SOA服务设计与实现的几个语言无关的原则速记

一、SOA定义

SOA即面向服务架构（Service-Oriented Architecture）。在SOA中，一切皆服务。一个服务是通过消息交换来调用的程序，一个信息系统是共同完成一个特定任务的一组服务，SOA可以概述为一种由一组自治服务创建信息系统的方法。当然具体定义SOA真不好说，反正不能简单理解为我们常用的开发技术如web服务、.net remoting或者wcf。

SOA设计四项基本原则：

1. 边界必须明确

2. 服务必须自治

3. 服务分享 Schema 和 Contract, 而不是 Class

4. 由 Policy 决定服务间的兼容性

 

二、面向对象和面向服务

1、面向对象(OO)

a、应用于同一平台和运行环境

b、共享类型而不是Schema

c、采用便宜, 透明通信

d、对象的标识与生命周期由系统维护

e、客户机和服务器的同步的部署

f、容易概念化,因而提供一个自然的模型

g、一般不需要状态管理

h、应用于一个可预测的序列、期限和结果

i、目标是远程透明地使用方法和类型

 

2、面向服务(SO)

a、应用于异构平台和运行环境

b、共享Schema而不是类型

c、采用高成本, 明确通信

d、服务是自治的: 安全和失效是隔离

e、允许的连续, 分离部署客户机和服务器

f、基于软件组件和分布的对象，依赖服务的协议

g、拥有并维护状态

h、基于消息, 异步的, 以及长通信

i、目标是提供服务隔离和调用的标准

 

三、SOA反模式

1、CRUD型接口

写应用的怎么能离得开CRUD？但是CRUD型接口暴露在SOA服务中往往意味着服务抽象不合理，这种类型接口带来的不良后果：

a、鼓励类似 RPC 的调用行为

RPC示例：

Serv.SendItemsToBePurchased(Array[] items);
Serv.ShippingAddress(stringAddress);
Serv.CheckOut();

消息示例：

//Client
string msg= "<Items>...</Items>";
MyMethod(msg);
//Server
[WebMethod]
void MyMethod(stringmsg){ . . . }

b、可能隐含带会话状态的交互

c、交互可能过于繁复

小结：CRUD型接口往往是抽象不合理的结果，它弱化了Contract，没有按业务功能来实现服务。有人说CRUD可以让调用方自己排列组合构造实现复杂服务，但是这种接口往往需要调用多次，而我们知道需要多个消息才能完成的操作是非常危险的，因为它很容易造成业务数据不一致。

 

2、数据层接口

这种服务以数据驱动，提供数据层DataTable、DataSet等重粒度的类型的返回，说到底还是抽象不合理造成的。这种接口的不良后果：

a、调用者隐性的依赖于你的服务的具体实现，结果将是紧耦合

b、Contract 没有提供足够的信息来使用这个服务

 

四、SOA服务设计指南

如何设计一个容易使用的、定义明确的接口?总体来说，你的接口必须：

(1)、鼓励以文档为中心的思考（特别提示: 如果你需要读一些别的文档才能调用现有接口，那你的服务分解可能不正确）

(2)、在 contract 中定义清晰的语义

(3)、通过对实现的封装达到松耦合

(4)、可以方便的从任何平台上调用 (WS-I base profile)

(5)、用一个完整的工作单元代表一个业务流程

 

想要真正设计实现一个容易使用定义明确的接口并不容易，有几个经验可以指导我们的实际开发工作。

1、面向接口编程

服务接口抽象非常重要，接口抽象的同时要定义契约，定义schema，接口一旦确定以后很难修改，所以SOA接口抽象的好坏决定SOA服务的成败。

对于一般的SOA服务，我们可以总结如下几种类型的接口：

a、只读（查询）

b、只写 （新增、修改和删除）

c、读和写（CRUD的组合）

通常不论什么类型的接口，输入参数不宜过多，参数组合或依赖关系不能过分啰嗦复杂；而对于返回信息则是越多越具体越好。

 

2、设计"大块头"的接口

服务必须封装一个完全的工作单元，这种设计说明业务„系统的实现细节被封装了，不要指望调用方排列组合CRUD型接口正确完成一个业务功能。

SOA服务需要处理失败，在一个服务内部必须要有完善的异常处理逻辑，在任何情况下操作失败都不会将服务留在一个不一致的状态，不能依赖于调用者调用另一个服务来修复错误。

a、服务的分解

• 以业务文档驱动的业务流程模型

• 不要试图使服务可扩展或灵活性
b、服务的自治性

• 任何事情都不要依赖于调用者

• 预期到调用者在使用你的服务时会犯错误

• 永远不要让服务处于一种不一致的状态

个人所接触过的某些SOA服务在实现的过程中从来没有考虑过接口，因为CRUD惯了，很多人认为原子的操作就是万能的接口。

 

3、避免共享分布式事务

对于大块头接口，在一个长的流程中如何保持数据的一致性?这种情况下某些业务可能需要用到分布式事务。但是在SOA服务实现中，应该避免分布式事务，而应优先考虑Reservation （预约保留）模式或者补偿机制。

Reservation 模式提供了最自治的保护，Reservation 模式的好处：

a、数据的一致性依赖于服务和它的业务规则

b、一致的处理失败情形 (超时，通讯中断等)
Reservation 模式的问题：

a、你必须为reservation定义业务规则 ，系统有变得更加复杂的风险

b、进度中工作项的隔离不会像二次提交的事务（2PC）那样自动化

当然我们还可以采用补偿方式，但不要依赖于调用者来完成，实在不能系统自动解决则人工介入。

 

4、保证幂等性

重复消息是SOA服务实现中非常常见的问题，你永远不要指望调用方每次请求消息不一样，对于读操作，重复消息可能无害，可对于写操作很可能就是灾难。Idempotent （幂等）模式用于处理重复的消息非常合适。Idempotent （幂等）模式的基本处理思路是：

a、调用者给消息一个唯一请求 ID 标识

• 服务的Ccontract 可以说明这是必须的

• ID 标识一个工作单元，这个工作单元只应执行一次

• 工作单元ID可以是Schema的一部分，也可以是一个定制的SOAP Header

b、接收者在执行一个工作单元必须先检验该工作单元是否已经执行过。检查是否执行的逻辑通常是根据唯一请求 ID ，在服务端查询请求是否有记录，是否有对应的响应信息，如果有，直接把响应信息查询后返回；如果没有，那么就当做新请求去处理。

Idempotent 模式的好处：

a、服务的自治性增强了，不需要依赖于调用者作正确的事

Idempotent 模式的缺点：

a、需要为缓存响应消耗大量的存储空间

b、需要为缓存管理付出性能的代价

 

5、避免共享Schema

一个很常见的问题，对于多个服务，应该用同样的 Schema还是每个服务定义自己的 Schema?

你可能会说，服务实现后就非常稳定了，应该很少改动。所以一个共享Schema搞定，维护也只维护一份，这样不是很爽吗？

但是，业务变化是永恒的主题，服务也需要拥抱变化。你永远也不能保证服务实现不会变化，也不能假设每次变化共享Schema只做增量永远向下兼容。

所以，根据实际开发和维护经验，最合理的做法是给每个服务定义自己的 Schema（哪怕现有的Schema暂时都是一模一样的），因为共享 Schema 使得独立变更每个服务比较困难，并给服务的调用者带来不必要的麻烦。

Duplicate Is Evil，但服务实现中应该避免假设适当重复，这样应对变化才能更加游刃有余，体会到这种好处需要开发认知能力提升到一定高度。

 

6、重视性能

需求即功能，性能也是一项功能。对于开发人员，没有人愿意自己开发的接口被人说性能差。我们应该在设计时就考虑性能，在项目开发的整个过程中要对服务性能进行反复测试，循序渐进改善系统性能。
主要有两种量化SOA服务性能的方法:

a、机器吞吐率 (requests/sec)

b、响应时间 (time to first/last bytes)

优化服务性能的方法通常有如下几种：

a、减少本地数据IO，尽量减少调用本地的web服务以减少网络IO；

b、尽量使用原始数据类型参数，避免在调用之间维护服务器状态；

c、考虑对服务的结果进行缓存；

d、要有批量多次的思路，选择适用的大数据包传送方式，或者对结果进行压缩；

e、异步处理，但会增加开发和维护难度。

 

7、其他

a、避免循环调用

服务之间相互引用，或者几个服务之间隐式地构成闭环调用，这种情况会引发无意识的递归造成系统崩溃。

b、重视安全性
服务调用的安全性也是一个问题。可以通过ESB实现服务注册、角色授权、权限分配等基本安全控制，但是仍不能保证传输和调用安全性。可以采用一些技术解决方案增强安全性，比如微软的WSE(Web Services Enhancements)。

 

参考：

<<SOA服务设计原则>>

<<Understanding SOA with Web Services(中文版)>>

http://www.infoq.com/cn/news/2009/09/reservations