概覽

目前業(yè)界主要的軟件廠商都在大力推廣面向服務的架構（Service Oritented Architecture，SOA）的概念，但是對于很多客戶來說，SOA的概念還是顯得相對抽象的。為了使客戶能夠更加簡單的實現(xiàn)向這種面向服務架構的轉變，IBM在推出一系列WebSphere新產品的同時，提出了一種新的服務組件模型。這是一種全新的、跟語言無關的編程模型，它提供了一種統(tǒng)一的調用方式，從而使得客戶可以把不同的組件類型，比如POJO, EJB, 流程組件，人工交互組件等都可以通過一種標準的接口來封裝和調用。結合SDO的數(shù)據模型，這種服務組件的編程模型可以大大的簡化客戶的編程，提高應用的靈活性，這就是面向服務組件的架構（Service Component Architecture，SCA）。目前IBM 對SCA的支持是在最近推出的WebSphere Process Server（WPS）中，但是以后該服務組件模型將作為一個IBM軟件重要的編程模型被應用到底層平臺當中。本文將介紹SCA編程模型中的基本概念，并以一個簡單的例子來說明它的一些基本用法，期待能夠拋磚引玉，并為讀者以后深入了解SCA打下基礎。

1.1 SCA的起源

基于組件的編程一直是軟件業(yè)簡化編程和提高效率和質量的一個重要方法，但是往往對于不同語言我們有不同的組件模型，從而需要不同的調用方式。比如在J2EE技術領域，我們就有EJB，POJO，JDBC，JMS等，這對于開發(fā)人員來說是一個極大的挑戰(zhàn)。為了給這些不同的接口提供一個統(tǒng)一的調用方式，IBM提出了WSIF （Web Service Invocation Framework，具體請參考http://ws.apache.org/wsif/ ），并將它貢獻給Apache組織。WSIF作為Web Service領域的一個規(guī)范，提供了一種基于Java API統(tǒng)一調用各種服務的能力。但是WSIF沒有形成一個基于組件的架構模型，因此IBM在此基礎上推出了一個面向服務的組件模型（Service Oritented Architecture, SCA）。這個模型不但解決了統(tǒng)一調用的問題，還提出了一個基于組件的構建模型，并提供了許多面向企業(yè)計算的QoS能力。因此，從技術的角度來說，SCA是WSIF的延續(xù)和擴展。SCA的目的是使用戶在構建企業(yè)應用時有一個不再直接面對具體的技術細節(jié)的層次，而是通過服務組件的方式來構建應用。這種方式也使得客戶的企業(yè)應用具有良好的分層架構，能夠很好的分離應用的業(yè)務邏輯和IT邏輯，不但易于應用的構建，也易于應用的更改和部署。

1.2 SCA中的基本概念

服務組件模型（SCA）中提出了一些新的概念，比如服務組件，模塊，共享庫，導入和導出等。下面將分別解釋這些服務組件中的基本概念。

1.2.1 服務組件

服務組件是SCA中的基本組成元素和基本構建單位，也是我們具體實現(xiàn)業(yè)務邏輯的地方。我們可以把它看成是構建我們應用的積木。我們可以非常容易地把傳統(tǒng)的POJO，無狀態(tài)會話BEAN等包裝成SCA中的服務組件。 SCA服務組件的主要接口規(guī)范是基于WSDL（Web Service Description Language）的，另外為了給Java編程人員提供一個比較直接的接口，SCA的部分服務組件也提供了Java接口。因此，使用服務組件的客戶端可以選擇使用WSDL接口或Java接口。

服務組件提供給別的服務調用的入口叫Interface（接口）。而服務組件本身可能也需要調用別的服務，這個調用出口叫Reference（引用）。無論是接口還是引用，其調用規(guī)范都是WSDL或Java接口。SCA服務組件的接口模型請參考圖 1：

WebSphere Process Server 充分利用了SCA的這種組件架構，并在產品中提供了一些與業(yè)務聯(lián)系比較緊密的組件，比如業(yè)務流程，人工任務，業(yè)務狀態(tài)機，業(yè)務規(guī)則等。這樣用戶就可以直接利用這些服務組件，構建自己的業(yè)務流程或其它業(yè)務集成的應用。在WebSphere Process Server V6.0.1中，服務組件及SCA在架構中的作用如圖 2所示：

我們可以從圖 2 中看到服務組件架構在WebSphere Process Server中的基礎地位，也可以看到各種與業(yè)務相關的服務組件或技術相關的輔助服務組件的關系。關于WebSphere Process Server的體系架構這里不展開論述，具體請參考developerWorks專刊，2005年第三期的文章――WebSphere Process Srever V6體系結構概述。

SCA服務組件與傳統(tǒng)組件的主要區(qū)別在于：

1． 服務組件往往是粗粒度的，而傳統(tǒng)組件以細粒度居多。

2． 服務組件的接口是標準的，主要是WSDL接口，而傳統(tǒng)組件常以具體API形式出現(xiàn)。

3． 服務組件的實現(xiàn)與語言是無關的，而傳統(tǒng)組件常綁定某種特定的語言。

4． 服務組件可以通過組件容器提供QoS的服務，而傳統(tǒng)組件完全由程序代碼直接控制。

1.2.2 服務模塊（Module）

服務模塊（簡稱模塊）由一個或多個具有內在業(yè)務聯(lián)系的服務組件構成。把多少服務組件放在一個模塊中，或者把哪些服務組件放在一起主要取決于業(yè)務需求和部署上靈活性的要求。模塊是SCA中的運行單位，因為一個SCA模塊背后對應的是一個J2EE的企業(yè)應用項目。這里之所以說是"背后"，原因是我們在開發(fā)工具WID（WebSphere Integration Developer V6.0）中，通過業(yè)務集成透視圖看到都是SCA級別的元素。但是當你切換到J2EE透視圖你就會發(fā)現(xiàn)這些SCA元素與實際J2EE元素之間的對應關系。因此，在WID中構建一個模塊就相當于構建一個項目。另外，由于模塊是一個獨立部署的單元，這給應用的部署帶來很大的靈活性。比如，只要保持模塊接口不變，我們很容易通過重新部署新的模塊而替換原有的業(yè)務邏輯，而不影響應用的其它部分。

由于一個模塊中往往會包含多個服務組件，那我們如何來構建這些服務組件之間的相互調用關系呢？在WID工具中，我們只要簡單地通過接口與引用之間的連線，就可以指定它們之間的調用關系而不需要寫一行代碼。另外，我們可以在這些連線上面設定需要的QoS要求，比如事務，安全等。

1.2.3 導入（Import）和導出（Export）

用戶實際的應用經常是比較復雜的，因此實際的應用通常需要多個模塊才能滿足要求，而且這些模塊之間又往往存在相互調用的關系。

另外模塊中服務組件除了調用別的服務組件之外，也需要調用已有的一些應用，或者是讓一些已有的應用來調用模塊的服務，而這些應用可能不是基于SCA架構的。為了解決上述問題，在模塊中我們引入了兩個特殊的"端點"，一個是導入（Import），它的作用是使得模塊中的服務組件可以調用模塊外部的服務。另一個是導出（Export），它的作用是使得模塊外部的應用可以調用模塊中的服務組件。

由于涉及到模塊內外的調用，因此需要指定專門的綁定信息。這些綁定信息包括了目標服務或源服務的調用方式，位置信息，調用的方法等。目前，在WebSphere Process Server V6.0中，導入端點提供了四種綁定方式，包括：JMS綁定，Web Service綁定，SCA綁定和無狀態(tài)會話BEAN的綁定。導出端點提供了三種綁定方式，包括：JMS綁定，Web Service綁定和SCA綁定。對于SCA模塊之間的調用，我們可以非常方便的把綁定方式設置為SCA綁定，但是對于非SCA模塊與SCA模塊之間的調用我們只能選擇其它綁定方式。

1.2.4 共享庫（Library）

當我們在構建了多個模塊的時候，如果有一些資源可以在不同模塊之間共享，那么我們可以選擇創(chuàng)建一份可以在不同模塊之間進行共享的資源，而不是在不同模塊中重復創(chuàng)建。共享庫就是存放這些共享資源的地方。共享庫可以通過與模塊類似的方式在WID中創(chuàng)建，但是共享庫包含的內容只有：數(shù)據定義，接口定義，數(shù)據映射和關系。與模塊最大的區(qū)別使共享庫不包含服務組件，因此也就不包含業(yè)務邏輯。從包含的功能來看，我們可以把共享庫看作是模塊的一個子集。當一個模塊需要用到共享庫中的資源的時候，我們只需要使模塊依賴于共享庫即可。從部署的角度，一個共享庫會對應一個JAR包。在部署的時候，模塊所對應的J2EE企業(yè)應用會會自動包含所依賴的共享庫JAR包。這里特別要注意的是，這里的共享庫概念與WebSphere應用服務器中的共享庫不是一個概念，它們之間沒有任何聯(lián)系，因此不要混淆。

1.2.5 Standalone Reference

模塊中的服務組件是不能直接被外部Java代碼使用的，為了外部的Java代碼，比如JSP/Servlet使用模塊中的服務組件，WID工具在模塊中提供了一個特殊的端點，叫做Standalone Reference。這個端點只有引用（Reference），而沒有接口（Interface）。只要把這個端點的引用連接到需要調用的服務組件的接口，外部的Java代碼通過這個引用的名稱來調用相應的服務組件了。具體如何調用請參考后面例子的實際代碼。

至此，與服務模塊相關的主要概念已大概介紹完了，它們之間的關系如圖 3 所示：

1.3 同步調用和異步調用

我們知道，常見的方法調用都是同步調用，這種調用方式是一種阻塞式的調用方式，即客戶端（主調用方）代碼一直阻塞等待直到被服務端（被調用方）返回為止。這種調用方式相對比較直觀，也是大部分編程語言直接支持的一種調用方式。但是，如果我們面對是基于粗粒度的服務組件，面對的是一些需要比較長時間才能有響應的應用場景，那么我們就需要一種非阻塞式調用方式，即異步調用方式。

SCA編程模式提供了三種方式的異步調用，它們分別是：

1． 單向調用方式。

2． 延遲響應方式。

3． 請求回調方式。

單向調用

單向調用方式是最為簡單的異步調用方式，在這種調用方式中，客戶端發(fā)出請求之后就不再關心服務端的情況，包括是否執(zhí)行成功，返回值是什么等等。我們可以用下面的圖 4示來描述這種單向調用方式：

單向調用方式是一種不管調用結果的方式，但是在很多情況下我們是需要知道調用結果的。我們需要知道調用是否成功，需要知道調用的結果，就算調用失敗我們也希望知道錯誤代碼等信息。在這種情況下，延遲響應和請求回調就是兩種能夠讓我們知道調用結果的方式。

延遲響應方式

延遲響應方式是指客戶端在發(fā)出調用請求之后繼續(xù)執(zhí)行，但是經過一段時間之后，客戶端再調用相應的方法去檢索返回結果，并通過參數(shù)指定如何根據調用的結果而執(zhí)行進一步動作。由于是異步調用方式，因此，在第一次發(fā)出調用請求的時候，服務端需要返回一個稱為票據（Ticket）的對象。這個對象會作為第二次發(fā)出檢索結果請求時的一個參數(shù)。顯然，這個Ticket對象的作用與WEB編程的SessionID非常類似。我們可以用圖 5 來表示延遲相應調用方式：

請求回調

與延遲響應方式類似，請求回調方式也能得到服務端的響應，但是不同的是這個響應是由服務端通過回調方式來觸發(fā)的，而不像延遲響應方式由客戶端來主動檢索的。請求回調方式的原理與許多編程語言中的回調機制類似，不同的是這里實現(xiàn)的層次比較高一點。我們可以用圖6來表示請求調用方式：

1.4 SCA客戶端的兩種調用方式

從接口的角度，SCA的客戶端編程模型有兩種方式：

1． 靜態(tài)調用方式

2． 動態(tài)調用方式

靜態(tài)調用方式

靜態(tài)調用方式是一種類型安全的方式，也是在一般Java編程中最為常見的方式。所謂類型安全指的就是在編譯的時候就做類型的檢查，而不是等到運行的時候發(fā)現(xiàn)類型錯誤問題。說明示例如下：

在SCA客戶端編程中，靜態(tài)方式就是直接拿到實際實現(xiàn)的接口類型，也即直接拿到Java接口。

動態(tài)調用方式

與靜態(tài)調用方式相對，動態(tài)調用方式是一種非安全的方式。它的優(yōu)點是調用非常靈活，但同時帶來的不利之處是部分問題在編譯的時候是發(fā)現(xiàn)不了的，只有等到運行的時候才能發(fā)現(xiàn)。說明示例如下：

像上面例子所示，在動態(tài)調用方式中，客戶端通過invoke方法的字符串參數(shù)的方式來指定具體要調用的方法名稱。很顯然，在這種方式下，如果方法名有誤是不能在編譯時發(fā)現(xiàn)的。

關于動態(tài)調用方式另外要注意的一點是，在這種調用方式下，所有參數(shù)傳遞都是通過DataObject的方式，即SDO的方式。哪怕實際參數(shù)只是一個字符串，也需要包裝成一個DataObject的方式。

接口類型與調用方式

實際上客戶端采用哪種調用方式是與接口類型有密切的關系。當提供的接口類型是WSDL類型的，那么客戶端的調用方式只能是動態(tài)調用方式。由于WSDL是SCA模型中主要的接口方式，這樣就導致動態(tài)調用方式在SCA編程模型中非常普遍。但是如果提供的接口類型時Java類型的，那么客戶端的調用方式可以是動態(tài)調用方式，也可以是靜態(tài)調用方式。

1.5 SCA的第一個例子――HelloWorld

與學習一種語言一樣，在初步了解一些基本概念之后，您是不是迫不及待的想自己動手寫點東西了？讓我們一起來寫一個"SCA版"的HelloWorld。我們需要的開發(fā)環(huán)境就是一個WebSphere Integration Developer V6.0（WID），與IBM的許多其它的開發(fā)工具類似，這也是一個基于Eclipse 3.0的開發(fā)工具。下面簡單描述一下WID與IBM其它開發(fā)工具如Rational Application Developer（RAD），Rational Software Architecture（RSA），WebSphere Business Modeler等工具的區(qū)別。如果采用基于角色的開發(fā)方式，我們一般可以把集成項目的主要開發(fā)人員分為下面四大類：業(yè)務分析人員，集成開發(fā)人員，軟件架構師，J2EE/JAVA應用開發(fā)人員。他們的主要職責、技術要求和推薦使用的工具可以參見下表：

由上表可知，WID是一個主要針對集成開發(fā)人員的工具。除了專門的集成功能之外，WID工具也包含了RAD中的大部分功能。為了便于集成應用的測試，這個開發(fā)工具集成了一個測試環(huán)境，即WebSphere Process Server V6.0的運行環(huán)境。

這個例子的主要目的是幫助大家進一步理解前面描述的那些SCA基本概念。在HelloWorld應用模塊中，我們會構建一個用Java實現(xiàn)的SCA組件，其接口為HelloWorldInterface.wsdl，其實現(xiàn)代碼為HelloWorldImpl.java。為了使SCA模塊外部的JSP文件可以調用這個SCA組件，需要一個Standalone Reference。在模塊外部，我們構建一個index.jsp文件通過Standalone Reference來調用HelloWorld服務組件，并在頁面上把調用結果顯式出來。整個HelloWorld應用的基本圖示如下：

1.5.1 構建的基本步驟

下面給出創(chuàng)建HelloWorld例子的基本步驟：

1． 創(chuàng)建模塊。打開WID，切換到Business Integration透視圖，新建一個模塊，名稱為HelloWorld。

2． 創(chuàng)建接口。通過點擊HelloWorld模塊左邊的"＋"號展開，選擇"Interface"，然后通過右鍵創(chuàng)建一個接口，名稱為HelloWorldInterface。圖示如下：

HelloWorld接口包含一個sengMessage操作，輸入為一個名為message的字符串，輸出一個名為status的字符串。可以通過點擊接口編輯器上方的按鈕來添加一個操作。通過和分別來添加輸入和輸出參數(shù)。圖示如下：

3． 創(chuàng)建服務組件。雙擊打開HelloWorld模塊的圖形化編輯器，然后在控制面板上把Java組件圖標 拖拉到編輯器中即生成一個Java服務組件，并把名稱改為HelloWorld。如下圖所示：

通過點擊 按鈕為HelloWorld組件選擇一個接口，即我們前面定義的HelloWorldInterface。

通過雙擊上圖中的HelloWorld組件，WID會自動生成HelloWorld組件實現(xiàn)類的基本框架HelloWorldImpl.java。如下圖所示：

上圖中高亮處顯示的代碼行就是我們可以給sendMessage方法添加業(yè)務代碼的地方。比如，我們可以輸入：return message + ". It's our first SCA example!";

4． 創(chuàng)建standalone reference。在工具欄中把 圖標拖拉到編輯器中即生成一個standalone reference。如下圖所示：

然后把Standalone Reference端點與HelloWorld組件連接起來。工具自動會為Standalone Reference創(chuàng)建一個匹配HelloWorld組件接口的引用。這里要注意的是，向導在自動創(chuàng)建Standalone Reference的引用時會彈出一個窗口詢問需要創(chuàng)建一個Java接口類型的引用還是WSDL接口類型的引用。不同類型的接口會使得我們的客戶端代碼（在本例中是一個名為index.jsp的JSP文件）需要采用不同的調用方式。下面會分析兩種不同類型的實現(xiàn)。

5． 生成JSP代碼。如果我們在前面的引用接口類型中選擇的是WSDL接口。那么Standalone Reference的屬性如下圖所示：

我們可以看到，引用的名稱為HelloWorldInterfacePartner，接口為名稱為HelloWorldInterface這個WSDL類型的接口。

如果我們在前面的引用接口類型中選擇的是Java接口。那么Standalone Reference的屬性如下圖所示：

我們可以看到，引用的名稱為HelloWorldInterfacePartner，接口為名稱為world.hello.hello.world.interface_.HelloWorldInterface這個Java類型的接口。具體JSP代碼參考下面的客戶端代碼分析部分。

6． 檢查生成的項目。如果把WID切換到J2EE透視圖的導航視圖中，我們可以看到與HelloWorld模塊對應的J2EE項目。J2EE企業(yè)項目為HelloWorldApp，其包含EJB項目HelloWorldEJB，Web項目HelloWorldWeb，J2EE客戶端項目HelloWorldEJBClient。另外一個是名為HelloWorld的Java項目，這個項目的內容最終會以一個JAR文件的形式被HelloWorldApp應用使用。上一步中所提到的JSP文件需要在HelloWorldWeb項目中生成。具體如下圖所示：

1.5.2 JSP客戶端代碼片斷分析

那么如何在JSP頁面中來調用我們的HelloWorld服務組件呢？按照前面的介紹，我們需要通過Standalone Reference來調用。那么我們如何才能得到這個Standalone Reference的引用呢？這里涉及到SCA編程模式中很重要的一個概念，那就是ServiceManager。ServiceManager是一個SCA環(huán)境的核心類，全名為com.ibm.websphere.sca.ServiceManager。這個類的作用主要就是能夠讓客戶端去定位一個服務提供方。一般調用的方式是通過ServiceManager的locateService(String serviceRefName)方法。拿到服務之后，客戶端就可以調用服務中所提供的方法了。（熟悉J2EE編程的人員可以聯(lián)系對比JNDI的Lookup方法。）下面分別根據Standalone Reference引用的接口類型來分析主要JSP代碼片斷。

當接口類型是WSDL接口的情況

1．首先需要在JSP中導入相關的類，主要如下：

												
														<%@ page import="com.ibm.websphere.sca.ServiceManager" %>
<%@ page import="com.ibm.websphere.sca.Service" %>
<%@ page import="commonj.sdo.DataObject" %>

												
										

2．生成ServiceManager對象，并拿到相應的服務。

												
														ServiceManager serviceManager = new ServiceManager();
Service service = (Service) serviceManager.locateService("HelloWorldInterfacePartner");

												
										

這里locateService()方法中的參數(shù)是standalone reference的實際名稱。從某種程度上我們可以把外部的JSP/Servlet的Java代碼看成是Standalone reference的實現(xiàn)，這樣來理解服務組件之間的相互調用。

3．調用服務的方法。

												
														String msg = request.getParameter("message");
DataObject resp = (DataObject) service.invoke("sendMessage",msg);

												
										

由于我們這里使用的是WSDL接口類型，因此返回結果是以DataObject的形式存在。

4． 顯式得到的結果。

												
														<%=resp.getString("status")%>

												
										

通過調用DataObject的getString方法，我們拿到實際的返回結果，名為status的字符串。

當接口類型是Java接口的情況

1．首先需要在JSP中導入相關的類，主要如下：

												
														<%@ page import="com.ibm.websphere.sca.ServiceManager" %>
<%@ page import="com.ibm.websphere.sca.Service" %>
<%@ page import="world.hello.hello.world.interface_.HelloWorldInterface" %>

												
										

2．生成ServiceManager對象，并拿到相應的服務。

												
														ServiceManager serviceManager = new ServiceManager();
HelloWorldInterface service = 
(HelloWorldInterface) serviceManager.locateService("HelloWorldInterfacePartner");

												
										

由于Standalone Reference的接口變成了Java接口，因此這里返回的服務可以直接造型成HelloWorldInterface類型。

3．調用服務的方法。

												
														String msg = request.getParameter("message");
String resp = service.sendMessage(msg);

												
										

由于我們這里使用的是Java接口類型，因此調用的方式就是正常的Java接口調用。

4． 顯式得到的結果。

												
														<%=resp%>

												
										

由于靜態(tài)調用方式得到的就是實際定義的類型，因此這里字符串的顯式比較簡單。

具體實際項目的代碼請參考本文附的項目交換文件包。

1.6 結束語

本文介紹了SCA的主要目的和一些基本的概念，并展示了一個最為簡單的服務組件例子。從上面的討論我們可以看到，SCA不但解決了統(tǒng)一調用的問題，而且提供了一個服務組件架構。這個服務組件架構將在構建面向服務的架構中起到舉足輕重的作用，并在IBM的許多產品中會有所體現(xiàn)。

后記，在這篇文章完成之后，傳來了一個關于SCA的好消息。SCA得到了業(yè)界幾個主要軟件廠商的支持。IBM、Oracle、BEA、SAP、Siebel、Sybase、IONA等廠商聯(lián)合發(fā)布了SCA規(guī)范的0.9版本。具體規(guī)范可參見IBM DW的網址：http://www.ibm.com/developerworks/library/specification/ws-sca/