漫谈Web Service工作原理及.NET平台的实现机制

在现在看来Web Service已经不是什么新技术了，已经得到了广泛的应用，但是，对于初学者来讲，往往会不知其原理，以及实现的方式，只是依葫芦画瓢的照做，而不知道为什么这样做，每一步的道理是什么，本文通过图解和实例去解释Web Service的原理及应用，并针对.NET下的Web Service进行进一步的讲解。

首先，还是进行一系列的概念叙述，虽然听起来很晕，但是当明白了其中的原理，再回来看就没什么了。

Web Service是一个平台独立的，松耦合的，自包含的、基于可编程的web的应用程序，可使用开放的XML标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序，用于开发分布式的互操作的应用程序。WebService是一种可以接收从Internet或者Intranet上的其它系统中传递过来的请求，轻量级的独立的通讯技术。是通过SOAP在Web上提供的软件服务，使用WSDL文件进行说明，并通过UDDI进行注册。 

XML：(Extensible Markup Language)扩展型可标记语言。面向短期的临时数据处理、面向万维网络，是Soap的基础。 

Soap：(Simple Object Access Protocol)简单对象存取协议。是XML Web Service 的通信协议。当用户通过UDDI找到你的WSDL描述文档后，他通过可以SOAP调用你建立的Web服务中的一个或多个操作。SOAP是XML文档形式的调用方法的规范，它可以支持不同的底层接口，像HTTP(S)或者SMTP。 

WSDL：(Web Services Description Language) WSDL 文件是一个 XML 文档，用于说明一组 SOAP 消息以及如何交换这些消息。大多数情况下由软件自动生成和使用。 

UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration) 是一个主要针对Web服务供应商和使用者的新项目。在用户能够调用Web服务之前，必须确定这个服务内包含哪些商务方法，找到被调用的接口定义，还要在服务端来编制软件，UDDI是一种根据描述文档来引导系统查找相应服务的机制。UDDI利用SOAP消息机制（标准的XML/HTTP）来发布，编辑，浏览以及查找注册信息。它采用XML格式来封装各种不同类型的数据，并且发送到注册中心或者由注册中心来返回需要的数据。 

说到这里可以举一个简单的例子，假如我想租房子，但是我并不能找到合适的房子，于是我就找到了房屋中介，房屋中介会在其已登记的房子中查找是否有满足我需要的房子，如果有，房屋中介则会给我该房子地址和联系方式，让我自己去联系联系房主，我便根据房屋中介给我的地址和联系方式去联系房主，进行咨询，最终租下房子。这个过程和Web Service的工作方式十分相似，Web Service的工作原理图如下图所示。

如图所示，首先提供Web Service的服务器会通过1在UDDI服务器登记，自己的服务及位置，然后，当客户端需要相应的Web Service时，由于客户端并不知道提供该Web Service的服务器的位置，因此，先到UDDI服务器中UDDI表进行查询，查得到结果后，UDDI服务器把结果传给了客户端，然后再由客户端根据UDDI服务器提供的联系方式，找到提供该Web Service的服务器，提供该Web Service的服务器会发给客户端WSDL文件，客户端通过WSDL文件，获得调用Web Service的方式，然后客户端和Web Service服务器通过SOAP协议进行相互通讯，最终获得Web Service。

Web Service的详细工作原理图如上图所示。

但是，在实际应用中，由于UDDI服务器已经在互联网上逐渐的消失了，（之前微软和IBM曾经做过免费的UDDI服务器，但是后来经营不下去也都关闭了），因此，一般实际开发时，不会单独去寻找Web Service服务器，而是，在开发时就直接指定该Web Service服务器，也就是说，是从上图中的路径3开始的，1、2路径都已略过。

Web Service设计目的，主要是为了某些网站提供第三方服务，例如天气预报，时间，股票，手机号码查询等业务，例如http://www.webxml.com.cn，http://www.ayandy.com等网站就是专门提供Web Service的服务商，说到这里可以再举一个简单的例子，假如我想买一部手机，我就去手机商店去买，但是，手机商店并不能自己造手机，它必须通过到厂家订购才能才行，那么这就和网站的Web Service的工作方式很相似，如果我设计一个网站，在我的主页上我想显示用户所在地的未来一天的天气情况，但是，我本身并不具备这方面的资料，那么，我就可以去提供天气预报的Web Service网站购买权限，如上述的webxml网站就提供该服务，如下图所示。

因此，当我的网站发布后，我的主页可以在客户端显示用户所在地明天的天气，下面我们就做一个带有天气预报的实例。

首先创建一个网站，

在网站中添加服务引用

添加引用网址，这里用的是http://webservice.webxml.com.cn/WebServices/WeatherWS.asmx，

然后，前往

当搜索到该服务后（必须在联网状态下去做），会得到该服务

这时可以像引用本地类一样，引用该映射过来的服务类

客户端最终的运行结果为

通过这个实例可以看出，Web Service其实就是一个服务接口，其他网站或者客户端无需了解其内部实现，而直接引用其接口即可，当需要服务时，直接发送SOAP协议请求给Web Service服务商，服务商根据请求进行处理后，再通过SOAP协议响应返回结果，这样提高了开发效率，实现了分布式处理机制。

那么，提供Web Service服务者的和请求Web Service服务者之间又是如何实现这个调用过程的呢？下面我们在举一个简单的例子，在本地自己建立一个Web Service，然后本地调用，进一步分析其实现机理。

分别建立两个网站，一个是提供Web Service服务的网站WebSite1，另一个是请求Web Service服务的网站WebSite2。

在WebSite1中新建Web服务，并在其绑定的代码文件中添加一个加法的方法Add，

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Web;using System.Web.Services;[WebService(Namespace = "http://tempuri.org/")][WebServiceBinding(ConformsTo = WsiProfiles.BasicProfile1_1)]public class Service : System.Web.Services.WebService{    public Service () {    }    [WebMethod]    public string HelloWorld() {        return "Hello World";    }    [WebMethod]    public int Add(int a,int b) {        return a+b;    }}

和上例一样，在WebSite2中添加服务引用，创建映射过来的服务对象，并获得Web Service功能，代码如下：

　　            int a = 1;　　            int b = 2;　　            var ws =new localhost.WebService();　　            var result = ws.Add(a, b);　　            var hello = ws.HelloWorld();　　            This.lableResult.Text=result.toStrring()+<br/>+hello.toStrring(); 

那么，这个过程又是如何实现的的呢？当我们在引用Web Service，到底发生了什么？下面我们来一一讲解。

首先，我们先看一下，在引用目录Web References的localhost命名空间下，有下面三个文件，如下图所示。

其中，最重要的是WebService.wsdl文件，它是由提供服务的WebSite1发送给WebSite2的服务描述文件，格式和Schema一样，用来描述Web Service具有哪些方法可以调用，和调用这些方法时，所需的参数和返回值。

　　<wsdl:types>　　    <s:schema elementFormDefault="qualified" targetNamespace="http://tempuri.org/">　　      <s:element name="HelloWorld">　　        <s:complexType />　　      </s:element>　　      <s:element name="HelloWorldResponse">　　        <s:complexType>　　          <s:sequence>　　            <s:element minOccurs="0" maxOccurs="1" name="HelloWorldResult" type="s:string" />　　          </s:sequence>　　        </s:complexType>　　      </s:element>　　      <s:element name="Add">　　        <s:complexType>　　          <s:sequence>　　            <s:element minOccurs="1" maxOccurs="1" name="a" type="s:int" />　　            <s:element minOccurs="1" maxOccurs="1" name="b" type="s:int" />　　          </s:sequence>　　        </s:complexType>　　      </s:element>　　      <s:element name="AddResponse">　　        <s:complexType>　　          <s:sequence>　　            <s:element minOccurs="1" maxOccurs="1" name="AddResult" type="s:int" />　　          </s:sequence>　　        </s:complexType>　　      </s:element>　　    </s:schema>　　  </wsdl:types>

然后，VS通过一个wsdl.exe程序，将根据该WebService.wsdl文件动态的创建一个代理类，并生成一个Reference.cs文件，在文件中我们就可以看到关于HelloWorld和Add方法的映射方法。

HelloWorld方法的映射方法：

　　        public string HelloWorld() {　　            object[] results = this.Invoke("HelloWorld", new object[0]);　　            return ((string)(results[0]));　　        }　　Add方法的映射方法：　　        public int Add(int a, int b) {　　            object[] results = this.Invoke("Add", new object[] {　　                        a,　　                        b});　　            return ((int)(results[0]));　　        }

也就是说，WebSite2网站根据WebService.wsdl文件创建和WebSite1网站一一对应的类和方法，因此，我们我可像用本地类一样，直接调用WebSite1网站中的类，其实，是调用在本地动态生成的代理类，所以，每次WebSite2网站调用HelloWorld方法或者Add方法时，先是调用本地的代理类相应的方法，再通过Invoke调用将调用请求打包成SOAP协议请求，发送给WebSite1网站，同时，Invoke方法又负责接收WebSite1网站传回的结果，最终将返回结果，返回给WebSite2的调用程序，并最终显示在客户端。

以上所述的就是Web Service的工作原理，以及在.NET平台下的实现机制，希望对初学者在理解Web Service方面有所帮助。