SOA是英文Service-Oriented Architecture，即面向服務(wù)架構(gòu)的縮寫。這個(gè)詞匯最近一兩年頻頻出現(xiàn)在各種技術(shù)期刊上。但是一直以來對(duì)于SOA到底是什么沒有明確的回答； SOA有什么特點(diǎn)？適合用于解決哪些問題？與其他的技術(shù)有什么區(qū)別與聯(lián)系？Web Service和SOA又是什么關(guān)系？SOA的出現(xiàn)對(duì)于軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)有什么影響？本文將就上面提到的這些問題，嘗試根據(jù)作者自己的理解給出SOA的定義；總結(jié)出SOA特有的三個(gè)基本特征；然后以HTTP協(xié)議為例對(duì)這些特征進(jìn)行解釋；最后簡(jiǎn)要的說明SOA對(duì)今后軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)可能帶來的影響。
SOA定義
下面是作者給SOA下的一個(gè)定義：SOA是指為了解決在Internet環(huán)境下業(yè)務(wù)集成的需要，通過連接能完成特定任務(wù)的獨(dú)立功能實(shí)體實(shí)現(xiàn)的一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)。從這個(gè)定義中我希望表達(dá)的前提有下面兩點(diǎn)：
1) 軟件系統(tǒng)架構(gòu)：SOA不是一種語(yǔ)言，也不是一種具體的技術(shù)而是一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)，它嘗試給出在特定環(huán)境下推薦采用的一種架構(gòu)，從這個(gè)角度上來說，它更像一種模式(Pattern)。因此它與很多已有的軟件技術(shù)比如面向?qū)ο蠹夹g(shù)，是互補(bǔ)的而非互斥的。它們分別面向不同的應(yīng)用場(chǎng)景，用來滿足不同的特定需求。
2) SOA的使用范圍：需求決定同時(shí)也限制功能。SOA并不是包治百病的萬(wàn)靈丹，它最主要的應(yīng)用場(chǎng)合在于解決在Internet環(huán)境下的不同商業(yè)應(yīng)用之間的業(yè)務(wù)集成問題。在下面我們會(huì)詳細(xì)討論Internet的各種特點(diǎn)如何決定SOA的特點(diǎn)，這里我們只需要先簡(jiǎn)單回顧一下Internet環(huán)境區(qū)別于 Intranet環(huán)境的幾個(gè)特點(diǎn)：
a) 大量異構(gòu)系統(tǒng)并存，計(jì)算機(jī)硬件工作方式不同，操作系統(tǒng)不同、編程語(yǔ)言也不同；
b) 大量、頻繁的數(shù)據(jù)傳輸仍然速度緩慢并且不穩(wěn)定；
c) 版本升級(jí)無(wú)法完成，我們根本就無(wú)法知道互聯(lián)網(wǎng)上有哪些機(jī)器直接或者間接的使用某個(gè)服務(wù)。
基于上面的前提，下面就讓我們一起看一下SOA的基本特征。
SOA三大基本特征
1 獨(dú)立的功能實(shí)體
在Internet這樣松散的使用環(huán)境中，任何訪問請(qǐng)求都有可能出錯(cuò)，因此任何企圖通過Internet進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)都會(huì)面臨嚴(yán)重的穩(wěn)定性問題。 SOA非常強(qiáng)調(diào)架構(gòu)中提供服務(wù)的功能實(shí)體的完全獨(dú)立自主的能力。傳統(tǒng)的組件技術(shù)，如.NET Remoting，EJB，COM或者CORBA，都需要有一個(gè)宿主(Host或者Server)來存放和管理這些功能實(shí)體；當(dāng)這些宿主運(yùn)行結(jié)束時(shí)這些組件的壽命也隨之結(jié)束。這樣當(dāng)宿主本身或者其它功能部分出現(xiàn)問題的時(shí)候，在該宿主上運(yùn)行的其它應(yīng)用服務(wù)就會(huì)受到影響。
SOA架構(gòu)中非常強(qiáng)調(diào)實(shí)體自我管理和恢復(fù)能力。常見的用來進(jìn)行自我恢復(fù)的技術(shù)，比如事務(wù)處理(Transaction)，消息隊(duì)列(Message Queue)，冗余部署(Redundant Deployment)和集群系統(tǒng)(Cluster)在SOA中都起到至關(guān)重要的作用。
2 大數(shù)據(jù)量低頻率訪問
對(duì)于.NET Remoting，EJB或者XML-RPC這些傳統(tǒng)的分布式計(jì)算模型而言，他們的服務(wù)提供都是通過函數(shù)調(diào)用的方式進(jìn)行的，一個(gè)功能的完成往往需要通過客戶端和服務(wù)器來回很多次函數(shù)調(diào)用才能完成。在Intranet的環(huán)境下，這些調(diào)用給系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性帶來的影響都可以忽略不計(jì)，但是在 Internet環(huán)境下這些因素往往是決定整個(gè)系統(tǒng)是否能正常工作的一個(gè)關(guān)鍵決定因素。因此SOA系統(tǒng)推薦采用大數(shù)據(jù)量的方式一次性進(jìn)行信息交換。
3 基于文本的消息傳遞
由于Internet中大量異構(gòu)系統(tǒng)的存在決定了SOA系統(tǒng)必須采用基于文本而非二進(jìn)制的消息傳遞方式。在COM、CORBA這些傳統(tǒng)的組件模型中，從服務(wù)器端傳往客戶端的是一個(gè)二進(jìn)制編碼的對(duì)象，在客戶端通過調(diào)用這個(gè)對(duì)象的方法來完成某些功能；但是在Internet環(huán)境下，不同語(yǔ)言，不同平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)、甚至是一些基本數(shù)據(jù)類型定義不同，給不同的服務(wù)之間傳遞對(duì)象帶來的很大困難。由于基于文本的消息本身是不包含任何處理邏輯和數(shù)據(jù)類型的，因此服務(wù)間只傳遞文本，對(duì)數(shù)據(jù)的處理依賴于接收端的方式可以幫忙繞過兼容性這個(gè)的大泥坑。
此外，對(duì)于一個(gè)服務(wù)來說，Internet與局域網(wǎng)最大的一個(gè)區(qū)別就是在Internet上的版本管理極其困難，傳統(tǒng)軟件采用的升級(jí)方式在這種松散的分布式環(huán)境中幾乎無(wú)法進(jìn)行。采用基于文本的消息傳遞方式，數(shù)據(jù)處理端可以只選擇性的處理自己理解的那部分?jǐn)?shù)據(jù)，而忽略其它的數(shù)據(jù)，從而得到的非常理想的兼容性。
HTTP協(xié)議：一個(gè)典型的SOA實(shí)現(xiàn)
每一項(xiàng)新技術(shù)都是在一些舊的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展出來的。正如XML根本思想來自于在60年代就已經(jīng)出現(xiàn)的早期標(biāo)記性語(yǔ)言一樣，SOA雖然這兩年才出現(xiàn)，但是它所表達(dá)的觀念應(yīng)該說在網(wǎng)絡(luò)這種分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不久就已經(jīng)廣泛應(yīng)用了。例如我們最熟悉的HTTP協(xié)議就是一個(gè)非常典型的SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)。HTTP 協(xié)議的工作過程簡(jiǎn)單敘述如下：
1) 客戶端，通常是通過瀏覽器，向服務(wù)器端以文本的方式發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，索取一個(gè)Web頁(yè)面；
2) 服務(wù)器端接收到這個(gè)請(qǐng)求之后，根據(jù)請(qǐng)求的內(nèi)容進(jìn)行處理并且返回一個(gè)符合HTML語(yǔ)法的文本；
3) 客戶端接收到服務(wù)器端的響應(yīng)文本后調(diào)用本地的程序，通常還是瀏覽器，把返回的HTML文本的內(nèi)容展現(xiàn)出來。
下面來看一下HTTP協(xié)議如何滿足了SOA的特點(diǎn)：
* 獨(dú)立的功能實(shí)體：作為服務(wù)器端的Web服務(wù)器是絕對(duì)不會(huì)因?yàn)榭蛻舳说臓顩r變化而改變的，它總是非常穩(wěn)定地按照自己的內(nèi)在邏輯運(yùn)行，響應(yīng)外部的請(qǐng)求，管理自己的資源和數(shù)據(jù)。這里一個(gè)非常好的例子就是Web服務(wù)器對(duì)緩存(Cache)的處理，很多Web服務(wù)器為了提高性能都或多或少的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，但是緩存數(shù)據(jù)、刷新數(shù)據(jù)這些于客戶端完全無(wú)關(guān)的操作完全由服務(wù)器端獨(dú)立完成，完全不受客戶端的影響。
* 大數(shù)據(jù)量低頻率訪問：對(duì)于一個(gè)HTTP請(qǐng)求來說，客戶端與服務(wù)器之間訪問的邊界非常簡(jiǎn)單：就是一個(gè)請(qǐng)求，一個(gè)響應(yīng)，沒有任何其它的信息往返。無(wú)論客戶端申請(qǐng)的網(wǎng)頁(yè)上除了文字之外還有什么信息，對(duì)于客戶端來說，它發(fā)出的請(qǐng)求只是簡(jiǎn)單的告訴Web服務(wù)器它所需要的網(wǎng)頁(yè)的位置；至于為了生成這個(gè)網(wǎng)頁(yè)，服務(wù)器端是否需要訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，執(zhí)行Servlet或者其它的CGI程序?qū)蛻舳硕裕际峭耆该鞯摹?
* 基于文本的消息傳遞：迄今為止兼容性最好的系統(tǒng)可能就是HTTP協(xié)議支撐的大部分的web應(yīng)用了，我們可以在Windows平臺(tái)下用IE查看互聯(lián)網(wǎng)上一個(gè) Linux＋Apache服務(wù)器上的由Perl腳本自動(dòng)生成的網(wǎng)頁(yè)。這里的關(guān)鍵就是所有內(nèi)容都是以格式化的文本方式傳遞的，不管Perl腳本如何執(zhí)行，只要它的輸出是符合HTML規(guī)范的網(wǎng)頁(yè)，就可以被客戶端的瀏覽器解釋。而由于不同的操作系統(tǒng)上對(duì)于相同的HTML的解釋遵循相同的規(guī)范，因此不同操作系統(tǒng)下仍然能夠看到一致的用戶界面。
我們上面基本描述了SOA作為一種軟件架構(gòu)有哪些特點(diǎn)，下面讓我們一起看看Web Service與SOA的關(guān)系。
SOA與Web Service
Web Service是就現(xiàn)在而言最適合實(shí)現(xiàn)SOA的一些技術(shù)的集合，事實(shí)上最近SOA的火爆在很大程度上歸功于Web Service標(biāo)準(zhǔn)的成熟和應(yīng)用的普及為廣泛的實(shí)現(xiàn)SOA架構(gòu)提供了基礎(chǔ)。下面讓我們看看Web Service中的各種協(xié)議是如何互相工作來滿足SOA所需的特點(diǎn)的：
* 獨(dú)立的功能實(shí)體：通過UDDI的目錄查找，我們可以動(dòng)態(tài)改變一個(gè)服務(wù)的提供方而無(wú)需影響客戶端的應(yīng)用程序配置。所有的訪問都通過SOAP訪問進(jìn)行，只要WSDL接口封裝良好，外界客戶端是根本沒有辦法直接訪問服務(wù)器端的數(shù)據(jù)的。
* 大數(shù)據(jù)量低頻率訪問：通過使用WSDL和基于文本(Literal)的SOAP請(qǐng)求，我們可以實(shí)現(xiàn)能一次性接收大量數(shù)據(jù)的接口。這里需要著重指出的是 SOAP請(qǐng)求分文本方式和遠(yuǎn)程調(diào)用(RPC)兩種方式，正如上文已經(jīng)提到的，采用遠(yuǎn)程調(diào)用方式的SOAP請(qǐng)求并不符合這點(diǎn)要求。但是令人遺憾的是現(xiàn)有的大多數(shù)SOAP請(qǐng)求采用的仍然是遠(yuǎn)程調(diào)用(RPC)方式，在某些平臺(tái)上，例如IBM WebSphere的早期版本，甚至沒有提供文本方式的SOAP支持。
* 基于文本的消息傳遞：Web Service所有的通訊是通過SOAP進(jìn)行的，而SOAP是基于XML的，不同版本之間可以使用不同的DTD或者XML Schema加以辨別和區(qū)分。因此只需要我們?yōu)椴煌陌姹咎峁┎煌奶幚砭涂梢暂p松實(shí)現(xiàn)版本控制的目標(biāo)。
SOA對(duì)于軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的影響
無(wú)論您現(xiàn)在的系統(tǒng)是否牽涉到基于Internet的業(yè)務(wù)集成，采用SOA推薦的架構(gòu)都對(duì)提高您系統(tǒng)的擴(kuò)展性有很大幫助，下面是在系統(tǒng)中引入SOA后需要在軟件架構(gòu)方面做出的改變：
* 使用基于文本方式的SOAP調(diào)用，擺脫遠(yuǎn)程調(diào)用中出現(xiàn)的函數(shù)參數(shù)類型等與數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)的信息，保證所有SOAP傳遞的都是有意義的商業(yè)數(shù)據(jù)。依賴于Schema，而不是類定義對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。
* 傳統(tǒng)的三層Web應(yīng)用將可能變成四層結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)意義上的商業(yè)邏輯層將被進(jìn)一步劃分為存放每個(gè)會(huì)話(Session)信息的客戶邏輯層和與狀態(tài)無(wú)關(guān)Sateless的SOA層。