JBI学习笔记 - 王朝网络

业界正在广泛寻求解决 B2B 以及 EAI （企业应用集成）所存在问题的方案。这些方案不同于基于 JMS 手段的面向消息中间件技术和 Web 服务技术。本笔记概括地阐述了与 SOA （面向服务体系架构）规范及 ESB （企业服务总线）基础架构有关的 JBI （Java 业务集成）标准。以下第一，二部分转载后整理的。

一．关于面向服务体系架构

关于SOA的概念，你可以找到很多的文章从不同的角度来描述它，不同的软件提供商也有不同的定义方式。BEA有流体计算，微软有Indigo 和SOA-building， SAP有ESA。每个人都可以从不同的视角来理解SOA，从程序员的角度，SOA是一种全新的开发技术，新的组件模型，比如说Web Service；从架构设计师的角度，SOA就是一种新的设计模式，方法学；从业务分析人员的角度，SOA就是基于标准的业务应用服务。从概念的角度，IBM对SOA的定义是最为全面的，既SOA是一种构造分布式系统的方法，它将业务应用功能以服务的形式提供给最终用户应用或其他服务。SOA包括如下要素:

l 一个体系架构，用开放的标准将软件资产(Asset)化为服务

l 提供标准的方法来表示软件资产及其交互

l 单独的软件资产作为构造单元，被重复使用来开发其他应用

l 将关注点从细节实现转移到应用(application)组装

l 整合企业外部的应用（B2B）的方式

l 开发（现在）和整合（未来）的统一

本文针对的读者是软件开发人员，站在开发人员的角度，往往希望软件开发能够满足对于开发效率、可靠性、易维护性、易管理等多方面的更高要求。让我们通过回顾软件开发的演化过程来看一看SOA出现的必然性：

l 面向机器语言(Monolithic)的开发模式：需要根据不同平台的机器语言来开发代码。

l 面向过程(Procedure)的开发模式：独立于机器的程序语言(C, Pascal等)使开发过程变得简单了，用过程来代表一个抽象的代码集合，包装重用现成的代码。

l 面向对象(Object)的开发模式：用更接近现实的对象来表述一个相对完整的事物。面向对象的语言(Smalltalk，Java等)，提供了更抽象的封装和重用模式。面向对象的开发强调从现实世界问题域到软件程序的直接映射，更接近人类的自然思维方式。

l 面向组件(Component)的模式：随着软件开发规模的扩大，在涉及分布式、异构等复杂特征的环境中，代码级别的重用性差，可维护性差，效率低的弱点是不可逾越的，因此人们以架构运行环境(如.Net，J2ee等)来提供完善的支撑平台，从而把开发者解放出来，更专注于业务核心的开发。而这些业务功能(Business Function) 以组件的形式(DCOM， EJB等)发布运行在架构运行环境中。软件开发的重用模式也上升到业务组件的级别。

l 面向服务(SOA)的模式：当软件的使用范围扩展到更广阔的范围，往往会面对更加复杂的IT环境和更加灵活多变的需求。服务(Service)的概念出现了，人们将应用(Application)以业务服务(Business Service)的形式公布出来供别人使用，而完全不需要去考虑这些业务服务运行在哪一个架构体系上，因为所有的服务都讲着同样的语言。SOA考虑了业务发展的长期性，体现了"变化就是永恒"的思想。SOA的核心体现在企业应用或者业务功能上的"重用"和"互操作"，而不再把IT与业务对立起来，这可以被视为在IT驱动业务的方向上迈出的重要一步。

我们注意到，SOA同样也强调重用(Reuse)，但是相对于传统的代码重用，对象重用，和部件重用，SOA的重用粒度更粗。SOA的重用在于业务级的应用，即服务的重用，这与软件的发展规律是相一致的。在软件发展的过程中，软件重用的对象越来越接近我们的现实生活。通过部件的重用，软件的开发更具效率，并且开始试图用组件表达业务模式。但是，IT人员仍很难对业务人员解释清楚IT结构怎样映射到业务模型上。然而，IT架构与业务模型的弥合是不可避免的方向。现代企业的业务环境所面临的最大挑战就是变化，规则在变，需求在变，而对变化做出最快的反应，尽快地适应变化，成为企业占得先机，成功运作的关键。很多企业的业务环境依赖于他们的IT架构，因此，IT部门往往直接承载了业务变化带来的压力。每一个具体的业务变化，都直接反应到对现有的IT平台的要求：要么企业IT架构本身对变化自适应，要么IT架构能够在短时间内根据新的业务规则做出调整。这就是SOA架构提出的根本原因，我们需要一种更加贴近业务的IT架构，能够直接描绘业务，对那些不懂IT技术的业务领域专家来说，业务服务却是他们最熟悉的，也就是说是SOA把软件重用的对象从IT人员上升到了业务人员。因此，我们可以说SOA与其它的模式相比，最大的进步在于它与业务的关联性，"服务"对应到实际业务。IT通过"服务"与业务发生了密切的关系，业务人员和IT人员都可以专注于业务逻辑的实现，而共同的语言就是"服务"。

但不是什么场合都适用SOA。通常来讲，SOA适用于较为复杂的IT架构，经常需要与外部复杂的IT环境交互，并且需要快速地应对频繁发生的业务变化。就像你不可能在控制洗衣机的芯片上使用EJB开发一样，如果你的IT环境规模很小，足以灵活地应对变化，不需要与其他的异构IT环境频繁交互，那么SOA带来的好处就不足以抵消它给你带来的系统复杂性。但是，即令如此，你也并没有被完全排除在SOA的大趋势之外。SOA是如此地倍受瞩目，我们可以预见到它的迅猛发展，因此即使你的内部IT架构本身并不是基于SOA的，你也还有机会参与到未来的SOA架构中去。例如，将你的某个业务以服务的形式发布到某个外部SOA平台上供别人使用，作为第三方SOA平台的一个服务提供者(Service Provider)存在。

在选择SOA的实施方案时，要记住，软件的具体实现技术诸如Web 服务与SOA是两回事，SOA是一个概念，方法学，或者用一个更时髦的词：一种模型。而Web 服务呢？它是一种具体的实现技术，就像EJB一样。SOA ≠ Web服务。不过公平地讲，Web 服务倒确实是目前最适合实现SOA的技术之一，用Web 服务来封装业务服务是个不错的选择。因为Web服务是标准的，WS-I协议保证了来自不同厂商的Web服务即使运行在不同的平台上，底层的实现机理不同也可以顺利交互，这是以前的任何一种技术如CORBA，EJB，或DCOM都不能做到的。而且，Web服务的定义与实现是分开描述的，即松散耦合，因此，可以很方便地替换服务的内在实现而不会对现有的系统造成任何冲击，这也极大地促进了IT架构的灵活性。

对于SOA更进一步的了解，可以参考IBM developerWorks上其他SOA相关的文章(请参见参考资料)，我们的系列文章将主要讨论ESB，因此不再此过多地论述SOA了。为了使我们下面的论述更顺畅，请先牢记典型的SOA架构有哪些基本的要求：

1. SOA在相对较粗的粒度上对应用服务或业务模块进行封装与重用；

2. 服务间保持松散耦合，基于开放的标准，服务的接口描述与具体实现无关；

3. 灵活的架构 -服务的实现细节，服务的位置乃至服务请求的底层协议都应该透明；

二．关于标准提出的背景(EAI 和 B2B 的若干问题)以及ESB

假定现在已经按照SOA的思想提炼出了各种业务服务，公布出来，同样，你发现其他很多人也做了同样的事情。大家都很振奋，开始踊跃的尝试，我调用你的一个服务，你调我的一个服务。啊哈！大家都SOA了。且慢，那么这个SOA给你们带来了什么好处呢？Ok，现在我可以在J2EE环境里调用.Net的组件了，但是原来没有SOA的时候也可以做到的呀。只要两个节点之间互相认可对方的方式，即使不存在公开/统一的服务界面也可以实现点到点的互联。因此我们不得不承认，如果我们只有服务，而服务的请求者和服务的提供者之间仍然需要这种显式的点到点的调用，那么这就不是一个典型的SOA架构。请看图二，服务的参与双方都必须建立1对1 的联系。这样一个结构与我十几年前的那种互联的方式何其相似！但是，还记得我们上面提到的SOA三个基本要素吗？显然第三点没有做到。

因此，在SOA中，我们还需要这样一个中间层，能够帮助实现在SOA架构中不同服务之间的智能化管理。最容易想到的是这样一个HUB-Spoke结构，在SOA架构中的各服务之间设置一个类似于Hub的中间件，由它充当整个SOA架构的中央管理器的作用。请看图三，现在服务的请求者和提供者之间有了一个智能的中转站，服务的请求者不再需要了解服务提供者的细节。不错！看上去是一个好的SOA结构。事实上，传统的EAI就是通过这样一种方式来试图解决企业内部的应用整合问题。

EAI的目标是支持对现有IT系统的重新利用，通过EAI技术能够将不同的软件和系统串联起来，延长这些应用系统的生命周期。传统的EAI，往往使用如CORBA和COM等的消息中间件进行分布式，跨平台的程序交互，修改企业资源规划以达到新的目标，使用中间件、XML等方法来进行数据分配。因此，实际上传统的EAI是部件级的重用。很不幸的是，基于部件的架构没有统一的标准，因此，各个厂商都有各自不同的EAI解决方案，你会看到各种各样的中间件平台。如果EAI碰到了异构的IT环境，就必须分别考虑怎样在各个不同的中间件之间周旋，来实现合理的互联方式，你不得不考虑各种复杂的可能性。因此，你所见过的大多数传统EAI解决方案都比较笨重。

再回顾一下我们上面介绍过的SOA的应用场景：复杂的企业级架构。如果我们选择Hub的模式来构建SOA基础架构，从纯粹逻辑的角度，可能会出现哪些问题呢？首先，整个SOA架构的性能，如果每个服务的请求都经过中央Hub的中转，那么Hub的负担会很重，速度会随着参与者的增多而愈来愈慢；其次，这样的系统会很脆弱，一旦Hub出错，整个SOA架构都会瘫痪；最后，这样的架构会破坏SOA的开放性原则，参与者运行在一个相对封闭的环境中，扩展起来十分麻烦。因此，这也不是理想的SOA架构。

好了，现在该ESB登场了:

它与前面的Hub结构有什么不同呢？首先，它比单一Hub的形式更开放，总线结构有无限扩展的可能；其次，真正体现了SOA的理念，一切皆为服务，服务在总线(BUS)中处于平等的地位。即使我们需要一些Hub，那么它们也是以某种服务的形式部署在总线上，相比上面的结构要灵活的多。这就是ESB，我们需要给它一个明确的定义：ESB是一种在松散耦合的服务和应用之间标准的集成方式。它可以作用于：

l 面向服务的架构 -分布式的应用由可重用的服务组成

l 面向消息的架构 - 应用之间通过ESB发送和接受消息

l 事件驱动的架构 - 应用之间异步地产生和接收消息

很不幸，上面的定义看上去很拗口，我们暂且用一句较通俗的话来描述它：ESB就是在SOA架构中实现服务间智能化集成与管理的中介。而它与SOA的关系要相对好理解一些：ESB是逻辑上与SOA 所遵循的基本原则保持一致的服务集成基础架构，它提供了服务管理的方法和在分布式异构环境中进行服务交互的功能。可以这样说，ESB是特定环境下(SOA架构中)实施EAI的方式：首先，在ESB系统中，被集成的对象被明确定义为服务，而不是传统EAI中各种各样的中间件平台，这样就极大简化了在集成异构性上的考虑，因为不管有怎样的应用底层实现，只要是SOA架构中的服务，它就一定是基于标准的。

其次，ESB明确强调消息(Message)处理在集成过程中的作用，这里的消息指的是应用环境中被集成对象之间的沟通。以往传统的EAI实施中碰到的最大的问题就是被集成者都有自己的方言，即各自的消息格式。作为基础架构的EAI系统，必须能够对系统范畴内的任何一种消息进行解析。传统的EAI系统中的消息处理大多是被动的，消息的处理需要各自中间件的私有方式支持，例如API的方式。因此尽管消息处理本身很重要，但消息的直接处理不会是传统EAI系统的核心。ESB系统由于集成对象统一到服务，消息在应用服务之间传递时格式是标准的，直接面向消息的处理方式成为可能。如果ESB能够在底层支持现有的各种通讯协议，那么对消息的处理就完全不考虑底层的传输细节，而直接通过消息的标准格式定义来进行。这样，在ESB中，对消息的处理就会成为ESB的核心，因为通过消息处理来集成服务是最简单可行的方式。这也是ESB中总线(Bus)功能的体现。其实，总线的概念并不新鲜，传统的EAI系统中，也曾经提出过信息总线的概念，通过某种中间件平台，如CORBA来连接企业信息孤岛，但是，ESB的概念不仅仅是提供消息交互的通道，更重要的是提供服务的智能化集成基础架构。

最后，事件驱动成为ESB的重要特征。通常服务之间传递的消息有两种形式，一种是调用(Call)，即请求/回应方式，这是常见的同步模式。还有一种我们称之为单路消息(One-way)，它的目的往往是触发异步的事件，发送者不需要马上得到回复。考虑到有些应用服务是长时间运行的，因此，这种异步服务之间的消息交互也是ESB必须支持的。除此之外，ESB的很多功能都可以利用这种机制来实现，例如，SOA中服务的性能监控等基础架构功能，需要通过ESB来提供数据，当服务的请求通过ESB中转的时候，ESB很容易通过事件驱动机制向SOA的基础架构服务传递信息。

关于ESB的总结：

ESB （企业服务总线）为面向服务体系提供了基础架构。通过设计工具定义服务间交互和规则， ESB 为部署和发现服务提供了运行时环境。

在 ESB 的世界中，服务不会直接彼此交互。“ ESB 运行时”作为一个仲裁者在服务间松散的耦合它们。“ ESB 运行时”将实现协议绑定、消息传输、消息处理，等等。

一个服务总线将包括下列关键项：

为服务提供传输绑定

定义和发现已部署服务

在服务间基于规则的路由和编排消息

包括文档传递在内的增值服务等

大部分的 ESB 提供商基于自己的 SOA 提议来开放标准和技术，包括多种 Web 服务标准和协议。他们提供多种调用服务的传输绑定，包括 HTTP 、 FTP 以及 JMS 等等。大部分 ESB 用户利用 WS-BPEL （ Web 服务的业务流程执行语言）来了解已部署服务之间是如何实现业务流程的。 ESB 提供商同时也提供服务质量特性，包括容错、故障转移、负载平衡、消息缓冲等等。

三．Java 业务集成

JBI （Java 业务集成）的提出是基于面向服务体系提倡的方法和原则，为了解决 EAI 和 B2B 若干问题的 Java 标准。当前版本（ 1.0 ）是 2005 年 8 月通过的 JSR （Java 规范需求） 208 定案。商业和开源界都欢迎 JBI 成为他们 ESB 产品的集成标准。

JBI环境的架构

JBI 定义了基于插件方式的架构，以便服务能融入“ JBI 运行时”环境。 JBI 提供了详细的接口，使服务能与“ JBI 运行时”环境交互。这些服务要为“ JBI 运行时”环境暴露接口，以便“ JBI 运行时”环境为服务路由消息，也即JBI定义了一种环境，在这种环境下，插件组件使用一种直接基于WSDL2.0的服务模型来进行交互。所以，“ JBI 运行时”环境在部署在 SOA 环境中的服务间扮演着仲裁者的角色。

在同一 JVM 中，“ JBI 运行时”核心主要包括如下组件：

组件框架：组件框架把不同类型的组件部署到“ JBI 运行时”。

归一化的消息路由器：归一化的消息路由器利用标准机制实现服务间消息交换。

管理框架：管理框架基于 JMX 进行部署、管理以及监控“ JBI 运行时”中的组件。

下图为JBI高层架构的视图

JBI环境外面的是服务消费者跟提供者，它们代表了将被JBI集成进来的外部实体。这些外部实体可以使用各种不同的技术来跟JBI环境里的Binding Components来进行通信。而服务引擎是一个基本的标准化的容器，它用来容纳基于引擎规范所定义的实体(比如说wsdl所定义的服务提供者和消费者)。

组件模型――组件框架(Component Framework)

JBI 在“ JBI 运行时”环境中定义了两种组件：

服务引擎（SE）组件：该组件负责实现业务逻辑和其他服务。服务引擎组件在其内部可使用多种技术和设计模式。服务引擎组件可提供数据传输和转换这种简单的基础服务，也可实现像 WS-BPEL 实例一样复杂的业务处理。

绑定（BC）组件：绑定组件主要为已部署服务提供传输级绑定。绑定组件有多种类型：

利用标准传输协议与外部系统进行远程通讯。

使已部署服务能在同一个 JVM 内部相互调用。

服务间可使用标准的 WS-I （ Web 服务协同工作组织）规范通讯。

JBI 的关键是分离服务引擎和绑定组件，以便业务逻辑不被下面的具体细节所干扰。这种方式促进了体系的灵活性和可扩展性。绑定组件和服务引擎组件在 JBI 内部都可以是服务提供者和 / 或服务消费者。

绑定组件和服务引擎组件为“ JBI 运行时”提供接口以便从“ JBI 运行时”接收消息。同样的，它们也利用 JBI 提供的接口来和“ JBI 运行时”通讯。

消息传输模型－－归一化的消息路由器（Normalized Message Exchange）

JBI 利用消息传输模型分离服务提供者和服务消费者之间的耦合。消息传输模型利用了 WSDL 。 WSDL 用于描述暴露的服务引擎组件和绑定组件的业务处理。另外， WSDL 也用于定义抽象服务处理的传输级绑定。

JBI 架构中一个关键组件是 NMR （归一化消息路由器，也译作“正规消息路由器”）。 NMR 基于 WSDL 提供了主要的消息传输中枢， NMR 为部署在“ JBI 运行时”中的服务引擎组件和绑定组件间的消息传递提供松散耦合。服务需要有聚合业务处理的接口，每个业务处理由零个或多个消息组成。而一个接口有一个或多个传输级绑定。

基于WSDL的消息模型，示意图如下：

JBI的消息的架构图如下所示：

“ JBI 运行时”利用归一化格式描述消息。一个归一化消息由以下部分组成：

消息属性

消息有效载荷

消息附件

利用 NMR ，JBI 规范为服务提供者和消费者的消息交换提供标准接口。 NMR 支持服务生产者和消费者之间单向模式和服务响应模式的调用。

外部的服务消费者消息处理过程如下面两图所示：

管理

JBI 利用 JMX 实现运行时的服务安装、配置和监控。服务必须实现 JBI 接口集，以便这些服务在 JBI 环境中是可管理的。 JBI 环境必须提供一套 JMX MBeans 实现“ JBI 运行时”的管理。

“ JBI 运行时”环境允许服务引擎组件和绑定组件的相关操作如下：

l 安装组件：使组件接口可使用归一化消息路由器。