Axis2体系结构中文手册
前言
结构都是它本身所能产生效率的结果。任何一个成功结构都是基于它期望的需求。我们通过期望用Axis2做什么来开始我们的Axis2之旅。
用Axis2做什么
在SOAP的术语里,一个Web Service交互的参与者都称作一个SOAP的节点。SOAP消息在SOAP发送者和接收者之间传递。SOAP消息的传递是基于构建Web Service交互的单元之上。
Web Service封装了SOAP消息处理的复杂性,允许用户用他们所熟悉的开发语言进行开发。Axis2就是通过用Java语言开发Web Service的工具,在其内部处理SOAP消息,这一切对于用户都是透明的。
Axis2封装了SOAP消息的处理,同时还有做了其他的大量的工作,这些都进一步简化了 Web Sercice的开发者的工作,主要有以下几点:
提供了一个处理SOAP消息的框架,这个框架是极易扩展的,用户可以在每个服务或操作上扩展它。用户也可以在这个框架的基础上对不同的消息交换模型(Message Exchange Patterns)MEPs进行建模。
部署Web Service(可以用WSDL或者不用)。
提供了客户端API用来调用Web Service,可以用同步或者异步的编程方式。
通过部署来配置Axis2和它的组件。
在不同传输层发送和接收SOAP消息。
除了上述的这些功能,在内存和速度等性能方面也是Axis2的重点。Axis2的核心框架是构建在WSDL,SOAP和WS-Addressing上,其他的如JAX-RP,SAAJ和WS-Policy是在核心框架之上的层。
体系结构
在说明体系结构前,需要说明:
Axis2的体系结构分离了逻辑和状态,在其内部逻辑处理都是无状态的,这样就允许在几个平行的进程间处理同样的代码。
所有的信息都被保存在一个信息模型中,允许系统阻塞和重启。
Axis2是模块化的结构,Axis2框架是构建在核心模块上,其他的模块则构建在核心模块上。核心模块包括:
信息模型,Axis2定义了一个处理信息的模型,所有的状态都保存在这个层次机构模型中。在这个层次结构中,系统处理对象的生命周期。
XML处理模型,处理SOAP消息是最重要和复杂的任务,它的效率是影响性能的主要因素,我们通过AXIOM来有效的处理SOAP消息和XML文件。
SOAP处理模型,它控制了处理过程的执行。这个模型定义了不同的处理阶段,用户可以在不同的阶段扩展这个模型。
客户端的API,它为用户提供了方便的API来处理Web Service。可以用来和IN-OUT和IN-only方式的消息交换模型。
传输器(Transports),Axis2定义了传输框架,允许用户定义不同的传输器。在SOAP消息处理模型中可以利用传输器,在实现中定义了几个通用的传输器,当然用户也可以在需要的时候自定义传输器。
非核心模块:
代码生成,Axis2提供了代码生成器,可以生成服务器端和客户端的测试代码。生成的代码也就简化了服务的部署和服务的调用,
数据绑定,Axi2的基本的客户API允许用户在信息集合上处理SOAP消息,通过封装信息层,提供编程接口,可以使用户方便的利用数据绑定。
信息模型
信息模型有两个主要的层次,上下文(Contexts)和描述(Descriptions),通过UML描述如下:
两个层的连接如上图,描述层代表静态数据,这些数据可以在Axis2的生命周期中通过配置文件装载,比如部署服务,操作。另一方面,在上下文的层中包括了不止一个实例的动态信息。
在两个层次上可以提供了搜索值对的能力,当在一个层上搜索值时,会在这个个层的垂直体系上进行搜索,在结果模型中,低层的值重载了高层的值。比如,当在Message Context上找不到一个值时,就会在Operation Context上进行搜索,依次向上进行。同理在Descriptions也是一样的。
这样用户就可以声明和重载值,是一个非常易配置的模型,这也给系统带来了弱点,就是搜索的代价。特别是对于一些不存在的值,当然分析后,开发者认为它还是可以很好的工作。
Configuration Context
保持了运行时状态,本质上是Axis2的拷贝。
Axis Configuration
保持全部的全局配置,传输器,全局模块,参数,服务等。
Service Group Context
保持了不同服务组的特殊用法信息,它的生命周期开始于用户和属于该组的服务交互时,这个可以被用来在简单的交互中在不同的服务(属于同一组)中共享信息。
Axis Service Group
保持特殊服务组的部署时信息。
Service Context
在不同服务的用法中都是可用的。在一个简单的交互中,可以被用来在同一个服务中在若干个MEPs中共享信息。
AxisService
保持了多个操作和服务的配置信息。
Operation Context
保持了当前的MEPs的信息,维护当前的MEPs的消息。
AxisOperation
保持了操作层的配置。
Message Context
保持了当前正被执行的消息的所有信息。
AxisMessage
到目前为止,不保存任何信息,在未来可以作为一个扩展点。
XML处理模型
参考OM Tutorial
SOAP消息处理模型
体系机构定义了SOAP处理器两个基本动作,发送和接收SOAP消息。提供了两个管道(Pipes),或者Flows来执行这两个动作。Axis引擎或者Axis2驱动定义了send()和receive()两个方法来实现Pipes。两个管道为In Pipe和Out Pipe,通过合并这两个Pipes来构建MEPs。
通过处理器(handler)来实现SOAP消息处理的易扩张性。当一个SOAP消息被处理时,被注册的处理器就会执行,处理器可以注册在全局变量,服务,或操作范围内,最后处理器链从所有的范围内计算合并所有的处理器。
处理器也扮演了拦截器(Intercepter)的作用,他们处理部分SOAP消息,提供附加的服务,通常处理器工作在SOAP头上,也可以访问和改变SOAP体。
当一个SOAP消息通过客户端API发送,Out Pipe就开始操作,Out Pipe触发处理器,被一个将SOAP消息送到端点(endpoint)的发送传输器结束,在目标端的接收传输器接收。在接收端In Pipe开始读SOAP消息。In Pipe由处理器和消息接收者组成。
上述发生的消息处理过程发生在所有的消息交换中。在Axis2中处理一消息后就会创建另一消息,在新的消息中,更复杂的模型可能出现。
两种类型Pipe和服务器/客户端模型类似,SOAP处理模型简化了复杂性,为用户提供了抽象的接口。Pipe的不同阶段phases都已命名。处理器通常运行在一个阶段中,阶段提供了一种预定处理器的机制。两种Pipe都内建了phases,也都为用户提供了User Phases,可以由用户自定义。
下图中可以看到User Phases
Axis2默认处理模型
Axis2有很多内建在Phases中的处理器,它们可以为Axis2创建默认配置。在下节中,我们会仔细研究如何扩展Axis2的默认处理模型。
Axis2中有四种特殊的处理器:
分发器(Dispatchers)查找服务和SOAP消息的操作。通常运行在In-Pipe的dispatch阶段。根据不同的条件,如WS-Addressing,URI信息,SOAP Action信息来分配特殊的操作。
消息接收器(Message Receiver) 读SOAP消息,运行在In-Pipe的Message Processing阶段。
发送传输器( Transport Sender)发送SOAP消息,永远运行在Out-Pipe中。
处理收到的SOAP消息
由接收传输器收到消息,一旦消息到达,传输头就会被解析,消息上下文(Message Context)就会创建,然后通过消息上下文In-Pipe就会被执行。
让我们看下在执行过程中每个阶段都发生了什么,处理过程在服务端和客户端都会发生,这里说明一个特殊的双向传输,在In-Pipe开始的四个阶段可能不会发生。
传输阶段,在这个阶段处理器从传输配置中抽出,根据规则执行。
预分发阶段,由于服务还未存在,处理器会在全局使用。
分发阶段,如果服务还为发行,分发器就会在此阶段查找服务。
用户阶段,运行用户自定义处理器。
消息验证阶段,在这个阶段验证SOAP消息处理是否正常执行。
消息处理阶段,在这里执行SOAP消息的商业逻辑,每个操作都注册了一个消息接收器,消息接收器(关联到特定操作)就会作为这个阶段的最后一个处理器执行。
可能还有其他的处理器,用户也可以自定义处理器来重载每个阶段的处理机制。
发送消息的处理过程
Out-Pipe是相对简单,因为此时服务都已被所知,Out-Pipe由消息接收器或客户API实现。
消息初始化阶段,Out-Pipe的第一个阶段,作为自定义处理器的存放文件夹。
用户阶段,执行用户阶段的处理器
传输阶段,执行从传输配置层的传输处理器,作为传输处理器的最后处理器发送SOAP消息到目的端。
扩展消息处理模型
以上我们讨论了Axis2默认处理模型,现在我们讨论下SOAP消息处理的扩展机制,很多SOAP引擎研究也集中在其扩展性。
根据处理器和阶段使在SOAP处理中更容易的修改处理过程,阶段概念使在处理器之间加入新的处理器,也就更容易扩展默认的处理过程。
用处理器扩展SOAP处理模型
通过阶段规则(Phase rule)将处理器放在不同位置定制阶段来扩展SOAP处理模型。
作为一个阶段的第一个处理器
作为一个阶段最后一个处理器
在一个给定处理器之前
在一个给定处理器之后
通过模块扩展SOAP处理模型
Axis2定义了一个叫模块(Module)的实体,由模块来引入处理器和Web Service操作,在Axis2中的模块作为一个包,包中包括了一些处理器和相关的关于规则的描述,模块是有可用性和被用时,可用性表示模块存在于系统中,但仍没被激活,就是被包括在模块中的处理器没有在处理机制中,当一个模块被用时,它就会被激活,然后在阶段中找到合适的位置,这些处理器就会按照上面的方法执行。通常模块被用来实现在WS-Addressing时的WS-*功能。
除了上面基于handlers实现扩展外,WS-*参考建议另一种增加操作(Operations)的方法,比如,用户在服务中增加创建序列(Create Sequence)的操作,需要在服务端可以用,就可以通过在模块中定义操作来实现,一旦模块被服务所用,需要的操作就会被增加到服务中。
服务,操作或系统都可以利用模块,一旦模块被用到,在其中定义的处理器,操作就会添加到这个实体中。
当Axis2正在运行时,模块就不能被添加,除非系统重启。
部署
部署模型提供了详细配置Axis2的机制,主要有三个部分来配置Axis2
Axis2.xml文件
这个文件为客户端和服务器端提供了全局的配置,主要包括下面的信息。
全局参数
注册的发送传输器(Transport In)和接收传输器(Transport Out)
用户定义的阶段名
全局被用到的模块
全局的消息接收器
服务包(Service Archive)
服务包必须包含META-INF/services.xml文件和一些相关的类,services.xml包含以下信息
服务级的参数
服务级的模块
服务中特定消息接收器
服务内部的操作
模块包(Module Archive)
模块包必须包含META-INF/module.xml文件和一些相关的类,module.xml包含了模块参数和在其中定义的操作。
当系统启动时,Axis2就会创建Axis的配置,首先会找axis2.xml,构建全局配置,接下来就会检查模块包和服务包,这样相关的服务和模块就会被添加到配置中,然后在配置基础上,构建上下文,Axis2就准备接收和发送SOAP消息,服务也可以热部署,有一个线程循环的检测容器,看是否有新的服务被部署。
客户端API(Client API)
有三个参数决定了Web Service的交互
消息交换模型(MEP)
传输器的行为,是One-way或者Two-way
客户端API是同步或者异步
由于这三个参数的变化导致了很多语义的不确定性,尽管Axis2是构建在运行多种消息交互的核心上,但开发者一般都用两种主要的MEP。
在Client API中,两种支持的传输器是单向(One-Way)和双向(Request-Response)。是基于ServiceClient类来实现的,Axis2中有每种MEP的扩展支持。
单向消息传输
ServiceClient为用户提供了简单的接口,由ServiceClient提供的fireAndForge支持One-Way方式,Axis2支持HTTP/SMTP和TCP传输,HTTP的情况,如果返回通道(Channel)不可用,就会返回HTTP 202 OK。
双向(Request Response)消息传输
由在ServiceClient中的sendReceive()提供,为用户提供了简单的接口,在客户API中有四种方法配置消息交换。
阻塞或非阻塞方式,由sendReceive()和sendReceiveNonBlocking()来决定。
发送传输器,传输器被用来发送SOAP消息
监听传输器,传输响应收到信息。
利用分离通道,决定是否响应是通过分离的传输连接或者非分离的来发送。如果发送和监听器是相同的机会失败,这样就是双向传输。
上面四个参数的不同就会使Axis2进行不同的操作。
传输器
Axis2有两种不同传输结构,transport in配置和transport out配置,通过消息上下文来访问他们。
服务器利用transport in来收到消息,outgoing transport是由寻址信息(Addressing Information)(ReplyTo或FaultTo)决定的,如果寻址信息不可用,则outgoing transport和incoming transport相同。
在客户端,用户可以自由使用transport。
transport in配置和transport out配置包含以下信息
对外的传输发送器
对内的传输监听器
传输的参数
传输的处理器
每个对外的传输配置都定义了一个传输代理,传输发送器通过自己的传输发送消息。
传输接收器等待SOAP消息,一旦SOAP消息到,就会用In Pipe来处理消息。
Axis2目前支持以下的传输
HTTP,在HTTP的传输中,传输监听器是一个Servlet或者是由Axis2提供的org.apache.axis2.transport.http.SimpleHTTPServer,传输发送器用commons-httpclient来连接和发送SOAP消息。
TCP,这是最简单的传输,但需要WS-Adressing支持
SMTP,需要Email帐号,传输接收者在确定的时间间隔内检测邮件的到来。
代码生成
尽管代码生成的目标没有改变,但在Axis2中采用了一种不同的代码生成方法,主要变化是采用了模版,命名为XSL来以各种语言生产代码,提供了很好的灵活性。
主要思想,设置生成器来生成XML,利用模版解析XML来生成代码文件,下图描述了生成工具的结构
不管代码是如何生成的,关键是和从WSDL生成信息相同,代码生成器利用WOM(WSDL Object Model)操作WSDL文件,传输信息到Emitter,Emitter生成XML,然后XML由相应的XSL解析生成代码。除非用到的模版不同,不管编程如何,处理过程都是相同的。
数据绑定
集成代码生成引擎
Axis2 M2支持代码生成,但不支持数据绑定,version0.9有完整的方案来支持数据绑定,因为有数据绑定工具Xml-bean,所以这个方法是可行的,最初的代码生成框架没有明显的变化,数据绑定作为一个扩展插件加入到代码生成引擎中,version0.91不支持SOAP解码,它仅支持RPC文本型消息。
序列化和发序列化
AXIOM是基于StAX(Streaming API for XML)API,Xml-beans支持StAX的数据绑定,通过AXIOM用Xml-bean来实现,在代码生成阶段,对于每个WSDL的操作都有些支持的类,WSDL的操作中有很多有用的方法,可以从AXIOM反序列化到数据绑定对象,也可以从数据绑定对象序列化到AXIOM。比如在WSDL文件中有一个叫echoString的方法,一旦代码生成,echoStringDatabindingSupporter.java 类就会生成,其中包括类似于以下的代码,
public static org.apache.axis2.om.OMElementtoOM(org.soapinterop.xsd.EchoStringParamDocument param)
// 这个方法处理序列化
public static org.apache.xmlbeans.XmlObject fromOM(org.apache.axis2.om.OMElement param, java.lang.Class type) //这个方法处理反序列化
public static org.apache.xmlbeans.XmlObject getTestObject(java.lang.Class type)
//由给定的数据绑定类型创建样本对象
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axis2-java2wsdl-1.5.4.jar axis2-jaxbri-1.5.4.jar axis2-jaxws-1.5.4.jar axis2-jibx-1.5.4.jar axis2-json-1.5.4.jar axis2-kernel-1.5.4.jar axis2-metadata-1.5.4.jar axis2-mtompolicy-1.5.4.jar axis2-saaj-...
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