.NET框架與XML：Web服務(wù)的未來之道
應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)正發(fā)生著一次質(zhì)的飛躍，從根本上大幅度提高開發(fā)人員的生產(chǎn)效率，它開啟了一道通向全新概念的應(yīng)用程序的大門。
在過去，開發(fā)人員一直通過集成本地系統(tǒng)服務(wù)來構(gòu)建應(yīng)用程序。在這種模式下，開發(fā)人員可以訪問豐富的開發(fā)資源并能嚴(yán)格控制應(yīng)用程序的行為。
如今，開發(fā)人員在很大程度上已掙脫了這種模式的束縛，致力于構(gòu)建具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的n層系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能將網(wǎng)絡(luò)中各處的眾多的應(yīng)用程序進(jìn)行集成，并大大提升應(yīng)用程序的價(jià)值。這樣，開發(fā)人員便可集中精力挖掘軟件獨(dú)特的商業(yè)價(jià)值，而不必日夜為如何構(gòu)建基本結(jié)構(gòu)傷腦筋了。令人欣喜的局面將應(yīng)運(yùn)而生：軟件投放市場的時(shí)間大大縮短、開發(fā)人員的編程效率明顯提高，最為根本的是開發(fā)出質(zhì)量上乘的軟件。
我們正在進(jìn)入一個(gè)嶄新的計(jì)算時(shí)代，一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，其核心技術(shù)是“可擴(kuò)展標(biāo)記語言”，即XML。XML創(chuàng)建出可供任何人從任何地方訪問和使用的功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序。它極大地?cái)U(kuò)展了應(yīng)用程序的功能，并實(shí)現(xiàn)了軟件的不間斷傳輸。在這種大環(huán)境中，軟件已不完全是指那些從CD進(jìn)行安裝的程序，而是已經(jīng)演變成了一種服務(wù)：類似于調(diào)用者的ID驗(yàn)證或按觀看次數(shù)進(jìn)行收費(fèi)的電視，人們可通過通信媒體預(yù)定此類服務(wù)。
這一切，是通過將緊密耦合的、高效的n層計(jì)算技術(shù)與面向消息的、松散耦合的Web概念相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的。我們將這種計(jì)算風(fēng)格稱為Web服務(wù)，它的出現(xiàn)標(biāo)志著人類已經(jīng)邁入應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)的新紀(jì)元。Web服務(wù)是一種應(yīng)用程序，它可以使用標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，像超文本傳輸協(xié)議(HTTP)和XML，將功能綱領(lǐng)性地體現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)上。可將Web服務(wù)視作Web上的組件編程。
從理論上講，開發(fā)人員可通過調(diào)用Web應(yīng)用編程接口(API)（就像調(diào)用本地服務(wù)一樣），將Web服務(wù)集成到應(yīng)用程序中，不同的是Web API調(diào)用可通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給位于遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的某一服務(wù)。例如，Microsoft Passport服務(wù)使得開發(fā)人員能夠?qū)δ硲?yīng)用程序進(jìn)行驗(yàn)證。通過Passport服務(wù)編程，開發(fā)人員可以充分利用Passport的基本結(jié)構(gòu)，通過運(yùn)行Passport來維護(hù)用戶數(shù)據(jù)庫，以確保它的正常運(yùn)行、定期備份等等。
.NET框架與XML之松散耦合
在某個(gè)網(wǎng)絡(luò)中分發(fā)應(yīng)用程序邏輯，并不是一個(gè)全新的概念，在Web中分發(fā)并集成應(yīng)用程序邏輯才是一個(gè)嶄新的概念。
從前，分布式的應(yīng)用程序邏輯需要使用分布式的對象模型，諸如：微軟的分布式組件對象模型(DCOM)、對象管理集團(tuán)的公用對象請求代理程序體系結(jié)構(gòu)(CORBA)或Sun的遠(yuǎn)程方法調(diào)用(RMI)。通過使用這種基本結(jié)構(gòu)，開發(fā)人員仍可擁有使用本地模型所提供的豐富資源和精確性，并可將服務(wù)置于遠(yuǎn)程系統(tǒng)中。
這些系統(tǒng)有一個(gè)共同的缺陷，那就是它們無法擴(kuò)展到互聯(lián)網(wǎng)上：它們要求服務(wù)客戶端與系統(tǒng)提供的服務(wù)本身之間必須進(jìn)行緊密耦合，即要求一個(gè)同類基本結(jié)構(gòu)。這樣的系統(tǒng)往往十分脆弱：如果一端的執(zhí)行機(jī)制發(fā)生變化，那么另一端便會崩潰。例如，如果服務(wù)器應(yīng)用程序的接口發(fā)生更改，那么客戶端便會崩潰。
要求提供緊密耦合的基本結(jié)構(gòu)，無可厚非，許多應(yīng)用程序均是基于這種系統(tǒng)構(gòu)建而成的。但是，當(dāng)各個(gè)公司需要相互合作、或信息技術(shù)提供商擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍時(shí)，便很難實(shí)現(xiàn)單一而統(tǒng)一的基本結(jié)構(gòu)。您根本無法保證您希望與之進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的管道的另一端，具備所有您需要的基本結(jié)構(gòu)：對于它使用的操作系統(tǒng)、對象模型或編程語言，您可能一無所知。
相反，Web服務(wù)彼此是松散偶合的。連接中的任何一方均可更改執(zhí)行機(jī)制，卻不影響應(yīng)用程序的正常運(yùn)行。從技術(shù)角度講，人們已轉(zhuǎn)向使用一種基于消息的異步技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高可靠性的系統(tǒng)性能，通過使用諸如HTTP、簡單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)以及至為重要的XML來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的連接。
消息傳遞系統(tǒng)將通信的基本單元打包成自我描述型的數(shù)據(jù)包（又稱作消息），并將其放到網(wǎng)絡(luò)纜線中。消息傳遞系統(tǒng)與分布式對象系統(tǒng)之間的本質(zhì)區(qū)別在于：要求發(fā)送方辨識接收方的基本結(jié)構(gòu)的程度有所不同。在分布式系統(tǒng)中，發(fā)送方需對接收方的情況作出種種猜測：應(yīng)用程序是如何激活或拆包的，調(diào)用的是什么樣的界面，等等。
另一方面，消息傳遞系統(tǒng)會在纜線格式級上創(chuàng)建合同。發(fā)送方既不需考慮消息被接收后的情況，也不需考慮接發(fā)雙方之間的通信情況，唯一需要考慮的是接收方是否能辯識發(fā)送的消息內(nèi)容。
在纜線格式級上創(chuàng)建合同的優(yōu)勢不言而喻。例如，接收方可在任何時(shí)刻進(jìn)行更改，而不會干擾發(fā)送方的消息發(fā)送，只要它仍可辯識原有消息的內(nèi)容。另外，發(fā)送方無需任何特殊的軟件即可與接收方通信：只要它發(fā)出正確格式的消息，接收方就可以響應(yīng)。
.NET框架與XML之纜線級的XML：SOAP
實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的異類基本結(jié)構(gòu)以及在整個(gè)Web中實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)支持簡單數(shù)據(jù)描述格式的技術(shù)。這種格式就是XML。Web服務(wù)必須使用XML來完成三件事情：基本的纜線格式、服務(wù)描述以及“服務(wù)發(fā)現(xiàn)”。
SOAP：在通信的***級別，系統(tǒng)需要使用同一語言。特別，作為通信雙方的應(yīng)用程序需要遵守同一套通信規(guī)則：如何表示不同的數(shù)據(jù)類型（例如：是整數(shù)還是數(shù)組），以及如何表示命令（即：需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行何種操作）。另外，在必要的時(shí)候應(yīng)用程序還需對該語言適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。簡單對象訪問協(xié)議(SOAP)是XML的實(shí)施工具，它提供了一套公共規(guī)則集，該規(guī)則集說明了如何表示并擴(kuò)展數(shù)據(jù)和命令。
Web服務(wù)描述語言(WSDL)。雙方應(yīng)用程序在得到了如何表示數(shù)據(jù)類型和命令的規(guī)則后，需要對所接收的特定數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行有效的描述。僅僅說已接收到整數(shù)是不夠的；比如，在接收到兩個(gè)整數(shù)后，應(yīng)用程序必須明確表述它可以對這兩個(gè)整數(shù)執(zhí)行乘法運(yùn)算操作。Web服務(wù)描述語言(WSDL)是一種XML語法，開發(fā)人員和開發(fā)工具可使用它來表述Web服務(wù)的具體功能。
“SOAP發(fā)現(xiàn)”：在***層，還需制定一套如何定位服務(wù)描述的規(guī)則：默認(rèn)情況下，用戶或工具能在什么地方找到服務(wù)的功能描述？依據(jù)“SOAP發(fā)現(xiàn)”規(guī)格說明中提供的規(guī)則集，用戶或開發(fā)工具可以自動(dòng)找到服務(wù)的SCL描述。
一旦實(shí)現(xiàn)了這三種功能層，開發(fā)人員便可容易地找到Web服務(wù)，將它例示成一個(gè)對象后再集成進(jìn)應(yīng)用程序中，繼而構(gòu)建出一個(gè)具有豐富功能的基本結(jié)構(gòu)。這樣，得到的應(yīng)用程序便能與Web服務(wù)進(jìn)行反向通信了。
.NET框架與XML之.NET框架：Web服務(wù)引擎
很顯然，許多基本結(jié)構(gòu)都需實(shí)現(xiàn)上述進(jìn)程對開發(fā)人員和用戶的透明化。.NET框架提供此基本結(jié)構(gòu)。從.NET框架角度看，所有組件都可以是Web服務(wù)，而Web服務(wù)也僅是一種組件。實(shí)際上，.NET框架提取出微軟組件對象模型(COM)的精華，將它們與松散耦合計(jì)算的精華有機(jī)地結(jié)合在一起，生成了強(qiáng)大、高效的Web組件系統(tǒng)：簡化程序員的“管道”操作、深入地集成了安全性，引進(jìn)了基于互聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)，極大地改善應(yīng)用程序的可靠性和可擴(kuò)展性。
.NET框架包含三個(gè)主要部分：公共語言運(yùn)行時(shí)、具有多層次結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一的類庫集合和高級版“活動(dòng)服務(wù)器頁面”（又名ASP+）
公共語言運(yùn)行時(shí)
此名稱不能準(zhǔn)確反映它的全部功能。實(shí)際上，公共語言運(yùn)行時(shí)在組件的開發(fā)過程中以及軟件的運(yùn)行過程中，都扮演著非常重要的角色。在組件運(yùn)行過程中，運(yùn)行時(shí)負(fù)責(zé)管理內(nèi)存分配、啟動(dòng)或取消線程和進(jìn)程、實(shí)施安全性策略、同時(shí)滿足當(dāng)前組件對其它組件的需求。在開發(fā)階段，運(yùn)行時(shí)的作用有些變化：與現(xiàn)今的COM相比，運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)化程度大為提高（比如可自動(dòng)執(zhí)行內(nèi)存管理），因而開發(fā)人員的工作變得非常輕松。尤其是，映射功能將使代碼編寫量銳減，這些代碼是開發(fā)人員在將業(yè)務(wù)邏輯轉(zhuǎn)化成可復(fù)用的組件進(jìn)行編程時(shí)所需的。
對編程語言而言，運(yùn)行時(shí)這個(gè)概念并不新奇：實(shí)際上每種編程語言都有自己的運(yùn)行時(shí)。Visual Basic?開發(fā)系統(tǒng)具有最為明顯的運(yùn)行時(shí)（名為VBRUN），Visual C++?跟Visual FoxPro?、Jscript?、SmallTalk、Perl、Python和Java一樣，有一個(gè)運(yùn)行時(shí)MSVCRT。NET框架的關(guān)鍵作用是它提供了一個(gè)跨編程語言的統(tǒng)一的編程環(huán)境，這也是它能獨(dú)樹一幟的根本原因所在。
統(tǒng)一的編程類
.NET框架中的類為開發(fā)人員提供了一個(gè)統(tǒng)一的、面向?qū)ο蟮摹哟位摹⒖蓴U(kuò)展的類庫集(API)。現(xiàn)今，C++開發(fā)人員使用的是微軟基礎(chǔ)類庫，Java開發(fā)人員使用的是Windows?基礎(chǔ)類庫，而Visual Basic用戶使用的又是Visual Basic API集。簡而言之，.NET框架統(tǒng)一了微軟當(dāng)前各種不同的框架。這樣，開發(fā)人員不再需要學(xué)習(xí)多種框架就能順利編程。遠(yuǎn)不止于此的是，通過創(chuàng)建一個(gè)公共的跨編程語言的API集，.NET框架可實(shí)現(xiàn)跨語言繼承性、錯(cuò)誤處理功能和調(diào)試功能。實(shí)際上，從Jscript到C++的所有編程語言，都是相互等同的，開發(fā)人員可以自由選擇理想的編程語言。
高級版“活動(dòng)服務(wù)器頁面”(ASP+)
ASP+是使用 .NET框架提供的類庫構(gòu)建而成的，它提供了一個(gè)Web應(yīng)用程序模型，該模型由一組控件和一個(gè)基本結(jié)構(gòu)組成。有了它，Web應(yīng)用程序的構(gòu)建變得非常容易。開發(fā)人員可以直接使用ASP+控件集，該控件集封裝了公共的、用于超文本標(biāo)識語言(HTML)用戶界面的各種小組件（諸如文本框、下拉菜單等等）。實(shí)際上，這些控件運(yùn)行在Web服務(wù)器上，它們將用戶界面轉(zhuǎn)換成HTML格式后再發(fā)送給瀏覽器。在服務(wù)器上，控件負(fù)責(zé)將面向?qū)ο蟮木幊棠Ｐ统尸F(xiàn)給Web開發(fā)人員，這種編程模型能提供面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)擁有的豐富功能。ASP+還提供一些基本結(jié)構(gòu)服務(wù)（諸如會話狀態(tài)管理和進(jìn)程循環(huán)），這些服務(wù)進(jìn)一步減少了開發(fā)人員要編寫的代碼量，并使應(yīng)用程序的可靠性得到了大幅度提高。ASP+還允許開發(fā)人員將軟件作為一項(xiàng)服務(wù)進(jìn)行傳送。通過使用ASP+ Web服務(wù)功能，ASP+開發(fā)人員只需進(jìn)行簡單的業(yè)務(wù)邏輯編程，而由ASP+基本結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)通過SOAP傳送服務(wù)。
盡管ASP+還未正式發(fā)行，但它已在改進(jìn)應(yīng)用程序功能方面創(chuàng)造出令人難以置信的奇跡：在現(xiàn)有基于ASP的應(yīng)用程序性能基礎(chǔ)上，性能優(yōu)化了三倍之多，更為激動(dòng)人心的是生產(chǎn)效率再度攀升。
.NET框架的核心要素
.NET框架有幾個(gè)要素值得一提。首先是它的安全系統(tǒng)和配置系統(tǒng)。這兩個(gè)系統(tǒng)協(xié)同工作，有力地遏止了運(yùn)行不安全代碼的可能性，并大幅度減少了號稱“DLL Hell”的對應(yīng)用程序進(jìn)行配置時(shí)所面臨的挑戰(zhàn)。
安全系統(tǒng)是一個(gè)高度細(xì)化、基于事實(shí)的系統(tǒng)，它賦予開發(fā)人員和管理員多種代碼處理權(quán)限（而不僅僅是“on”或“off”）。將來，還會根據(jù)代碼本身的核心要素來決定如何實(shí)施上述權(quán)限。
例如，當(dāng).NET框架應(yīng)用程序被下載到某一系統(tǒng)中時(shí)，它會申請一組權(quán)限（諸如對臨時(shí)目錄的寫入權(quán)限）。運(yùn)行時(shí)將收集有關(guān)應(yīng)用程序的事實(shí)信息（諸如：它是從何處下載的、是否用了有效簽名、甚至它訪問系統(tǒng)的準(zhǔn)確程度），并按管理策略決定是否允許應(yīng)用程序運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)甚至還可告之應(yīng)用程序它無法授權(quán)申請的所有權(quán)限，并允許應(yīng)用程序自行決定是否繼續(xù)運(yùn)行。
有這種安全系統(tǒng)作保障，許多應(yīng)用程序配置問題便會迎刃而解。開發(fā)人員和管理員（最終是用戶）所面臨的***挑戰(zhàn)之一是版本的管理問題。如果在您新裝了某個(gè)應(yīng)用程序之后，一切都限于癱瘓狀態(tài)，而在這之前系統(tǒng)一直運(yùn)行得非常良好，那么***的可能是新安裝的應(yīng)用程序重寫了一些共享庫，并極有可能修正了現(xiàn)有應(yīng)用程序正使用的程序錯(cuò)誤。這種情況出現(xiàn)的頻率很高，以致人們將它稱為：“DLL Hell”。
.NET框架擁有的幾項(xiàng)高級功能可以徹底消除“DLL Hell”現(xiàn)象。首先，它有一個(gè)非常強(qiáng)大的內(nèi)部命名系統(tǒng)，能夠有效地防止兩個(gè)庫因互相重名而被錯(cuò)當(dāng)為對方的情況發(fā)生。除此之外，它還提供一項(xiàng)被稱作“并行”配置的新功能。如果前例中新安裝的應(yīng)用程序確實(shí)重寫了共享庫，現(xiàn)有應(yīng)用程序可對該庫進(jìn)行修復(fù)。等現(xiàn)有應(yīng)用程序再次啟動(dòng)時(shí)，它會檢查所有的共享文件。如果發(fā)現(xiàn)文件被更改，同時(shí)這些更改又是不兼容的，則它可以請求運(yùn)行時(shí)提取一個(gè)它可以使用的版本。得益于強(qiáng)大的安全系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)可以安全地執(zhí)行該操作，這樣應(yīng)用程序就完成了本身的修復(fù)工作。
.NET框架與XML：結(jié)論
人們總是喜歡不厭其煩地發(fā)表諸如“互聯(lián)網(wǎng)改變了一切”的陳詞濫調(diào)。同樣地，在談?wù)摶ヂ?lián)網(wǎng)給人類帶來的影響時(shí)，總是情不自禁地使用廣告式的夸張語，以表達(dá)對互聯(lián)網(wǎng)的推崇。不過，互聯(lián)網(wǎng)的確徹底改變了應(yīng)用程序的開發(fā)模式和配置方式。將傳輸軟件演變成一種服務(wù)還有待人們的共同努力，XML是實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢想的重要手段。.NET框架是微軟開發(fā)人員戰(zhàn)略的核心內(nèi)容，它旨在幫助開發(fā)人員輕松地構(gòu)建、配置和運(yùn)行Web服務(wù)。
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