管理结构式Web服务元数据

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管理结构式Web服务元数据
 
－－ 管理Web服务元数据的现状

Uche Ogbuji (uche.ogbuji@fourthought.com)

首席顾问，Fourthought, Inc.

2002 年 4 月

本文是建立在以前发表在 developerWorks 上的一篇介绍使用资源描述框架（Resource Description Framework，RDF）来强化 WSDL 的文章的基础之上，并与最近的一篇关于 SOAP 和 RDF 一起使用的文章有关。Uche Ogbuji 着眼于 WSDL 的更新对以前介绍过的技术造成的影响，他还提到了有关 RDF 和 Web 服务描述的重要讨论以向开发者展示如何发挥两者的优势。

大约一年半以前，我仔细研究了当时刚宣布的 Web 服务描述语言（Web Services Description Language，WSDL）如何从与 Web 元数据格式（RDF）交互（或者在标准层次上，或者在单独的开发人员工作的层次上）中获益。自从那时起，Web 服务社团和 RDF（以及 Semantic web）社团中就一直有很多活动。这当中有些很好，如这些组织之间的对话已经定型，双方提出的技术也得到了改进。但也有不好的，如出版界莫名其妙地想象了 Web 服务阵营和 Semantic Web 阵营之间在 W3C 发生的一场臆想的争斗，双方为该联盟的资源而战。所有这些进展都是对下一代技术的开发与交互的深刻认识。但在本文中，我只讨论开发者感兴趣的最重要的进展。

对标准的更新

过去的一年中对标准进行了大量更改。WSDL 已经更新至版本 1.1，作为 W3C 备忘录发布，并是新的 W3C Web 服务描述工作组（ W3C Web Services Activity 的一部分）的工作起点。该工作组已经发布了草案需求和用例，其中有一条非常有趣的要求格外引人注目，这就是被标为“必须（MUST）”的 DR070：

宪章：工作组将提供到 RDF 的映射，以便被描述的信息很容易同其它应用程序的信息合并。该映射将在 RDF Interest Group 的帮助下开发。
这带来了好消息，总有一天 WSDL 和 RDF 之间会有标准映射。与 1.0 文档相比，WSDL 1.1 中在技术方面几乎没有重要的更改，大部分是印刷错误更正和对当时用到的最新版本的 W3C XML Schema 的更新。

然而，随着 W3C 的 Semantic Web 活动蓬勃发展，RDF 发生了重要的更改。最近的 RDF 模型理论和 RDF/XML 语法规范推动我对曾经采用的 WSDL 映射到 RDF 的方法进行了更改。还需要考虑一些其它因素。尤其是 Eric Prud'hommeaux 不采用我自己的机械的映射方法，而是一直在试图通过建立 WSDL 元素背后底层意图的映射来改进我的方法。当然，对于常规的 RDF 集成，这样的映射更有用，而且人们希望映射可以“丰富”到可以为 Web 服务描述工作组（Web services description working group）所接受。但是，对于自己的方法，我还有一个特殊目的：提供足够简单而且适合非 RDF 类型的映射，并尽可能与 XML 的标识转化相似。

随着 Web 服务和 RDF 阵营之间的合作越来越多，这样一种机械映射不再非常必要，因此，我将更多的着眼于开发者的前景。

您更新映射了吗？

开始是我把滑雪板运动者保险 Web 服务的 WSDL 映射到 RDF，后来 Eric Prud'hommeaux's 进行了更新，清单 1 是我再次的更新。

清单 1：更新后的 RDF 中的滑雪板保险服务

   <xi:include parse="text" href="endorsement-services.rdf"/>
  
 为了代码更加简单明了，我使用了 XML 通用实体。简洁起见，我还略去了 SOAP 错误消息规范，并修改了一些用到的名称空间（例如，更新 XSD 名称空间）。仍是为了简洁，我使用的 RDF 类型分别与每个资源在描述中所使用 WSDL 元素名相对应。

任何映射解决的问题都包括 WSDL 的命名方法。对于描述来说，WSDL 功能的名称不一定是唯一的；端口类型可以取与服务相同的名称。WSDL 可以根据上下文自己分辨这一点，但是这令人困惑而且容易出错。RDF 的好处就在于它迫使人们考虑清楚标识；在这一映射中，由一种方便的标记法来命名。全球唯一的 URI 提供实际的标识，虽然 URI 要向 RDF 软件提供重要的锚点，但却不需要让 WSDL 软件看到或理会。事实上，这些标识符可以由映射软件生成为基于随机数的全局唯一标识符（universally-unique identifiers，UUID）。

各种建模中常见的一个问题是，如何处理一起使用并且由相同的通用名来表示的属性和类。例如，在上面的 WSDL 映射中，消息与其部件之间的关系被称为 <wsdl:part>，这够自然的了，而该属性值的类，则被称为 <wsdl:Part>，这也是很自然的。但这有点糟糕，因为它是通过语法方面的细节来排除模棱两可的（也就是说，只能通过 RDF 和大多数语言中的大小写来分辨 URI ）。但是，我认为，在这种情况下，最好通过自然命名方法来解决这一问题，而不是耍命名的把戏。

在一种情况下，这样的映射为了清晰而扭曲了这种命名方法：绑定与其相关操作（被命名为 <wsdl:operation>）的绑定细节之间的关系，以及未命名的内联资源所表示的该种细节与抽象的操作定义（来自 WSDL <operation> 元素）之间的关系。后者被命名为 <wsdl:abstractOperation> 以强调这两种关系完全不同的概念意义。WSDL 绑定的其余语句并不符合最初的 WSDL 语法所提议的直接方式，因为我曾尝试通过仔细阅读规范中对绑定元素的描述，来寻找最能抓住概念背后的意义的表达。

虽然这是很值得费些功夫的重要任务，但最终我并没有把元素模式定义分解成低级描述，而是提取每个元素的内容模型作为整段文字模式（literal schema），该模式是用 <rdf:parseType=Literal> 编码的。由于 RDF 1.0 中对 RDF 文本对象的文字内容的规定非常不完整，所以传统观点一直认为这是一种危险的做法，但是 RDF 核心工作组已经在 XML 典范和信息集工作组（XML canonicalization and infoset working groups）工作的基础之上对这一规范进行了非常重要修订工作。

把这些内容用于实际

对于开发者来说，这一 RDF 映射的直接好处在于能够把任意数目的这类 WSDL/RDF 描述聚集到数据库并进行全局查询。作为这样的一个示例，我已经把它放在了我的在线 RDF 查询演示接口（清单 1 中的 RDF）中，还有我为问题跟踪器 Web 服务所写的 WSDL/RDF 描述，这个服务是我在最近的 SOAP/RDF 文章中讨论过的。现在如果试验这些查询，您将会得到普通的三元组（triple）或者甚至是图（graph）。让我们看一些样本查询，开发者可能会发现这些查询有所帮助。

消息调度

事实上，您可以使用这一 RDF 描述编写可以灵活调度代码的驱动程序。您可以添加表示对 Web 服务本身的抽象的 RDF 资源。然后把与这一资源有关的语句添加到 WSDL 描述及实现它的编程模块。请参阅清单 2 中提供的代码片断示例。

清单 2：抽象的“参保的滑雪板运动者”web 服务的 RDF 描述

<wsdl:Service rdf:about="http://snowboard-info.com/EndorsementSearch">
  <wsdl:description rdf:resource="&sb;EndorsementSearchDef"/>
  <wsdl:implementation>
    com.snowboard-info.EndorsementSearch
  </wsdl:implementation>
</wsdl:Service>

正如 WSDL 中规定的，这是 HTTP Web 服务，也许是众多服务之一。每当消息传入服务的托管服务器时，我们可以从 HTTP 协议实现中获得 SOAP 端点和 SOAPAction ，并迅速获取诸如根元素名称空间和本地名称等细节。接着，如果要执行请求，您可以装入包括下列查询的那个模块：

请查找实现 Web 服务的代码模块，该 Web 服务的描述指定 SOAP 动作和端点为 http://snowboard-info.com/EndorsementSearch、文档元素名称空间为 http://snowboard-info.com、名称为 GetEndorsingBoarder。
可以使用 Versa（一种 RDF 查询语言）来实现这一查询，如清单 3 所示。

清单 3：给定进入的 Web 服务请求条件，从资源库中检索代码模块的一个 Versa 查询

 1  $port = filter(
 2    type(wsdl:Port),
 3    ".-soap:address->eq(@'http://snowboard-info.com/EndorsementSearch')",
 4    ".-wsdl:binding->*
 5      -wsdl:operation->*
 6      -wsdl:soapAction->eq(@'http://snowboard-info.com/EndorsementSearch')",
 7    ".-wsdl:binding->*
 8      -wsdl:operation->*
 9      -wsdl:abstractOperation->*
10      -wsdl:input->*
11      -wsdl:part->*
12      -wsdl:element->*
13      -xsd:name->eq('GetEndorsingBoarder')",
14    ".-wsdl:binding->*
15      -wsdl:operation->*
16      -wsdl:abstractOperation->*
17      -wsdl:input->*
18      -wsdl:part->*
19      -wsdl:element->*
20      -xsd:namespace->eq(@'http://snowboard-info.com')"
21  );
22 
23  ((($port<-wsdl:port-*)<-wsdl:service-*)<-wsdl:description-*)
24     -wsdl:implementation->*

这只是介绍了 Versa 的一点皮毛，总体上，它是一种非常简单的查询语言（请参阅参考资料寻找教程的链接）。为了使解释脉络清楚，我给每行都标上了数字。第 1 行开始变量赋值（一直延至第 21 行）。我随意使用了一些空格以加强可读性。Versa 的核心遍历表达式允许您遍历 RDF 图。

$foo - a:predicate -> *

 这是向前的遍历，它按照谓词（a:predicate）从给定的主语 foo 检索模型中的所有可以以这种方式找到的宾语。您可以用布尔表达式（比如 eq("bar")）替换 * 字符来进一步细化结果宾语，这样就只能与文字为 bar 的字符串匹配。接下来，您可以象下面这样把结果宾语用作链状遍历表达式的起点：

$start-wsdl:binding->*
      -wsdl:operation->*
      -wsdl:soapAction->eq(@'http://snowboard-info.com/EndorsementSearch')

只要这些动作是带 URL http://snowboard-info.com/EndorsementSearch 的资源，就可以这样检索起始资源的绑定操作的所有 SOAP 动作。Versa 中资源可以写成限定名（<wsdl:binding>），或者把资源 URI 放在引号中，并在前面加上一个 @ 字符（例如，@'http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/'）。

您也可以以谓词的相反方向进行遍历，也就是说，使用一个回退遍历，从主语到宾语：

$foo <- a:predicate - *

当您从定义过的 $port 变量回退到与它间接相关的抽象 Web 服务资源时，您将会看到清单 3 中第 23 行的这个动作。接着，为了获取您正在寻找的代码模块名，您可以从该资源向前移到它的实现。

type() 函数检索所有给定的 <rdf:type> 资源的列表。filter() 函数会以列表作为开始，并根据一组规则不断细化。它只遍历满足所有条件的列表项。第 2 行是第一个参数，给出了初始列表，而其余 4 个参数分别从第 3 行、第 4 行、第 7 行和第 14 行开始，这些参数表示我们已经设定的条件（即，具有指定的 SOAP 动作、SOAP 端点、文档元素名和名称空间的描述）。

结束语

正如您所看到的，Web 服务和 RDF 方面的进展不仅为那些想要利用两者的开发者提供了更丰富的工具，而且双方努力之间的合作精神也更为完美。使用 SQL 查询，或对照一些 WSDL 数据绑定的 API 调用足以容易的复制我所演示的 WSDL 元数据的 RDF 查询，但是使用 RDF 的好处在于，我们可以混合 WSDL 和其它基于 RDF 的重要的元数据，包括内容描述和联合格式（例如 Prism 和 RSS）、私有简档（例如 P3P）以及其它新兴的 RDF 应用程序。Web 服务信息管理越一般化，改进集成就越容易提高效率。

 参考资料

以前在 IBM developerWorks 发表的相关文章

• 请单击文章上部或下部的讨论参加关于本文的讨论论坛。
  
• Introduction to RDF（作者 Uche Ogbuji）提供了对 RDF 的基本介绍，还包括指向其它有用资源的链接。
  
• 借助 RDF 增强 WSDL：管理结构化的 Web 服务元数据（作者 Uche Ogbuji）。
  
• SOAP 与RDF（作者 Uche Ogbuji）。

Uche Ogbuji 的其它相关文章

• WSDL and the Wild, Wild West ，关于应用程序开发趋势（Application Development Trends）方面。
  
• Powering Web Services Through Metadata，关于 Web 服务体系结构设计（Web Services Architect）方面。

WSDL 链接

• WSDL 1.1 现在被保留为 W3C 备忘录。
  
• Web Services Description Working Group 是 W3C Web Services Activity 的组成部分，负责开发 Web 服务的标准描述语言，对它来说最可能的起点就是 WSDL 1.1。

RDF/Web 服务参考资料

• 请阅读 WSDL/RDF mapping（作者 Eric Prud'hommeaux），是他根据我从前在 developerWorks 上对这两种技术之间的映射的研究进行了探索。是对他在前一页面 Annotated RDF WSDL Examples 上所提出的观点的提炼。
  
• Eric 还维护着与 Semantic Web 和 Web 服务有关的资源列表。
  
• W3C Semantic Web 活动主页上的相关技术的 RDF 部分包括一个有关 Web 服务和 RDF 的部分，其中有我在 developerWorks 上发表的关于 SOAP/RDF 和 WSDL/RDF 文章。
  
• Dave Beckett 的 RDF Resource Guide 简明扼要，并包括一些相关的参考资料。

其它参考资料

• 若需要 Versa 的详尽介绍，请参阅我的循序渐进教程：Versa by Example。
  
• Web Services Development and Deployment with IBM Tools and Technologies（作者 Greg Flurry），讲述了各种 WebSphere 组件在 Web 服务开发方面的应用，包括创建 WSDL 描述。

关于作者

Uche Ogbuji 是 Fourthought Inc. 的顾问兼创始人，该公司是专为企业知识管理应用提供 XML 解决方案的软件供应商和顾问。Fourthought 开发了 XML 中间件开放源代码的平台 4Suite。Ogbuji 先生是一名出生于尼日利亚的计算机工程师和作家，他生活和工作在美国科罗拉多州的博耳德。您可以通过 uche.ogbuji@fourthought.com 与 Ogbuji 先生联络。