架构设计师与SOA
SOA(Service-Oriented Architecture)，即面向服務(wù)的架構(gòu)，這是最近一兩年出現(xiàn)在各種技術(shù)期刊上最多的詞匯了。現(xiàn)在有很多架構(gòu)設(shè)計師和設(shè)計開發(fā)人員簡單的把SOA和Web Services技術(shù)等同起來，認為SOA就是Web Service的一種實現(xiàn)。本質(zhì)上來說，SOA體現(xiàn)的是一種新的系統(tǒng)架構(gòu)，SOA的出現(xiàn)，將為整個企業(yè)級軟件架構(gòu)設(shè)計帶來巨大的影響。本系列兩部分文章將根據(jù)作者自己的理解來幫助大家分析和了解什么是SOA架構(gòu)，SOA將怎樣對企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計帶來積極的影響，什么是SOA架構(gòu)設(shè)計師的角色，以及SOA架構(gòu)師在設(shè)計SOA系統(tǒng)架構(gòu)時有哪些應(yīng)該特別注意的地方。
1. 什么是架構(gòu)?什么是基于SOA的架構(gòu)?
1.1 什么是架構(gòu)
從架構(gòu)設(shè)計師的角度來看，架構(gòu)就是一套構(gòu)建系統(tǒng)的準則。通過這套準則，我們可以把一個復(fù)雜的系統(tǒng)劃分為一套更簡單的子系統(tǒng)的集合，這些子系統(tǒng)之間應(yīng)該保持相互獨立，并與整個系統(tǒng)保持一致。而且每一個子系統(tǒng)還可以繼續(xù)細分下去，從而構(gòu)成一個復(fù)雜的企業(yè)級架構(gòu)。
當一名架構(gòu)設(shè)計師在構(gòu)建某個企業(yè)級的軟件系統(tǒng)時，除了要考慮這個系統(tǒng)的架構(gòu)以及其應(yīng)具有的功能行為以外，還要關(guān)注整個架構(gòu)的可用性，性能問題，容錯能力，可重用性，安全性，擴展性，可管理維護性，可靠性等各個相關(guān)方面。有的時候一名好的架構(gòu)設(shè)計師甚至還需要考慮所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)是否合乎美學(xué)要求。由此我們可以看到，我們衡量一個好的架構(gòu)設(shè)計并不能只從功能角度出發(fā)，還要考慮很多其他的因素，對任何一個方面的欠缺考慮都有可能為整個系統(tǒng)的構(gòu)建埋下隱患。
1.2 什么是基于SOA的架構(gòu)
SOA本身就是一種面向企業(yè)級服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)，簡單來說，SOA就是一種進行系統(tǒng)開發(fā)的新的體系架構(gòu)，在基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)中，具體應(yīng)用程序的功能是由一些松耦合并且具有統(tǒng)一接口定義方式的組件(也就是service)組合構(gòu)建起來的。因此，基于SOA的架構(gòu)也一定是從企業(yè)的具體需求開始構(gòu)建的。但是，SOA和其它企業(yè)架構(gòu)的不同之處就在于SOA提供的業(yè)務(wù)靈活性。業(yè)務(wù)靈活性是指企業(yè)能對業(yè)務(wù)變更快速和有效地進行響應(yīng)、并且利用業(yè)務(wù)變更來得到競爭優(yōu)勢的能力。對企業(yè)級架構(gòu)設(shè)計師來說，創(chuàng)建一個業(yè)務(wù)靈活的架構(gòu)意味著創(chuàng)建一個可以滿足當前還未知的業(yè)務(wù)需求的IT架構(gòu)。
利用基于SOA的系統(tǒng)構(gòu)建方法，如圖1中所示的一樣，一個基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)中的所有的程序功能都被封裝在一些功能模塊中，我們就是利用這些已經(jīng)封裝好的功能模塊組裝構(gòu)建我們所需要的程序或者系統(tǒng)，而這些功能模塊就是SOA架構(gòu)中的不同的服務(wù)(services)。
圖1
因此，SOA架構(gòu)本質(zhì)上來說體現(xiàn)了一種復(fù)合的概念:它不僅為一個企業(yè)中商業(yè)流程的組織和實現(xiàn)提供了一種指導(dǎo)模式，同時也為具體的底層service開發(fā)提供了指導(dǎo)。
2. SOA架構(gòu)設(shè)計師的角色
2.1 SOA架構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該具備什么?
談到SOA架構(gòu)設(shè)計師的角色，我們首先要了解架構(gòu)設(shè)計師應(yīng)具有的能力。總體上來說，一個好的架構(gòu)設(shè)計師不僅應(yīng)該是一個成熟的，具有實際經(jīng)驗的并具有快速學(xué)習能力的人，而且他還應(yīng)該具有良好的管理能力和溝通能力。只有具備了必需的能力，架構(gòu)設(shè)計師才能在關(guān)鍵的時刻作出困難的決定，這就是一名架構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該承擔的責任。從角色上來看，SOA 架構(gòu)師不僅會負責端到端的服務(wù)請求者和提供者的設(shè)計，并且會負責對系統(tǒng)中非功能服務(wù)請求的調(diào)研和表述。
對于任何一名經(jīng)驗豐富的架構(gòu)設(shè)計師來說，不論他是采用基于傳統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計方法(基于J2EE架構(gòu)或者.NET架構(gòu))還是采用基于SOA的架構(gòu)設(shè)計方法來構(gòu)建一個企業(yè)級的系統(tǒng)架構(gòu)，具有相關(guān)商業(yè)領(lǐng)域的知識對于架構(gòu)設(shè)計師來說都是必不可少的，架構(gòu)設(shè)計師往往可以通過實際的工作經(jīng)驗積累以及接受相關(guān)的專項培訓(xùn)來獲得這些商業(yè)領(lǐng)域的知識。除了具有相關(guān)商業(yè)領(lǐng)域的知識以外，一名合格的架構(gòu)設(shè)計師必須具有較廣泛的技術(shù)背景，這可能包括軟硬件，通信，安全等各個方面的知識。但這并不是意味著要成為一名架構(gòu)設(shè)計師就必須熟悉每一門具體技術(shù)的細節(jié)，架構(gòu)設(shè)計師必須至少能對各種技術(shù)有一個整體上的了解，能夠熟知每種技術(shù)的特點以及優(yōu)缺點，只有這樣架構(gòu)設(shè)計師才能在特定的應(yīng)用場景下正確地選擇各種技術(shù)來設(shè)計企業(yè)整體架構(gòu)。
2.2 什么是SOA架構(gòu)設(shè)計師的職責?
那什么是企業(yè)級SOA架構(gòu)設(shè)計師的具體角色呢?什么是SOA架構(gòu)設(shè)計師與設(shè)計和開發(fā)人員之間的差別呢?相信這些都是使大家最容易產(chǎn)生迷惑的問題。舉個實際的例子來說，當構(gòu)建一個基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)的時候，針對一個具體的 service，系統(tǒng)設(shè)計人員主要應(yīng)該關(guān)注的是這個service能夠為外部用戶提供什么樣的服務(wù)，也就是說系統(tǒng)設(shè)計人員關(guān)注的是這個service所提供的功能。而對于SOA架構(gòu)設(shè)計師來說，他們更關(guān)心的可能是當有一千個用戶同時調(diào)用這個 service的時候，什么會發(fā)生?也就是說架構(gòu)設(shè)計師關(guān)注的應(yīng)該是一些商業(yè)需求和服務(wù)級別(service-level)需求。所有的架構(gòu)設(shè)計師的角色都包含了在構(gòu)建一個系統(tǒng)的一開始就應(yīng)該盡量減少可能存在的技術(shù)風險。而技術(shù)風險一般指的是一切未知的、未經(jīng)證明的或未經(jīng)測試所帶來的風險。這些風險通常與服務(wù)級別(service-level)需求相關(guān)，偶爾也會與企業(yè)具體的業(yè)務(wù)需求相關(guān)。無論是哪種類型的風險，在項目初期設(shè)計整體系統(tǒng)架構(gòu)的過程中更易于發(fā)掘這些風險，如果等到架構(gòu)實施時再發(fā)覺這些風險，那么很可能會致使大量的開發(fā)人員等在那里，直到這些風險被妥善解決。如果進一步的細化，我們可以看到SOA架構(gòu)設(shè)計師的主要任務(wù)包括對整個系統(tǒng)解決方案輪廓的構(gòu)建，需求分析，對體系結(jié)構(gòu)的整體決策，相關(guān)組件建模，相關(guān)操作建模，系統(tǒng)組件的邏輯和物理布局設(shè)計。
作為SOA架構(gòu)設(shè)計師必須要能夠領(lǐng)導(dǎo)整個開發(fā)團隊，這樣才能保證設(shè)計和開發(fā)人員是按照構(gòu)建好的系統(tǒng)架構(gòu)來開發(fā)整個系統(tǒng)的，這一點十分的重要。這就要求一名架構(gòu)設(shè)計師不僅要有很好的技術(shù)洞察力，同時還要具有一定的項目管理和項目實施的能力。在系統(tǒng)開發(fā)的過程中，架構(gòu)設(shè)計師必須要有良好的溝通和表達能力，這就體現(xiàn)在由架構(gòu)設(shè)計師構(gòu)建的系統(tǒng)模型是否具有很好的可讀性和易理解性。如果由架構(gòu)設(shè)計師構(gòu)造出的系統(tǒng)模型不是很清晰的話，就可能會影響設(shè)計和開發(fā)人員對于整個系統(tǒng)架構(gòu)的理解。為了避免這種情況的出現(xiàn)，定期由架構(gòu)設(shè)計師主持的開發(fā)團隊內(nèi)部討論是十分重要的。
3. 構(gòu)建SOA架構(gòu)時應(yīng)該注意的問題
3.1 原有系統(tǒng)架構(gòu)中的集成需求
當架構(gòu)師基于SOA來構(gòu)建一個企業(yè)級的系統(tǒng)架構(gòu)的時候，一定要注意對原有系統(tǒng)架構(gòu)中的集成需求進行細致的分析和整理。我們都知道，面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)是當前及未來應(yīng)用程序系統(tǒng)開發(fā)的重點，面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)本質(zhì)上來說是一種具有特殊性質(zhì)的體系結(jié)構(gòu)，它由具有互操作性和位置透明的組件集成構(gòu)建并互連而成。基于SOA的企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)通常都是在現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)投資的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，我們并不需要徹底重新開發(fā)全部的子系統(tǒng);SOA可以通過利用當前系統(tǒng)已有的資源(開發(fā)人員、軟件語言、硬件平臺、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序)來重復(fù)利用系統(tǒng)中現(xiàn)有的系統(tǒng)和資源。SOA是一種可適應(yīng)的、靈活的體系結(jié)構(gòu)類型，基于SOA構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)可以在系統(tǒng)的開發(fā)和維護中縮短產(chǎn)品上市時間，因而可以降低企業(yè)系統(tǒng)開發(fā)的成本和風險。因此，當SOA架構(gòu)師遇到一個十分復(fù)雜的企業(yè)系統(tǒng)時，首先考慮的應(yīng)該是如何重用已有的投資而不是替換遺留系統(tǒng)，因為如果考慮到有限的預(yù)算，整體系統(tǒng)替換的成本是十分高昂的。
當SOA架構(gòu)師分析原有系統(tǒng)中的集成需求的時候，不應(yīng)該只限定為基于組件構(gòu)建的已有應(yīng)用程序的集成，真正的集成比這要寬泛得多。在分析和評估一個已有系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的集成需求時，我們必須考慮一些更加具體的集成的類型，這主要包括以下幾個方面:應(yīng)用程序集成的需求，終端用戶界面集成的需求，流程集成的需求以及已有系統(tǒng)信息集成的需求。當SOA架構(gòu)師分析和評估現(xiàn)有系統(tǒng)中所有可能的集成需求的時候，我們可以發(fā)現(xiàn)實際上所有集成方式在任何種類的企業(yè)中都有一定程度的體現(xiàn)。針對不同的企業(yè)類型，這些集成方式可能是簡化的，或者沒有明確地進行定義的。因而，SOA架構(gòu)師在著手設(shè)計新的體系結(jié)構(gòu)框架時，必須要全面的考慮所有可能的集成需求。例如，在一些類型的企業(yè)系統(tǒng)環(huán)境中可能只有很少的數(shù)據(jù)源類型，因此，系統(tǒng)中對消息集成的需求就可能會很簡單，但在一些特定的系統(tǒng)中，例如航運系統(tǒng)中的EDI(Electronic Data Interchange 電子數(shù)據(jù)交換)系統(tǒng)，會有大量的電子數(shù)據(jù)交換處理的需求，因此也就會存在很多不同的數(shù)據(jù)源類型，在這種情況下整個系統(tǒng)對于消息數(shù)據(jù)的集成需求就會比較復(fù)雜。因此，如果SOA架構(gòu)師希望所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)能夠隨著企業(yè)的成長和變化成功地繼續(xù)得以保持，則整個系統(tǒng)構(gòu)架中的集成功能就應(yīng)該由服務(wù)提供，而不是由特定的應(yīng)用程序來完成。
3.2 服務(wù)粒度的控制以及無狀態(tài)服務(wù)的設(shè)計
當SOA架構(gòu)師構(gòu)建一個企業(yè)級的SOA系統(tǒng)架構(gòu)的時候，關(guān)于系統(tǒng)中最重要的元素，也就是SOA系統(tǒng)中的服務(wù)的構(gòu)建有兩點需要特別注意的地方:首先是對于服務(wù)粒度的控制，另外就是對于無狀態(tài)服務(wù)的設(shè)計。
服務(wù)粒度的控制
SOA系統(tǒng)中的服務(wù)粒度的控制是一項十分重要的設(shè)計任務(wù)。通常來說，對于將暴露在整個系統(tǒng)外部的服務(wù)推薦使用粗粒度的接口，而相對較細粒度的服務(wù)接口通常用于企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)的內(nèi)部。從技術(shù)上講，粗粒度的服務(wù)接口可能是一個特定服務(wù)的完整執(zhí)行，而細粒度的服務(wù)接口可能是實現(xiàn)這個粗粒度服務(wù)接口的具體的內(nèi)部操作。 舉個例子來說，對于一個基于SOA架構(gòu)的網(wǎng)上商店來說，粗粒度的服務(wù)可能就是暴露給外部用戶使用的提交購買表單的操作，而系統(tǒng)內(nèi)部的細粒度的服務(wù)可能就是實現(xiàn)這個提交購買表單服務(wù)的一系列的內(nèi)部服務(wù)，比如說創(chuàng)建購買記錄，設(shè)置客戶地址，更新數(shù)據(jù)庫等一系列的操作。雖然細粒度的接口能為服務(wù)請求者提供了更加細化和更多的靈活性，但同時也意味著引入較難控制的交互模式易變性,也就是說服務(wù)的交互模式可能隨著不同的服務(wù)請求者而不同。如果我們暴露這些易于變化的服務(wù)接口給系統(tǒng)的外部用戶，就可能造成外部服務(wù)請求者難于支持不斷變化的服務(wù)提供者所暴露的細粒度服務(wù)接口。而粗粒度服務(wù)接口保證了服務(wù)請求者將以一致的方式使用系統(tǒng)中所暴露出的服務(wù)。雖然面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)并不強制要求一定要使用粗粒度的服務(wù)接口，但是建議使用它們作為外部集成的接口。通常架構(gòu)設(shè)計師可以使用BPEL來創(chuàng)建由細粒度操作組成的業(yè)務(wù)流程的粗粒度的服務(wù)接口。
無狀態(tài)服務(wù)的設(shè)計
SOA系統(tǒng)架構(gòu)中的具體服務(wù)應(yīng)該都是獨立的、自包含的請求，在實現(xiàn)這些服務(wù)的時候不需要前一個請求的狀態(tài)，也就是說服務(wù)不應(yīng)該依賴于其他服務(wù)的上下文和狀態(tài)，即SOA架構(gòu)中的服務(wù)應(yīng)該是無狀態(tài)的服務(wù)。當某一個服務(wù)需要依賴時，我們最好把它定義成具體的業(yè)務(wù)流程(BPEL)。在服務(wù)的具體實現(xiàn)機制上，我們可以通過使用 EJB 組件來實現(xiàn)粗粒度的服務(wù)。我們通常會利用無狀態(tài)的Session Bean來實現(xiàn)具體的服務(wù)，如果基于Web Service技術(shù)，我們就可以將無狀態(tài)的Session Bean暴露為外部用戶可以調(diào)用的到的Web服務(wù)，也就是把傳統(tǒng)的Session Facade模型轉(zhuǎn)化為了 EJB 的Web服務(wù)端點，這樣，我們就可以向 Web 服務(wù)客戶提供粗粒度的服務(wù)。
如果我們要在 J2EE的環(huán)境下(基于WebSphere)構(gòu)建Web服務(wù)，Web 服務(wù)客戶可以通過兩種方式訪問 J2EE 應(yīng)用程序。客戶可以訪問用 JAX-RPC API 創(chuàng)建的 Web 服務(wù)(使用 Servlet 來實現(xiàn));Web 服務(wù)客戶也可以通過 EJB的服務(wù)端點接口訪問無狀態(tài)的Session Bean，但Web 服務(wù)客戶不能訪問其他類型的企業(yè)Bean，如有狀態(tài)的Session Bean，實體Bean和消息驅(qū)動Bean。后一種選擇(公開無狀態(tài) EJB 組件作為 Web 服務(wù))有很多優(yōu)勢，基于已有的EJB組件，我們可以利用現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯和流程。在許多企業(yè)中，現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯可能已經(jīng)使用 EJB 組件編寫，通過 Web 服務(wù)公開它可能是實現(xiàn)從外界訪問這些服務(wù)的最佳選擇。EJB 端點是一種很好的選擇，因為它使業(yè)務(wù)邏輯和端點位于同一層上。另外EJB容器會自動提供對并發(fā)的支持，作為無狀態(tài)Session Bean實現(xiàn)的 EJB 服務(wù)端點不必擔心多線程訪問，因為 EJB 容器必須串行化對無狀態(tài)會話 bean 任何特定實例的請求。 由于EJB容器都會提供對于Security和Transaction的支持，因此Bean的開發(fā)人員可以不需要編寫安全代碼以及事務(wù)處理代碼。 性能問題對于Web服務(wù)來說一直都是一個問題，由于幾乎所有 EJB 容器都提供了對無狀態(tài)會話 Bean 群集的支持以及對無狀態(tài)Session Bean 池與資源管理的支持，因此當負載增加時，可以向群集中增加機器，Web 服務(wù)請求可以定向到這些不同的服務(wù)器，同時由于無狀態(tài)Session Bean 池改進了資源利用和內(nèi)存管理，使 Web 服務(wù)能夠有效地響應(yīng)多個客戶請求。由此我們可以看到，通過把 Web 服務(wù)模型化為 EJB 端點，可以使服務(wù)具有更強的可伸縮性，并增強了系統(tǒng)整體的可靠性。
4. 總結(jié)
本文簡要介紹了有關(guān)架構(gòu)設(shè)計師以及SOA架構(gòu)的知識，分析了SOA架構(gòu)師在設(shè)計SOA系統(tǒng)架構(gòu)時有哪些應(yīng)該特別注意的地方。
本文的下部分將向您介紹在構(gòu)建基于SOA架構(gòu)的企業(yè)系統(tǒng)時應(yīng)該怎樣保證所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)能夠滿足系統(tǒng)中不同的服務(wù)級別需求。從架構(gòu)設(shè)計師的角度，SOA是一種新的設(shè)計模式，方法學(xué)。因此，SOA本身涵蓋了很多的內(nèi)容，也觸及到了系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計、實現(xiàn)、維護等各個方面。本文的內(nèi)容只是涉及到了有關(guān)于架構(gòu)方面的一部分內(nèi)容，希望能對廣大的SOA系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計人員起到一定的幫助作用。
? 本系列的上部分介紹了有關(guān)架構(gòu)設(shè)計師以及 SOA 架構(gòu)的知識，分析了 SOA 架構(gòu)師在設(shè)計 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)時有哪些應(yīng)該特別注意的地方。本文將延續(xù)第一部分的內(nèi)容，向您介紹了 SOA 為企業(yè)級架構(gòu)設(shè)計帶來的影響，以及在構(gòu)建基于 SOA 架構(gòu)的企業(yè)系統(tǒng)時應(yīng)該怎樣保證所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)能夠滿足系統(tǒng)中不同的服務(wù)級別需求。
1. SOA 為企業(yè)級架構(gòu)設(shè)計帶來的影響
1.1 SOA 的特點及其使用范圍
SOA 既不是一種語言，也不是一種具體的技術(shù)，它是一種新的軟件系統(tǒng)架構(gòu)模型。 SOA 最主要的應(yīng)用場合在于解決在Internet環(huán)境下的不同商業(yè)應(yīng)用之間的業(yè)務(wù)集成問題。Internet環(huán)境區(qū)別于Intranet環(huán)境的幾個特點主要是:
(a)大量異構(gòu)系統(tǒng)并存，不同計算機硬件工作方式不同，操作系統(tǒng)不同、編程語言也不同;
(b)大量、頻繁的數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣热匀幌鄬^緩慢并且不穩(wěn)定;
(c)無法完成服務(wù)(service)的版本升級，甚至根本就無法知道互聯(lián)網(wǎng)上有哪些機器直接或者間接的使用某個服務(wù)。
SOA 架構(gòu)具有一些典型特性，主要包括松耦合性，位置透明性以及協(xié)議無關(guān)性。松耦合性要求 SOA 架構(gòu)中的不同服務(wù)之間應(yīng)該保持一種松耦合的關(guān)系，也就是應(yīng)該保持一種相對獨立無依賴的關(guān)系;位置透明性要求 SOA 系統(tǒng)中的所有服務(wù)對于他們的調(diào)用者來說都是位置透明的，也就是說每個服務(wù)的調(diào)用者只需要知道他們調(diào)用的是哪一個服務(wù)，但并不需要知道所調(diào)用服務(wù)的物理位置在哪里;而協(xié)議無關(guān)性要求每一個服務(wù)都可以通過不同的協(xié)議來調(diào)用。通過這些 SOA 架構(gòu)所具有的特性我們可以看到，SOA 架構(gòu)的出現(xiàn)為企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)提供了更加靈活的構(gòu)建方式，如果企業(yè)架構(gòu)設(shè)計師基于 SOA 來構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)，就可以從底層架構(gòu)的級別來保證整個系統(tǒng)的松耦合性以及靈活性，這都為未來企業(yè)業(yè)務(wù)邏輯的擴展打好了基礎(chǔ)。
1.2 SOA 架構(gòu)的分層模型
接下來簡要介紹一下 SOA 系統(tǒng)中的分層模型，整個 SOA 架構(gòu)的分層模型如圖2所示。
在 SOA 系統(tǒng)中不同的功能模塊可以被分為7層:第一層就是系統(tǒng)已經(jīng)存在的程序資源，例如ERP或者CRM系統(tǒng)等。第2層就是組件層，在這一層中我們用不同的組件把底層系統(tǒng)的功能封裝起來。第3層就是 SOA 系統(tǒng)中最重要的服務(wù)層，在這層中我們要用底層功能組件來構(gòu)建我們所需要的不同功能的服務(wù)。總的來說，SOA 中的服務(wù)可以被映射成具體系統(tǒng)中的任何功能模塊，但是從功能性方面可以大致劃分為以下三種類型:(1)商業(yè)服務(wù)(business service) 或者是商業(yè)過程(business process)。這一類的服務(wù)是一個企業(yè)可以暴露給外部用戶或者合作伙伴使用的服務(wù)。比如說提交貸款申請，用戶信用檢查，貸款信用查詢。(2)商業(yè)功能服務(wù)(business function service)， 這類服務(wù)會完成一些具體的商業(yè)操作，也會被更上層的商業(yè)服務(wù)調(diào)用，不過大多數(shù)情況下這類服務(wù)不會暴露給外部用戶直接調(diào)用，比如說檢索用戶帳戶信息，存儲用戶信息等。(3)技術(shù)功能服務(wù)(technical function service)，這類服務(wù)主要完成一些底層的技術(shù)功能，比如說日志服務(wù)以及安全服務(wù)等。在服務(wù)層之上的第4層就是商業(yè)流程層，在這一層中我們利用已經(jīng)封裝好的各種服務(wù)來構(gòu)建商業(yè)系統(tǒng)中的商業(yè)流程。在商業(yè)流程層之上的就是第5層表示層了，我們利用表示層來向用戶提供用戶接口服務(wù)，這一層可以用基于portal的系統(tǒng)來構(gòu)建。以上這5層都需要有一個集成的環(huán)境來支持它們的運行，第6層中的企業(yè)服務(wù)總線(ESB)提供了這個功能。第7層主要為整個 SOA 系統(tǒng)提供一些輔助的功能，例如服務(wù)質(zhì)量管理，安全管理這一類的輔助功能。
2. SOA 架構(gòu)中的非功能性服務(wù)級別(service-level)需求
除了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，架構(gòu)設(shè)計師還必須要保證構(gòu)建出來的系統(tǒng)架構(gòu)能夠滿足系統(tǒng)中的非功能性服務(wù)級別(service-level)需求以及服務(wù)質(zhì)量(QoS)方面的需求。在項目初始及細化階段，架構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該與系統(tǒng)所有涉及方(Stakeholders)一起，為每一個服務(wù)級別需求定義其相關(guān)的衡量標準。構(gòu)建出的系統(tǒng)架構(gòu)必須要能滿足以下幾方面的服務(wù)水準要求:性能、可升級性、可靠性、可用性、可擴展性、可維護性、易管理性以及安全性。架構(gòu)設(shè)計師在設(shè)計架構(gòu)過程中需要平衡所有的這些服務(wù)級別需求。例如，如果服務(wù)級別需求中最重要的是系統(tǒng)性能，架構(gòu)設(shè)計師很有可能不得不在一定程度上犧牲系統(tǒng)的可維護性及可擴展性，以確保滿足系統(tǒng)性能上的要求。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，新構(gòu)建的系統(tǒng)對于服務(wù)級別需求也變得日益重要，現(xiàn)在基于互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)系統(tǒng)的用戶已經(jīng)不僅僅局限于是本企業(yè)的雇員，企業(yè)的外部客戶也會成為企業(yè)系統(tǒng)的主要用戶。
架構(gòu)設(shè)計師的職責之一就是要盡可能地為提高系統(tǒng)設(shè)計人員和系統(tǒng)開發(fā)人員的工作效率考慮。在構(gòu)建整個企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)的過程中，需要充分重視各種服務(wù)級別需求，從而避免在系統(tǒng)開發(fā)和運行的時候出現(xiàn)重大問題。一個企業(yè)級系統(tǒng)中的服務(wù)級別需求往往是十分錯綜復(fù)雜的， SOA 架構(gòu)設(shè)計師需要憑借豐富的專業(yè)經(jīng)驗和扎實的理論知識來分離和抽象系統(tǒng)中不同的服務(wù)級別需求，圖3展示了這種分析的過程。
圖3
經(jīng)過 SOA 架構(gòu)設(shè)計師分析和抽象的服務(wù)級別需求主要分為以下幾類:
﹡ 性能是指系統(tǒng)提供的服務(wù)要滿足一定的性能衡量標準，這些標準可能包括系統(tǒng)反應(yīng)時間以及處理交易量的能力等;
﹡ 可升級性是指當系統(tǒng)負荷加大時，能夠確保所需的服務(wù)質(zhì)量，而不需要更改整個系統(tǒng)的架構(gòu);
﹡ 可靠性是指確保各應(yīng)用及其相關(guān)的所有交易的完整性和一致性的能力;
﹡ 可用性是指一個系統(tǒng)應(yīng)確保一項服務(wù)或者資源永遠都可以被訪問到;
﹡ 可擴展性是指在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，為系統(tǒng)填加新的功能或修改現(xiàn)有功能的能力;
﹡ 可維護性是指在不影響系統(tǒng)其他部分的情況下修正現(xiàn)有功能中問題或缺陷，并對整個系統(tǒng)進行維護的能力;
﹡ 可管理性是指管理系統(tǒng)以確保系統(tǒng)的可升級性、可靠性、可用性、性能和安全性的能力;
﹡ 安全性是指確保系統(tǒng)安全不會被危及的能力。
1) 性能
我們通常可以根據(jù)每個用戶訪問的系統(tǒng)響應(yīng)時間來衡量系統(tǒng)的整體性能;另外，我們也可以通過系統(tǒng)能夠處理的交易量(每秒)來衡量系統(tǒng)的性能。對于架構(gòu)設(shè)計師來說，無論采取哪種衡量系統(tǒng)性能的方法來構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)，這些對于性能的考慮對系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)人員來說都應(yīng)該是透明的，也就是說對于系統(tǒng)整體架構(gòu)性能的考慮應(yīng)該是架構(gòu)設(shè)計師的工作，而不是系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)人員應(yīng)該關(guān)注的事情。在較傳統(tǒng)的基于EJB或者XML-RPC的分布式計算模型中，它們的服務(wù)提供都是通過函數(shù)調(diào)用的方式進行的，一個功能的完成往往需要通過客戶端和服務(wù)器來回很多次的遠程函數(shù)調(diào)用才能完成。在Intranet的環(huán)境下，這些調(diào)用給系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性帶來的影響都可以忽略不計，但如果我們在基于 SOA 的架構(gòu)中使用了很多Web Service來作為服務(wù)提供點的話，我們就需要考慮性能的影響，尤其是在Internet環(huán)境下，這些往往是決定整個系統(tǒng)是否能正常工作的一個關(guān)鍵決定因素。因此在基于 SOA 的系統(tǒng)中，推薦采用大數(shù)據(jù)量低頻率訪問模式，也就是以大數(shù)據(jù)量的方式一次性進行信息交換。這樣做可以在一定程度上提高系統(tǒng)的整體性能。
2) 可升級性
可升級性是指當系統(tǒng)負荷加大時，仍能夠確保所需的服務(wù)質(zhì)量，而不需要更改整個系統(tǒng)的架構(gòu)。當基于 SOA 的系統(tǒng)中負荷增大時，如果系統(tǒng)的響應(yīng)時間仍能夠在可接受的限度內(nèi)，那么我們就可以認為這個系統(tǒng)是具有可升級性的。要想理解可升級性，我們必須首先了解系統(tǒng)容量或系統(tǒng)的承受能力，也就是一個系統(tǒng)在保證正常運行質(zhì)量的同時，所能夠處理的最大進程數(shù)量或所能支持的最大用戶數(shù)量。如果系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時已經(jīng)不能在可接受時間范圍內(nèi)反應(yīng)，那么這個系統(tǒng)已經(jīng)到達了它的最大可升級狀態(tài)。要想升級已達到最大負載能力的系統(tǒng)，你必須增加新的硬件。新添加的硬件可以以垂直或水平的方式加入。垂直升級包括為現(xiàn)在的機器增加處理器、內(nèi)存或硬盤。水平升級包括在環(huán)境中添置新的機器，從而增加系統(tǒng)的整體處理能力。作為一個系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師所設(shè)計出來的架構(gòu)必須能夠處理對硬件的垂直或者水平升級。基于 SOA 的系統(tǒng)架構(gòu)可以很好地保證整體系統(tǒng)的可升級性，這主要是因為系統(tǒng)中的功能模塊已經(jīng)被抽象成不同的服務(wù)，所有的硬件以及底層平臺的信息都被屏蔽在服務(wù)之下，因此不管是對已有系統(tǒng)的水平升級還是垂直升級，都不會影響到系統(tǒng)整體的架構(gòu)。
3) 可靠性
可靠性是指確保各應(yīng)用及其相關(guān)的所有交易的完整性和一致性的能力。當系統(tǒng)負荷增加時，你的系統(tǒng)必須能夠持續(xù)處理需求訪問，并確保系統(tǒng)能夠象負荷未增加以前一樣正確地處理各個進程。可靠性可能會在一定程度上限制系統(tǒng)的可升級性。如果系統(tǒng)負荷增加時，不能維持它的可靠性，那么實際上這個系統(tǒng)也并不具備可升級性。因此，一個真正可升級的系統(tǒng)必須是可靠的系統(tǒng)。在基于 SOA 來構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)的時候，可靠性也是必須要著重考慮的問題。要在基于 SOA 架構(gòu)的系統(tǒng)中保證一定的系統(tǒng)可靠性，就必須要首先保證分布在系統(tǒng)中的不同服務(wù)的可靠性。而不同服務(wù)的可靠性一般可以由其部署的應(yīng)用服務(wù)器或Web服務(wù)器來保證。只有確保每一個 SOA 系統(tǒng)中的服務(wù)都具有較高的可靠性，我們才能保證系統(tǒng)整體的可靠性能夠得以保障。
4) 可用性
可用性是指一個系統(tǒng)應(yīng)確保一項服務(wù)或者資源應(yīng)該總是可被訪問到的。可靠性可以增加系統(tǒng)的整體可用性，但即使系統(tǒng)部件出錯，有時卻并不一定會影響系統(tǒng)的可用性。通過在環(huán)境中設(shè)置冗余組件和錯誤恢復(fù)機制，雖然一個單獨的組件的錯誤會對系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生不良的影響，但由于系統(tǒng)冗余的存在，使得整個系統(tǒng)服務(wù)仍然可用。在基于 SOA 來構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)的時候，對于關(guān)鍵性的服務(wù)需要更多地考慮其可用性需求，這可以由兩個層次的技術(shù)實現(xiàn)來支持，第一種是利用不同服務(wù)的具體內(nèi)部實現(xiàn)內(nèi)部所基于的框架的容錯或者冗余機制來實現(xiàn)對服務(wù)可用性的支持;第二種是通過UDDI等動態(tài)查找匹配方式來支持系統(tǒng)整體的高可用性。在 SOA 架構(gòu)設(shè)計師構(gòu)建企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)的時候，應(yīng)該綜合考慮這兩個方面的內(nèi)容，盡量保證所構(gòu)建的 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)中的關(guān)鍵性業(yè)務(wù)能具有較高的可用性。
5) 可擴展性
可擴展性是指在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，為系統(tǒng)添加新的功能或修改現(xiàn)有功能的能力。當系統(tǒng)剛配置好的時候，你很難衡量它的可擴展性，直到第一次你必須去擴展系統(tǒng)已有功能的時候，你才能真正去衡量和檢測整個系統(tǒng)的可擴展性。任何一個架構(gòu)設(shè)計師在構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)時，為了確保架構(gòu)設(shè)計的可擴展性，都應(yīng)該考慮下面幾個要素:低耦合，界面(interfaces)以及封裝。當架構(gòu)設(shè)計師基于 SOA 來構(gòu)建企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)時，就已經(jīng)隱含地解決了這幾個可擴展性方面的要素。這是因為 SOA 架構(gòu)中的不同服務(wù)之間本身就保持了一種無依賴的低耦合關(guān)系;服務(wù)本身是通過統(tǒng)一的接口定義(可以是WSDL)語言來描述具體的服務(wù)內(nèi)容，并且很好地封裝了底層的具體實現(xiàn)。在這里我們也可以從一個方面看到基于 SOA 來構(gòu)架企業(yè)系統(tǒng)能為我們帶來的好處。
6) 可維護性
可維護性是指在不影響系統(tǒng)其他部分的情況下修改現(xiàn)有系統(tǒng)功能中問題或缺陷的能力。同系統(tǒng)的可擴展性相同，當系統(tǒng)剛被部署時，你很難判斷一個系統(tǒng)是否已經(jīng)具備了很好的可維護性。當創(chuàng)建和設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)時，要想提高系統(tǒng)的可維護性，你必須考慮下面幾個要素:低耦合、模塊性以及系統(tǒng)文檔記錄。在企業(yè)系統(tǒng)可擴展性中我們已經(jīng)提到了 SOA 架構(gòu)能為系統(tǒng)中暴露出來的各個子功能模塊也就是服務(wù)帶來低耦合性和很好的模塊性。關(guān)于系統(tǒng)文檔紀錄，除了底層子系統(tǒng)的相關(guān)文檔外，基于 SOA 的系統(tǒng)還會引用到許多系統(tǒng)外部的由第三方提供的服務(wù)，因此如果人力資源準許的話，應(yīng)該增加專職的文檔管理員來專門負責有關(guān)整個企業(yè)系統(tǒng)所涉及的所有外部服務(wù)相關(guān)文檔的收集、歸類和整理，這些相關(guān)的文檔可能涉及到第三方服務(wù)的接口(可以是WSDL)、服務(wù)的質(zhì)量和級別、具體性能測試結(jié)果等各種相關(guān)文檔。基于這些文檔，就可以為 SOA 架構(gòu)設(shè)計師構(gòu)建企業(yè) SOA 架構(gòu)提供很好的文檔參考和支持。
7) 可管理性
可管理性是指管理系統(tǒng)以確保整個系統(tǒng)的可升級性、可靠性、可用性、性能和安全性的能力。具有可管理性的系統(tǒng)，應(yīng)具備對服務(wù)質(zhì)量需求(QoS)的系統(tǒng)監(jiān)控能力，通過改變系統(tǒng)的配置從而可以動態(tài)地改善服務(wù)質(zhì)量，而不用改變整體系統(tǒng)架構(gòu)。一個好的系統(tǒng)架構(gòu)必須能夠監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行情況并具備動態(tài)系統(tǒng)配置管理的功能。在對復(fù)雜系統(tǒng)進行系統(tǒng)架構(gòu)建模時， SOA 架構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該盡量考慮利用將系統(tǒng)整體架構(gòu)構(gòu)建在已有的成熟的底層系統(tǒng)框架(Framework)上。對于 SOA 架構(gòu)設(shè)計師來說，可以選擇的底層系統(tǒng)框架有很多，可以選用基于MQ, MessageBorker，WebSphere Application Server等產(chǎn)品來構(gòu)建企業(yè)服務(wù)總線(Enterprise Service Bus)以支持企業(yè)的 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)，也可以選用較新的基于WebSphere Application Server 6中內(nèi)嵌的Sibus來構(gòu)建企業(yè)的ESB以支持 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)。具體選擇哪種底層框架來實施 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)要根據(jù)每個系統(tǒng)各自的特點來決定，但這些底層的框架都已經(jīng)提供了較高的系統(tǒng)可管理性。因此，分析并選擇不同的產(chǎn)品或底層框架來實現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)也是架構(gòu)設(shè)計師的主要職責之一。有關(guān)于如何利用已有底層架構(gòu)來構(gòu)建 SOA 系統(tǒng)，中國 SOA 設(shè)計中心已經(jīng)發(fā)表了一系列相關(guān)的文章，大家可以在DeveloperWorks中的 SOA 專欄看到它們。
8) 安全性
安全性是指確保系統(tǒng)安全不會被危及的能力。目前，安全性應(yīng)該說是最困難的系統(tǒng)質(zhì)量控制點。這是因為安全性不僅要求確保系統(tǒng)的保密和完整性，而且還要防止影響可用性的服務(wù)拒絕(Denial-of-Service)攻擊。這就要求當 SOA 架構(gòu)設(shè)計師在構(gòu)建一個架構(gòu)時，應(yīng)該把整體系統(tǒng)架構(gòu)盡可能地分割成各個子功能模塊，在將一些子功能模塊暴露為外部用戶可見的服務(wù)的時候，要圍繞各個子模塊構(gòu)建各自的安全區(qū)，這樣更便于保證整體系統(tǒng)架構(gòu)的安全。如果一個子模塊受到了安全攻擊，也可以保證其他模塊相對安全。如果企業(yè) SOA 架構(gòu)中的一些服務(wù)是由Web Service實現(xiàn)的，在考慮這些服務(wù)安全性的時候也要同時考慮效率的問題，因為WS-Security會為Web Service帶來一定的執(zhí)行效率損耗。
3.結(jié)束語
本系列兩部分介紹了有關(guān)架構(gòu)設(shè)計師以及 SOA 架構(gòu)的知識，分析了 SOA 架構(gòu)師在設(shè)計 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)時有哪些應(yīng)該特別注意的地方并在最后簡要介紹了在構(gòu)建基于 SOA 架構(gòu)的企業(yè)系統(tǒng)時應(yīng)該怎樣保證所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)能夠滿足系統(tǒng)中不同的服務(wù)級別需求。從架構(gòu)設(shè)計師的角度， SOA 是一種新的設(shè)計模式，方法學(xué)。因此， SOA 本身涵蓋了很多的內(nèi)容，也觸及到了系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計、實現(xiàn)、維護等各個方面。本文的內(nèi)容只是涉及到了有關(guān)于架構(gòu)方面的一部分內(nèi)容，希望能對廣大的 SOA 系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計人員起到一定的幫助作用。
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總結(jié)
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