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面向服务的体系结构(service-oriented architecture,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。

这种具有中立的接口定义(没有强制绑定到特定的实现上)的特征称为服务之间的松耦合。松耦合系统的好处有两点,一点是它的灵活性,另一点是,当组成整个应用程序的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时,它能够继续存在。而另一方面,紧耦合意味着应用程序的不同组件之间的接口与其功能和结构是紧密相连的,因而当需要对部分或整个应用程序进行某种形式的更改时,它们就显得非常脆弱。

对松耦合的系统的需要来源于业务应用程序需要根据业务的需要变得更加灵活,以适应不断变化的环境,比如经常改变的政策、业务级别、业务重点、合作伙伴关系、行业地位以及其他与业务有关的因素,这些因素甚至会影响业务的性质。我们称能够灵活地适应环境变化的业务为按需(On demand)业务,在按需业务中,一旦需要,就可以对完成或执行任务的方式进行必要的更改。

虽然面向服务的体系结构不是一个新鲜事物,但它却是更传统的面向对象的模型的替代模型,面向对象的模型是紧耦合的,已经存在二十多年了。虽然基于 SOA 的系统并不排除使用面向对象的设计来构建单个服务,但是其整体设计却是面向服务的。由于它考虑到了系统内的对象,所以虽然 SOA 是基于对象的,但是作为一个整体,它却不是面向对象的。不同之处在于接口本身。SOA 系统原型的一个典型例子是通用对象请求代理体系结构(Common Object Request Broker Architecture,CORBA),它已经出现很长时间了,其定义的概念与 SOA 相似。

然而,现在的 SOA 已经有所不同了,因为它依赖于一些更新的进展,这些进展是以可扩展标记语言(eXtensible Markup Language,XML)为基础的。通过使用基于 XML 的语言(称为 Web 服务描述语言(Web Services Definition Language,WSDL))来描述接口,服务已经转到更动态且更灵活的接口系统中,非以前 CORBA 中的接口描述语言(Interface Definition Language,IDL)可比了。

Web 服务并不是实现 SOA 的惟一方式。前面刚讲的 CORBA 是另一种方式,这样就有了面向消息的中间件(Message-Oriented Middleware)系统,比如 IBM 的 MQseries。但是为了建立体系结构模型,您所需要的并不只是服务描述。您需要定义整个应用程序如何在服务之间执行其工作流。您尤其需要找到业务的操作和业务中所使用的软件的操作之间的转换点。因此,SOA 应该能够将业务的商业流程与它们的技术流程联系起来,并且映射这两者之间的关系。例如,给供应商付款的操作是商业流程,而更新您的零件数据库,以包括进新供应的货物却是技术流程。因而,工作流还可以在 SOA 的设计中扮演重要的角色。

此外,动态业务的工作流不仅可以包括部门之间的操作,甚至还可以包括与不为您控制的外部合作伙伴进行的操作。因此,为了提高效率,您需要定义应该如何得知服务之间的关系的策略,这种策略常常采用服务级协定和操作策略的形式。

最后,所有这些都必须处于一个信任和可靠的环境之中,以同预期的一样根据约定的条款来执行流程。因此,安全、信任和可靠的消息传递应该在任何 SOA 中都起着重要的作用。

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:

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。

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。

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use cases,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。

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。

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-view approach)。

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)。弟五个视图,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。

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(两个领域共享服务模型)。业务用户通过逻辑视图和过程视图处理粗粒度的业务服务,根据变化的业务需求,按照需要将它们安排在过程之中。另一方面,技术专家的工作是创建并维护服务和地层技术之间的抽象层。表示这些服务的中间模型,起到的是轴心的作用,业务以它为中心进行。

SOA元模型从MDA中继承平台无关模型和平台相关模型,但是添加了AM和用户交互以及敏捷的反馈这两部分,后者通过椭圆之间的双向箭头来表现。类似地,元模型通过引入由中心的服务模型提供的中间层抽象解决了AM在伸缩性方面的问题。这样,服务模型中的任何需求的变化,都会反映到用户每天的业务处理中。同样,由于底层技术是模型驱动的,技术专家也可以根据这些变化的需求迅速而有效地作出应变。

SOA实践和过去解决企业架构传统方式的不同之处就在于其对敏捷性的支持。如前所说,SOA的第三条原则就在于它总在变化之中。这种恒在的变化性环境是SOA实践的基石。如图所示,涉众(stakeholders,译者注:RUP中也有这个词,表示软件开发中涉及到的各种角色如:用户、设计人员、开发人员乃至测试人员等等。)在一个必需的基础上影响到整个架构的变化。在当技术专家在每天的日常工作中不断对变化的业务需求作出响应的这种情况下,设计阶段和运行阶段之间的界限变得模糊起来,很难清晰地分离这两个阶段。
转载:www.matrix.org.cn

posted on 2006-10-09 17:11 comchyi 阅读(310) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: f. 架构.SOA研究

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