)的,而且要提供對Web 應(yīng)用程序的可靠訪問。
隨著異種計算環(huán)境的不斷增加,各種系統(tǒng)間的互操作性就愈顯得必要,要求系統(tǒng)能夠無縫地進(jìn)行通信和共享數(shù)據(jù),從而在 Internet 環(huán)境下,消除巨大的信息孤島,實現(xiàn)信息共享、進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,達(dá)到信息的一致性。Web services 希望實現(xiàn)不同的系統(tǒng)之間能夠用"軟件-軟件對話"的方式相互調(diào)用,打破了軟件應(yīng)用、網(wǎng)站和各種設(shè)備之間的格格不入的狀態(tài),實現(xiàn)"基于WEB無縫集成"的目標(biāo)。
今年四月份的時候,W3C聯(lián)盟召開了第一次 Web 服務(wù)專題研討會,目的為探索 W3C 應(yīng)向哪個方向發(fā)展才能實現(xiàn)新興的 Web 服務(wù)架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化,期間提出了一個"Web 服務(wù)堆棧"的構(gòu)想,如下圖,從圖中可以看出,SOAP在WEB服務(wù)堆棧中作為用于 XML 消息傳遞的一種非常普遍的協(xié)議,發(fā)揮著十分重要的作用。
二:什么是SOAP?
SOAP(Simple Object Access Protocol )簡單對象訪問協(xié)議是在分散或分布式的環(huán)境中交換信息的簡單的協(xié)議,是一個基于XML的協(xié)議,它包括四個部分:SOAP封裝(envelop),封裝定義了一個描述消息中的內(nèi)容是什么,是誰發(fā)送的,誰應(yīng)當(dāng)接受并處理它以及如何處理它們的框架;SOAP編碼規(guī)則(encoding rules),用于表示應(yīng)用程序需要使用的數(shù)據(jù)類型的實例; SOAP RPC表示(RPC representation),表示遠(yuǎn)程過程調(diào)用和應(yīng)答的協(xié)定;SOAP綁定(binding),使用底層協(xié)議交換信息。
雖然這四個部分都作為SOAP的一部分,作為一個整體定義的,但他們在功能上是相交的、彼此獨(dú)立的。特別的,信封和編碼規(guī)則是被定義在不同的XML命名空間(namespace)中,這樣使得定義更加簡單。
SOAP的兩個主要設(shè)計目標(biāo)是簡單性和可擴(kuò)展性。這就意味著有一些傳統(tǒng)消息系統(tǒng)或分布式對象系統(tǒng)中的某些性質(zhì)將不是SOAP規(guī)范的一部分。比如:分布式垃圾收集 (Distributed garbage collection)、成批傳送消息(Boxcarring or batching of messages)、對象引用 (Objects-by-reference(which requires distributed garbage collection))、對象激活 (Activation(which requires objects-by-reference))。
SOAP消息舉例:
1.第一個例子闡明了SOAP中一個簡單的通信信息,包括了兩個不是SOAP定義而是應(yīng)用程序定義的元素:頭塊元素alertcontrol 和體塊元素alert。頭塊元素包括兩個參數(shù):priority 和expires。體塊元素包括的是實際傳送的信息。
(EXAMPLE 1)
2.SOAP通信與底層的不同協(xié)議和不同的交換格式有關(guān),下面的例子SOAP使用HTTP作為底層通信協(xié)議,從而可以很好的使用request/response機(jī)制來傳送信息。 SOAP/HTTP請求包括一個GetLastTradePrice的塊元素,該請求攜帶一個字符串參數(shù)和ticker符號,在SOAP應(yīng)答中返回一個浮點數(shù)。XML名域用來區(qū)分SOAP標(biāo)志符和應(yīng)用程序特定的標(biāo)志符。
(EXAMPLE 2)
3. 例3 展示的是StockQuote SOAP服務(wù)信息,是對例2的請求作出的一條應(yīng)答消息。
(EXAMPLE 3)
三:SOAP與CORBA,COM/DCOM的區(qū)別?
在SOAP剛剛提出來的時候,許多人就提出了疑問:SOAP與CORBA和DCOM的區(qū)別何在?
- CORBA(Common Object Request Broker Architecture)公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)是由OMG組織制訂的一種標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο髴?yīng)用程序體系規(guī)范。由對象請求代理ORB、對象服務(wù)、公共設(shè)施、域接口和應(yīng)用接口這幾個部分組成。其核心部分是對象請求代理ORB(Object Request Broker)。ORB提供了一種機(jī)制,通過這種機(jī)制,對象可以透明的發(fā)出請求和接收響應(yīng)。分布的、可以互操作的對象可以利用ORB構(gòu)造可以互操作的應(yīng)用。ORB可看作是在對象之間建立客戶/服務(wù)關(guān)系的一種中間件?;贠RB,客戶可以透明的調(diào)用服務(wù)對象提供的方法,該服務(wù)對象可以與客戶運(yùn)行在同一臺機(jī)器上,也可以運(yùn)行在其他機(jī)器上通過網(wǎng)絡(luò)與客戶進(jìn)行交互。ORB截取客戶發(fā)送的請求,并負(fù)責(zé)在該軟件總線上找到實現(xiàn)該請求的服務(wù)對象,然后完成參數(shù)、方法調(diào)用,并返回最終結(jié)果。CORBA 1.1 由對象管理組織在 1991 年發(fā)布。定義了接口定義語言(IDL)和應(yīng)用編程接口(API),從而通過實現(xiàn)對象請求代理(ORB)來激活客戶/服務(wù)器的交互。CORBA 2.0 于 1994 年的 12 月發(fā)布定義了如何跨越不同的 ORB 提供者而進(jìn)行通訊。
- COM/DCOM(Component Object Model / Distributed Component Object Model )是微軟公司提出的分布式組件對象模型標(biāo)準(zhǔn),支持在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)甚至Internet上不同計算機(jī)的對象之間的通訊。DCOM基于COM的應(yīng)用程序、組件、工具等的基礎(chǔ)之上,處理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的低層次的細(xì)節(jié)問題,而不必關(guān)心太多的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議細(xì)節(jié),從而使用戶能夠集中精力解決用戶所要求的問題。DCOM位于應(yīng)用程序的組件之間,將組件以不可見的方式膠合在一起組成具有完整功能的應(yīng)用程序。
- SOAP 與CORBA,DCOM/COM的比較。
3.1 首先指出的是SOAP不會取代CORBA,COM/DCOM,三者的概念有所區(qū)別。COM/DCOM是個組件模型標(biāo)準(zhǔn),CORBA是分布式應(yīng)用的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。CORBA和DCOM為分布式應(yīng)用程序建立服務(wù),服務(wù)對象來執(zhí)行客戶端調(diào)用的服務(wù)。而SOAP是基于XML和HTTP的分布式對象的通信協(xié)議,是COM/DCOM和CORBA對象進(jìn)行通訊的協(xié)議。實際上,利用SOAP的互操作性和CORBA強(qiáng)大的執(zhí)行能力,兩者可以很好的結(jié)合在一起。 OMG (Object Management Group responsible for the CORBA specification)正在關(guān)注這方面的發(fā)展。
3.2. CORBA應(yīng)用程序和DCOM應(yīng)用程序不能實現(xiàn)互操作,兩者不能在一起協(xié)作。因為在ORPC(Object RPC)協(xié)議中,用ObjRef代表了一個正在運(yùn)行對象的引用;在CORBA/IIOP(Internet Inter-Orb Protocol)中,用交換可互操作對象引用IOR(Interoperable Object Reference)代表一個服務(wù)器的對象引用。不幸的是,IOR 與 ObjRef不能夠關(guān)聯(lián)起來。然而,使用SOAP可以實現(xiàn)在垂直應(yīng)用層面上CORBA ,DCOM技術(shù)的水平整合,能夠更好的集成CORBA,DCOM為一個整體。
3.3 SOAP并沒有定義信息的語義,服務(wù)質(zhì)量,基于INTERNET的事務(wù)處理。而是采用 XML 進(jìn)行消息編碼,正確的處理需要服務(wù)器和客戶端本身來執(zhí)行,理解和執(zhí)行彼此使用的信息格式(ONE-TO-ONE,REQUEST/REPLY,BROADCAST,ETC),應(yīng)用程序本身在語義解析中扮演著十分重要的角色。而CORBA,DCOM表示了傳送信息的語義,對參數(shù)和返回值使用二進(jìn)制編碼??蓪χT如參數(shù)名稱或類型的任何元信息都不編碼,但使中介很難處理消息。又因為每個系統(tǒng)使用不同的二進(jìn)制編碼,系統(tǒng)間的互操作的很難實現(xiàn)。
3.4 盡管CORBA可以在不同的平臺上執(zhí)行,DCOM可以在微軟的各種平臺上運(yùn)行,但是基于CORBA和DCOM的解決方案必須依賴于單一的應(yīng)用程序。比如說,假如運(yùn)行的是DCOM服務(wù)器程序,所有的分布式的客戶端不得不運(yùn)行于微軟的操作平臺上。CORBA 雖然可以運(yùn)行于不同的平臺,但CORBA的互操作性并沒有在更高層的服務(wù)上進(jìn)行擴(kuò)展,如安全性和事務(wù)處理,在這種情況下,許多提供的服務(wù)沒有得到很好的優(yōu)化。DCOM和CORBA適合于服務(wù)器--服務(wù)器間的通訊,但是對于客戶端--服務(wù)器的通訊十分脆弱,尤其當(dāng)客戶程序分布在INTERNET上更是如此。
3.5 SOAP不象DCOM一樣試圖定義分布式系統(tǒng)的所有元素,SOAP沒有提供分布式類庫,類型安全檢查,版本控制等等,SOAP比它處于一個更低的層次,有點類似于IIOP在CORBA的作用,DCOM卻提供了一些額外的協(xié)議功能,是IIOP 或者SOAP所不具備的。然而,許多. DCOM的額外功能只有在服務(wù)器――服務(wù)器間通信時才會用到,對于客戶端――服務(wù)器之間的通信則是多余的。
四:SOAP=RPC+HTTP+XML
SOAP簡單的理解,就是這樣的一個開放協(xié)議SOAP=RPC+HTTP+XML:采用HTTP作為底層通訊協(xié)議;RPC作為一致性的調(diào)用途徑,XML作為數(shù)據(jù)傳送的格式,允許服務(wù)提供者和服務(wù)客戶經(jīng)過防火墻在INTERNET進(jìn)行通訊交互。RPC的描敘可能不大準(zhǔn)確,因為SOAP一開始構(gòu)思就是要實現(xiàn)平臺與環(huán)境的無關(guān)性和獨(dú)立性,每一個通過網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程調(diào)用都可以通過SOAP封裝起來,包括DCE(Distributed Computing Environment ) RPC CALLS,COM/DCOM CALLS, CORBA CALLS, JAVA CALLS,etc。
SOAP 使用 HTTP 傳送 XML,盡管HTTP 不是有效率的通訊協(xié)議,而且 XML 還需要額外的文件解析(parse),兩者使得交易的速度大大低于其它方案。但是XML 是一個開放、健全、有語義的訊息機(jī)制,而 HTTP 是一個廣泛又能避免許多關(guān)于防火墻的問題,從而使SOAP得到了廣泛的應(yīng)用。但是如果效率對你來說很重要,那么你應(yīng)該多考慮其它的方式,而不要用 SOAP。
為了更好的理解SOAP,HTTP,XML如何工作的,不妨先考慮一下COM/DCOM的運(yùn)行機(jī)制,DCOM處理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的低層次的細(xì)節(jié)問題,如PROXY/STUB間的通訊,生命周期的管理,對象的標(biāo)識。在客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行交互的時候,DCOM采用NDR(Network Data Representation)作為數(shù)據(jù)表示,它是低層次的與平臺無關(guān)的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。
DCOM是有效的,靈活的,但也是很復(fù)雜的。而SOAP的一個主要優(yōu)點就在于它的簡單性,SOAP使用HTTP作為網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,接受和傳送數(shù)據(jù)參數(shù)時采用XML作為數(shù)據(jù)格式,從而代替了DCOM中的NDR格式,SOAP和 DCOM執(zhí)行過程是類似的,如下圖,但是用XML取代 NDR作為編碼表現(xiàn)形式,提供了更高層次上的抽象,與平臺和環(huán)境無關(guān)。
客戶端發(fā)送請求時,不管客戶端是什么平臺的,首先把請求轉(zhuǎn)換成XML格式,SOAP網(wǎng)關(guān)可自動執(zhí)行這個轉(zhuǎn)換。為了保證傳送時參數(shù),方法名,返回值的唯一性,SOAP協(xié)議使用了一個私有標(biāo)記表,從而服務(wù)端的SOAP網(wǎng)關(guān)可以正確的解析,這有點類似于COM/DCOM
中的樁(STUB)。轉(zhuǎn)化成XML格式后,SOAP終端名(遠(yuǎn)程調(diào)用方法名)及其他的一些協(xié)議標(biāo)識信息被封裝成HTTP請求,然后發(fā)送給服務(wù)器。如果應(yīng)用程序要求,服務(wù)器返回一個HTTP應(yīng)答信息給客戶端。與通常對HTML頁面的HTTP GET請求不同的是,此請求設(shè)置了一些HTTP HEADER,標(biāo)識著一個SOAP服務(wù)激發(fā),和HTTP包一起傳送。例如:對于一個詢問股票價格的應(yīng)用程序,服務(wù)器端具有組件提供某股票當(dāng)前的價格,組件是COM或CORBA在服務(wù)器上建立的??蛻舳税l(fā)送一個SOAP請求給服務(wù)器詢問股票價格。服務(wù)器依賴于服務(wù)器上的SOAP網(wǎng)關(guān),使用內(nèi)嵌的HTML對象調(diào)用合適的方法, 然后把得到的價格通過SOAP應(yīng)答傳給客戶端。
五.SOAP 的前景
W3C于2000年5月8日發(fā)表了Simple Object Access Protocol (SOAP) 1.1版本,具體規(guī)范發(fā)布在下列站點上(
http://www.w3.org/TR/SOAP/)。又與今年7月9號推出了SOAP Version 1.2版本的建議草案,具體規(guī)范發(fā)布在下列站點上(
http://www.w3.org/TR/soap12/)。編寫SOAP Version 1.1版本的工作小組的成員包括:
DevelopMentor,
International Business Machines Corporation,
Lotus Development Corporation,
Microsoft,
UserLand Software。
SOAP的推出是令人興奮的??梢韵嘈?,隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的的不斷發(fā)展,它將極大的改變我們的思考模式和開發(fā)模式?,F(xiàn)在,已有許多大公司著手支持SOAP的開發(fā),去年 IBM公司 和 Microsoft公司 都發(fā)行了實現(xiàn) SOAP 的第一批版本。 IBM 公司啟動了Apache SOAP 項目計劃,微軟最近又推出了SOAPtoolkit2.0的正式版,主要包括如下的一些特征:SOAP的高層接口和低層接口,消息對象接口,完全支持WSDL 1.1標(biāo)準(zhǔn),支持用戶自定義類型映射,并且提供了豐富和完整的開發(fā)文檔以及應(yīng)用實例。而且,兩家公司正在互操作性方面努力研究??梢詷酚^的估計,不用多久,SOAP 互操作性的時代就將來臨。
與SOAP相關(guān)的一些標(biāo)準(zhǔn):
- HTTP 1.0 or greater(http://www.w3.org/Protocols/HTTP/ietf-http-ext)
- the core W3C XML recommendation(http://www.w3.org/TR/1998/REC-xml-19980210)
- W3C XML namespace recommendation(http://www.w3.org/TR/REC-xml-names).
- XML Schema(http://www.w3.org/TR/xmlschema-1/)
目前支持SOAP的一些公司產(chǎn)品:
Organization | Product |
Rogue Wave | Nouveau ORB |
Iona | Orbix 2000 |
ObjectSpace | Voyager |
Digital Creations | Zope, the Python Application Server |
UserLand | Frontier groupware product |
Microsoft | Windows DNA 2000 |
SOAP是一個協(xié)議,與編程語言無關(guān)。實際上,許多語言已經(jīng)開始支持SOAP,如:java,c/c++,vb,c#,perl,php.下面列出了在Java/C++/Perl/ADA/Python環(huán)境下SOAP的執(zhí)行工具:
- Java: Apache SOAP , DevelopMentor‘s implementation, IdooXoap from ZVON
- Python: PythonWare (client side only)
- C++: IdooXoap from ZVON
- Perl: SOAP::Lite
- ADA: An ADA implementation
- Microsoft Visual Studio: The Microsoft SOAP toolkit.
參考資料
- http://www.cn.ibm.com/developerWorks/xml/index.shtml(IBM公司)
- http://msdn.microsoft.com/(微軟公司)
- http://www.w3.org/TR/soap12/(W3C聯(lián)盟)
- http://www.soaprpc.com/
- http://www.webservices.org
- http://www.soapwebservices.com
- http://www.xml.org.cn(中國xml聯(lián)盟)
鑒于SOAP是當(dāng)前的新技術(shù),國內(nèi)資料貧乏,主要參考了國外的一些資料及IBM和MICROSOFT的相關(guān)資料,文章偏頗之處,請多指教!