Java RPC通信机制之SOAP：应用Apache Axis进行Web Service开发

一、概述

SOAP原意为Simple Object Access Protocol（简单对象访问协议），是一个用于分布式环境的、轻量级的、基于XML进行信息交换的通信协议（SOAP is an XML based protocol used to exchange information throughout a distributed environment）。

以下是w3c网站上的定义：

SOAP Version 1.2 (SOAP) is a lightweight protocol intended for exchanging structured information in a decentralized, distributed environment. It uses XML technologies to define an extensible messaging framework providing a message construct that can be exchanged over a variety of underlying protocols. The framework has been designed to be independent of any particular programming model and other implementation specific semantics.

可以认为SOAP是XML-RPC的高级版本，二者基于相同的原理：利用HTTP + XML封装进行RPC调用。

SOAP最初由MS发起研究，用以解决MTS/COM资源消耗大，不够轻巧等问题，后逐渐被IBM等巨头接纳并加入研究，现已提交W3C，成为Web Service应用传输标准。对于轻量级、可扩展Web Service应用协议的需求促成了SOAP的广泛应用，也间接促进了XML的流行。关于相关历史的更多信息，见http://www.microsoft.com/china/MSDN/library/WebServices/WebServices/SOAPSpecificationIndexPage.mspx或http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/webservices/ws-ref1/index.html。

二、SOAP数据包结构解析

SOAP的消息被称为一个SOAP Envelope，包括SOAP Header和SOAP Body。其中，SOAP Header可以方便的插入各种其它消息来扩充Web Service的功能，比如Security（采用证书访问Web Service），SOAP Body则是具体的消息正文，也就是Marshall后的信息。

SOAP调用的时候，也就是向一个URL（比如http://api.google.com/search/beta2）发送HTTP Post报文（根据SOAP规范，HTTP Get报文也可被支持），调用方法的名字在HTTP Request Header SOAP-Action中给出，接下来就是SOAP Envelope了。服务端接到请求，执行计算，将返回结果Marshall成XML，用HTTP返回给客户端。

以下是一个典型的SOAP数据包：

<s:Envelope xmlns:s="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope">

<s:Header>

<m:transaction xmlns:m="soap-transaction" s:mustUnderstand="true">

</m:transaction>

</s:Header>

<s:Body>

<n:purchaseOrder xmlns:n="urn:OrderService">

<from>

<person>Christopher Robin</person>

<dept>Accounting</dept>

</from>

<to>

<dept>Honey</dept>

</to>

<order>

<item>Pooh Stick</item>

</order>

</n:purchaseOrder>

</s:Body>

</s:Envelope>

其中包含了一些SOAP规范定义的标签，同时也可以包含一些具体应用相关的标签。

Note:

如果你是一个普通的应用开发者，以上介绍已经足够了，因为相应的SOAP应用平台会负责完成相应SOAP数据包的打包和解析；如果你是一个SOAP应用平台的实现者，关于SOAP基础理论的更多介绍可参考《Programming Web Services with SOAP》一书或SOAP Specification（http://www.w3.org/TR/soap12-part0/）。

三、安装Apache Axis

Apache Axis本身也是一个Web Project，它内建了对SOAP的编码、解析，并为Client提供了一些使用SOAP Service的API，同时，为Web Service的发布提供管理，并对Client提交的处理请求作出响应。对于基于Axis的应用而言，我们可以将注意力完全放在具体Service和Client的设计上，而无需考虑中间的传输过程（对于Client而言，还需要使用一些Axis提供的访问SOAP服务的特定API），这一点是与XML RPC不同的地方。

Apache Axis可以从http://ws.apache.org/axis/下载，当前的最新版本是1.4。

安装Axis的过程很简单：

1、解压Axis到任意目录下；

2、拷贝Axis目录下的webapps/axis目录到%TOMCAT_HOME%/webapps下；

3、为了便于编译和测试程序，添加环境变量:

AXIS_HOME Axis的解压目录

AXIS_LIB %AXIS_HOME%/lib

AXISCLASSPATH %AXIS_LIB%/axis.jar;%AXIS_LIB%/commons-discovery-0.2.jar;%AXIS_LIB%/commons-logging-1.0.4.jar;%AXIS_LIB%/jaxrpc.jar;%AXIS_LIB%/saaj.jar;%AXIS_LIB%/log4j-1.2.8.jar

完成上述工作后，启动Tomcat，并用IE打开：http://localhost:8080/axis/，点击其中的Validation、List两个链接，如果没有报告任何错误，则说明Axis安装成功。

关于Apache Axis安装的更多信息可以参考官方文档：http://ws.apache.org/axis/java/install.pdf。

四、举例

有了上面对SOAP的基本理解，下面我们体验一下Apache Axis 1.4提供的SOAP服务。

以下面EchoService为例：

public class EchoService {

public String echoString(String name) {

return name;

}

其对应的Client程序如下所示：

package demo.soap;

import org.apache.axis.client.Call;

import org.apache.axis.client.Service;

import javax.xml.namespace.QName;

public class EchoClient {

public static void main(String [] args) {

try {

String endpoint = "http://localhost:8080/axis/EchoService.jws";

// Create Service and Call object to set up a SOAP RPC

Service service = new Service();

Call call = (Call)service.createCall();

// Tells which service and method will be invoked

call.setTargetEndpointAddress(new java.net.URL(endpoint));

call.setOperationName(new QName("echoString"));

// Invoke method with required parameters

String ret = (String)call.invoke(new Object[] { "Hello!" });

System.out.println("Sent 'Hello!', got '" + ret + "'");

} catch (Exception e) {

System.err.println(e.toString());

}

对于Client程序而言，对Axis Service进行访问的基本方法是：

1、创建Service及Call对象；

2、设置Call对象属性，如访问点（标明将访问哪个Axis Service）及方法名等；

3、传入参数数组，调用Call对象的invoke方法。

可使用如下命令编译EchoClient.java：

javac -cp %AXISCLASSPATH% EchoClient.java

在Axis中，存在两种发布SOAP Service的方法。

方法一：

将源程序EchoService.java拷贝到%TOMCAT_HOME%/webapps/axis下，并将其后缀改为.jws即可。

第一种方法非常的简单，但是第一种发布方法存在几个重要的限制：

1、不能指定package；

2、需要有Service的源码；

因此常常不能满足我们的需要。

方法二：

第二种发布Axis Service的方法需通过配置来完成。

以下面的HelloService为例（与前面的EchoService基本没有什么区别，但其中使用了package）：

package demo.soap;

public class HelloService {

public String sayHello() {

return "Hello World!";

}

要发布上面的Service，需编写如下的配置文件：

</service>

</deployment>

将上述内容保存为%TOMCAT_HOME%/webapps/axis/WEB-INF/deploy.txt，并在其所在目录下执行：

java -cp %AXISCLASSPATH% org.apache.axis.client.AdminClient deploy.txt

生成server-config.wsdd文件，打开该文件看一下，可以看到HelloService的相关信息已被添加到该文件，此外，还包括一些默认的配置信息以及AdminService、Version两个基础服务。

以下是HelloService的Client程序的相关代码：

package demo.soap;

import org.apache.axis.client.Call;

import org.apache.axis.client.Service;

public class HelloClient {

public static void main(String [] args) throws Exception {

String endpoint = "http://localhost:" + "8080" + "/axis/services/HelloService"; // Attention: A little difference

Service service = new Service();

Call call = (Call)service.createCall();

call.setTargetEndpointAddress(new java.net.URL(endpoint));

call.setOperationName("sayHello");

String res = (String)call.invoke(new Object[] {});

System.out.println(res);

}

与前面的EchoClient的区别仅在于访问点稍有不同。

发布后如何删除对应的Service呢？要删除上面发布的HelloService服务，只需在%TOMCAT_HOME%/webapps/axis/WEB-INF目录下添加如下的undeploy.txt描述文件，其内容如下：

</undeployment>

然后执行：

java -cp %AXISCLASSPATH% org.apache.axis.client.AdminClient deploy.txt

以更新server-config.wsdd文件。

刷新一下页面：

http://localhost:8080/axis/servlet/AxisServlet

将看到前面已发布的对应的Service已被删除。

如果以后还要发布新的Service，你可以选择直接更新上面产生的server-config.wsdd文件，或者重复上面的步骤。

Note：除了发布自己的Web Service到Axis，你也可以将Axis集成到自己的Web Application，具体方法见http://ws.apache.org/axis/java/install.pdf。

五、Google Web API

在继续下面的讨论之前，先娱乐一下，谈谈Google Web API。

为了便于程序员体验Google的搜索服务，或者将Google的搜索服务集成到自己的应用中，Google于2002发布了Google Web API，可以让世界各地的Java、.NET、Perl、Python等程序员，免费地通过Google提供的SOAP开发接口以Web Services的方式，对Google下达查找指令，并且可以将结果使用于自己的程序或网页中。（不过使用上也有限制，它一天只允许未付费的程序员查找1000次。要使用前，必须先向Google注册帐号，取得一个32位长度的license key，每次呼叫查询时，必须带入这个license key。）

通过使用Google Web API，能够从Google那儿以结构化数据的形式（xml格式）取得检索结果，所带来的最大好处就是你可以根据你自己的意愿和设计，把这些检索结果显示你自己的页面上。这个页面上可显示自己的logo或一些其它的内容，就象自己编写的页面一样，而不必非要把Google的logo显示在页面的顶部和底部。一句话，你可以控制Google的检索了，让Google为你的网站服务。（参考5）

以下是使用Proxy连接Google SOAP服务的例子：

java -cp googleapi.jar -Dhttp.proxyHost=xxx(proxy_host_ip/name) -Dhttp.proxyPort=xxx(proxy_port) com.google.soap.search.GoogleAPIDemo xxx(license_key) search billdavid

其输出大致如下：

Parameters:

Client key = o917zHlQFHIr2+qMGPUYflB+j89LLbcX

Directive = search

Args = billdavid

Google Search Results:

======================

{

TM = 0.694308

Q = "billdavid"

CT = ""

TT = ""

CATs =

{

<EMPTY>

}

Start Index = 1

End Index = 10

Estimated Total Results Number = 1280

Document Filtering = true

Estimate Correct = false

Rs =

{

[

URL = "http://forums.vandyke.com/member.php?u=2050"

Title = "VanDyke Software Forums - View Profile: billdavid"

Snippet = "This is a discussion forum for users and evaluators of VanDyke Soft

ware products."

Directory Category = {SE="", FVN=""}

Directory Title = ""

Summary = ""

Cached Size = "16k"

Related information present = true

Host Name = ""

[

URL = "http://forums.vandyke.com/showthread.php?t=1393"

Title = "Will you add two new features to SecureCRT? - VanDyke Software Forums

Snippet = "billdavid billdavid is offline. Registered User. Join Date:

Apr 2006 ... Originally Posted by billdavid. I think the foll

owing features are very useful: ..."

Directory Category = {SE="", FVN=""}

Directory Title = ""

Summary = ""

Cached Size = "30k"

Related information present = true

Host Name = "forums.vandyke.com"

[

URL = "http://www.beliefnet.com/user/profile_view.asp?userID=424089&popUp=1"

Title = "Beliefnet Member Profile"

Snippet = "Member Name: billdavid. Member since: 2/24/2003. Location: s

ebring, florida , us. Sex: Male. Age: 53. Occupation: Other. Organizations

and Affiliations: ..."

Directory Category = {SE="", FVN=""}

Directory Title = ""

Summary = ""

Cached Size = "8k"

Related information present = true

Host Name = ""

（下略...）

以下是通过ethereal抓到的本机发出的Google Search数据包：

POST http://api.google.com/search/beta2 HTTP/1.0

Host: api.google.com

Content-Type: text/xml; charset=utf-8

Content-Length: 864

SOAPAction: "urn:GoogleSearchAction"

<?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?>

<SOAP-ENV:Envelope xmlns:SOAP-ENV="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:xsi="http://www.w3.org/1999/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/1999/XMLSchema">

<SOAP-ENV:Body>

<ns1:doGoogleSearch xmlns:ns1="urn:GoogleSearch" SOAP-ENV:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">

<q xsi:type="xsd:string">billdavid</q>

<safeSearch xsi:type="xsd:boolean">false</safeSearch>

</ns1:doGoogleSearch>

</SOAP-ENV:Body>

</SOAP-ENV:Envelope>

com.google.soap.search.GoogleAPIDemo.java的源代码可以在googleapi的压缩包中找到，其中演示了大部分基本Google Web API的用法，关于Google Web API的更多信息见参考4。

六、Axis2

随着Web Services技术的演进，Apache Web Services中间件也在不断发展，从第一代的Apache SOAP，第二代的Axis，逐渐发展成为第三代Web Service中间件Axis2。与Axis相比，Axis2采用了性能更为优越的XML解析技术，采用面向组件的架构设计，从而具有更好的灵活性和可扩展性，并可支持异步通信需求等。参考6、7给出了利用Axis2进行Web Service开发的详细步骤。