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通过 Java 编程处理 XML 服务定义

创建内存占用较少的 Java 客户机满足 SOA 需求

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SOA 提供了一系列服务,其中一些服务由用户使用,而另一些则由计算机使用。事实上,由计算机使用的这些服务通常使 SOA 具有几分递归结构。本文将介绍一种简单的方法,可定义由 Internet 服务提供商(ISP)使用的服务。之所以选择这种类型的提供商是因为大部分人对它比较熟悉。然而,其中的原理并不限于通信提供商:可以应用于所有类型的服务提供商 — 银行、股票代理、公用事业公司等等。

本文假设某个 ISP 对其全部或部分基础设施实现了 SOA。该提供商输出的服务之一就是提供一种基于 Web 的工具,用户可以借助该工具修改他们的服务配置文件。

本文的目的

撰写本文之际,SOA 技术仍然处于发展阶段,并且很多大型软件供应商还在开发各自的 SOA 产品。因此,SOA 领域目前综合了各种技术,包括 Java Business Integration (JBI)、Intelligent Event Processing 和 Business Process Execution Language (BPEL) 服务器。因此,在将各种技术融入到一个解决方案之前,想要从 SOA 中受益的用户组织很可能需要进行大量投资。通过对 SOA 布置如此高的复杂性,行业提前为实现供应商定位铺好了道路,即使 SOA 其中的一项承诺是实现基于标准、面向组件、独立于供应商的计算。在开始代价高昂的迁移过程前,用户组织能够获得一些实用的 SOA 使用体验吗?

为回答这个问题,本文通过简单的 XML 和一些 Java 代码演示了几个重要的 SOA 原理。本文并不打算介绍 SOA 领域中的所有内容;相反,我们只介绍其中的一些关键部分。例如,您可以考虑使用 RSS 发布 XML 服务定义。但是,在本文的例子中,传输机制使用的是 Java 工具。

这种聚焦式方法的优点就是用户组织中的 Java 开发人员可以使用其中的理念构建自己的简单的试验性 SOA。这种试验模式有助于组织实现 SOA 的商业效益。后者包含对业务服务建模,例如计算服务、用户自助服务、更好的自动化服务和更具响应性的服务。您可以将上述的迁移作为一个独立试验实现,与现有业务流程并行运作。

用户组织不需要进行大型投资就可实现一个试验性质的 SOA。通过这种方式,陈述特定于组织的 SOA 需求时可以脱离任何供应商实现。实际上,某些较小的用户组织可以继续使用他们的试验性 SOA 模式,只在后期迁移到软件供应商提供的大型商用解决方案。

自助服务趋势

对于大多数服务提供商来说,自助服务正在发展为一种趋势 — 特别是那些资金紧张的 ISP。因此,如果您需要更多带宽(进行下载或玩在线游戏),您可以登录到提供商的 Web 站点并通过 Web 页面自动升级与提供商的连接。让我们看一个具体的例子:清单 1 展示了一个简单的基于 XML 的用户服务配置文件。

清单 1. 一个简单的基于 XML 的服务描述
<ServiceInstance>
<Customer>Josephine Bloggs</Customer>
<Package>Internet</Package>
<Bandwidth>1mbps</Bandwidth>
<DownloadLimit>1Gbyte</DownloadLimit>
<Uptime>95</Uptime>
</ServiceInstance>

代码解释了这个用户 XML 服务模型。该模型包括:

  • 一个服务实例
  • 客户名字
  • 服务包的名称
  • 已配置的带宽量
  • 每月允许的下载限度
  • 提供商正常运行时间保证

无疑,服务定义可以比此处的例子复杂很多。其他内容可能包括客户地址、账单明细、往返延迟、加密和服务信用信息等。重点是,越来越多的提供商提供如 清单 1 所示的 Web 访问细节。某种程度上讲,这种尝试可以减少支持电话的花销和发生频度。有趣的是,这种基于 Web 的服务可以使用户觉得为他们提供服务的是较为先进的提供商。这实现了双赢的局面,因为客户可以更好地访问他们的服务数据,而提供商可以销售无需他们插手的服务包。授权的用户可以修改如 清单 1 所示的一些服务参数 — 例如,配置的带宽。随之修改的是用户每月的订购费用。

因此,清单 1 中的代码形成了基于 XML 的服务模型的基础。通过简单地与在线表单进行交互,用户可以修改可写的服务元素(例如带宽)。通过在线表单进行的修改将被记录,然后反映到可由用户配置文件修改的后端服务中。这是一种实现自助服务的标准方法。

然而,您将要了解的是另一种更加松散耦合的自助服务 — 使用这种服务,用户可以通过在网络中传输 清单 1 中的 XML 内容修改数据。在这种场景中,所传输的 XML 内容可通过一个 Java 客户机进行修改,后者可运行在台式机、笔记本电脑、甚至某种资源受限的设备上(例如手机),然后将数据发回给网络服务提供商。这种机制超越了基本的 HTML 页面模型并采纳了 SOA 思想。

将服务定义 XML 文档传输给使用 Java 技术的客户机

Java 技术为 XML 数据处理提供了一些真正强大的工具(请参见侧栏 Java 技术和 XML)。如果将 清单 1 中的内容看作是给定数据集的基于 XML 的呈现,那么您还可以使用其他方式进行呈现。构成 清单 1 基本内容的原始数据一般保存在数据库中。因此,您如何将这些数据打包成 XML?

清单 2 中的内容摘取自本文附带的 Java 文件 encodeXML.java.(相关文件可从 下载 部分获得)。encodeXML.java 类对 XMLEncoder 类的对象进行了实例化。如您所见,这个对象随后在当前目录中创建了名为 xmldata.xml 的文件。下一步是将 XML 数据值插入到文件中,这可以通过调用一连串的 writeObject() 方法实现(清单 2 对此进行了说明)。显然,在生产环境中,清单 2 中硬编码的文本字符串将来自数据库这样的持久性存储。无论何种情况,可以看到 XML 数据文件的创建非常简单。

清单 2. 使用 XML 格式编码数据
XMLEncoder e = new XMLEncoder(
new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream("xmldata.xml")));
e.writeObject("Josephine Bloggs");
e.writeObject("Internet");
e.writeObject("1mbps");
e.writeObject("Gbyte");
e.writeObject("295");
e.close();

执行 清单 2 中的程序后,程序的执行目录中将出现一个名为 xmldata.xml 的文件。清单 3 解释了新创建文件包含的内容。

清单 3. 生成的 XML 数据
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<java version="1.5.0_06" class="java.beans.XMLDecoder">
<string>Josephine Bloggs</string>
<string>Internet</string>
<string>1mbps</string> 
<string>Gbyte</string> 
<string>295</string>
</java>

您可以通过网络将 清单 3 中的文件传输给等待状态中的客户机 — 使用 Java 技术即可创建。清单 4 展示了一个简单的例子。

清单 4. 跨越网络传输文件
byte[] bytes = new byte[BUFFER_SIZE];
FileInputStream inputFile = null;
try
{
File file = new File("xmldata.xml");
if (file.exists())
{
inputFile = new FileInputStream(file);
int ch = inputFile.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
while (ch != -1)
{
output.write(bytes, 0, ch);
ch = inputFile.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
}
}

清单 4 中的代码创建了一个长度缓冲区 BUFFER_SIZEBUFFER_SIZE 常量的值可以是 1024 或更高。通过调用 inputFile.read() 方法将输入文件(xmldata.xml)的内容读取到缓冲区中。进行缓冲之后,output.write() 方法将文件数据写入到 OutputStream 对象的套接字中。最后一步将数据通过网络发送到等待中的客户机中。这些功能居然只需要这么少的代码!

接下来,您需要使客户机处理传入的 XML 数据。

接收数据的 Java 客户机获得 XML 内容(并不是 XML 文件)

客户机如何接收 XML 数据?同样,对于 Java 技术来说这只是小事一桩。数据接收通过一个套接字对象完成。清单 5 展示的代码将接收传入的数据并将数据推入到 ArrayList 类的对象中。

客户机现在必须解决两个与所接收数据项的数量有关的问题。由于这是一个松散耦合的场景,您必须假定客户机并不清楚服务配置文件(即 清单 1 中的代码)中包含了多少 XML 数据项。因此,您必须确定一些方法来接收和处理精确的数据项数量。第二个问题比较容易解决,就是如何保存处理过的数据。您将看到,清单 5 同时解决了这两个问题。

清单 5. 提取嵌入的 XML 数据
XMLDecoder d = new XMLDecoder(input);
try
{
while (true)
ArrayList<Object[]> rowList = new ArrayList<Object[]>();
{
String dataItem = (String)d.readObject();
System.out.println("XML decoded data: " + dataItem);
rowList.add(dataItem);
}
}
}
catch (Exception exc)
{
if (exc instanceof ArrayIndexOutOfBoundsException)
{
// No more records to process
System.out.println("Parsed all XML records - " +
	"threw exception. Number of rows: " + rowList.size());
}
}

d.close();

通过一个有限循环 while (true),您可以确定期望的到来数据项的数量。该代码将一直执行循环,直到接收到最后一个数据项,此时将抛出一个异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)。您必须使用这种异常机制,除非客户机已经了解期望的数据项数量。

InputStream 对象接收的 XML 数据被保存在 ArrayList 类的一个对象中。该类对于此类应用程序非常有用。完成类定义之后,ArrayList 具有一个特定的容量,总是匹配底层列表的大小。 在添加元素时,ArrayList 对象的容量将自动扩展。因此,您无需担心会超过数组的极限,因为该类将为您处理这一问题。

此时,客户机具有 清单 1 中数据的副本。客户机现在可以将带宽元素修改为所需的值,然后反向执行文件传输过程,从客户机发送到服务器。通过将 XML 文件 从服务器移动到客户机,客户机实际上使用了这一服务。更新后的数据被发送回服务器以完成事务。当然,服务提供商必须验证传入的数据并提供所需的带宽更改。

本文描述的这种模式首先将一个 XML 文件通过网络传输到客户机。客户机将文件数据作为流进行接收,然后将其解析为一个内存驻留对象。客户机随后对内存驻留对象进行更改,然后反向执行传输过程,将对象发回到服务器。

还存在一种服务,其中 XML 数据被完整无缺地从服务器传输到客户机。这种场景中,客户机使用某种形式的文件传输协议(例如 FTP)获得完整的文件副本。由于文件传输是一种标准技术,这里不作过多介绍,您只需了解客户机将下载 清单 1 中服务配置数据的一个文件副本。此时,客户机需要解析并修改文件,然后传输回服务器,这种模式的工作原理是什么?

一种基于 XML 文件的 Java 机制

客户机现在将服务配置文件的副本保存在磁盘中。必须对该文件进行解析以提取 XML 数据。让人意外的是,这实现起来有些难度,对于较大的文件尤其如此。解决问题的关键是使用合适的解析工具。本文中使用的工具是 dom4j,该工具允许您将 XML 数据解析为一个 Java 对象。您还可以使用一个基于 Simple API for XML (SAX) 的解析器,但是 SAX 是一种较低级的技术。您将看到,dom4j 工具仅需要很少的工作即可完成解析。清单 6 引用自本文附带的 ProcessEventXml.java 文件,展示了使用 dom4j 解析文件所需的主要元素。

清单 6. dom4j 处理 XML 数据
try
{
handler.treeWalk(handler.parse(new File(argv[0])));
}
catch (Throwable t)
{
t.printStackTrace();
}
}

public Document parse(File url)
throws DocumentException
{
SAXReader reader = new SAXReader();
Document document = reader.read(url);
return document;
}

public void treeWalk(Document document)
throws Exception
{
treeWalk(document.getRootElement());
}

基本上只需要两种方法:parse()treeWalk()。当我运行经过编译的类时,我获得了如 清单 7 所示的输出。如果您希望亲自运行代码,请确保下载、安装 dom4j 副本,并添加到 CLASSPATH 中(最后一步就是将相应的 JAR 文件添加到您的 CLASSPATH 变量中)。然后,编译 ProcessEventXml.java 文件并使用以下命令运行程序:

java ProcessEventXml ServiceDefinition.xml
清单 7. 使用 dom4j 处理 XML 文件
java ProcessEventXml ServiceDefinition.xml
Josephine Bloggs Internet 1mbps 1Gbyte 95

正如您看到的,仅需少量工作即可整洁地显示 XML 数据。这些工作都是由 dom4j 处理的。事实上,大部分工作是通过 treeWalk() 方法完成的,这是一种只有到达文件末尾才进行调用的递归式方法。这里向您展示了 dom4j 的一个功能:在内存中进行处理。需要注意的是,该技术不适合用于特别大型的 XML 文件,特别是如果您的 Java 设备非常小的话。然而,在本文的例子中,XML 数据集非常小,因此使用这个功能不会产生问题。

您的基于文件的客户机现在已经成功访问了 XML 数据。客户机可以根据需要修改数据并编写新的 XML 文件。然后将其传输回服务器进行处理。像上文一样,客户机在这一过程中使用了该服务。

结束语

Java 技术为 SOA 设计和实现提供了经过优化的解决方案。通过使用简单的基于 XML 文件的服务配置,您可以轻松地在网络中移动客户机数据。客户机可以查看并修改这些数据,然后使用这些数据更新服务。本文中的服务由 ISP 提供,但是任何提供商都可以使用这种方法。

这种客户机服务的一个关键因素是工作流。商用 SOA 产品趋向于使用 BPEL 提供这种功能。而试验性 SOA 模式可能使用简单的消息传递模式 — 例如,Java Message Service (JMS) 应用程序编程接口(API)。正如我在简介中提到的一样,这种方法的优点是组织可以在为迁移到商用 SOA 解决方案而做出重大投资之前获得一些 SOA 使用体验。

除了工作流支持外,本文没有涉及到的另一个重要问题是安全性。如果客户机用户修改了他们的服务配置,那么需要对底层数据进行保护。同样,Java 技术提供了一些方法可以实现安全性。

您还可以使用一种更粗糙的方法将 XML 服务配置数据表示为文件。客户机随后使用某种模式将这些文件传递到本地存储中,然后您可以使用 dom4j 解析并修改文件数据。Java 技术也提供了一些工具简化了这些操作。通过使用这些方法,任何规模的 Java 客户机可以完全参与到 SOA 实现中。


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相关主题

  • 您可以参阅本文在 developerWorks 全球网站上的 英文原文
  • 使用 XML-RPC 为 C++ 应用程序启用 Web 服务 (Karthik Subbian 和 Ramakrishnan Kannan,developerWorks,2006 年 9 月):阅读这个分步指南,将 C++ 方法公开为服务。
  • RSS 简介:通过免费的百科全书 Wikipedia 了解更多有关 Web 提要格式的信息。
  • dom4j:下载该工具,它是可在 Java 平台上与 XML、XPath 和 XSLT 结合使用的开源库,并且完全支持 DOM、SAX 和 JAXP。
  • IBM XML 认证:了解如何成为 IBM 认证的 XML 和相关技术的开发人员。
  • XML 技术文档库:访问 developerWorks XML 专区,获得广泛的技术文章、技巧、教程、标准和 IBM 红皮书。

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Zone=XML, Java technology, SOA and web services
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ArticleTitle=通过 Java 编程处理 XML 服务定义
publish-date=10152007