黃德軍

摘要：近年來，網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展促進了網(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，已逐漸進入歷史的舞臺。該文概括地描述了國土使用權(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，對其需求與流程作了分析闡述，該文對于基于WCF與WF的系統(tǒng)在SOA模式設(shè)計上進行了探索與研究，在“國土使用權(quán)網(wǎng)上交易系統(tǒng)”的設(shè)計與實現(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)上競拍系統(tǒng)構(gòu)建成靈活、易于擴展、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；國土使用權(quán)出讓；網(wǎng)上交易系統(tǒng)

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)24-5801-05

近年來，網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展促進了網(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，以遠程服務(wù)的方式彌補其網(wǎng)點少、規(guī)模小的不足，在今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，必然會成為土地交易的一種必不可少的交易模式。而當(dāng)前全國各地省市國土資源局信息化建設(shè)進展不同，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)，但各個系統(tǒng)使用不同的技術(shù)和平臺進行開發(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，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，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)建國土使用權(quán)網(wǎng)上掛牌出讓系統(tǒng)，研究實現(xiàn)了在分布式環(huán)境下國土資源使用權(quán)交易系統(tǒng)，利用WF構(gòu)建狀態(tài)機工作流并依托WCF發(fā)布為服務(wù)來構(gòu)建一個跨平臺、易于擴展與共享的安全網(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實現(xiàn)，也可以以業(yè)務(wù)方式實現(xiàn)，甚至是書面口頭承諾實現(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)對松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進行分布式部署、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)的實現(xiàn)載體，WCF以服務(wù)的觀念實現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)。它是開發(fā)和部署在Windows環(huán)境中運行的服務(wù)的開發(fā)工具和環(huán)境。WCF提供了服務(wù)運行時環(huán)境，允許服務(wù)傳遞CLR類型、與其他服務(wù)和客戶端進行通信以及跨平臺的互操作性的特性。WCF統(tǒng)一了分布式通信的編程模型。WCF由一個WCF服務(wù)端框架由宿主、端點以及服務(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、宿主。

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

綁定僅僅是對于相協(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)所實現(xiàn)功能獨立于平臺的標準的手段。

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

宿主指的是WCF服務(wù)所寄宿的進程。WCF服務(wù)不能獨立存在，必須寄宿在運行的進程中，該進程被稱為宿主。宿主可以由IIS或Windows活動服務(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

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，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：

1）結(jié)構(gòu)松耦合

松耦合是SOA的一個基本的特征，服務(wù)的創(chuàng)建對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的基本通信機制是基于SOAP的Web服務(wù)，因而支持WS*標準。客戶端通過發(fā)送和接收消息與服務(wù)進行交互。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)由代理實現(xiàn)的，所以對于本地和遠程情況下，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)功能的標準方式且與平臺無關(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]作為主流標準指引著工作流產(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WF（Windows Workflow Foundation)，WF對于工作流開發(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)和單位的運行帶來強力支撐。

WCF中提供給我們對微軟工作流引擎WF的支持，直接使用WCF中的順序工作流服務(wù)類庫、狀態(tài)工作流服務(wù)類庫可以較方便地實現(xiàn)簡單服務(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的一個重要組成部分，它提供了一個通用的框架，用于快速搭建工作流應(yīng)用。WF主要由以下幾個部分組成：

1)活動模型(Activity Model)

2)工作流設(shè)計器(Workflow Designer)

3)工作流運行時(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)機工作流模型

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

1.4.3活動[4]

活動（Activities）是組成工作流的基本元素。WF的基本活動庫包含了一些通用的工作流活動，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，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，但面對復(fù)雜的應(yīng)用還是遠遠不夠的，因此WF提供了對自定義活動的支持。開發(fā)人員可以利用WF可以很方便地設(shè)計執(zhí)行特殊任務(wù)的自定義活動。

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行時，方便地將工作流持久化在SQLServer數(shù)據(jù)庫中。

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，對外界透明，采用松散耦合的方式進行封裝。對用戶來說，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)請求。同時，本層還承擔(dān)著對原子服務(wù)進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，從而調(diào)用服務(wù)。WCF服務(wù)使用層突破了技術(shù)與平臺的局限性，只要遵循服務(wù)接口契約，就可以運行在異構(gòu)平臺下或采用不同的技術(shù)與WCF服務(wù)進行交互。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，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。

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行服務(wù)組合、設(shè)計工作流，再將整個工作流以粗粒度服務(wù)的形式再向外發(fā)布，以實現(xiàn)用戶靈活多變的業(yè)務(wù)需求。

2國土使用權(quán)出讓網(wǎng)上交易系統(tǒng)模型

2.1項目背景

傳統(tǒng)的現(xiàn)場招拍掛依然存在私下結(jié)盟競買、壓低賣價，圍標串標、排斥競爭等現(xiàn)象，擾亂了土地市場秩序[7]。為進一步規(guī)范國有土地使用權(quán)出讓行為，降低行政成本，提高辦事效率，有效防止國有資產(chǎn)的流失，根據(jù)2004年福建省國土資源廳下達的科技項目任務(wù)，福建省國土資源廳利用處和信息中心聯(lián)合開發(fā)了國有土地使用權(quán)網(wǎng)上掛牌出讓系統(tǒng)。但是該項目作為省廳的一個科技項目，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。

由于原系統(tǒng)的問題，福建省國土資源廳決定對原有系統(tǒng)進行全面改造。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；以客戶端競買軟件的形式為身處任何地方的競買人提供交易競買報價；以互聯(lián)網(wǎng)站的形式為社會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)掛牌交易各個階段工作的過程與作用，分為四個部分——準備階段、掛牌競價、統(tǒng)計分析與系統(tǒng)管理。整個系統(tǒng)是圍繞著這個四個部分展開。

網(wǎng)上拍賣分為兩個階段，第一個階段是在掛牌之后競買人可在服務(wù)網(wǎng)上進行報價。第二個階段是在掛牌時間離截至?xí)r間僅剩1個小時后，網(wǎng)上掛牌報價就轉(zhuǎn)為競買軟件的網(wǎng)上交易大廳競拍階段。網(wǎng)上交易大廳是網(wǎng)上競拍的關(guān)鍵系統(tǒng)，競拍作為網(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

根據(jù)業(yè)務(wù)需求，將系統(tǒng)劃分為三個功能子系統(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)上競拍服務(wù)子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)整體框架如圖3所示。

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

2.4競買服務(wù)設(shè)計

在該系統(tǒng)中，競買服務(wù)模塊是全系統(tǒng)的核心部分，由于競買規(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)實現(xiàn)，WCF用于發(fā)布服務(wù)、進行通信，WF將拍賣流程進行編排，并以WCF服務(wù)的方式進行對外發(fā)布。

交易進行時的主線狀態(tài)有五種：非交易（交易時間未到）、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

由于競拍過程是一個事件驅(qū)動的流程，因此本系統(tǒng)更適合采用狀態(tài)機工作流的方式進行設(shè)計。交易過程的主要狀態(tài)以及擴展狀態(tài)成為系統(tǒng)流程的狀態(tài)點，通過觸發(fā)事件、響應(yīng)事件進行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)交易流程。

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

圖4網(wǎng)上拍賣流程狀態(tài)機模型

交易包括了7種主要狀態(tài)，狀態(tài)之間通過事件進行轉(zhuǎn)化。各狀態(tài)為WF的狀態(tài)機Activity，各個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)計完成后將其發(fā)布為WCF服務(wù)，需要一個宿主程序，本項目選擇宿主為IIS6.0。在工作流項目里，添加web.config文件進行如下配置：

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為競拍客戶端競拍現(xiàn)場界面。

3小結(jié)

該文以國有土地使用權(quán)出讓網(wǎng)上交易系統(tǒng)為背景，對于微軟的SOA解決方案進行了探索，討論并實現(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)計與架構(gòu)的設(shè)計研究與實際應(yīng)用。

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