您是否希望了解如何使用 XML 二進(jìn)制優(yōu)化打包 (XOP) 規(guī)范來優(yōu)化 Web 服務(wù)應(yīng)用程序？Judith M. Myerson 將向您展示在處理 Web 服務(wù)時，XOP 包比 XML 解析器更有效的原因。她將討論在多 SOA 中 Web 服務(wù)變得過于龐大的兩個場景。為了解決此問題，她討論了 XOP 包可以如何比 XML 解析器更為有效地處理二進(jìn)制（而非文本）格式的大型文件。她給出了 XOP 處理前后的代碼示例，以幫助開發(fā)人員了解需要更改哪些元素。
引言
在本系列的第 2 部分中，我討論了可以如何實現(xiàn)原始應(yīng)用程序 Web 服務(wù)的業(yè)務(wù)流程并確定系統(tǒng)可以承載的可互操作 SOA 的最大個數(shù)，以避免 SOA 過載。在本系列的第 5 部分中，我強(qiáng)調(diào)了將業(yè)務(wù)流程規(guī)則作為優(yōu)化 Web 服務(wù)的首要事項的重要性，并給出了一些示例，以說明可以如何減少 Web 請求的數(shù)量和執(zhí)行時間。
在這一部分中，我將討論基于 XML 的 Web 服務(wù)應(yīng)用程序是如何變得過于龐大的。當(dāng)大量使用 Web 服務(wù)時，這些 Web 服務(wù)將阻塞網(wǎng)絡(luò)通信，從而導(dǎo)致系統(tǒng)過載。為了解決此問題，我將討論可以如何應(yīng)用 XML 二進(jìn)制優(yōu)化打包 (XOP) 規(guī)范（請參閱參考資料）來加速 Web 服務(wù)。
此標(biāo)準(zhǔn)草案旨在比當(dāng)前 XML 解析器更有效地處理 Web 服務(wù)。解析器的行為更像解釋器，而不是編譯器。當(dāng)解析器讀寫大型文件（特別是文本格式的大型文件）時，并不能達(dá)到其讀取較小的文件或計算簡單函數(shù)時的性能。甚至加密也可能使 Web 服務(wù)陷于停頓，因為必須執(zhí)行復(fù)雜的計算才能獲得希望的結(jié)果。
兩個場景
我在第 2 部分中提到，從企業(yè)應(yīng)用程序提取組件，然后將其重新構(gòu)造為外部 Web 服務(wù)，這種做法更為恰當(dāng)。如果這樣，您就可以更改 Web 服務(wù)中的代碼，而不用重新設(shè)計并編譯長時間運行的大型復(fù)雜應(yīng)用程序。
第一個 SOA 中經(jīng)過重新設(shè)計而顯得更加緊湊的應(yīng)用程序（請參見圖 1）可以通過發(fā)送 Web 請求來與第二個 SOA 中的外部企業(yè) MRP（托管資源原型）Web 服務(wù)進(jìn)行動態(tài)鏈接。而 MRP Web 服務(wù)又指向第三個 SOA 中的外部企業(yè) CRM Web 服務(wù)。客戶關(guān)系管理 (CRM) Web 服務(wù)隨后將請求和信息發(fā)送到該應(yīng)用程序以進(jìn)行進(jìn)一步處理。
圖 1. 動態(tài)鏈接到 Web 服務(wù)
讓我們假定在任何給定時間都可能出現(xiàn)對多個基于 XML 的 Web 服務(wù)的多個 Web 請求。鏈接到其他遺留系統(tǒng)或大型企業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用程序未在上圖中顯示，而這些系統(tǒng)又與接收多個 Web 請求的多個 Web 服務(wù)鏈接。當(dāng)大量使用時，Web 服務(wù)會變得過于龐大，從而阻塞網(wǎng)絡(luò)通信。
一個解決方案就是向基于 XML 的 MRP 和 CRM Web 服務(wù)應(yīng)用 XOP 包（請參見圖 2），從而以二進(jìn)制格式進(jìn)行處理。
圖 2. 將 XOP 包應(yīng)用于 Web 服務(wù)
在第二個場景中，可以首先開發(fā)業(yè)務(wù)流程規(guī)則，然后開發(fā)根據(jù)現(xiàn)有 Web 服務(wù)構(gòu)建新的 Web 服務(wù)所需的基于 XML 的 Web 請求。如果新的 Web 服務(wù)（業(yè)務(wù)邏輯 Web 服務(wù)或以數(shù)據(jù)為中心的 Web 服務(wù)）可以提供更好的或額外的服務(wù)和功能，則必須減少或完全消除冗余的 Web 請求、執(zhí)行時間、訪問時間和帶寬。
問題在于，當(dāng)創(chuàng)建新的 Web 服務(wù)并大量使用時，它們將會變得過于龐大。與第一個場景類似，您需要將 XOP 包應(yīng)用于 Web 服務(wù)。對于這兩個場景，您都需要與系統(tǒng)管理員協(xié)作，以確定在不引起系統(tǒng)過載的情況下可以使用 XOP 包的 Web 服務(wù)的最大數(shù)目。
XOP 處理前的 Infoset
為了理解 XOP 的工作方式，我將首先討論一個與 SOAP 消息相似的 XML Infoset，其中描述了包含一張圖片和一個簽名的 XML 文檔。在清單 1 中，我使用粗體來突出顯示原始 XML Infoset，以說明哪些原始元素在 XOP 處理之前。
清單 1. XOP 處理前的 XML Infoset
<soap:Envelope
xmlns:soap='http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope'
xmlns:xop='http://www.w3.org/2003/12/xop/include'
xmlns:xmlmime='http://www.w3.org/2004/06/xmlmime'>
<soap:Body>
<m:data xmlns:m='http://example.org/stuff'>
<m:photo xmlmime:content-type='image/png'>
/aWKKapGGyQ=
</m:photo>
<m:sig xmlmime:content-type='application/pkcs7-signature'>
Faa7vROi2VQ=
</m:sig>
`
</m:data>
</soap:Body>
</soap:Envelope>
|
正如您所看到的，其中有兩個元素：m:photo 和 m:sig。m:photo 元素采用 base64 編碼的內(nèi)容為 /aWKKapGGyQ=，而 m:sig 元素采用 base64 編碼的內(nèi)容為 Faa7vROi2VQ=。這些元素也稱為元素信息項。內(nèi)容是元素的子項。請將該元素當(dāng)作此子項的父項。子項是字符信息項，即包含字母數(shù)字字符的項。例如，m: photo 是子項 /aWKKapGGyQ= 的父項。該子項的名稱不便閱讀且難于發(fā)音，很容易出現(xiàn)鍵入錯誤。
當(dāng)通過 XOP 處理放置 XML Infoset 時，可以解決此問題。XOP 的工作方式是：從原始 Infoset 提取優(yōu)化內(nèi)容，然后創(chuàng)建 XOP Infoset。優(yōu)化內(nèi)容是我剛剛談到的經(jīng)過縮減的內(nèi)容。在清單 2 中，我突出顯示了要刪除的內(nèi)容。
清單 2. 要刪除的內(nèi)容
<m:photo xmlmime:content-type='image/png'>
/aWKKapGGyQ=
</m:photo>
<m:sig xmlmime:content-type='application/pkcs7-signature'>`
Faa7vROi2VQ=
</m:sig>
|
XOP 處理后的 Infoset
XOP 處理涉及到三個步驟。第一步，使用 Infoset 中的二進(jìn)制元素替換文本元素。第二步，在包含已替換元素的 Infoset 前添加 MIME 包。第三步，在該 Infoset 后添加另一個包。
第 1 步：替換元素
XOP 包使用名為 xop:Include 的新元素信息項來替換刪除的內(nèi)容。xop: Include 元素包含一個屬性信息項，帶有指向 XOP 包部分的鏈接，XOP 包承載從原始元素中刪除的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制表示。在清單 3 中，我突出顯示了替換原始 Infoset 中的圖片和簽名元素的內(nèi)容的 xop: Include。
清單 3. 替換后的元素
<m:photo xmlmime:content-type='image/png'>
<xop:Include href='cid:http://example.org/me.png'/>
</m:photo>
<m:sig xmlmime:content-type='application/pkcs7-signature'>
<xop:Include href='cid:http://example.org/my.hsh'/>
</m:sig>
|
正如您所看到的， href='cid:http://example.org/me.png'/ 是圖片元素的屬性信息項，而 href='cid:http://example.org/my.hsh' 是簽名元素的屬性信息項。
更新 Infoset 部分（請參見清單 4）。而行數(shù)保持不變。
清單 4. 更新后的 XML Infoset 部分
<soap:Envelope
xmlns:soap='http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope'
xmlns:xop='http://www.w3.org/2003/12/xop/include'
xmlns:xmlmime='http://www.w3.org/2004/06/xmlmime'>
<soap:Body>
<m:data xmlns:m='http://example.org/stuff'>
<m:photo xmlmime:content-type='image/png'>
<xop:Include href='cid:http://example.org/me.png'/>
</m:photo>
<m:sig xmlmime:content-type='application/pkcs7-signature'>
<xop:Include href='cid:http://example.org/my.hsh'/>
</m:sig>
</m:data>
</soap:Body>
</soap:Envelope>
|
第 2 步：在 Infoset 前添加 MIME 包
為了完成更新，需要使用 MIME Multipart/Related 包中的 XOP 對原始 Infoset 進(jìn)行序列化。XOP 是一種更有效的方法，用于序列化包含特定類型的 Xquery 和 Xpath 2.0 元素內(nèi)容的 XML Infoset。
在更新后的 Infoset 前后各添加一個 MIME 包，以分別描述包含文本格式和二進(jìn)制格式的圖片和簽名的 XML 文檔。在清單 5 中，我突出顯示了 XOP 包識別 8 位文本格式的 XML Infoset 的代碼。
清單 5. Infoset 前的 XOP 包部分
MIME-Version: 1.0
Content-Type: Multipart/Related;boundary=MIME_boundary;
type=text/xml;start="<mymessage.xml@example.org>"
Content-Description: An XML document with my picture and signature in it
--MIME_boundary
Content-Type: text/xml; charset=UTF-8
Content-Transfer-Encoding: 8bit
Content-ID: mymessage.xml@example.org
|
第 3 步：在 Infoset 后添加 MIME 包。
清單 6
顯示了 XOP 包如何識別已被刪除的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制表示。
清單 6. Infoset 后的 XOP 包部分
--MIME_boundary
Content-Type: image/png
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <http://example.org/me.png>
// binary octets for png
--MIME_boundary
Content-Type: application/pkcs7-signature
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <http://example.org/my.hsh>
// binary octets for signature
--MIME_boundary--
|
正如您所看到的，Infoset 后的 Content-ID 的二進(jìn)制內(nèi)容，xop: Include element 中提到的鏈接代替了 Infoset 前的消息的文本內(nèi)容。
最終結(jié)果
在清單 7 給出了序列化為 XOP 包的整個 XML Infoset。盡管其中還有其他行，但是此包比原始 Infoset 的 XML 解析器的效率高得多。
清單 7. 序列化為 XOP 包的 XML Infoset
MIME-Version: 1.0
Content-Type: Multipart/Related;boundary=MIME_boundary;
type=text/xml;start="<mymessage.xml@example.org>"
Content-Description: An XML document with my picture and signature in it
--MIME_boundary
Content-Type: text/xml; charset=UTF-8
Content-Transfer-Encoding: 8bit
Content-ID: <mymessage.xml@example.org>
<soap:Envelope
xmlns:soap='http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope'
xmlns:xop='http://www.w3.org/2003/12/xop/include'
xmlns:xmlmime='http://www.w3.org/2004/06/xmlmime'>
<soap:Body>
<m:data xmlns:m='http://example.org/stuff'>
<m:photo xmlmime:content-type='image/png'>
<xop:Include href='cid:http://example.org/me.png'/>
</m:photo>
<m:sig xmlmime:content-type='application/pkcs7-signature'>
<xop:Include href='cid:http://example.org/my.hsh'/>
</m:sig>
</m:data>
</soap:Body>
</soap:Envelope>
--MIME_boundary
Content-Type: image/png
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <http://example.org/me.png>
// binary octets for png
--MIME_boundary
Content-Type: application/pkcs7-signature
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <http://example.org/my.hsh>
// binary octets for signature
--MIME_boundary--
|
|
|
結(jié)束語
為了運行具有 XOP 包的 Web 服務(wù)，需要事先進(jìn)行計劃，以確定應(yīng)該如何設(shè)計應(yīng)用程序，從而避免高峰時過載。應(yīng)該就優(yōu)化 Web 服務(wù)時應(yīng)采用何種編碼技術(shù)與系統(tǒng)管理員團(tuán)隊進(jìn)行溝通。
您會發(fā)現(xiàn)解決這些問題后，您的 Web 服務(wù)應(yīng)用程序優(yōu)化工作變得容易得多。您可以使用 IBM Relational Web Developer for WebSphere? Software 來開發(fā)基于業(yè)務(wù)流程的 Web 服務(wù)，然后在 SOA 內(nèi)部及各個 SOA 之間將其與 XOP 包一起使用。管理員會發(fā)現(xiàn)，解決了這些問題也使得他們的網(wǎng)絡(luò)管理工作變得更加輕松。他們能確定在不引起系統(tǒng)過載的前提下，可以將多少應(yīng)用程序與 XOP 包一起使用。