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Naveen Balani, 开发经理, IBM
2007 年 11 月 29 日
通过使用 Java™ API for XML Web Services (JAX-WS) 技术设计和开发 Web 服务,可以带来很多好处,能简化 Web 服务的开发和部署,并能加速 Web 服务的开发。通过此教程,可以了解如何开发将其功能作为 Web 服务公开的示例订单处理程序,从而进行所有这些工作以及其他任务。完成了此教程后,您将能够应用这些概念和新获得的知识,来使用 JAX-WS 技术为应用程序开发 Web 服务。
开始之前
在本教程中,我们将设计和开发一个订单处理应用程序,并将其功能作为 Web 服务公开,以便各种使用者以独立于平台的方式提交订单信息。
完成了此教程后,可以应用相关概念和知识来使用 JAX-WS 技术为应用程序开发 Web 服务。
要成功完成此教程,应该对 Web 服务技术具有基本的了解,而且需要能较为熟练地进行 Java 编程。
JAX-WS 简介
JAX-WS 是用于简化使用 Java 构造 Web 服务和 Web 服务客户机的工作的技术。该技术提供了完整的 Web 服务堆栈,可减少开发和部署 Web 服务的任务。JAX-WS 支持 WS-I Basic Profile 1.1,后者可确保使用 JAX-WS 堆栈开发的 Web 服务能够供采用 WS-I Basic Profile 标准使用任意语言开发的任意客户机使用。JAX-WS 还包括了 Java Architecture for XML Binding (JAXB) 和 SOAP with Attachments API for Java (SAAJ)。
JAXB 提供了一种非常方便的方法来将 XML 模式映射到 Java 代码的表示形式,从而支持数据绑定功能。JAXB 消除了将 SOAP 消息中的 XML 模式消息转换为 Java 代码的工作,因而不必全面了解 XML 和 SOAP 解析。JAXB 规范定义 Java 和 XML 模式之间的绑定。SAAJ 提供了标准的方法来处理 SOAP 消息中包含的 XML 附件。
而且,JAX-WS 提供了用于将传统 Java 对象(Plain Old Java Object,POJO)类转换为 Web 服务的 Annotation 库,从而加速了 Web 服务的开发工作。另外,它还指定了从采用 Web 服务描述语言(Web Services Description Language,WSDL)定义的服务到实现该服务的 Java 类之间的详细映射。采用 WSDL 定义的任意复杂类型都通过遵循 JAXB 规范定义的映射来映射为 Java 类。JAX-WS 之前与 Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) 5 绑定。而 JAX-WS 2.0 规范是作为 Java Community Process (JCP) 的 JSR 224 开发的。
开发 Web 服务
进入 JAX-WS 时代的最好方法莫过于首先开发一个 Web 服务。可以采用以下两种方法之一开发 Web 服务:
- 契约优先:从 WSDL 契约着手,生成 Java 类来实现服务。
- 代码优先:从 Java 类着手,使用 Annotation 来生成 WSDL 文件和 Java 接口。
契约优先 WSDL 方法需要对用于定义消息格式的 WSDL 和 XML 模式定义(XML Schema Definition,XSD)有良好的理解。如果您对 Web 服务相当陌生,最好从代码优先方法着手,本教程中将使用此方法开发 Web 服务。
使用代码优先方法时,将从实现希望作为服务公开的功能的 Java 类或类入手。在已经提供了 Java 实现且需要将实现作为服务公开的情况下,代码优先方法尤为有用。
让我们首先创建一个订单处理 Web 服务,用于接受订单信息、配送信息和订购物品并最终生成确认 ID 作为响应。订单处理服务的代码如清单 1 中所示。这是一个虚拟实现,将在控制台输出客户 ID 和物品数量,然后输出虚拟订单 ID A1234。(可以在本文的下载部分下载完整的应用程序源代码。)将源代码解压到 C 盘,会在其中创建一个名为 JAXWS-Tutorial 的文件夹。此文件夹包含对应的源代码,如清单 1 中所示。
package com.ibm.jaxws.tutorial.service; import javax.jws.WebMethod; import javax.jws.WebService; import javax.jws.soap.SOAPBinding; import com.ibm.jaxws.tutorial.service.bean.OrderBean; //JWS annotation that specifies that the portType name of the //Web service is "OrderProcessPort," the service name //is "OrderProcess," and the targetNamespace used in the generated //WSDL is "http://jawxs.ibm.tutorial/jaxws/orderprocess." @WebService(serviceName = "OrderProcess", portName = "OrderProcessPort", targetNamespace = "http://jawxs.ibm.tutorial/jaxws/orderprocess") //JWS annotation that specifies the mapping of the service onto the // SOAP message protocol. In particular, it specifies that the SOAP messages //are document literal. @SOAPBinding(style=SOAPBinding.Style.DOCUMENT,use=SOAPBinding.Use.LITERAL, parameterStyle=SOAPBinding.ParameterStyle.WRAPPED) public class OrderProcessService { @WebMethod public OrderBean processOrder(OrderBean orderBean) { // Do processing... System.out.println("processOrder called for customer" + orderBean.getCustomer().getCustomerId()); // Items ordered are if (orderBean.getOrderItems() != null) { System.out.println("Number of items is " + orderBean.getOrderItems().length); } //Process order. //Set the order ID. orderBean.setOrderId("A1234"); return orderBean; } } |
OrderBean
中包含订单信息,如清单 2 中所示。具体来说,其中包含对客户、订单项和配送地址对象的引用。
package com.ibm.jaxws.tutorial.service.bean; public class OrderBean { private Customer customer; private Address shippingAddress; private OrderItem[] orderItems; private String orderId; public Customer getCustomer() { return customer; } public void setCustomer(Customer customer) { this.customer = customer; } public String getOrderId() { return orderId; } public void setOrderId(String orderId) { this.orderId = orderId; } public Address getShippingAddress() { return shippingAddress; } public void setShippingAddress(Address shippingAddress) { this.shippingAddress = shippingAddress; } public OrderItem[] getOrderItems() { return orderItems; } public void setOrderItems(OrderItem[] orderItems) { this.orderItems = orderItems; } } |
开发 JAX-WS Web 服务的起点是一个使用 javax.jws.WebService
Annotation 进行了标注的
Java 类。所使用的 JAX-WS Annotation 属于 Web Services Metadata for the Java Platform 规范
(JSR-181) 的一部分。您可能已经注意到了,OrderProcessService
使用
WebService
Annotation 进行了标注,而后者将类定义为了 Web 服务端点。
OrderProcessService
类(带有 @javax.jws.WebService
Annotation 的类)隐式地定义了服务端点接口(Service Endpoint
Interface,SEI),用于声明客户机可以对服务调用的方法。除了使用 @WebMethod
Annotation 标注且
exclude 元素设置为 true 的方法外,类中定义的所有公共方法都会映射到 WSDL 操作。@WebMethod
Annotation 是可选的,用于对 Web 服务操作进行自定义。除了 exclude
元素外,javax.jws.WebMethod
Annotation 还提供 operation name 和 action
元素,用于在 WSDL 文档中自定义操作的 name 属性和 SOAP action 元素。这些属性是可选的;如果未定义,会从类名称派生缺省值。
实现 Web 服务后,需要生成部署服务所需的所有构件,然后将 Web 服务打包为部署构件(通常为 WAR 文件),并将 WAR 文件部署到任何支持 JAX-WS 2.0 规范的兼容服务器上。通常生成的构件是提供基于服务接口将 Java 对象转换为 XML、WSDL 文件和 XSD 模式的功能的类。
出于测试目的,Java 6 绑定了一个轻量级 Web 服务器,可以通过调用简单的 API 调用将 Web 服务发布到该服务器上。接下来我们将了解如何使用此方法测试 Web 服务。
发布服务
运行 wsgen 工具,以生成订单处理 Web 服务的 JAX-WS 可移植构件。此工具将读取 Web SEI 类,并生成 Web 服务部署和调用所需的所有构件。wsgen 工具生成需要发布的 Web 服务的 WSDL 文件和 XSD 模式。
为了生成 JAX-WS 构件,首先需要编译服务和 Bean 源文件:
- 打开命令提示符,并进入到 c:\JAXWS-Tutorial目录。
- 运行以下命令,以编译 Java 文件,并将类文件放入其各自文件夹中:
javac com\ibm\jaxws\tutorial\service\*.java com\ibm\jaxws\tutorial\service\bean\*.java
- 运行以下命令,以生成 JAX-WS 构件:
wsgen -cp . com.ibm.jaxws.tutorial.service.OrderProcessService -wsdl
wsgen 工具提供了大量的选项,例如,其中提供了 -wsdl
选项,用于生成服务的 WSDL 和模式构件。运行此命令后,应该在
JAXWS-Tutorial 文件夹中看到生成的 OrderProcess.wsdl 和 OrderProcess_schema1.xsd,而且会看到在
com\ibm\jaxws\tutorial\service\jaxws 文件夹中创建了 JAX-WS 构件。
生成了构件后,运行以下 Web 服务发布器客户机,以发布订单处理 Web 服务。
- 从 c:\JAXWS-Tutorial 文件夹运行以下命令,以编译
OrderWebServicePublisher
:javac com\ibm\jaxws\tutorial\service\publish\OrderWebServicePublisher.java
- 然后运行以下命令:
java com.ibm.jaxws.tutorial.service.publish.OrderWebServicePublisher
运行 Java 程序后,应该看到以下消息: The Web service is published at
http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess. To stop running the Web
service, terminate this Java process.
这会将订单 Web 服务发布到 http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess。可以通过显示订单处理 Web 服务生成的 WSDL 来验证 Web 服务是否在运行:
在分析 WSDL 和模式构件前,让我们分析一下 OrderWebServicePublisher
的代码。清单 3 提供了
OrderWebServicePublisher
客户机的源代码。
package com.ibm.jaxws.tutorial.service.publish; import javax.xml.ws.Endpoint; import com.ibm.jaxws.tutorial.service.OrderProcessService; public class OrderWebServicePublisher { public static void main(String[] args) { Endpoint.publish("http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess", new OrderProcessService()); } } |
通过 Endpoint.publish()
方法,可以方便地发布和测试 JAX-WS Web
服务。publish()
接受两个参数:Web 服务的位置和 JAX-WS Web
服务实现类。publish()
方法在指定的 URL(本例中为本地主机,端口为 8080)创建轻量级 Web 服务器,并将 Web
服务部署到该位置。此轻量级 Web 服务器在 Java 虚拟机(Java Virtual Machine,JVM)中运行,可通过调用
endpoint.stop()
方法以有条件的方式终止,或终止
OrderWebServicePublisher
客户机。
要查看生成的订单处理 Web 服务 WSDL,在浏览器中键入以下 URL 位置:
http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess?wsdl
.
让我们分析 WSDL 一些重要方面的内容,并了解如何基于 JAX-WS 元数据生成 WSDL 和模式构件,首先要分析的是生成的 XSD。此内容使用
xsd:import
标记导入到 WSDL 文件中(请参见清单 4);schemaLocation
指定
XSD 的位置。
<types> <xsd:schema> <xsd:import namespace="http://jawxs.ibm.tutorial/jaxws/orderprocess" schemaLocation="OrderProcess_schema1.xsd"/> </xsd:schema> </types> |
在浏览器中打开 schemaLocation
(http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess?xsd=1),以查看模式定义在浏览器中呈现的情况。让我们分析一下其中的情况:模式定义最开始是
targetNamspace
和 tns
声明,映射到在
OrderProcessService
的 @WebService
Annotation 中定义的
targetNamespace
http://jawxs.ibm.tutorial/jaxws/orderprocess。清单 5
给出了对应的代码。
<xs:schema version="1.0" targetNamespace="http://jawxs.ibm.tutorial/jaxws/orderprocess" xmlns:tns="http://jawxs.ibm.tutorial/jaxws/orderprocess" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"> |
前面指定的 wsgen 工具命令生成两个包装 Bean 类,ProcessOrder
和
ProcessOrderResponse
,分别包含订单处理 Web 服务的输入和输出消息。将基于这些包装 Bean
类生成以下模式元素:
-
processOrder
属于processOrder
类型,表示其中包含一个元素,且此元素的名称为arg0
,类型为orderBean
。可以看到,在ProcessOrder
类和processOrder
复杂类型之间存在一对一映射。 -
processOrderResponse
与processOrderResponse
类型类似,后者的定义映射到ProcessOrderResponse
类。
让我们仔细分析一下清单 6 中的代码。
<xs:element name="processOrder" type="tns:processOrder"/> <xs:element name="processOrderResponse" type="tns:processOrderResponse"/> <xs:complexType name="processOrder"> <xs:sequence> <xs:element name="arg0" type="tns:orderBean" minOccurs="0"/> </xs:sequence> </xs:complexType> |
清单 7 中所示的 orderBean
类型定义映射到 OrderBean
类。orderBean
类型定义包括:
- 一个
customer
元素,其类型为customer
。 - 一个
orderId
,其类型为string
。 -
orderItems
(它为数组类型,因为其将maxOccurs
属性指定为unbounded
),其类型为orderItem
。 -
shippingAddress
,其类型为address
。
<xs:complexType name="orderBean"> <xs:sequence> <xs:element name="customer" type="tns:customer" minOccurs="0" /> <xs:element name="orderId" type="xs:string" minOccurs="0" /> <xs:element nillable="true" maxOccurs="unbounded" name="orderItems" type="tns:orderItem" minOccurs="0" /> <xs:element name="shippingAddress" type="tns:address" minOccurs="0" /> </xs:sequence> </xs:complexType |
类似地,模式的其余部分 customer
、orderItems
和
address
分别映射到 Customer
、OrderItem
和
Address
Java Bean。
分析了模式定义后,接下来让我们回头来看看 WSDL 中的消息定义,如清单 8 中所示。WSDL 指定消息
processOrder
和 processOrderResponse
,其所属的元素为
processOrder
和
processOrderResponse
(我们已经讨论了其模式定义)。portType
指定操作
processOrder
,其输入消息为 processOrder
,而输出消息为
processOrderResponse
。
清单 8. WSDL 文档中的 processOrder 消息元素
<message name="processOrder"> <part element="tns:processOrder" name="parameters" /> </message> <message name="processOrderResponse"> <part element="tns:processOrderResponse" name="parameters" /> </message> <portType name="OrderProcessService"> <operation name="processOrder"> <input message="tns:processOrder" /> <output message="tns:processOrderResponse" /> </operation> </portType> |
接下来定义了 WSDL 绑定。此绑定将 soap:binding
样式定义为
document
,soap:body
使用 literal
标记指定操作
processOrder
的输入和输出消息格式。生成的 WSDL 定义映射到 @SOAPBinding
Annotation(已在 OrderProcessService
类上定义,请参见清单 9)。
<binding name="OrderProcessPortBinding" type="tns:OrderProcessService"> <soap:binding style="document" transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http" /> <operation name="processOrder"> <soap:operation soapAction="" /> <input> <soap:body use="literal" /> </input> <output> <soap:body use="literal" /> </output> </operation> </binding> |
接下来定义 WSDL 服务。这将指定端口和对应的绑定类型,以及服务的实际位置。此位置通常为 HTTP 位置,在本例中为 http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess。可以在清单 10 中了解到具体的情况。
<service name="OrderProcess"> <port name="OrderProcessPort" binding="tns:OrderProcessPortBinding"> <soap:address location="http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess" /> </port> |
我们已经对生成的 WSDL 和模式构件进行了分析。清单 11 给出了一个示例 SOAP 请求消息,此消息是在 Web 服务客户机调用
processOrder
操作时发送的。
清单 11. processOrder 操作的示例 SOAP 消息
<?xml version="1.0"?> <soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:ns1=" http://jawxs.ibm.tutorial/jaxws/orderprocess" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"> <soapenv:Body> <ns1:processOrder> <arg0> <customer><customerId>A123</customerId> <firstName>John</firstName><lastName>Smith</lastName></customer> <orderItems><itemId>11</itemId><qty>11</qty></orderItems> </arg0> </ns1:processOrder> </soapenv:Body> </soapenv:Envelope> |
创建 Web 服务客户机
在本部分,我们将了解如何从 WSDL 创建 Web 服务客户机。JAX-WS 提供了名为 wsimport 的工具,用于从 WSDL 生成 JAX-WS 可移植构件。生成的可移植构件通常包括以下内容:
- SEI
- 服务(需要实现的服务实现类)
- 从模式类型生成的 JAXB 生成类
- 从 wsdl:fault 映射的异常类(如果有)
客户机使用生成的构件调用 Web 服务。Web 服务客户机并不需要处理任何 SOAP 格式(如创建或解析 SOAP 消息)。这将由 JAX-WS 运行时予以处理,此运行时将使用生成的构件代码(JAXB 生成类)。Web 服务将处理 Java 代码(JAXB 生成类),从而减少了开发 Web 服务客户机和对 Web 服务调用操作的工作。
先使用 wsimport 工具从 OrderProcess
WSDL 生成 JAX-WS 构件。然后要创建 Web
服务客户机,后者使用生成的构件代码调用订单处理 Web 服务。要生成 JAX-WS 构件,贤进入到 JAXWS-Tutorial 目录,并运行清单 12
中所示的 wsimport 命令。不过,进行操作前,请确保已经按照生成 JAX-WS 构件部分中的步骤 5 所述的方法,通过运行
OrderWebServicePublisher
发布了 Web 服务。
清单 12. 用于生成供 Web 服务客户机使用的 JAX-WS 构件的 wsimport 命令
wsimport -keep -p com.ibm.jaxws.tutorial.service.client http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess?wsdl |
-keep
选项指示保留生成的文件,-p
选项指定需要在其中生成构件的包名称。http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess?wsdl
指定 WSDL 文件的位置。以下构件是从 OrderProcessService
WSDL 生成的:
-
JAXB 类(
Address
、Customer
,OrderBean
和OrderItem
):通过读取OrderProcessService
WSDL 中定义的模式定义生成 -
RequestWrapper
和ResponseWrapper
类(ProcessOrder
和ProcessOrderResponse
):包装 document literal-wrapped 样式类型的输入和输出 -
服务类 (
OrderProcess
):客户机用于请求 Web 服务的类 -
服务接口 (
OrderProcessService
):包含着用于服务实现接口的类
接下来了解一下如何使用上面生成的构件创建 Web 服务客户机。com\ibm\jaxws\tutorial\service\client 文件夹中提供了一个示例参考代码。Web 服务客户机的代码如清单 13 中所示。
package com.ibm.jaxws.tutorial.service.client; import java.net.MalformedURLException; import java.net.URL; import javax.xml.namespace.QName; public class OrderClient { final QName qName = new QName( "http://jawxs.ibm.tutorial/jaxws/orderprocess", "OrderProcess"); public static void main(String[] args) { if (args.length != 1) { System.out .println("Specify the URL of the OrderProcess Web Service"); |-------10--------20--------30--------40--------50--------60--------70--------80--------9| |-------- XML error: The previous line is longer than the max of 90 characters ---------| System.exit(-1); } URL url = getWSDLURL(args[0]); OrderClient client = new OrderClient(); client.processOrder(url); } private static URL getWSDLURL(String urlStr) { URL url = null; try { url = new URL(urlStr); } catch (MalformedURLException e) { e.printStackTrace(); throw new RuntimeException(e); } return url; } public void processOrder(URL url) { OrderProcess orderProcessingService = new OrderProcess(url, qName); System.out.println("Service is" + orderProcessingService); OrderBean order = populateOrder(); OrderProcessService port = orderProcessingService.getOrderProcessPort(); OrderBean orderResponse = port.processOrder(order); System.out.println("Order id is " + orderResponse.getOrderId()); } private OrderBean populateOrder() { OrderBean order = new OrderBean(); Customer customer = new Customer(); customer.setCustomerId("A123"); customer.setFirstName("John"); customer.setLastName("Smith"); order.setCustomer(customer); // Populate Order Item. OrderItem item = new OrderItem(); item.setItemId("11"); item.setQty(11); order.getOrderItems().add(item); return order; } } |
上面列出的 Web 服务客户机代码执行以下任务:
- 通过传入
OrderProcess
Web 服务的 WSDL URL 和服务的QName
创建OrderProcess
类的实例。 - 创建
OrderBean
的实例,并使用populateOrder()
方法填充订单信息。 - 对服务调用
getOrderProcessPort()
,以检索到服务的代理(也称为端口)。端口实现服务所定义的接口。 - 调用端口的
processOrder
方法,并同时传入在上面的第二个列表项目中创建的OrderBean
实例。 - 从服务获得
OrderBean
响应并输出订单 ID。
运行 Web 服务客户机
要运行 Web 服务客户机,请首先从 JAXWS-Tutorial 文件夹运行以下命令来编译 Web 服务客户机:
javac com\ibm\jaxws\tutorial\service\client\OrderClient.java
通过使用以下命令提供订单处理 Web 服务的 WSDL URL 来运行 Web 服务客户机:
java com.ibm.jaxws.tutorial.service.client.OrderClient
http://localhost:8080/OrderProcessWeb/orderprocess?wsdl
运行 Web 服务客户机时,会在控制台看到以下输出(OrderWebServicePublisher
在控制台中运行):
processOrder called for customer A123
Number of items is 1
在运行 Web 服务客户机的控制台中,会得到以下输出:
Order id is A1234
如上面的客户机代码中所示,并不会处理调用 Web 服务操作时使用的任何基于 SOAP 或 XML 的格式;相反,需要处理的是输入和输出消息的 JAXB 生成类,并使用服务接口和服务类对象(充当 Web 服务调用的存根)。存根负责从 JAXB Annotation 创建 SOAP 请求,并将 SOAP 响应转换回 Java 对象。
您现在已经成功地创建和发布了 Web 服务,并通过 Web 服务客户机成功地执行了此服务。
总结
在本教程中,我们了解了如何使用代码优先的开发方法和 JAX-WS 技术设计和开发 Web 服务。JAX-WS 是一个非常不错的选择,因为其中提供了完整的 Web 服务堆栈,以简化 Web 服务的开发和部署。
本教程中开发的订单处理 Web 服务使用 Document 样式的 Web 服务,可确保服务使用者和服务提供者使用 XML 文档进行通信。XML 文档遵循定义良好的契约,而此类契约通常都是使用 XML 模式定义创建的。XML 模式格式指定服务使用者能够调用和遵循的业务消息的契约。Document 样式的 Web 服务应该是开发企业 Web 服务的首选方法。
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