用Globus Toolkit 4(GT4)構(gòu)建WEB服務(wù)
作者：Birali Hakizumwami
譯者:xzzhouhu
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作者:Birali Hakizumwami;
xzzhouhu原文地址:
http://www.onjava.com/pub/a/onjava/2005/10/19/constructing-web-services-with-globus-toolkit.html中文地址:
http://www.matrix.org.cn/resource/article/44/44032_Globus_Toolkit.html關(guān)鍵詞： Globus Toolkit
摘要：本文主要介紹了通過(guò)一種新的方法來(lái)構(gòu)建企業(yè)軟件，即通過(guò)調(diào)整Globus Toolkit 4實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)格計(jì)算的概念來(lái)實(shí)現(xiàn)。GT4是一種可以通過(guò)開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu)（OGSI）來(lái)實(shí)施的開(kāi)放資源。這種實(shí)施主要目的是為網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu)提供了依據(jù)，同時(shí)也可以為別的網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu)實(shí)施提供參考。本文詳細(xì)介紹了GT4中JAVA的核心服務(wù)，這些服務(wù)具備提供代管網(wǎng)格服務(wù)實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境的能力，當(dāng)然這些網(wǎng)格服務(wù)都是由JAVA寫(xiě)的。實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境在網(wǎng)格服務(wù)的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)承載之間和傳輸協(xié)議引擎之間起到了協(xié)調(diào)的作用。
一．網(wǎng)格的定義網(wǎng)格的定義：
網(wǎng)格就是將收集網(wǎng)絡(luò)上所有可用的分布式計(jì)算資源提供給最終用戶(hù)或組建成一個(gè)巨大的計(jì)算系統(tǒng)。網(wǎng)格計(jì)算給分布式計(jì)算提供了一種全新的方法，不僅在跨地區(qū)而且在跨組織，機(jī)器結(jié)構(gòu)和軟件限制，給連接到網(wǎng)格的每個(gè)用戶(hù)提供更多的資源，計(jì)算機(jī)之間的協(xié)作和信息訪問(wèn)。分布式資源，像計(jì)算周期，存儲(chǔ)和信息，可以在網(wǎng)格中的任何地區(qū)訪問(wèn)，同時(shí)也可以在網(wǎng)格中提供這些服務(wù)供其他用戶(hù)訪問(wèn)。這就要通過(guò)在每個(gè)獨(dú)立的組織或資源之間進(jìn)行安全的協(xié)調(diào)資源共享，共同建立一個(gè)動(dòng)態(tài)虛擬組織機(jī)構(gòu)。
二．Globus Toolkit Version 4在本文中，我們主要討論GT4中JAVA的核心服務(wù)。（如圖1），這些服裉峁┝舜芡穹袷凳痹誦謝肪車(chē)哪芰ΑＪ凳痹誦謝肪吃謨沒(méi)Фㄒ宓撓τ梅窈虶T4的核心服務(wù)之間，網(wǎng)絡(luò)承載和傳輸協(xié)議引擎之間起到了協(xié)調(diào)的作用。GT4核心服務(wù)還提供了程序開(kāi)發(fā)支持的功能，包括開(kāi)放式開(kāi)發(fā)模式和訪問(wèn)網(wǎng)格服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，像GRAM(Grid Resource Allocation Management,網(wǎng)格資源管理)。應(yīng)用GT4強(qiáng)有力的理由就是因?yàn)樗墙⒃诂F(xiàn)有的WEB服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的基礎(chǔ)上，像SOAP和WSDL。網(wǎng)格服務(wù)提供的接口都是通過(guò)WSDL來(lái)描述的。GT4提供了一個(gè)軟件倉(cāng)庫(kù)，像安全支持，軟件的探索，軟件的資源管理，軟件的調(diào)用，軟件之間的通信，異常處理和數(shù)據(jù)管理等。
?????????????????? （圖1）
圖1主要描述了在服務(wù)器端的GT4中的主要組件結(jié)構(gòu)。這只是GT4所提供功能的一部分，我們只是認(rèn)為它很適合本文。GT4結(jié)構(gòu)由一個(gè)網(wǎng)格容器組成，網(wǎng)格容器主要用來(lái)管理所有部署的WEB服務(wù)，貫穿于每個(gè)WEB服務(wù)的運(yùn)行周期。GT4使用apache的axis作為它的WEB服務(wù)的引擎來(lái)處理所有的SOAP消息，JAX-RPC （Java API for XML-Based RPC）處理和WEB服務(wù)的配置。
三．貸款償還例子：我們列舉這樣一個(gè)例子，主要想向大家展示在企業(yè)內(nèi)部如何通過(guò)Globus Toolkit 來(lái)解決不同類(lèi)操作系統(tǒng)之間進(jìn)行融合。在企業(yè)內(nèi)部，有些應(yīng)用可能是原來(lái)主機(jī)遺留下來(lái)的，技術(shù)比較落后，有些應(yīng)用已經(jīng)采用了現(xiàn)代技術(shù)，像J2EE。甚至我們采用最先進(jìn)的技術(shù)在一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用之間進(jìn)行信息共享也要面臨巨大的挑戰(zhàn)。圖2給出了這樣一個(gè)例子，在一個(gè)抵押機(jī)構(gòu)內(nèi)，在貸款償還信息處理和會(huì)計(jì)部門(mén)信息處理之間的交互，
????????????????（圖2）
會(huì)計(jì)部門(mén)使用申請(qǐng)貸款處理服務(wù)來(lái)申請(qǐng)貸款。
為了創(chuàng)建和部署網(wǎng)格服務(wù)，我們需要：
*通過(guò)創(chuàng)建WSDL文件來(lái)定義服務(wù)的接口
*用JAVA來(lái)實(shí)現(xiàn)
*通過(guò)創(chuàng)建WSDD文件來(lái)定義服務(wù)的部署參數(shù)
*使用ANT編譯源代碼并生成GAR文件
*用GT4分發(fā)工具部署GAR文件
我們必須使用從上往下的方法來(lái)創(chuàng)建網(wǎng)格服務(wù)，（圖3）
這種方法首先從提供WSDL文件開(kāi)始，在WSDL文件中包括對(duì)WEB服務(wù)的抽象定義，包括服務(wù)類(lèi)型，消息類(lèi)型和端口類(lèi)型。從WSDL文檔開(kāi)始并根據(jù)WSDL文檔創(chuàng)建了JAVA模型，從而導(dǎo)致與其他系統(tǒng)更好交互。
??我們使用GT4 toolkit自帶的工具來(lái)進(jìn)行服務(wù)的綁定和產(chǎn)生客戶(hù)段需要的根類(lèi)。這種方法的下一步就是提供接口的實(shí)現(xiàn)。
貸款償還服務(wù)處理定義：對(duì)于貸款償還服務(wù)處理的例子的接口類(lèi)型我們定義為loan.wsdl，它描述了貸款償還服務(wù)所提供的三個(gè)部分的操作（申請(qǐng)貸款，貸款處理和獲得貸款）。首先我們描述貸款償還服務(wù)的請(qǐng)求和響應(yīng)：
<types>
??<xsd:element name="createLoan">
????<xsd:complexType>
??????<xsd:sequence>
??????????<xsd:element name="loanNumber" type="xsd:int"/>
????????<xsd:element name="amountUPB" type="xsd:double"/>
??????</xsd:sequence>
????</xsd:complexType>
??</xsd:element>
??<xsd:element name="createLoanResponse">
????<xsd:complexType>
??????<xsd:sequence>
????????<xsd:element name="returnValue" type="xsd:int"/>
??????</xsd:sequence>
????</xsd:complexType>
??</xsd:element>
??<xsd:element name="processLoanPayment">
????<xsd:complexType>
??????<xsd:sequence>
????????<xsd:element name="loanNumber" type="xsd:int"/>
????????<xsd:element name="amount" type="xsd:double"/>
??????</xsd:sequence>
????</xsd:complexType>
??</xsd:element>
??<xsd:element name="processLoanPaymentResponse">
????<xsd:complexType>
??????<xsd:sequence>
????????<xsd:element name="returnValue" type="xsd:int"/>
??????</xsd:sequence>
????</xsd:complexType>
??</xsd:element>
??<xsd:element name="getLoan">
????<xsd:complexType>
??????<xsd:sequence>
????????<xsd:element name="loanNumber" type="xsd:int"/>
??????</xsd:sequence>
????</xsd:complexType>
??</xsd:element>
??<xsd:element name="getLoanResponse">
????<xsd:complexType>
??????<xsd:sequence>
????????<xsd:element name="returnValue" type="tns:LoanType"/>
??????</xsd:sequence>
????</xsd:complexType>
??</xsd:element>
</types>
我們?cè)谖募?loan.xsd.中定義了貸款的數(shù)據(jù)類(lèi)型，我們通過(guò)使用“ import <xsd:import schemaLocation="loan.xsd"/> ”可以直接將loan.xsd.文件導(dǎo)入到文件loan.wsdl 中，并且用它作為獲得貸款操作返回的類(lèi)型
<complexType name="LoanType">
????<sequence>
????????<element name="loanNumber" type="int"/>
????????<element name="UPB" type="double"/>
????????<element name="status" type="string"/>
????????<element name="createDate" type="string"/>
????</sequence>
</complexType>
下一步，我們要定義所有的消息服務(wù)。一條消息元素可能由一個(gè)或多個(gè)部分組成，消息元素的每個(gè)部分對(duì)應(yīng)一個(gè)參數(shù)，并且還有一個(gè)類(lèi)型屬性。消息既可以是一個(gè)請(qǐng)求消息（輸入消息），也可以是一個(gè)響應(yīng)消息（輸出消息）。
<message name="CreateLoanInputMessage">
??<part name="parameters" element="tns:createLoan"/>
</message>
<message name="CreateLoanOutputMessage">
??<part name="parameters" element="tns:createLoanResponse"/>
</message>
<message name="ProcessLoanPaymentInputMessage">
??<part name="parameters" element="tns:processLoanPayment"/>
</message>
<message name="ProcessLoanPaymentOutputMessage">
??<part name="parameters"
????element="tns:processLoanPaymentResponse"/>
</message>
<message name="GetLoanInputMessage">
??<part name="parameters" element="tns:getLoan"/>
</message>
<message name="GetLoanOutputMessage">
??<part name="parameters" element="tns:getLoanResponse"/>
</message>
最后我們定義所有的端口類(lèi)型，每個(gè)接口類(lèi)型定義了一個(gè)或多個(gè)操作來(lái)使用當(dāng)前的操作元素，每個(gè)獨(dú)立的操作元素又定義了一個(gè)操作和與操作有聯(lián)系的消息的輸入輸出。在一個(gè)端口類(lèi)型內(nèi)操作元素定義了端口類(lèi)型內(nèi)所有調(diào)用方法的語(yǔ)法。
<portType name="LoanPortType">
??<operation name="createLoan">
????<input message="tns:CreateLoanInputMessage"/>
????<output message="tns:CreateLoanOutputMessage"/>
????<fault name="Fault" message="ogsi:FaultMessage"/>
??</operation>
??<operation name="processLoanPayment">
????<input message="tns:ProcessLoanPaymentInputMessage"/>
????<output message="tns:ProcessLoanPaymentOutputMessage"/>
????<fault name="Fault" message="ogsi:FaultMessage"/>
??</operation>
??<operation name="getLoan">
????<input message="tns:GetLoanInputMessage"/>
????<output message="tns:GetLoanOutputMessage"/>
????<fault name="Fault" message="ogsi:FaultMessage"/>
??</operation>
</portType>
服務(wù)的實(shí)現(xiàn)：??在前面的步驟中，終端貸款端口類(lèi)型的接口已經(jīng)產(chǎn)生，在定義這些端口類(lèi)型的接口時(shí)，所有的遠(yuǎn)程操作都要設(shè)為public，并且拋出java.rmi.RemoteException。在本文中給出了LoanServiceImpl類(lèi)，主要實(shí)現(xiàn)貸款端口類(lèi)型的接口，這些實(shí)現(xiàn)要用到前面所講到的用loan.wsdl文件所生成的根類(lèi)。
public class LoanServiceImpl implements LoanPortType
其中LoanServiceImpl 所實(shí)現(xiàn)的方法定義在LoanPortType接口中，createLoan方法在產(chǎn)生一個(gè)createLoan對(duì)象的構(gòu)造器中要獲取一個(gè)貸款數(shù)字作為它的參數(shù)。
public CreateLoanResponse createLoan(CreateLoan cl)
throws java.rmi.RemoteException
public ProcessLoanPaymentResponse processLoanPayment(ProcessLoanPayment plp)
throws java.rmi.RemoteException
public GetLoanResponse getLoan(GetLoan gl) throws java.rmi.RemoteException
請(qǐng)參考完整代碼詳細(xì)描述方法的實(shí)現(xiàn)。
編譯并創(chuàng)建貸款/償還處理的WEB服務(wù)：
下面我們介紹通過(guò)以下步驟來(lái)創(chuàng)建易部署的GT4打包文檔。Ant在編譯本文所提供文件時(shí)所產(chǎn)生的build.xml中包含了ant的執(zhí)行任務(wù)的步驟。在build.xml中ant的執(zhí)行任務(wù)調(diào)用GT4中的ant任務(wù)，這些任務(wù)伴隨著GT4的發(fā)布可以在編譯文件中找到。
%GLOBUS_LOCATION%/share/globus_wsrf_common/build-packages.xml
%GLOBUS_LOCATION%/share/globus_wsrf_tools/build-stubs.xml
%GLOBUS_LOCATION%/share/schema
編譯GT4中易部署的GAR文件?? 為了創(chuàng)建易部署的網(wǎng)格打包文件，loan.gar，我們通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：（這些步驟與builder.xml中的ant任務(wù)是一致的）：
·????????與WSDL文件綁定
·????????通過(guò)WSDL????????文件生成一個(gè)根類(lèi)，在安裝時(shí)，提供一個(gè)特殊文件來(lái)對(duì)不同的命名空間和包之間進(jìn)行映射，這些包與表格中的目錄結(jié)構(gòu)一致。
·????????編譯根類(lèi)
·????????編譯接口類(lèi)
·????????用JAR壓縮接口類(lèi)，和根類(lèi)一樣(loan.jar and loan_stubs.jar).
·????????通過(guò)創(chuàng)建部署描述文件deploy-server.wsdd.來(lái)生成易部署的GAR文件，loan.gar
請(qǐng)參考源代碼中完整的build.xml文件，通過(guò)以上步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)一系列的ant編譯任務(wù)。GT4描述我們的WEB服務(wù)文件deploy-server.wsdd就想這樣：
<service name="loan/impl/LoanService" provider="Handler"
use="literal" style="document">
????<parameter name="className" value="loan.impl.LoanServiceImpl"/>
????<wsdlFile>share/schema/loan/Loan_service.wsdl</wsdlFile>
????<parameter name="allowedMethods" value="*"/>
????<parameter name="handlerClass"
????value="org.globus.axis.providers.RPCProvider"/>
????<parameter name="scope" value="Application"/>
????<parameter name="providers" value="GetRPProvider"/>
????<parameter name="loadOnStartup" value="true"/>
</service>
讓我們來(lái)介紹一下deploy-server.wsdd中的一些參數(shù)：
服務(wù)名稱(chēng)：指定我們所提供的WEB服務(wù)的路徑，我們將它與WEB服務(wù)容器的地址相結(jié)合起來(lái)，我們會(huì)得到WEB服務(wù)的完整的URL。為了便于測(cè)試，使用獨(dú)立的GT4容器，URL就像這樣：
http://localhost:8080/wsrf/services/loan/impl/LoanService類(lèi)名：指實(shí)現(xiàn)服務(wù)接口的類(lèi)(LoanServiceImpl).
WSDL文件：告訴GT4中的WEB服務(wù)容器對(duì)于當(dāng)前的WEB服務(wù)的WSDL文件在那里可以找到。WSDL文件Loan_service.wsdl是在GT4 從loan.wsdl進(jìn)行ANT時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生的。
啟動(dòng)時(shí)裝載：如果我們需要服務(wù)在WEB服務(wù)容器啟動(dòng)時(shí)就開(kāi)始裝載，允許我們控制服務(wù)的裝載。
部署GAR文件：GAR文件loan.gar包含了所有的文件和WEB服務(wù)器需要的部署信息，我們使用GT4部署工具：
%GLOBUS_LOCATION%/bin/globus-deploy-gar $PROJECT_HOME/loan.gar 拷貝文檔文件（loan.wsdl，編譯的根類(lèi)，編譯的接口實(shí)現(xiàn)，loan.wsdd）到GT4容器的目錄下適當(dāng)位置。
測(cè)試借貸款處理實(shí)例在圖1描述了如何將貸款方的子系統(tǒng)和貸款結(jié)算子系統(tǒng)作為借貸款的WEB服務(wù)的客戶(hù)端，現(xiàn)在我們就在GT4網(wǎng)格服務(wù)容器中創(chuàng)建和部署WEB服務(wù)，我們需要用一個(gè)客戶(hù)端進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試用例模擬一個(gè)貸款事件，一個(gè)貸款月度償還事件和一個(gè)貸款還清事件。作為客戶(hù)端來(lái)說(shuō)，他們希望WEB服務(wù)的URI（統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符）能夠作為客戶(hù)端訪問(wèn)WEB服務(wù)的依據(jù)。客戶(hù)端的程序要獨(dú)立的進(jìn)行編譯，下面來(lái)描述客戶(hù)端訪問(wèn)WEB服務(wù)的主要步驟：
創(chuàng)建一終端引用類(lèi)型對(duì)象，來(lái)代表終端引用的貸款服務(wù)。我們的終端引用只需要服務(wù)的URI：
EndpointReferenceType endpoint = new EndpointReferenceType();
endpoint.setAddress(new Address(serviceURI));
下一步，我們要獲得引用服務(wù)的端口類(lèi)型，這需要一個(gè)根類(lèi)調(diào)用LoanServiceAddressingLocator, LoanServiceAddressingLocator主要是用來(lái)維持客戶(hù)端與WEB服務(wù)之間的通信和獲得引用貸款端口的類(lèi)型。
LoanServiceAddressingLocator locator = new LoanServiceAddressingLocator();
LoanPortType loanPT = locator.getLoanPortTypePort(endpoint); 一旦我們獲得這個(gè)引用，我們可以作為本地對(duì)象來(lái)操作WEB服務(wù)。例如，調(diào)用遠(yuǎn)程的創(chuàng)建操作，我們僅僅需要在貸款端口類(lèi)型中使用創(chuàng)建方法。
CreateLoanResponse clr = loanPT.createLoan(new CreateLoan(amount, loanNumber));請(qǐng)參考附件中完整的客戶(hù)端代碼。在編譯客戶(hù)端之前，請(qǐng)保證運(yùn)行下面的腳本，以便于GT4的發(fā)布：
%GLOBUS_LOCATION%/etc/globus-devel-env.batglobus-devel-env.bat文件主要是將Globus的類(lèi)庫(kù)注冊(cè)到系統(tǒng)的classpath中，因?yàn)榭蛻?hù)端是作為獨(dú)立的應(yīng)用來(lái)編譯的，同樣，要保證在編譯客戶(hù)端的目錄中所放置的已編譯的根類(lèi)時(shí)能通過(guò)classpath找到，因此我們的客戶(hù)端可以訪問(wèn)服務(wù)器端的根類(lèi)，像LoanServiceAddressingLocator。
啟動(dòng)網(wǎng)格容器使用下面的命令來(lái)啟動(dòng)網(wǎng)格容器：
%GLOBUS_LOCATION%/bin/globus-start-container –nosec-nosec參數(shù)主要是為了簡(jiǎn)化測(cè)試，略去安全設(shè)置。如果網(wǎng)格容器啟動(dòng)成功，你將會(huì)看到已部署的服務(wù)的URI列表，如果LoanService正確的部署，在已部署的服務(wù)的列表中有下面的一行：
[13]: http://localhost:8080/wsrf/services/loan/impl/LoanService測(cè)試借貸款處理的WEB服務(wù)通過(guò)客戶(hù)端進(jìn)行測(cè)試，我們假設(shè)有以下操作：申請(qǐng)貸款，償還貸款，還清貸款。
·????????創(chuàng)建一個(gè)初始化貸款編號(hào)為100并且還有12000未還????????
java Client http://172.24.15.29:8080/wsrf/services/loan/impl/LoanService createLoan 100 120000
Loan 100 created successfully.·????????假定兩個(gè)月償還，每個(gè)月還$1100（本例不考慮利息的計(jì)算）
java Client http://172.24.15.29:8080/wsrf/services/loan/impl/LoanService processLoanPayment 100 1100
Loan 100 processed successfully.
java Client http://172.24.15.29:8080/wsrf/services/loan/impl/LoanService processLoanPayment 100 1100
Loan 100 processed successfully.·????????查看貸款的狀態(tài)
java Client http://172.24.15.29:8080/wsrf/services/loan/impl/LoanService getLoanData 100
Loan Data
Create Date Mon Jun 06 16:41:06 EDT 2005
Unpaid Principal Balance 117800.0
Status ACTIVE ·????????第三個(gè)月還清余款（$117,800）
java Client http://172.24.15.29:8080/wsrf/services/loan/impl/LoanService processLoanPayment 100 117800
Loan 100 processed successfully·????????查看貸款狀態(tài)
java Client http://172.24.15.29:8080/wsrf/services/loan/impl/LoanService getLoanData 100
Loan Data
Create Date Mon Jun 06 16:41:06 EDT 2005
Unpaid Principal Balance 0.0
Status PAIDOFF 結(jié)束語(yǔ)：本文主要描述了在基于現(xiàn)有的WEB服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，如何調(diào)整GT4網(wǎng)格結(jié)構(gòu)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)格服務(wù)應(yīng)用。盡管GT4已經(jīng)主要的應(yīng)用在大型的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題上，但是在一個(gè)企業(yè)內(nèi)部它可以作為實(shí)現(xiàn)面向服務(wù)結(jié)構(gòu)（SOA）的一種方法。本文主要是通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來(lái)描述如何使用GT4中的JAVA核心服務(wù)來(lái)創(chuàng)建和部署一個(gè)網(wǎng)格服務(wù)，但是并沒(méi)有覆蓋到更多的其他的更先進(jìn)的關(guān)于如何使用網(wǎng)格服務(wù)概念，向網(wǎng)格服務(wù)的分配和管理，文件傳輸?shù)目煽啃裕W(wǎng)格異常和安全。
資源·
本文的示例代碼·Matrix-Java開(kāi)發(fā)者社區(qū):
http://www.matrix.org.cn·onjava.com:
onjava.com