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

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">
                  <transactionID>1234</transactionID>
            </m:transaction>
      </s:Header>
      <s:Body>
            <n:purchaseOrder xmlns:n="urn:OrderService">
                  <from>
                        <person>Christopher Robin</person>
                        <dept>Accounting</dept>
                  </from>
                  <to>
                        <person>Pooh Bear</person>
                        <dept>Honey</dept>
                  </to>
                  <order>
                        <quantity>1</quantity>
                        <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：

<deployment xmlns="http://xml.apache.org/axis/wsdd/" xmlns:java="http://xml.apache.org/axis/wsdd/providers/java">

      <service name="HelloService" provider="java:RPC">

            <parameter name="className" value="demo.soap.HelloService"/>

            <parameter name="allowedMethods" value="*"/>

      </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 xmlns="http://xml.apache.org/axis/wsdd/">

      <service name="HelloService"/>

</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、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。

参考：
1.   劳虎，SOAP与Web services，http://2tigers.net/html/tiger_column/article3.html

2.   孟岩，Web Service : WebOS中的Function Call，http://www.mengyan.org/blog/archives/2006/06/09/125.html

3.   Axis学习笔记，http://www.javaresearch.org/article/showarticle.jsp?column=5&thread=29576

4.   Google, Google SOAP Search API, http://www.google.com/apis/

5.   Patrick Chanezon, Patch For Google APIs to handle proxy settings, http://www.chanezon.com/pat/google_proxy_patch.html

6.   Hilton，关于Google API的学习，http://hedong.3322.org/archives/000274.html

7.   Gopalakrishnan U、Shreevidya Rao，通过Axis2开发Web服务，http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/webservices/ws-webaxis1/index.html

8.   joyeta，Apache Axis2(java web service)備忘記，http://blog.matrix.org.cn/page/joeyta?entry=apache_axis2_java_web_service