Web服务搜索与执行引擎(八)——WSDL解析精髓

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lin_bei/article/details/1574212

本文探讨了动态发现和调用Web服务的过程，重点在于解析WSDL文档。介绍了WSDL作为服务契约的角色，以及使用WSDL4J进行解析的方法。通过解析WSDL，可以获取目标名称空间、服务名称、端口名称、操作和参数等关键信息，为Web服务的调用奠定基础。

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接上一篇文章的最后一段：“一般情况下，我们使用SOAP作为实现协议，那么客户端在分析了WSDL文件以后，将会把用户的输入转换成我们已经看到过的SOAP请求，之后的过程就与之前的完全一样。”基于这样的需求，接下应该做的第一件事情就是：分析处理WSDL文件。

上一篇blog里提到过，WSDL规范其实就好比是我们国家的法侓，它规定了公民（好比是SOAP消息）应该要怎么行使个人权力以及履行个人义务等，即具有指导性的意义。用比较规范的语言来说就是WSDL是用来描述一个异构组件如何被程远程未知平台调用的，即描述了SOAP消息的格式，在WEB服务中起到了服务端和服务客户端之间的契约作用。

在系列的第一篇文章里已经提到，系统的目标是：Web 服务客户机在事先不了解一个 Web 服务的组成的情况下可以动态地发现和调用该Web 服务。

那么，我们需要做什么才能动态地发现和调用这个服务？

首先，需要发现来自系统的服务资源库里关于此服务的信息，这个就是我在系列(六)：Web服务搜索与执行引擎(六)－－基于Lucene的Web服务检索 中写到的关于Web服务搜索模块如何从库里提取服务信息，一个最重要的信息是服务所对应的WSDL 文档的URL。

其次，需要阅读来自服务提供者的 WSDL文档并进行解析，以获取各种信息。这一步就是本篇文章所要关注的。

最后，我将拥有足够的信息来使用SAAJ发送和接收对 Web 服务实现的 SOAP 请求。这一步就是在后续文章里将要写到的。

那么我们就来看看如何阅读来自服务提供者的 WSDL文档并进行解析？

WSDL的常用处理方法：

基于 DOM 的方法：上一篇blog也说到了， WSDL 文件从本质上来讲是一个 XML 文件，现有的 DOM API（例如 Xerces）能够用来进行解析或者构建 WSDL 文件。这种方法是最通用的，但同时也是处理 XML 文件最费力的方法。尽管从技术上来讲是可行的，基于 DOM API 的实现对于代码敏感且容易出错。同时，这一解决方法迫使您不得不处理两个完全不同的模型：DOM 和 WSDL 模型。
基于特定 API 的方法： 利用 IBM 的 WSDL4J 来实现 WSDL 操作。这种方法倾向于 WSDL 模型，它允许您直接操作 WSDL 。这种方法的不足在于您不仅要处理 WSDL 本身，还要处理 WS-Addressing、WS-Policy 和扩展脚本。它同时还使用那些尚未成为标准的事物，这就意味着现有的一些 API 将会改变。这就意味着这种基于特定 API 的方法不得不掺杂一定数量的 DOM 处理。但是这些不足跟前面提到的“倾向于 WSDL 模型，它允许您直接操作 WSDL”的好处比起来，我们还是觉得使用它是当前的最好选择。
基于 Java 生成的方法：因为描述我们实现的所有脚本都是标准的 XML 脚本，因此可以生成对应于这些脚本的 Java 类（支持 XML 编组和分组）。在这种情况下， WSDL 文件直接转化为 Java 类，然后作为 Java 对象来管理，使用这种方式一个缺陷就是使客户程序代码庞大，臃肿，不好管理，增加了系统的复杂性。

WSDL4J简介——解析和收集来自 WSDL 的信息

WSDL4J是用来解析WSDL文件的技术，很多WEB服务的底层实现都用了该技术。

但在传统的WEB服务实现方案中，该技术作为底层实现被屏蔽。而我们的项目为了能够动态的调用异构平台的未知服务，必须使用该技术。

所以说WSDL4J 包将被用于以编程方式表示 WSDL 文件的元素，所以我可以浏览和收集来自该文件的各种信息。

在服务资源库中查找 Web 服务

为了动态地调用 Web 服务，必须知道一些基本信息，如此Web服务的WSDL文档的URL、Web服务的名称。当服务消费者在同一种服务中,即搜索结果中选择一个后，可以根据服务ID,以及Vector totalservices获取一个Web服务对象，这个对象包含了有关远程Web服务的足够信息，注意是足够信息，当然有最起码的WSDL 文档的 URL。既然我知道了WSDL 实现的 URL，那我就可以继续用 WSDL4J 直接请求来自服务提供者的文档并对其进行解析，从而获得了下一步调用服务所需要的一个完全的Web服务信息，如操作的调用参数信息等等。

解析 WSDL

既然经过上面步骤我们拥有了用于 Web 服务的 WSDL文档的 URL，那么我们现在就可以用到WSDL4J来解析它了。为了使用 SAAJ构建SOAP消息调用该服务，我们将需要从 WSDL 收集下列最基本的信息：

目标名称空间

服务名称

端口名称

操作名称

操作输入参数

这时候如果大家对上面这些概念不太熟悉或者忘记了WSDL的详细细节，请翻看我上一篇blog:

Web服务搜索与执行引擎(七)——重温WSDL与SOAP，另外对上一篇介绍WSDL的blog做一个补充,因为解析WSDL文档时必须处理的一个问题就是处理definitions标签

<wsdl:definitions xmlns:wsdl="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/" xmlns:soap11="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:soap12="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope" xmlns:soapenc11="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" xmlns:soapenc12="http://www.w3.org/2003/05/soap-encoding" xmlns:tns="http://weather.cactus.org" xmlns:wsdlsoap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" targetNamespace="http://weather.cactus.org">

每个WSDL的根元素都是<definitions>，一般都在这里定义文档中的各种名称空间。对于上面的WSDL，定义了不少名称空间，现在来说说它们的作用。

我们都知道，WSDL应该是格式正确的XML文档。进一步，还应该把它看作一个Schema，因此，<definitions>元素中可以定义targetNamespace属性，表示在这个元素下的所有元素都属于这个目标名称空间。xmlns表示缺省的名称空间，请注意在上面的文档中，这个缺省名称空间的值和xmlns:wsdl的值是相同的（都是http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/）。因此，在这个WSDL中的很多<wsdl:XXX>元素，例如<wsdl:types>、<wsdl:portType>等等，实际上省略掉前面的“wsdl:”效果也是一样的。

名称空间xmlns:tns， tns是This NameSpace的缩写，用来对当前WSDL进行引用。由于一个WSDL映射一个包（package），所以我们在Java平台下基于XFire开发的一个天气Web服务为我们生成的WSDL里，tns的值（http://weather.cactus.org）包含java包（org.cactus.weather）的信息就是顺理成章的了。请注意，tns1的值和<wsdl:types>里的<schema>元素的targetNamespace值是相同的。

名称空间xmlns:wsdlsoap是在与soap绑定时使用的，例如<wsdlsoap:binding>、<wsdlsoap:operation>等元素会用到。

名称空间xmlns:xsd是对XML Schema中各种数据类型的引用，例如string、boolean等等。想知道XML Schema中一共都定义了哪些数据类型，只要查看该名称空间的值（http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema）即可。

在看具体的解析之前先看看WSDL4J的基本用法:

首先通过我们系统获取企业所发布服务的WSDL文档.一旦获取了服务的WSDL文档,就可以采用WSDL4J对其进行解析.为了使用Web服务调用框架进行服务的调用,需要从WSDL文档中进行以下信息的收集:目标名称空间;服务名称;端口名称;操作名称;输入输出参数.

WSDL文档的分类

WSDL文档主要分为4种样式:文档/文字、文档/编码、RPC/文字、RPC/编码。基于文档和RPC样式的WSDL文档在数据类型定义方面主要存在如下区别:

基于文档样式的WSDL文档的每个Message所包含的Part部分指向一个Schema元素声明;

基于RPC样式的WSDL文档的每个Message所包含的Part部分指向了Schema类型的定义.

不同文档样式的数据类型定义区别如下所示:

<s:element name="getQuote">

<s:complexType>

<s:sequence>

<s:element minOccurs="0"maxOccurs="1"name="symbol"type="s:string"/>

</s:sequence>

</s:complexType>

</s:element>

基于文档的表示：

</message>

基于RPC的表示：

</message>

用WSDL4J进行服务描述解析的基本流程

由于两种样式的WSDL文档在进行数据类型定义时不尽相同,因此采用WSDL4J在进行服务参数解析时也不相同,其中基于RPC样式的服务参数能够很好地被解析,而基于文档样式的服务参数需要采用其他如解析XML文档的方法去执行.文中应用采用基于RPC样式的服务描述文档,其中采用WSDL4J进行服务描述解析的代码框架见程序清单2:

1)获取服务的definitions根节点

WSDLFactory factory= WSDLFactory.newInstance();

WSDLReader reader=factory.newWSDLReader();

Def=reader.readWSDL(WsdlURL);

2)获取目标名称空间

targetNamespace=Def.getTargetNamespace();

3)获取服务端口

Vector allPorts=newVector();

Mapports= Def.getPortTypes();

…

PortType port= (PortType)allPorts.elementAt(0);

4)选择服务名称和端口名称

//首先选择和当前端口类型相同的绑定QName

QName bindingQName=null;

Mapbindings= Def.getBindings();

…

Binding binding= (Binding)bindings.get(it.next());

if(binding.getPortType()==port)

{bindingQName=binding.getQName();}

//然后通过端口绑定名称获取端口名称和服务名称

MapimplServices=implDef.getServices();

…

Serviceserv= (Service)implServices.get(it.next());

Mapm =serv.getPorts();

…

Portp= (Port)m.get(iter.next());

if(p.getBinding().getQName().toString().equals(bindingQName.toString())){

portName=serv.getQName().toString();

serviceName=p.getName();}

5)选择操作名称

Operationop= (Operation)operations.get(0);

operationName=op.getName();

6)保存输入参数名称和类型(输出参数类似)

Listparts=op.getInput().getMessage().getOrderedParts(null);

intcount=parts.size();

StringinNames=newString[count];

ClassinTypes=newClass[count];

for(inti=0;I<inNames.length;i++){

inNames[i]= (Part)parts.get(i).getName();

t = (Part)parts.get(i).getTypeName.

getLocalPart();

if("string".equals(t)

{inTypes[i]=String.class;…}

}

对于我们项目具体的解析过程

下面用几个代码片段来解释整个过程：

清单1 Transformation.java

public com.swc.se.domain.Service buildserviceinformation(com.swc.se.domain.Service serviceinfo) throws Exception {

WSDLReader reader = wsdlFactory.newWSDLReader();

Definition def = reader.readWSDL(null, serviceinfo.getWsdllocation());

wsdlTypes=createSchemaFromTypes(def);

Map services = def.getServices();

if(services != null){

Iterator svcIter = services.values().iterator();

populateComponent(serviceinfo, (Service)svcIter.next());

}

return serviceinfo;

}

清单1 主要的任务就是根据WSDL文档URL地址(serviceinfo参数只含有有限的信息，如ID，WSDL文档的URL)，构建一个com.swc.se.domain.Service类，用来描述WSDL文件中的Service元素，即用来装载从Service元素和其子元素中解析出来的数据。同时，com.swc.se.domain.Service类也对应一个远程服务。

第一步：读取WSDL文档的根构建一个Definition 对象：

Definition def = reader.readWSDL(null, serviceinfo.getWsdllocation());

第二步：使用castor工具根据上一步生成的def对象，从Definition 的子元素types生成java对象wsdlTypes，它是一个向量vector:

wsdlTypes = createSchemaFromTypes(def);

第三步：获得在WSDL文档中定义的所有Service对象

Map services = def.getServices();

在这里做了一个约定，为了把问题简单化，只把WSDL文档看成是只含有一个service对象，当然了可以有多个service对象，因为在一个WSDL文档中，＜service＞的name属性用来区分不同的service，但是同一个service中可以有多个端口，它们也有"name"属性：

Iterator svcIter = services.values().iterator();

第四步：为找到的当前Service对象构建一个com.swc.se.domain.Service类

populateComponent(serviceinfo, (Service)svcIter.next());

而其实上面的好几步都是一个复杂的过程，所以分别用方法抽出来了，第二步从子元素types生成java对象wsdlTypes过程如清单2.

所以先看看第二步都有哪些自步骤：

清单2 Transformation.java

对于清单2，是为清单1的第二步服务的，过程如下：

protected Vector createSchemaFromTypes(Definition wsdlDefinition) {

Vector schemas=new Vector();

org.w3c.dom.Element schemaElementt = null;

if(wsdlDefinition.getTypes() != null){

Vector

schemaExtElem= findExtensibilityElement(wsdlDefinition.getTypes().getExtensibilityElements(), "schema");

for(int i=0;i<schemaExtElem.size();i++){

ExtensibilityElement schemaElement=(ExtensibilityElement)schemaExtElem.elementAt(i);

if(schemaElement!=null&&schemaElement

instanceof UnknownExtensibilityElement){

schemaElementt = ((UnknownExtensibilityElement)schemaElement).getElement();

Schema schema=createschemafromtype(schemaElementt,wsdlDefinition);

schemas.add(schema);

}

return schemas;

}

1. 保存types下的所有schema：Vector schemas=new Vector();

2. 获得Types元素的schema集合，schemaExtElem是Types元素的schema集合，

因为可能会有多个schema，其实在这里我们如果把问题再次简单化的话就可以看成是一个schema，返回的就是ExtensibilityElement了：

Vector

schemaExtElem= findExtensibilityElement(wsdlDefinition.getTypes().getExtensibilityElements(), "schema");

3. 对于2中的Schema集合，获得每个Schema：

ExtensibilityElement schemaElement=(ExtensibilityElement)schemaExtElem.elementAt(i);

schemaElementt= ((UnknownExtensibilityElement)schemaElement).getElement();

UnknownExtensibilityElement是用来封装任意的子元素，即一个Schema.

4.根据当前Schema所对应的对象(org.w3c.dom.Element)：schemaElementt，返回一个标准的Java对象schema.

Schema schema=createschemafromtype(schemaElementt,wsdlDefinition);

而第4步其实也是一个复杂过程，如清单3。而最终要实现的就是：

这几个变换：<definitions>——< schema>——WSDL4J包的ExtensibilityElement ——org.w3c.dom.Element下的Element——org.exolab.castor.xml.schema.Schema的Schema

清单3 Transformation.java 清单3的一个任务就是实现这几个变换：<definitions>——< schema>——WSDL4J包的

private Schema createschemafromtype(org.w3c.dom.Element schemaElement,Definition wsdlDefinition) {

if(schemaElement == null){

System.err.println("Unable to find schema extensibility element in WSDL");

return null;

}

DOMBuilder domBuilder = new DOMBuilder();

org.jdom.Element jdomSchemaElement = domBuilder.build(schemaElement);;

if(jdomSchemaElement == null){

System.err.println("Unable to read schema defined in WSDL");

return null;

}

Map namespaces = wsdlDefinition.getNamespaces();

if(namespaces != null && !namespaces.isEmpty()){

Iterator nsIter = namespaces.keySet().iterator();

while(nsIter.hasNext()){

String nsPrefix = (String)nsIter.next();

String nsURI = (String)namespaces.get(nsPrefix);

if(nsPrefix != null && nsPrefix.length() > 0) {

org.jdom.Namespace nsDecl = org.jdom.Namespace.getNamespace(nsPrefix, nsURI);

jdomSchemaElement.addNamespaceDeclaration(nsDecl);

}

jdomSchemaElement.detach();

Schema schema = null;

try

{

schema = XMLSupport.convertElementToSchema(jdomSchemaElement);

}

catch(Exception e)

{

System.err.println(e.getMessage());

}

return schema;

}

ExtensibilityElement ——org.w3c.dom.Element类型的Element——org.jdom.Element类型

的Element——org.exolab.castor.xml.schema.Schema类型的Schema的最后一步：org.exolab.castor.xml.schema.Schema的Schema。

使用JDOM包import org.jdom.input.DOMBuilder把org.w3c.dom.Element类型的Element转化为org.jdom.Element类型的Element：

// 从DOM到JDOM的转换

DOMBuilder domBuilder = new DOMBuilder();

org.jdom.Element jdomSchemaElement = domBuilder.build(schemaElement);

这时候离目标org.exolab.castor.xml.schema.Schema的Schema。只有一步了：

schema = XMLSupport.convertElementToSchema(jdomSchemaElement);即，

通过XMLSupport类把一个JDOM类型的SchemaElemen转化为org.exolab.castor.xml.schema.Schema的Schema！具体过程就不再细说了。

还有一个任务就是：在传进来的实参Definition wsdlDefinition对象里获得definition元素

所有相关的命名空间: