Web Service基础——规范及三要素

1. Java中的Web Service规范

Java 中共有三种WebService 规范，分别是JAX-WS（JAX-RPC）、JAX-RS、JAXM&SAAJ(废弃)。

1.1 JAX-WS规范

JAX-WS 的全称为Java API for XML-Based Webservices ，早期的基于SOAP 的JAVA 的Web 服务规范JAX-RPC(Java API For XML-Remote Procedure Call)目前已经被JAX-WS 规范取代。从java5开始支持JAX-WS2.0版本，Jdk1.6.0_13以后的版本支持2.1版本，jdk1.7支持2.2版本。

• 采用标准SOAP(Simple Object Access Protocol) 协议传输，soap属于w3c标准。Soap协议是基于http的应用层协议，soap协议传输是xml数据。
• 采用wsdl作为描述语言即webservice使用说明书，wsdl属w3c标准。
• xml是webservice的跨平台的基础，XML主要的优点在于它既与平台无关，又与厂商无关。
• XSD，W3C为webservice制定了一套传输数据类型，使用xml进行描述，即XSD(XML Schema Datatypes)，任何编程语言写的webservice接口在发送数据时都要转换成webservice标准的XSD发送。

1.2 JAX-RS规范

JAX-RS 是JAVA 针对REST(Representation State Transfer)风格制定的一套Web 服务规范，由于推出的较晚，该规范（JSR 311，目前JAX-RS 的版本为1.0）并未随JDK1.6 一起发行。

支持JAX-RS服务规范的框架有：

• CXF——XFire和Celtix的合并（一个由IONA赞助的开源ESB，最初寄存在ObjectWeb上）。
• Jersey——Sun公司的JAX-RS参考实现。
• RESTEasy——JBoss的JAX-RS项目。
• Restlet——也许是最早的REST框架了，它JAX-RS之前就有了。

注：REST 是一种软件架构模式，只是一种风格，rest服务采用HTTP 做传输协议。

2. Web Service三要素（基于JAX-WS规范）

Web Service规范了体系中的各种关键技术，包括服务描述、发布、发现以及消息传输等，参考模型如图所示。

其中最重要的三要素如下：

• WSDL: 用来描述如何访问具体的服务。
• SOAP: 基于HTTP协议，采用XML格式，用来传递信息的格式。
• UDDI: 用户自己可以按UDDI标准搭建UDDI服务器，用来管理，分发，查询WebService 。其他用户可以自己注册发布WebService调用。

2.1 WSDL

WSDL(Web Service Description Language/Web服务描述语言)是用XML文档来描述Web服务的标准，通过WSDL可描述Web服务的三个基本属性：

• 服务能做什么(服务所提供的操作/方法)
• 如何访问服务(和服务交互的数据格式以及协议)
• 服务位于何处(与协议相关的服务地址，如URL)

WSDL文档以端口集合的形式来描述Web服务，WSDL服务描述包含对一组操作和消息的一个抽象定义、绑定到这些操作和消息的一个具体协议、以及一个网络端点规范。WSDL文档被分为服务接口(Service Interface/抽象)定义和服务实现(Service Implementation/具体实现)定义，WSDL基本结构如图所示。

2.1.1 WSDL文档中主要元素：

抽象定义

• Types：定义Web服务使用的所有数据类型集合，可被元素的各消息部件所引用。
• Messages：通信消息数据结构的抽象类型化定义。使用Types所定义的类型来定义整个消息的数据结构，包括函数参数或文档描述。
• PortTypes：引用消息部分中消息定义来描述函数签名(操作名、输入参数、输出参数)。

具体定义

• Operation：对服务中操作的抽象描述。一个Operation描述了一个访问入口的请求/响应消息对。
• Bindings：portType部分的操作在此绑定实现，包含了如何将抽象接口的元素转变为具体表示的细节。
• Port：定义为协议/数据格式绑定与具体Web访问地址组合的单个服务访问点。
• Services：确定每个绑定的端口地址。

portType、message和type描述了Web服务是什么，binding描述了如何使用Web服务，port和service描述了Web服务的位置。

2.1.2 WSDL阅读方法

是从下往上读，每个wsdl有且只有一个Service节点。

1. 先找Service节点
2. Service节点中找port节点。每个port对应一个PortType。
3. Port节点对应一binding节点。每个binding节点对应一个PortType
4. PortType中有operation 节点就是服务的方法。
5. operation 中有Input（参数）和output（返回值）
6. Input（参数）和output（返回值）对应message节点
7. Message对应element节点。Element节点对应complexType节点描述了参数及返回值的数据类型。

2.2 SOAP（通讯协议）

SOAP(Simple Object Access Protocol/简单文件传输协议)是一个轻量的、简单的、基于XML的协议。使用http发送的XML格式的数据，它可以跨平台，跨防火墙，SOAP不是webservice的专有协议。

2.2.1 SOAP包括四个部分：

• SOAP封装(envelop)，封装定义了一个描述消息中的内容是什么，是谁发送的，谁应当接受并处理它以及如何处理它们的框架。
• SOAP编码规则（encoding rules），用于表示应用程序需要使用的数据类型的实例。
• SOAP RPC表示(RPC representation)，表示远程过程调用和应答的协定。
• SOAP绑定（binding），使用底层协议交换信息。

2.2.2 SOAP的基本结构包含以下元素：

• Envelope（必须）标识文档为SOAP消息，是SOAP的根元素。
• Header（可选）包含头部信息，如果SOAP消息有Header，则Header必须是Envelope的第一个子元素。
• Body（必须）包含所有的调用和响应信息。
• Fault（可选）提供错误消息。

2.2.3 SOAP1.1 & SOAP1.2 协议

目前WebService的协议主要有SOAP1.1和1.2，下面通过查看两者请求及响应来分析两者区别：

2.2.3.1 SOAP1.1

请求的协议体

POST /weather HTTP/1.1
Accept: text/xml, multipart/related
Content-Type:text/xml; charset=utf-8
SOAPAction:"http://ws.jaxws.ws.itcast.cn/WeatherInterfaceImpl/queryWeatherRequest"
User-Agent: JAX-WS RI 2.2.4-b01
Host: 127.0.0.1:54321
Connection:keep-alive
Content-Length: 214

<?xml version="1.0" ?>
<S:Envelope xmlns:S="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
    <S:Body>
        <ns2:queryWeather xmlns:ns2="http://ws.jaxws.ws.itcast.cn/">
            <arg0>北京</arg0>
        </ns2:queryWeather>
    </S:Body>
</S:Envelope>

响应的协议体

HTTP/1.1 200 OK
Transfer-encoding: chunked
Content-type: text/xml; charset=utf-8
Date: Thu, 26 Nov 2015 03:14:29 GMT

<?xml version="1.0" ?>
<S:Envelope xmlns:S="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
    <S:Body>
        <ns2:queryWeatherResponse xmlns:ns2="http://ws.jaxws.ws.itcast.cn/">
            <return>晴转多云</return>
        </ns2:queryWeatherResponse>
    </S:Body>
</S:Envelope>

2.2.3.2 SOAP1.2 

JAX-WS不支持SOAP1.2服务端发布，直接发布会报如下异常

如果要发布SOAP1.2服务端，需要引入2.2.8及以上版本的jax-ws包（jaxws-ri-2.2.8）；且在SEI实现类上添加如下注解

@BindingType(javax.xml.ws.soap.SOAPBinding.SOAP12HTTP_BINDING)

 请求的协议体

POST /weather HTTP/1.1
Accept: application/soap+xml, multipart/related
Content-Type: application/soap+xml; charset=utf-8;
action="http://ws.jaxws.ws.itcast.cn/WeatherInterfaceImpl/queryWeatherRequest"
User-Agent: JAX-WS RI 2.2.4-b01
Host: 127.0.0.1:54321
Connection: keep-alive
Content-Length: 212

<?xml version="1.0" ?>
<S:Envelope xmlns:S="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope">
    <S:Body>
        <ns2:queryWeather xmlns:ns2="http://ws.jaxws.ws.itcast.cn/">
            <arg0>北京</arg0>
        </ns2:queryWeather>
    </S:Body>
</S:Envelope>

响应的协议体

HTTP/1.1 200 OK
Transfer-encoding: chunked
Content-type: application/soap+xml; charset=utf-8
Date: Thu, 26 Nov 2015 03:25:24 GMT

<?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?>
<S:Envelope xmlns:S="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope">
    <S:Body>
        <ns2:queryWeatherResponse xmlns:ns2="http://ws.jaxws.ws.itcast.cn/">
            <return>晴转多云</return>
        </ns2:queryWeatherResponse>
    </S:Body>
</S:Envelope>

2.2.3.3 两者区别

相同之处：

• soap1.1和soap1.2都是使用post方法
• 都包括Envelope和Body

不同之处：

 内容类型context-type不同：

• soap1.1使用text/xml
• soap1.2使用application/soap+xml

   命名空间Envelope xmlns不同：

• soap1.1使用http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/
• soap1.2使用http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope

2.3 UDDI

UDDI(Universal Description, Discovery and Integration/通用描述、发现和集成)主要提供基于Web服务的注册和发现机制，为Web服务提供三个重要的技术支持：

• 标准、透明、专门描述Web服务的机制。
• 调用Web服务的机制。
• 可以访问的Web服务注册中心。

但是使用webservice并不是必须使用UDDI，因为用户通过WSDL知道了web service的地址，可以直接通过WSDL调用webservice。