黃德軍

摘要：近年來，網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展促進(jìn)了網(wǎng)上交易的推廠與完善。土地網(wǎng)上掛牌交易作為一種新興的土地交易方式，已逐漸進(jìn)入歷史的舞臺(tái)。該文概括地描述了國(guó)土使用權(quán)出讓網(wǎng)上交易系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)與交易服務(wù)模型的基本構(gòu)成，對(duì)其需求與流程作了分析闡述，該文對(duì)于基于WCF與WF的系統(tǒng)在SOA模式設(shè)計(jì)上進(jìn)行了探索與研究，在“國(guó)土使用權(quán)網(wǎng)上交易系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上，利用WF構(gòu)建安全的交易流程，并利用WCF將WF發(fā)布為服務(wù)，將網(wǎng)上競(jìng)拍系統(tǒng)構(gòu)建成靈活、易于擴(kuò)展、面向服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)；WCF；WF；國(guó)土使用權(quán)出讓；網(wǎng)上交易系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)24-5801-05

近年來，網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展促進(jìn)了網(wǎng)上交易業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展。土地網(wǎng)上掛牌交易作為一種新興的土地交易方式，其低廉的成本和廣闊的前景，已得到越來越多人的重視。土地網(wǎng)上掛牌交易主要借助網(wǎng)絡(luò)無空間地域限制的優(yōu)點(diǎn)，以遠(yuǎn)程服務(wù)的方式彌補(bǔ)其網(wǎng)點(diǎn)少、規(guī)模小的不足，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，必然會(huì)成為土地交易的一種必不可少的交易模式。而當(dāng)前全國(guó)各地省市國(guó)土資源局信息化建設(shè)進(jìn)展不同，處在不同的層次階段，不少單位已經(jīng)存在若干已經(jīng)成熟的應(yīng)用系統(tǒng)，但各個(gè)系統(tǒng)使用不同的技術(shù)和平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，使得資源整合、資源共享成為一大難題。

在技術(shù)方面，分布式技術(shù)SOA的出現(xiàn)將物理分散的數(shù)據(jù)資源、業(yè)務(wù)邏輯整合成統(tǒng)一的工作平臺(tái)，它共享了數(shù)據(jù)和功能組件、整合優(yōu)化了資源、減少了數(shù)據(jù)冗余與重復(fù)開發(fā)，利用起現(xiàn)有系統(tǒng)資源，克服了傳統(tǒng)各自為政的自治系統(tǒng)的弊端。隨著技術(shù)進(jìn)步，Web在分布式應(yīng)用上逐漸嶄露頭角，Web在分布式應(yīng)用中的平臺(tái)無關(guān)性、部署的方便性使其漸漸成為分布式技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，出現(xiàn)了越來越多的基于Web的分布式服務(wù)的應(yīng)用。

該文利用WCF技術(shù)構(gòu)建國(guó)土使用權(quán)網(wǎng)上掛牌出讓系統(tǒng)，研究實(shí)現(xiàn)了在分布式環(huán)境下國(guó)土資源使用權(quán)交易系統(tǒng)，利用WF構(gòu)建狀態(tài)機(jī)工作流并依托WCF發(fā)布為服務(wù)來構(gòu)建一個(gè)跨平臺(tái)、易于擴(kuò)展與共享的安全網(wǎng)上土地使用權(quán)交易環(huán)境。

1 WCF與WF技術(shù)綜述

1.1 SOA概念

SOA分為廣義的SOA和狹義的SOA，廣義的SOA是指一種新的企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)和企業(yè)IT基礎(chǔ)架構(gòu)，它可以使企業(yè)或單位實(shí)現(xiàn)跨應(yīng)用，跨部門，跨企業(yè)甚至跨行業(yè)之間的離散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互連。（注意：這里所指的服務(wù)并不單單是Web Service,它可以是以Web Ser? vice實(shí)現(xiàn)，也可以以業(yè)務(wù)方式實(shí)現(xiàn)，甚至是書面口頭承諾實(shí)現(xiàn)）。而狹義的SOA是指一種軟件架構(gòu)，它可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。

1.2 WCF技術(shù)要素

WCF（Windows Communication Foundation）是微軟的SOA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)載體，WCF以服務(wù)的觀念實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)。它是開發(fā)和部署在Windows環(huán)境中運(yùn)行的服務(wù)的開發(fā)工具和環(huán)境。WCF提供了服務(wù)運(yùn)行時(shí)環(huán)境，允許服務(wù)傳遞CLR類型、與其他服務(wù)和客戶端進(jìn)行通信以及跨平臺(tái)的互操作性的特性。WCF統(tǒng)一了分布式通信的編程模型。WCF由一個(gè)WCF服務(wù)端框架由宿主、端點(diǎn)以及服務(wù)類三部分組成。[1]

WCF的技術(shù)要素包括：地址、綁定、契約、端點(diǎn)、宿主。

地址提供了兩個(gè)重要的元素：服務(wù)的位置和用于服務(wù)通訊的傳輸協(xié)議，支持HTTP、TCP、端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)、IPC、MSMQ。

綁定僅僅是對(duì)于相協(xié)調(diào)的傳輸協(xié)議、消息編碼、通訊模式、可靠性、安全性、事務(wù)傳播和互操作性的預(yù)封裝[2]。

契約是一種描述服務(wù)所實(shí)現(xiàn)功能獨(dú)立于平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)的手段。

端點(diǎn)是地址、契約和綁定的結(jié)合，并由服務(wù)發(fā)布該端點(diǎn)。

宿主指的是WCF服務(wù)所寄宿的進(jìn)程。WCF服務(wù)不能獨(dú)立存在，必須寄宿在運(yùn)行的進(jìn)程中，該進(jìn)程被稱為宿主。宿主可以由IIS或Windows活動(dòng)服務(wù)(WAS)或由開發(fā)人員開發(fā)應(yīng)用程序的一部分來提供。

1.3 WCF技術(shù)特點(diǎn)

WCF是Microsoft為構(gòu)建面向服務(wù)的應(yīng)用提供的分布式通信編程框架，在WCF框架下，微軟將所有與它之前的分布式體系相關(guān)的技術(shù)要素都包含在內(nèi)，同時(shí)，WCF繼承了SOA的體系結(jié)構(gòu)，所以使用WCF體系架構(gòu)可以很好地解決異構(gòu)系統(tǒng)的集成問題，可以最大程度地減少系統(tǒng)間的藕合，提高可重用性，從而能夠迅速便捷地構(gòu)建開放的、模塊化的、可重用的系統(tǒng)，并便捷地共享系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)。WCF有以下技術(shù)特點(diǎn)：

1）結(jié)構(gòu)松耦合

松耦合是SOA的一個(gè)基本的特征，服務(wù)的創(chuàng)建對(duì)于外界而言是不透明的，因此WCF服務(wù)通常通過公開元數(shù)據(jù)（Metadata）的方式描述可用的功能以及服務(wù)可能采用的通信方式。調(diào)用WCF服務(wù)，客戶端只須了解WCF服務(wù)描述，而無須知道具體的細(xì)節(jié)，體現(xiàn)了了其結(jié)構(gòu)的松耦合。

2）通信模型

WCF的基本通信機(jī)制是基于SOAP的Web服務(wù)，因而支持WS*標(biāo)準(zhǔn)?？蛻舳送ㄟ^發(fā)送和接收消息與服務(wù)進(jìn)行交互。WCF不允許客戶端直接與服務(wù)交互，客戶端總是使用代理（Proxy）將調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)。

3）編程模型

WCF所有的交互是經(jīng)由代理實(shí)現(xiàn)的，所以對(duì)于本地和遠(yuǎn)程情況下，WCF都保持相同的編程模型，這樣不僅能夠使位置切換而不影響客戶端，而且顯著地簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序編程模型。所有的WCF服務(wù)均以合同的方式公布，合同是描述服務(wù)功能的標(biāo)準(zhǔn)方式且與平臺(tái)無關(guān)。

1.4工作流引擎WF

在軟件行業(yè)飛速發(fā)展的今天，工作流已經(jīng)漸漸占據(jù)了軟件領(lǐng)域的一席之地，由工作流管理聯(lián)盟提出的工作流參考模型[3]作為主流標(biāo)準(zhǔn)指引著工作流產(chǎn)品的開發(fā)。微軟依照該參考模型開發(fā)出工作流開發(fā)平臺(tái)WF（Windows Workflow Foundation)，WF對(duì)于工作流開發(fā)是相當(dāng)有意義的，工作流系統(tǒng)的健壯性與靈活性將給企業(yè)和單位的運(yùn)行帶來強(qiáng)力支撐。

WCF中提供給我們對(duì)微軟工作流引擎WF的支持，直接使用WCF中的順序工作流服務(wù)類庫(kù)、狀態(tài)工作流服務(wù)類庫(kù)可以較方便地實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單服務(wù)的組合與編排而不需要太多額外的編碼。

1.4.1 WF組成

WF是微軟.Net Framework 3.5的一個(gè)重要組成部分，它提供了一個(gè)通用的框架，用于快速搭建工作流應(yīng)用。WF主要由以下幾個(gè)部分組成：

1)活動(dòng)模型(Activity Model)

2)工作流設(shè)計(jì)器(Workflow Designer)

3)工作流運(yùn)行時(shí)(Workflow Runtime)

4)規(guī)則引擎(Rules Engine)

1.4.2 WF支持的工作流模型[4]

1）順序工作流模型

順序工作流的執(zhí)行的過程是一個(gè)連續(xù)的步驟序列，它支持分支和循環(huán)、也支持接收外部事件，但它嚴(yán)格按照預(yù)定序列順序依次向前執(zhí)行，因此順序工作流是可預(yù)料的，相對(duì)死板缺少靈活性。順序工作流模型是比較傳統(tǒng)的流程，帶有明顯的時(shí)序性，它適用于大多數(shù)結(jié)構(gòu)化的工作流應(yīng)用。

2）狀態(tài)機(jī)工作流模型

與順序工作流模型不同，狀態(tài)機(jī)工作流模型則依賴外部事件來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行。狀態(tài)機(jī)工作流也稱事件驅(qū)動(dòng)工作流。狀態(tài)機(jī)中包含一系列狀態(tài)(包括初始和結(jié)束狀態(tài))和事件。狀態(tài)機(jī)流程總是停在一個(gè)預(yù)設(shè)的狀態(tài)中，直到有事件觸發(fā)之后才會(huì)跳轉(zhuǎn)到新的狀態(tài)上，非常靈活，帶有事務(wù)特征，狀態(tài)機(jī)工作流是專門為事件驅(qū)動(dòng)的工作場(chǎng)景設(shè)計(jì)的，適合于非結(jié)構(gòu)化的面向人或角色的工作流場(chǎng)景。

1.4.3活動(dòng)[4]

活動(dòng)（Activities）是組成工作流的基本元素。WF的基本活動(dòng)庫(kù)包含了一些通用的工作流活動(dòng)，功能涉及流程控制事務(wù)管理、本地通信、Web服務(wù)等。通過使用排列這些基本活動(dòng)，可以構(gòu)建一般的工作流業(yè)務(wù)。雖然WF提供了豐富的通用活動(dòng)，但面對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此WF提供了對(duì)自定義活動(dòng)的支持。開發(fā)人員可以利用WF可以很方便地設(shè)計(jì)執(zhí)行特殊任務(wù)的自定義活動(dòng)。

1.4.4 WF持久化

WF提供了內(nèi)置的持久化服務(wù) SqlWorkflowPersistenceService，它以一種松散藕合的方式工作，可以加載到工作流運(yùn)行時(shí)，方便地將工作流持久化在SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.5 WCF三層體系結(jié)構(gòu)

在SOA的層面，WCF技術(shù)用于構(gòu)建三層服務(wù)體系構(gòu)架[5]。該文采用基于WCF的系統(tǒng)分層架構(gòu)，各個(gè)層次面向系統(tǒng)中的不同層面，以減少層面間的耦合度。本系統(tǒng)分為三層：分別為WCF服務(wù)提供層、WCF服務(wù)總路線層和WCF服務(wù)使用層。如圖2所示：

圖2基于WCF的三層體系結(jié)構(gòu)

WCF服務(wù)提供層：本層部署了系統(tǒng)所需的原子服務(wù)，這些服務(wù)完成系統(tǒng)的原子功能，對(duì)外界透明，采用松散耦合的方式進(jìn)行封裝。對(duì)用戶來說，只需了解服務(wù)提供的統(tǒng)一接口，而無需知道服務(wù)所用的具體技術(shù)細(xì)節(jié)。

WCF服務(wù)總線層：本層是三層體系結(jié)構(gòu)中的核心層，起到承上啟下的作用——向下調(diào)用服務(wù)提供層提供的服務(wù)，向上接收服務(wù)使用者提出的服務(wù)請(qǐng)求。同時(shí)，本層還承擔(dān)著對(duì)原子服務(wù)進(jìn)行重新組合和編排的任務(wù)，在這能產(chǎn)生功粒度更大、功能更豐富的新服務(wù)供使用層調(diào)用。這部分功能可以由工作流程服務(wù)由WF完成工作流的定義與服務(wù)的編排工作，并以粗粒度服務(wù)的形式由WCF發(fā)布于網(wǎng)絡(luò)上供用戶無差別調(diào)用。

WCF服務(wù)使用層：WCF服務(wù)使用層是用戶與服務(wù)交互的橋梁。使用層必須通過代理（Proxy）來訪問服務(wù)端點(diǎn)，從而調(diào)用服務(wù)。WCF服務(wù)使用層突破了技術(shù)與平臺(tái)的局限性，只要遵循服務(wù)接口契約，就可以運(yùn)行在異構(gòu)平臺(tái)下或采用不同的技術(shù)與WCF服務(wù)進(jìn)行交互。當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯發(fā)生變化但WCF服務(wù)接口層的服務(wù)契約不變時(shí)，服務(wù)使用層無需做出任何修改[6]，這樣方便了系統(tǒng)的維護(hù)。

WCF+WF這種編程模式構(gòu)成了微軟的SOA分布式程序開發(fā)的一種解決方案。WF開發(fā)人員可以按照用戶的需求進(jìn)行服務(wù)組合、設(shè)計(jì)工作流，再將整個(gè)工作流以粗粒度服務(wù)的形式再向外發(fā)布，以實(shí)現(xiàn)用戶靈活多變的業(yè)務(wù)需求。

2國(guó)土使用權(quán)出讓網(wǎng)上交易系統(tǒng)模型

2.1項(xiàng)目背景

傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)招拍掛依然存在私下結(jié)盟競(jìng)買、壓低賣價(jià)，圍標(biāo)串標(biāo)、排斥競(jìng)爭(zhēng)等現(xiàn)象，擾亂了土地市場(chǎng)秩序[7]。為進(jìn)一步規(guī)范國(guó)有土地使用權(quán)出讓行為，降低行政成本，提高辦事效率，有效防止國(guó)有資產(chǎn)的流失，根據(jù)2004年福建省國(guó)土資源廳下達(dá)的科技項(xiàng)目任務(wù)，福建省國(guó)土資源廳利用處和信息中心聯(lián)合開發(fā)了國(guó)有土地使用權(quán)網(wǎng)上掛牌出讓系統(tǒng)。但是該項(xiàng)目作為省廳的一個(gè)科技項(xiàng)目，投資小，系統(tǒng)在架構(gòu)上不合理不完善，安全性和可靠性上低，與各地市原有系統(tǒng)無法做到資源共享，業(yè)務(wù)流程也不能靈活變動(dòng)。

由于原系統(tǒng)的問題，福建省國(guó)土資源廳決定對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行全面改造。新系統(tǒng)建設(shè)的目的是為了減少人為因素對(duì)資源配置的干預(yù)和不合理控制，杜絕暗箱操作，并且能夠達(dá)到整合各地自己的系統(tǒng)、共享數(shù)據(jù)，靈活調(diào)整交易流程的目的。

系統(tǒng)以客戶端管理軟件的形式為各市縣（區(qū)）掛牌人提供土地交易管理；以客戶端競(jìng)買軟件的形式為身處任何地方的競(jìng)買人提供交易競(jìng)買報(bào)價(jià)；以互聯(lián)網(wǎng)站的形式為社會(huì)公眾提供公告信息和交易結(jié)果公示。

2.2系統(tǒng)需求分析

在軟件方面，土地使用權(quán)網(wǎng)上掛牌交易作為軟件主題服務(wù)，根據(jù)掛牌交易各個(gè)階段工作的過程與作用，分為四個(gè)部分——準(zhǔn)備階段、掛牌競(jìng)價(jià)、統(tǒng)計(jì)分析與系統(tǒng)管理。整個(gè)系統(tǒng)是圍繞著這個(gè)四個(gè)部分展開。

網(wǎng)上拍賣分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是在掛牌之后競(jìng)買人可在服務(wù)網(wǎng)上進(jìn)行報(bào)價(jià)。第二個(gè)階段是在掛牌時(shí)間離截至?xí)r間僅剩1個(gè)小時(shí)后，網(wǎng)上掛牌報(bào)價(jià)就轉(zhuǎn)為競(jìng)買軟件的網(wǎng)上交易大廳競(jìng)拍階段。網(wǎng)上交易大廳是網(wǎng)上競(jìng)拍的關(guān)鍵系統(tǒng)，競(jìng)拍作為網(wǎng)上交易的最激烈的階段，是交易的最重要的組成部分。

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)業(yè)務(wù)需求，將系統(tǒng)劃分為三個(gè)功能子系統(tǒng)：交易網(wǎng)站服務(wù)子系統(tǒng)、交易應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)、網(wǎng)上競(jìng)拍服務(wù)子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)整體框架如圖3所示。

整個(gè)系統(tǒng)通過三個(gè)子系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)：公眾用戶通過Web瀏覽器訪問公眾網(wǎng)站，競(jìng)買人通過Web瀏覽器申請(qǐng)競(jìng)買資格，競(jìng)買人通過競(jìng)買軟件進(jìn)行網(wǎng)上競(jìng)買交易活動(dòng)、掛牌人通過管理軟件客戶端訪問交易處理子系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)上競(jìng)買管理和監(jiān)控活動(dòng)。

2.4競(jìng)買服務(wù)設(shè)計(jì)

在該系統(tǒng)中，競(jìng)買服務(wù)模塊是全系統(tǒng)的核心部分，由于競(jìng)買規(guī)則與流程的多樣性和可變性，本人考慮采用微軟WCF技術(shù)與WF技術(shù)實(shí)現(xiàn)，WCF用于發(fā)布服務(wù)、進(jìn)行通信，WF將拍賣流程進(jìn)行編排，并以WCF服務(wù)的方式進(jìn)行對(duì)外發(fā)布。

交易進(jìn)行時(shí)的主線狀態(tài)有五種：非交易（交易時(shí)間未到）、掛牌階段、拍賣等待階段、大廳拍賣階段以及交易結(jié)束階段。

2.4.1主工作流設(shè)計(jì)

由于競(jìng)拍過程是一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)的流程，因此本系統(tǒng)更適合采用狀態(tài)機(jī)工作流的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。交易過程的主要狀態(tài)以及擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)成為系統(tǒng)流程的狀態(tài)點(diǎn)，通過觸發(fā)事件、響應(yīng)事件進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)交易流程。

交易的過程是一個(gè)多狀態(tài)的過程，因此主工作流以狀態(tài)機(jī)工作流的模型進(jìn)行建模，在編輯器中設(shè)計(jì)了以下的主狀態(tài)機(jī)模型。主工作流狀態(tài)機(jī)模型如圖4所示：

圖4網(wǎng)上拍賣流程狀態(tài)機(jī)模型

交易包括了7種主要狀態(tài)，狀態(tài)之間通過事件進(jìn)行轉(zhuǎn)化。各狀態(tài)為WF的狀態(tài)機(jī)Activity，各個(gè)Activity表示交易流程中的一種主要狀態(tài)。

2.4.2部署服務(wù)

工作流設(shè)計(jì)完成后將其發(fā)布為WCF服務(wù)，需要一個(gè)宿主程序，本項(xiàng)目選擇宿主為IIS6.0。在工作流項(xiàng)目里，添加web.config文件進(jìn)行如下配置：

在該配置文件定義了Host地址、自定義消息綁定方式、消息傳輸安全設(shè)置（https）、Endpoint端口設(shè)置以及行為配置，指定了源數(shù)據(jù)的獲取方式。

客戶端程序直接通過服務(wù)地址Endpoint所描述的方法調(diào)用服務(wù)，圖5為競(jìng)拍客戶端競(jìng)拍現(xiàn)場(chǎng)界面。

3小結(jié)

該文以國(guó)有土地使用權(quán)出讓網(wǎng)上交易系統(tǒng)為背景，對(duì)于微軟的SOA解決方案進(jìn)行了探索，討論并實(shí)現(xiàn)了了基于微軟WCF技術(shù)與WF技術(shù)在該類型系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)與架構(gòu)的設(shè)計(jì)研究與實(shí)際應(yīng)用。

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