Основы проектирования корпоративных систем - Сергей Зыков

Данная технология является технологией сценарного взаимодействия, когда в зависимости от поведения клиентов реализуются те или иные сценарии обработки данных с сервера. При этом преобразование данных при передаче с клиента серверу и обратно связано с сериализацией и десериализацией, т. е. определенным образом произведенной перекодировкой информации. В связи с этим стоит обсудить понимание терминов «хостинг» и «хост».

Рассмотрим достаточно простой, но важный пример реализации сервиса, по сути, тоже веб-сервиса, на основе технологии WCF. Итак, что такое сервисно-ориентированная архитектура, SOA? Речь идет о том, что это открытый протокол или открытая среда взаимодействия приложений, которая архитектурно основана на использовании сервисов, т. е. реализует концепцию программного обеспечения как сервиса. Естественно, приложения при этом представляют собой распределенные компоненты. Сервисно-ориентированная архитектура регламентирует протоколы и методы, т. е. способы и функции, по которым осуществляется взаимодействие. В концепцию сервисно-ориентированной архитектуры укладываются и веб-сервисы, и технология Remoting, и, конечно же, технология WCF, о которой пойдет речь позднее, и ряд других технологий. Очень важны идеология и подход, связанный с нейтральностью сервисов. То есть при реализации веб-сервисов они остаются независимыми друг от друга и взаимодействуют в независимом режиме. Кроме того, сервисы являются строительными блоками бизнес-процессов, на основе которых осуществляется взаимодействие корпоративных приложений. Каждый такой блок представляет собой либо бизнес-процесс в целом, либо часть этого бизнес-процесса.

Взаимодействие в рамках сервисно-ориентированной архитектуры основано на обмене сообщениями, и эта важная характеристика во многом отличает сервисно-ориентированную архитектуру от других подобных архитектур. Протоколы и технологии взаимодействия являются открытыми: SOAP, XML и т. д. По сути, технология WCF является вариантом реализации Microsoft общей стратегии SOA – сервисно-ориентированной архитектуры, которая была разработана в том числе и корпорацией IBM. Как и другие подходы распределенного взаимодействия на платформе. NET, этот подход связан с использованием библиотеки классов. В данном случае речь пойдет о. NET Framework 3.0 и WCF. Этот подход был разработан, чтобы решить ряд важных задач, в том числе таких, как унификация существующих технологий удаленного взаимодействия приложений, сервисно-ориентированная разработка приложений, т. е. разработка приложений, реализующих концепцию программного обеспечения как сервис, и, что очень важно, кросс-платформенное взаимодействие. То есть подход WCF дает возможность взаимодействия различных платформ. При этом устраняется целый ряд препятствий между корпоративными стандартами от Microsoft, IBM, Sun и других компаний, существует организация WSI Web Service Interability, которая реализует унификацию стандартов и спецификаций взаимодействия приложений, созданных в том числе этими разработчиками. Реализация этих стандартов делает возможным сервисно-ориентированное взаимодействие, в том числе и на основе технологий WCF. Набор стандартов не является монолитным, он реализован таким образом, чтобы давать возможность разработчикам его настраивать, развивать и осуществлять реализацию приложений в достаточно гибком режиме на этой основе. Кроссплатформенное взаимодействие основано на открытых протоколах и позволяет объединить решения от перечисленных производителей на основе целого ряда подходов, связанных с веб-сервисами от Microsoft, NET Remoting, службой распределенных транзакций Enterprise Services и др.

Рассмотрим обобщенную архитектуру WCF. Важными понятиями здесь являются контракты, среда исполнения сервисов, сообщения, хостинг. Контракты определяют целый ряд аспектов взаимодействия между сервисами. При этом существует несколько видов контрактов. Скажем, DataContract, ServiceContract и ряд других. DataContract описывает параметры взаимодействия между сообщениями. MessageContract задает части сообщений в стандартном протоколе SOAP, посредством которого взаимодействуют приложения или их компоненты. ServiceConctract определяет сигнатуру методов сервиса, Policy Bounding Contract – политику безопасности взаимодействия тех протоколов, которые будут использоваться в качестве транспортных, и ряд других аспектов. Среда исполнения определяет поведение сервисов и их обработку в то время, когда осуществляется выполнение кода этих сервисов: в каком режиме осуществляется обработка ошибок, как работает инспекция сообщений, как реализована фильтрация сообщений, как происходит диспетчеризация, т. е., по сути, управление сообщениями, как задаются метаданные, как осуществляется представление метаданных, какое количество экземпляров характеризует каждый сервис. Сообщения, слой сообщений определяет возможные форматы и шаблоны обмена сообщениями в общеархитектурной схеме. Наконец, активация и хостинг определяют последовательность запуска сервисов и контекст протоколов их взаимодействия.

Следующим важным понятием является понятие контракта. Прежде чем мы рассмотрим понятие контракта, представим общую схему, которая описывает модель взаимодействия компонентов приложения в рамках подхода WCF. Здесь следует выделить уровень клиента и уровень сервера. Как клиент, так и сервер взаимодействуют посредством контракта и реализуют определенные сценарии поведения, которые активируются в зависимости от тех особенностей контрактов, которые определяют их взаимодействие. По сути, речь идет о том или ином связывании, т. е. конкретизации особенностей протокола или особенностей вызова этих сценариев. Обмен данными между клиентом и сервером происходит на уровне сообщений. Здесь принципиальным является выбор канала взаимодействия, осуществляемого посредством адресов, между которыми осуществляется обмен сообщениями. Контракт описывает тип сообщений, которыми обмениваются участники взаимодействия, т. е. клиенты и серверы. Кроме того, контракт описывает формат сообщений и другие спецификации.

В WCF реализуются три вида контрактов: контракт сервиса (Service Contract), контракт данных (Data Conctract), контракт сообщения (Message Contract). Контракты сервисов используются для описания функциональности, которую поставляет сервис. Вместе с операционными контрактами они определяют те методы из. NET Framework, которые описывают операции, осуществляемые сервисами, и те конкретные порты, посредством которых осуществляется взаимодействие. Порты описываются на языке WSDL. Здесь мы видим, что технология WCF тесно связана с технологией веб-сервисов. Она использует тот же самый язык описания. Контракты данных описывают структуры данных, которые служат для взаимодействия сервисов. В частности, определяются типы CLR, среды выполнения Common Language Runtime и XSD, т. е. полностью описываются сериализация и десериализация – преобразование данных при передаче от клиента к серверу. Третьим типом контрактов, на основе которых осуществляется взаимодействие в рамках WCF, являются контракты сообщений. Контракты сообщений описывают, каким образом типы среды взаимодействия CLR будут преобразованы на уровне данных в сообщения протокола SOAP. При этом существует возможность гибких настроек этих сообщений в SOAP, как заголовков, так и тел сообщений. Более подробно сервисные контракты определяют интерфейсы конечных точек веб-сервиса. При этом для указания контрактов используются атрибуты Service Contract и Operation Contract, которые применяются соответственно для классов и интерфейсов и для методов веб-сервисов. Данные контракты используются в технологии WCF как при проектировании, так и при выполнении веб-сервисов. При этом на стадии проектирования определяются те классы, которые при описании веб-сервиса должны быть описаны на языке WSDL как конечные точки сервисов, указываются операции, которые будут задействованы в этих элементах.