基于Web Service技術設計與實現(xiàn)服務器端應用程序

王 俊，程顯生

WANG Jun, CHENG Xian-sheng

（內蒙古農業(yè)大學 職業(yè)技術學院，包頭 014109）

0 引言

Web Service技術是應用程序通過內聯(lián)網或者因特網發(fā)布和利用軟件服務的一種標準機制，并能夠在應用程序和業(yè)務流程之間實現(xiàn)順暢的自動化信息交換機制，而不必考慮這些信息最初是由何種應用或平臺提供的。本文采用.NET作為應用程序平臺，使用三層體系結構實現(xiàn)數據層、Web服務層、用戶界面層和Web瀏覽器層的設計。服務器端應用程序設計利用Spring對hibernate進行事務管理和對象注入；通過XML序列化和反序列化實現(xiàn)持久化數據對象的方法實現(xiàn)為應用程序提供數據。

1 基本原理

根據高校黨員管理[1]信息系統(tǒng)總體設計該系統(tǒng)的總體設計采用三層體系結構即B/S和C/S混合結構思路，在C/S結構中數據庫為一層稱為數據層，網絡信息服務IIS（Internet Information Server,IIS）為一層并稱其為Web服務層，在客戶機上運行的Windows窗體應用程序為一層并其稱為用戶界面層，完成與應用程序之間的對話任務。在B/S結構中，最后一層是客戶端的Web瀏覽器，它是以Web服務器作為系統(tǒng)的核心，通過擴展標記語言（Extensible Markup Language，XML）和簡單對象訪問協(xié)議(Simple Object Access Protocol,SOAP)提供應用程序邏輯或數據的方式，以一個單獨的Web Services文件存在。本系統(tǒng)的總體框架結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構

依據該框架利用.NET Framework提供的System.Web.Service命名空間中的類創(chuàng)建Web服務,利用Web服務描述語言 (Web Service Description Language，WSDL)描述Web服務，描述信息指定了可以傳送給出Web服務的數據和可以調用的方法，要調用Web服務上的一個方法，必須轉換成為簡單對象訪問協(xié)議 (Simple Object Access Protocol,SOAP)信息。Web服務[2]能夠從WebService類中訪問IIS對象模型，在本系統(tǒng)中，Web服務在項目中顯示為一個引用，客戶端應用程序利用VS.NET IDE訪問Web服務；核心類庫是應用服務器實現(xiàn)的主要技術，核心類庫包括業(yè)務規(guī)則層、業(yè)務實體層和系統(tǒng)框架層。業(yè)務規(guī)則是驗證業(yè)務實體是否對相應的數據有訪問權限，確保整個系統(tǒng)的底層安全。業(yè)務實體層是利用Spring應用接口[3]提供對各個業(yè)務實體進行數據訪問功能，相當于為數據庫的數據包裝了一層殼，增加數據庫訪問的統(tǒng)一性，提高整個系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)框架層是讀取和設置整個系統(tǒng)的配置信息，記錄和管理系統(tǒng)日志，提供統(tǒng)一的底層功能。數據訪問層是為業(yè)務層提供數據訪問功能，作為數據庫與業(yè)務層的接口。通過Hibernate的映射文件完成數據庫表中數據的相互轉化。

2 主要技術

服務器端應用程序開發(fā)主要采用Spring.net+Nhibernate+.Net 2.0 作為服務端的總體技術，實現(xiàn)Web應用服務器的設計即Web服務的設計。Web服務[4]借助于ASP.NET的Web窗體進行相關接口的設計。而Web服務的信息表示采用擴展標記語言（Extensible Markup Language，XML）。XML是Internet環(huán)境中跨平臺的，依賴于內容的技術，是當前處理結構化文檔信息的有力工具，是一種簡單的數據存儲語言，使用一系列簡單的標記描述數據，而這些標記可以用方便的方式建立，雖然XML占用的空間比二進制數據要占用更多的空間，但XML極其簡單易于掌握和使用。Web服務是XML應用領域之一。

Spring是指一個用于構造Java應用程序的輕量級框架，它的核心基于“控制反轉（Inversion of Control,IoC）”原理。根據系統(tǒng)總體框架結構，Spring完成業(yè)務邏輯即業(yè)務層的開發(fā)。

Hibernate是“對象—關系映射（Object—Relational Mapping,ORM）模塊實現(xiàn)數據持久層的一個優(yōu)秀的Java組件。ORM組件主要功能是實現(xiàn)實體域對象的持久化并封裝數據訪問的細節(jié)。數據持久層是將數據對象與數據實體聯(lián)系起來，該系統(tǒng)中主要通過DAO和ORM組件[5]實現(xiàn)數據的持久化操作，如圖2所示。

圖2 通過DAO和ORM組件實現(xiàn)數據的持久化

圖3 面向數據的XML處理機制

DAO采用HibernateDaoSupport類開發(fā)。HibernateDaoSupport類提供相關的屬性和方法并進行封裝。為此直接使用HibernateTemplate進行數據對象的訪問和操作。通過XML[6]序列化和反序列化實現(xiàn)持久化數據對象的方法。XML序列化是將應用程序數據對象的公共屬性和字段轉換為XML文檔以便存儲或傳輸。反序列化則是從 XML 輸出中重新創(chuàng)建原始狀態(tài)的對象，最終將反序列化的數據對象轉換為應用程序數據。如圖3所示描述了面向數據的XML處理機制。

3 設計環(huán)境與實現(xiàn)方法

服務器端應用程序基于.NET Framework平臺設計，在Microsoft Visual Studio.NET 集成開發(fā)環(huán)境(以下簡稱VS.NET IDE)中，借助C#語言設計相關接口及程序。高校黨員管理信息系統(tǒng)運行在Windows2003操作系統(tǒng)上，并且必須安裝.NET Framework2.0和IIS6.0以上及SQL Server2005數據庫。

服務器端應用程序設計與實現(xiàn)使用VS.NET IDE開發(fā)。實現(xiàn)結果如下圖4所示。

該服務器端應用程序開發(fā)創(chuàng)建了七個項目內容,主要項目的功能如下：

1）E：…Web

該項目是Web服務層和基礎框架層的窗口。主要包括應用程序配置文件Web.config、Nhibernate數據訪問層配置文件Dao.xml、日志配置文件log4net.xml等，即Web層定義，數據訪問層定義、服務層定義。部分代碼如下：

圖4 服務器端應用程序開發(fā)的項目

2）Fire.GXDY.common

該項目是業(yè)務實體,主要完成數據訪問層填充實體數據的序列化和接收客戶端數據實體，并提供給數據訪問層。

3）Fire.GXDY.Dao

該項目是Nhibernate數據實體層主要是對實體定義，并完成Nhibernate的最終數據實體化.使用C#語言編寫Idepartment、ImemberINF、Irole等DAO接口。定義DAO接口的目的是聲明Department數據訪問對象的方法，方便Spring.net 將HibernateDeparmentDao類型的實例注入到DepartmentSrv類中。部分接口代碼如下：

4）Fire.GXDY.Dao.NHibernate

該項目是Nhibernate數據訪問層主要通過HibernateTemplate模塊完成數據的CRUD操作即繼承Idepartment接口，完成Nhibernate對Deaprtment數據實體的CURD操作。部分代碼如下：

5）Fire.GXDY.Service

該項目是整個程序的數據訪問層，主要對Nhibernate數據訪問層進行了封裝，加入了數據合法性等業(yè)務邏輯判斷功能。程序數據庫訪問層對Department對象操作相應接口，方便Spring.net將DepartmentSrv類型的實例注入到Web服務層。部分代碼如下：

6）Fire.GXDY.Util

該項目是程序通用層，主要完成程序配置信息的讀取，字符串加密解密并取得應用程序名和SoapHeader信息，為Web服務層的方法提供安全驗證的基礎信息。

7）FireService.asmx

該項目是Web服務層，它位于Web層內，以一個單獨Web Services文件存在。

Spring技術在該課題系統(tǒng)中主要解決依賴注入問題或稱為控制反轉，以減少耦合，Spring為應用程序的類提供所需依賴的實例，減少為連接應用程序的各個部件而編寫的大量代碼，主要精力集中于建立業(yè)務邏輯，這些業(yè)務邏輯以接口的形式存儲，同函數一樣被客戶端調用。Spring使用Hibernate實現(xiàn)數據訪問邏輯并將創(chuàng)建的接口以網頁形式顯示調用將實體序列化。

4 結束語

Web Service作為一個平臺，需要一套協(xié)議來實現(xiàn)分布式應用程序的創(chuàng)建。Web Service利用XML語言建立起一整套協(xié)議棧，解決了從服務的封裝到接口的描述問題。本文通過XML、SOAP、WSDL三項Web Service的關鍵技術。解決了高校黨員管理信息系統(tǒng)服務器端應用程序設計。使用XML傳遞Web服務的消息和數據流，SOAP解決跨平臺的傳輸問題，WSDL用來描述Web Service所提供的信息端口和服務。

[1] 胡長華.淺談高校黨員教育管理的難點與對策[J].學校黨建與思想教育,2005,(4)：27-29.

[2] Ashish Banerjee,Aravind Corera.C＃Web服務高級編程使用.NET Remoting和ASP.NET創(chuàng)建Web服務[M].北京：清華大學出版社,2002,234-265.

[3] 郭鋒.Spring 從入門到精通[M].北京：清華大學出版社,2007,230-260.

[4] 石雙元.Web應用開發(fā)技術[M].北京：清華大學出版社,2010,32-50.

[5] 陶勇.Hibernate ORM最佳實踐[M].北京：清華大學出版,2010,156-160.

[6] 王春楠.XML高級編程[M].北京：清華大學出版社,2009.256-350.