浅谈Web异步服务调用的分析试用(二)

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JAXM旨在使用纯Java API来使应用程序能够发送和接收面向文档的XML消息，目的是为基于标准的更高级消息协议提供基础。JAXM支持点对点同步消息传递和通过消息提供者的异步消息传递。前者使用更简单，后者提供异步通信机制，但它必须在J2EE容器中运行。在基于JAXM实现Web服务的AIM时，使用JAXM的异步消息传递机制在客户端和服务器之间实现回调/轮询模型。与此同时，由于JAXM本身是一个面向文档的消息处理模型，因此在具有ACK消息的回调/轮询模型中的ACK响应也很容易实现。系统架构如图3-1所示。

图3-1：基于JAXM的Web Services AIM实现结构图

从图中可以看出，实现方案相对简单，对底层网络通信协议没有限制（即可以绑定到SOAP的所有底层通信协议环境，可以使用该方案，例如HTTP、JMS、SMTP，FTP等），但其客户端必须放置在J2EE容器中（由于使用了Message Provider），这使得它对场景的使用非常有限，如在J2SE中，不是Java环境不能使用。同时，由于JAXM是一种面向文档的消息处理模型，并且不提供直观和方便的RPC式服务调用接口，所以应用程序开发人员必须实现“异步消息”和“RPC调用接口”之间的复杂映射，包括：RPC参数请求、结果之间的对应关系以及对特定服务的激励等，从而进一步降低其实用性。

（二）基于Net框架的实现

Microsoft的Net Framework支持基于HTTP Web服务异步回调和轮询模型的服务调用。系统架构如图4-2所示。对于每个同步Web服务操作方法XXX（...），客户端提供对应于BeginXXX（...）和EndXXX（...）的两种方法用于异步服务调用。BeginXXX方法将用户的传入回调响应类引用作为参数，然后通过委托类发送服务请求，并将IAsyncResult对象引用返回给客户端。之后，客户端可以通过以IAsyncResult对象作为参数的EndXXX方法获取服务请求结。委托类封装了所有异步服务访问的细节，但微软并未透露其实现机制。

虽然是.NET框架下提供的异步服务调用接口的简单和方便的RPC的形式，类似于基于JAXM的实现方案，该解决方案的客户端必须在NET环境运行，这也限制了它的客户端操作系统平台（仅在Windows平台上）。此外，该解决方案仅实现回调和轮询模型，但尚未针对带ACK的回调/轮询模型实施。仅当下面的网络实体检测到错误（如HTTP网络超时）和用户程序抛出异常（异常）时，才可以在回调结果的处理或活动的查询之后知道服务请求消息失败。

图3-2：基于Net框架的Web Services AIM实现结构图

（三）基于JMS的实现

JMS是用于访问企业消息系统的标准API，用于与面向消息的中间件MOM进行通信的应用程序接口，以促进消息系统中的Java应用程序通过以下方式交换消息并生成、发送、接收消息来简化企业应用程序的开发。它支持点对点域以及发布/订阅域，并提供：批准的消息传递、事务性消息传递、一致性消息和持久订阅者支持。基于JMS的WebServices AIM使用JMS点对点可靠异步消息传递与SOAP消息进行交互，为最终用户提供异步服务调用接口。其系统结构如图3-3所示。由于JMS提供了自动和客户端等消息确认模式，因此可以轻松实现具有ACK的各种AIM。

图3-3：基于JMS的Web Services AIM实现结构图

从图中可以看出，实现方案的系统结构比较复杂，客户端也必须运行在J2EE环境中，这使得该方案的实际场景也受到较大限制。同时，由于不同JMS产品之间的互操作性和兼容性问题，客户端的JMS实体通常必须与服务器端的JMS实体保持一致，这使得该方案无法在实际应用中得到广泛应用。

（四）基于HTTP的实现

如上所述，由于HTTP在实际应用中的普遍性以及遍历防火墙的优点，基于HTTP的Web服务已经成为最广泛使用和实用的Web服务实现框架。因此，研究和设计基于HTTP WebServices的AIM在整个Web服务系统中占有重要的现实意义。Uwe Zdun 、Markus Voelter等人基于客户端同步多线程机制在AIM中设计并实现了两种回调和轮询模型。该方案充分利用了基于HTTP的Web服务的现有同步请求/响应服务调用模型，与隐含的后台多线程一起向用户显示异步调用接口，其整体结构如图3-4所示。

从图中可以看出，该实现方案下的客户端没有J2EE、Net环境等限制，其整体结构比较简单，但由于客户端服务请求数量较大，是一个客户端操作系统，它具有线程负载量大、业务响应时间长、网络资源过多、资源利用率低等缺点。此外，Uwe Zdun等人的设计和实现系统不支持带ACK的回调/轮询模型。

图3-4：基于同步多线程的Web Services AIM总体结构图

本文参考Uwe Zdun等人的结果，并基于同步多线程MTSI模式的WebServices / HTTP设计和实现所有AIM。此外，还提出了一种基于Asyn SOAP模式的AIM，旨在克服同步多线程的一些缺点。整体结构如图3-5所示。

图3-5：基于Asyn SOAP的Web Services AIM总体结构图

四、AIM原型系统的实现

（一）开发环境及工具

1.硬件环境

CPU：Intel Pentium III 866MHz

内存：56M SDRAM

硬盘:：00M可用空间

2.软件环境及工具

操作系统：Windows XP Profession Edition

HTTP服务器：pache Tomcat 5.03

SOAP引擎：Apache Axis 1.2

XML处理器：Apache Xerces-J 2.6.2

开发语言：Java

编译器：JDK 1.5.4

辅助开发调试工具：Eclipse 3.02 + sysdeo eclipse tomcat plugin 3.0

图4-1：Web Services/HTTP的异步调用模型系统实现的软件实体框图

软件实体之间的关系如图4-1所示。应该指出，原型系统的开发是在一台独立的机器上完成的，客户端和服务器之间的网络连接使用localhost循环（IP地址：127.0.0.1）进行连接，在系统测试中，客户端和服务器软件实体被发布到服务器和两个不同的客户端。此外，为了清楚地显示每个软件实体的逻辑位置（在客户端或服务器端），图4-1将客户端和服务器描述为位于两个不同的逻辑操作系统上。

（二）用户接口定义

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