背景:
對于舊有系統(tǒng)的改造和升級,苦惱的莫過于跨平臺,跨語言。我的一個朋友近從Java專向了專攻.NET??因為.NET的CLR既有類似Java虛擬機概念這種已經(jīng)被證明很成功的底層托管能力。又對于Windows的就有桌面應(yīng)用提供了良好的兼容。
近我的一個個人項目也面臨著這樣的需求。一個C語言開發(fā)的中間件,通過API暴露給二次開發(fā)及插件應(yīng)用。現(xiàn)在由于對其應(yīng)用的需求變得日趨復(fù)雜,而且正在脫離Unix的管理環(huán)境,走向基于JWS這樣的BCS管理。有朋友推薦我用JNI,但這樣一是增加了耦合度,二是讓Java睡在JNI感覺不太安穩(wěn)。在認知了上下兩層的系統(tǒng)平臺后,問題變得明朗起來:如何在HTTP協(xié)議下實現(xiàn)Java和C之間的交互?
思路:
本人對Java比較熟悉,先從Java的角度入手,Java間的通信方法:
1 通過URL,Applet/JWS訪問被影射到URL的動態(tài)資源(Servlet)
2 通過URL,Applet/JWS訪問共享的靜態(tài)資源(Server定期更新靜態(tài)資源)
3 通過序列化和反序列化,實現(xiàn)簡單對象的傳輸(比如Resin的Hessian框架就提供了這種通信的方式)
4 通過一些工具做代碼生成,利用Web Services實現(xiàn)客戶端和服務(wù)端的交互
此外脫離HTTP,還可以做RMI,socket編程
現(xiàn)在問題是通信的一端由Java變成了C/C++, 于是, 解決方案1需要把動態(tài)資源由CGI來定義,而方案3變得不再適用。于是方案有:
1 通過URL,Applet/JWS訪問被影射到URL的動態(tài)資源(CGI)
2 通過URL,Applet/JWS訪問共享的靜態(tài)資源(Server定期更新靜態(tài)資源)
3 通過一些工具做代碼生成,利用Web Services實現(xiàn)客戶端和服務(wù)端的交互(×××這是我們討論的重點×××)
解決方案:
現(xiàn)在針對上文提出的3中通信方式中的1和3談一談實現(xiàn)的方法,2的實現(xiàn)方案比較靈活,需要發(fā)揮大家的想象力了:)
針對CGI:
首先CGI可以配置在各種主流的服務(wù)器中作為后端的腳本運行。大家可能對Servlet更熟悉一些。
CGI可以用腳本寫,也可以用C來實現(xiàn)。CGI被觸發(fā)后,通過系統(tǒng)的環(huán)境變量來獲得輸入,在處理完畢后向標(biāo)準(zhǔn)輸出中輸出結(jié)果。
由此可以想見,Web服務(wù)器在接受到來自HTTP協(xié)議的請求后,首先把請求的參數(shù)獲取到,然后設(shè)置到環(huán)境變量里。
根據(jù)對訪問的URL的解析和服務(wù)器自身的配置,找到服務(wù)于請求的CGI程序的位置,然后執(zhí)行這個程序。
這個程序被執(zhí)行后通過環(huán)境變量得到了服務(wù)器先前設(shè)置在環(huán)境變量中的參數(shù)。在經(jīng)過一些復(fù)雜的邏輯操作后,向標(biāo)準(zhǔn)輸出輸出結(jié)果。
這個輸出又被Web服務(wù)器所捕獲,轉(zhuǎn)而傳遞回請求的客戶端。
更多關(guān)于CGI的知識和理解,大家可以通過google來尋找答案
上述CGI的方式可以讓我們直接獲取到結(jié)果,但是方案比較原始和基礎(chǔ)。其缺點有:
1 需要自己制定類型傳輸協(xié)議,做封裝和拆封,否則只支持字符串
2 我們不會為了要用C的API就給它裝一個或者自己實現(xiàn)一個Web服務(wù)器的,這讓我們的底層程序顯得蠢笨而冗余。我們希望能有一個超薄的Server外殼,
在對API封裝后,通過某個端口進行開放即可。
針對Web Servcies:
Based on上面的兩個不足,我們只能把希望寄托在Web Services身上了,
筆者在這里推薦給大家的是在C/C++很的Web Services工具gSOAP。大家可以到http://gsoap2.sourceforge.net/上去下載這個工具。
通過這個工具,我們可以做到:
1 一個Stand-alone的服務(wù)器外殼
2 一個根據(jù)API程序自動生成的Web Services服務(wù)
3 一個WSDL描述符文件
下面說明有關(guān)基于gSOAP的Web Services C服務(wù)端和Java客戶端的運行機理,及通過Java客戶端訪問gSOAP的Web Services的過程中需要注意的問題。
客戶根據(jù) WSDL 描述文檔,會生成一個 SOAP 請求消息。Web Services 都是放在Web服務(wù)器后面,客戶生成的SOAP請求會被嵌入在一個HTTP POST請求中,發(fā)送到 Web 服務(wù)器來。Web 服務(wù)器再把這些請求轉(zhuǎn)發(fā)給 Web Services 請求處理器。請求處理器的作用在于,解析收到的 SOAP 請求,調(diào)用 Web Services,然后再生成相應(yīng)的 SOAP 應(yīng)答。Web 服務(wù)器得到 SOAP 應(yīng)答后,會再通過 HTTP應(yīng)答的方式把信息送回到客戶端。
WSDL是Web服務(wù)中客戶端和服務(wù)端溝通的橋梁,描述了對象提供的方法。SOAP幫我們制定了一份被官方認可的對象的封裝方法。有了WSDL,客戶端只關(guān)心如何把參數(shù)用Soap封裝起來發(fā)出去,并獲取結(jié)果。服務(wù)端只關(guān)心如何對Soap進行拆包->服務(wù)->封包。gSOAP可以幫我們實現(xiàn)上述過程中的拆包和封包,而我們可以只關(guān)心服務(wù)的實現(xiàn)。
言歸正傳,在這里我們以一個簡單的實現(xiàn)加、減、開放的Web Services的服務(wù)為例子,介紹gSOAP的使用:
為了發(fā)布這個Web服務(wù),首先我們需要把服務(wù)的接口定義好,這個服務(wù)可能是一個現(xiàn)有服務(wù)的Adapter,為此我們定義頭文件
calc.h:
代碼
typedef double xsd__double;
int ns__add(xsd__double a, xsd__double b, xsd__double &result);
int ns__sub(xsd__double a, xsd__double b, xsd__double &result);
int ns__sqrt(xsd__double a, xsd__double &result);
注意到這里面我們把double定義成了xsd__double(兩個下劃線),這是為了告訴gSOAP,我們需要的soap格式和WSDL格式是基于Document/literal的而非rpc/encoded.為了不把事情搞復(fù)雜,在這里我只能說,Java1.6自帶的Web Services工具只支持Document/literal格式的WSDL,所以我們生成這種格式的WSDL。
編寫好頭文件后,我們就可以利用gSOAP提供的工具進行生成了:
/usr/lib/gsoap-2.7/bin/soapcpp2 -S -2 calc.h
生成的主要文件詳見附件。
下面我們實現(xiàn)calc.h中定義的函數(shù):
代碼
// Contents of file "calc.cpp":
#include "soapH.h"
#include "ns.nsmap"
#include
int main()
{
struct soap soap;
int m, s; // master and slave sockets
soap_init(&soap);
m = soap_bind(&soap, "localhost", 9999, 100);
if (m < 0)
soap_print_fault(&soap, stderr);
else
{
fprintf(stderr, "Socket connection successful: master socket = %d\n", m);
for (int i = 1; ; i++)
{
s = soap_accept(&soap);
if (s < 0)
{
soap_print_fault(&soap, stderr);
break;
}
fprintf(stderr, "%d: accepted connection from IP=%d.%d.%d.%d socket=%d", i,
(soap.ip >> 24)&0xFF, (soap.ip >> 16)&0xFF, (soap.ip >>< img src="/images/forum/smiles/icon_cool.gif"/>&0xFF, soap.ip&0xFF, s);
if (soap_serve(&soap) != SOAP_OK) // process RPC request
soap_print_fault(&soap, stderr); // print error
fprintf(stderr, "request served\n");
soap_destroy(&soap); // clean up class instances
soap_end(&soap); // clean up everything and close socket
}
}
soap_done(&soap); // close master socket and detach environment
}
// Implementation of the "add" remote method:
int ns__add(struct soap *soap, double a, double b, double &result)
{
result = a + b;
return SOAP_OK;
}
// Implementation of the "sub" remote method:
int ns__sub(struct soap *soap, double a, double b, double &result)
{
result = a - b;
return SOAP_OK;
}
// Implementation of the "sqrt" remote method:
int ns__sqrt(struct soap *soap, double a, double &result)
{
if (a >= 0)
{
result = sqrt(a);
return SOAP_OK;
}
else
{
return soap_sender_fault(soap, "Square root of negative value", "I can only compute the square root of a non-negative value");
}
}
前文提到過,我們不希望為了發(fā)布基于Web Services的C語言的API而開發(fā)或應(yīng)用一個大的Web服務(wù)器。我們代碼中的main函數(shù)實現(xiàn)了一個簡單的Web Server(基于Socket).這個Server利用gSOAP生成的API來提供針對SOAP的處理。
下面我們把這個嵌入式的web server編譯,編譯的時候注意stdsoap2.cpp這個文件是從gSOAP包中拷貝而來,不是自動生成的,大家下載gSOAP后直接就能找到這個文件及其頭文件。
g++ -o calcServer calc.cpp soapC.cpp soapServer.cpp stdsoap2.cpp
一個以Web Servers形式提供的C API誕生了。
在server端執(zhí)行./calcServer
下面討論如何用Java1.6的自帶工具生成一個客戶端stub:
把gSOAP生成的WSDL拷貝到我們的Java開發(fā)環(huán)境中來,按照Web Services Server中定義的端口和服務(wù)器,配置參數(shù)生成客戶端Web Services代碼:
/usr/lib/jvm/jdk1.6.0_03/bin/wsimport -extension -httpproxy:localhost:9999 -verbose ns.wsdl
生成后,把這個環(huán)境添加到eclipse的編譯環(huán)境中來,然后在eclipse中建一個新的類:
代碼
class Test {
public static void main(String args[]) {
Service service = new Service();
double h = service.getService().sub(20000, 1);
System.out.println(h);
}
}
運行后得到結(jié)果19999.0
淺談Java中通信機制及與C/C++ API的集成
更新時間: 2007-12-21 09:01:07來源: 粵嵌教育瀏覽量:951