Combinação de serviços já existentes para criar um novo serviço. cin.ufpe.br. cin.ufpe.br. Composição de Serviços Com WS-BPEL

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1 Introdução à Composição de serviços Web Júlio César Damasceno Agenda Definição Motivação Background Arquitetura Orientada a Serviço (SOA) Computação Orientada a Serviço (SOC) Web Services Composição de Web Services Composição de Serviços Com WS-BPEL Ferramentas para Composição de Serviços O que é Composição de Serviços? Combinação de serviços já existentes para criar um novo serviço. Conversor $? WS1: $ R$ WS2: R$ 1

2 Arquitetura Orientada a Serviço -SOA Um modelo arquitetural para construção de aplicativos que promove: Um baixo acoplamento entre os componentes que podem ser reusados e trabalhados juntos como uma arquitetura de sistemas distribuídos. Por que Composição de Serviços? Um único Web Service não é suficiente para execução de tarefas complexas. Integração de negócios em um nível mais elevado. Reuso de serviços já existentes. Aceleração no desenvolvimento de aplicações. Interoperabilidade de plataforma e linguagem. Arquitetura Orientada à Serviços - SOA SOA é um estilo de arquitetura para construir aplicações usando serviços existentes na rede (Internet/Intranet). Permite o reuso de ativos quando novos serviços são ser criados a partir de uma infra-estrutura de T.I. já existente, alavancando os investimos já feitos. Promete interoperabilidade entre aplicações e tecnologias heterogêneas. 2

3 Principais Conceitos Definidos por SOA Serviços fornecem a funcionalidade do negócio, como uma aplicação para cotação de passagens áreas; Interfaces auto-descritas independente de plataforma, separada da implementação contendo a descrição das operações do serviço.; Troca de mensagens os dados trocados na operações definidas pelas interfaces deve ser independe de plataforma; Comunicação síncrona e assíncrona. troca de mensagens realizados por SOA devem suportar chamadas síncronas e assíncronas. Principais Conceitos Definidos por SOA Baixo acoplamento descrição dos serviços pelo uso interfaces e protocolos independentes de linguagem e plataforma; Registro de serviços funcionam como uma lista telefônica para serviços; Composição de serviços usando processo de negócio serviços individuais podem ser unidos para formar um serviço mais elaborado. Qualidade de Serviço (QoS) serviços podem possuir atributos de qualidade: confiabilidade, segurança, desempenho, transação, etc. SOA Papéis e Funções Provedor Descreve e publica seu serviço. Cliente Localiza provedores de serviços através do registro de serviços. Registro de Serviços Mantém registro sobre serviços e sua localização. 3

4 Computação Orientada a Serviço - SOC SOC é uma paradigma emergente para a computação distribuída que está mudando o modo com o qual desenvolvidas, projetadas, disponibilizadas e consumidas. SOC é um novo paradigma computacional que utiliza serviços como unidades básicas para apoiar o desenvolvimento rápido, de baixo custo e de fácil composição de aplicações distribuídas até mesmo em ambientes heterogêneos. Computação Orientada a Serviço - SOC A maior inovação é a mudança do paradigma orientado a objetos para o orientado a serviços. Orientado a objetos: Statefull Orientado a serviços: Stateless O que é um Serviço? (Dicionário Webster)? 4

5 O que é uma serviço. Uma entidade que prover alguma capacidade para seus clientes através da troca de mensagens. É a unidade atômica do SOA.c Requição Resposta Serviço de reprodução de cd. Um mesmo serviços pode ser provido de formas diferentes. O que é um Serviço? Serviço Windows Servidor DHCP, Serviço de Terminal, Log de Eventos, etc. Serviço de Software Serviços de Middleware Serviços Distribuídos RMI Serviço de Negócio Serviço de Mapas: Google Maps Flickr 5

6 Web service Realização serviço na web. de Forma de acessar seus serviços descrita em XML por meio de WSDL. Tecnologia para construir sistemas distribuídos. Web service Distribuídos. Síncronos ou assíncronos. Suportam RPC. Acoplamento fraco. Auto descritivos. Suportam troca de documentos. Pilha de Protocolos dos Web Services Podemos dividir os protocolos associados à tecnologia de Web Services em 4 camadas 6

7 Camada de Busca (UDDI: Universal Description, Discovery and Integration) Framework independente de plataforma usado na comunicação entre provedores de serviço e consumidores. UDDI descreve como criar registro para armazenas informações sobre Web Services. Funciona como uma lista telefônica de Web Services. Especificação UDDI A especificação dos dados descreve como as informações são armazenadas no registro. A especificação da API descreve como um registro UDDI pode ser acessado através das API s de publicação e consulta. A especificação para replicação descreve como as informações dos registros são replicadas entre eles. A especificação de operação define políticas para gerenciamento e segurança. API s Java para UDDI JAXR (Java API for XML Registries) fornece um modo padrão para acessar diferentes tipos de repositórios UDDI. A API JAXR é dividida em: JAXR Client JAXR Provider Registry Provider Registries ebxml SOAP ebxml UDDI SOAP UDDI 7

8 Camada de Descrição (WSDL: Web Services Description Language) WSDL é um documento XML que fornece informações sobre o Web Service de maneira independente de linguagem e plataforma. Clientes de Web Service precisa saber como acessar um Web Service. Qual a operação Quais os parâmetros Qual o endereço WSDL define serviços por meio de portas. Onde cada porta é um serviço específico. Especificação WSDL Um documento WSDL possui os seguintes componentes: Operações Tipo de Dados (XML Schema) Protocolos Componentes Operações Tipo de Dados Protocolos Estrutura de um documento WSDL Elemento raiz: <definitions> A definição abstrata fornece uma descrição genérica da interface do Web Service: tipo dos dados formato de mensagens Operações A Interface concreta define detalhes sobre a implementação do Web Service: protocolo usado para transporte de mensagens endereço IP onde o Web Service está localizado 8

9 WSDL: Definição de Tipos (XSD Schema) WSDL: Definição das Mensagens WSDL: Definição do Serviço 9

10 Composição de Serviços A utilização de um único serviço em geral não é suficiente para a implementação de lógicas de negócio complexas. Criação de serviços mais elaborados a partir de serviços já existentes. WS1: $ R$ WS2: R$ Conversor $ Composição de Serviços WS estão disponíveis na Internet. WS têm seus serviços descritos pelos WSDL s. Composição de WS é também é WS. Composição de Serviços Expressa através de uma linguagem de fluxo de negócio, eg. BPEL4WS. <!-- --> <!-- BPEL Process Definition --> <partnerlinks> <partnerlink name="somapartnerlink" /> <partnerlink name="subtracaopartnerlink"."/> <partnerlink myrole="requestrole "/> </partnerlinks>... <flow> <invoke "/> <invoke "/> </flow> </process> 10

11 Web Services Business Process Execution Language Criada pela OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) para a execução de processos de negócio. Parecida com a programação das linguagens de programação já existentes. Oferece determinados tipos de construções estruturas de repetição, estruturas condicionais, variáveis e atribuições Estrutura de um Documento WS-BPEL <process...> <partners>... </partners> <! Com que os Web services vão interagir--> <correlationsets>... </correlationsets> <! Usado para interações assincronas --> <faulthandlers>... </faulthandlers> <! Tratamento de Exceptions --> <compensationhandlers>... </compensationhandlers> <! Código usado para desfazer uma ação --> (activities)* <! O que o processo realmente faz --> </process> Atividades BPEL Atividades Primárias <invoke> <receive> <assign> <reply> <throw> <terminate> <wait> Atividades Estruturadas <sequence> <switch> <pick> <flow> <link> <while> <scope> 11

12 Parceiros: PartnerLink Usados para definir o papel durante as interações entre o processo BPEL e os Web Services. A interação pode acontecer de duas maneiras O Processo BPEL invoca operações em outros Web Services. O Processo BPEL recebe invocações de clientes. Definido no WSDL do processo e no WSDL dos Web Services. PartnerLink em BPEL Um processo BPEL necessita ter pelo menos 1 PartnerLink definido. myrole usado quando o processo BPEL é invocado por algum cliente. partnetrole usado o processo necessita invocar algum Web Service. Variáveis As mensagem enviadas e recebidas pelo parceiros não são manipuladas diretamente pelas atividades. Devem ser armazenadas nas variáveis para manipulação durante as atividades Os tipo das variáveis são definidas no WSDL Requisão do Cliente Process <variable> <activity> <activity> <variable> <A> <B> Resposta do Cliente 12

13 Variáveis em WS-BPEL WS-BPEL: Tipos (WSDL) Atribuição de Variáveis e Manipulação Utilizando <assign> and <copy>, os dados das mensagem podem ser copiados e manipulados. <copy> suporta expressões XPath para seleção de dados. Atividades Básicas do WS-BPEL Receive Espera pela chegada de uma mensagem (invocação da composição por um cliente) Normalmente o inicializar do processo de negócio. Reply Responde sincronamente um invocação feito por um <receive> Invoke Usado para invocar sincronamente ou assincronamente uma operação em um Web Service. 13

14 Comunicação BPEL Recebendo uma invocação Ferramentas para Composição de Serviços Linguagens de Composição de serviço não são muito amigáveis para usuários Praticamente todas são baseadas em XML e possuem muitos parâmetros e namespaces para gerenciar Essas ferramentas facilitam Criação dessas composições quanto à geração de código Implantação dessas composições em Engines de Orquestração Front-end de monitoramento dessas composições 14

15 Classificação Baseadas em BPEL Netbeans * ActiveVOS Oracle JDeveloper Baseadas em BPMN Netbeans * Baseadas em outros modelos JOpera * Netbeans Geração de código BPEL Modelagem um pouco baseada em BPMN 43 NetBeans 44 JOpera Características Ferramenta baseada no Eclipse Usa uma linguagem de composição proprietária JVCL JVCL é apenas uma linguagem intermediária, a composição é transformada em uma classe Java antes de ser executada Possui também uma engine de execução proprietária Integrada a ferramenta de modelagem Gera automaticamente um Web Service do processo Lista de WSDL das composições podem ser encontradas em

16 JOpera Características Interface de simulação de uma composição Tarefas pré-estabelecidas ECHO JAVA_SNIPPET SQL UNIX dentre outros 46 JOpera Visão Geral 47 ActiveVOS Suíte completa de BPM Modelagem de processos Suporte a testes pré-execução (simulações) Engine de execução Primeira ferramenta BPMS all-in-one É a ferramenta carro-chefe chefe da Active Endpoints Baseada 100% em padrões abertos BPMN BPEL XML XPath XQuery 48 16

17 ActiveVOS Características Modela processos de negócio graficamente BPMN Importa de Visio, Rose, BPEL, UML Exporta para BPEL (execução) Modela, testa e implanta visualmente orquestrações Partner Links criados de forma natural Manipulação de XML s Suporte completo a BPEL 2.0 Compensation, Fault,... Independência de fabricante Baseado em padrões (BPMN 1.0, BPEL 2.0) Independência de plataforma 49 Arquitetura do ActiveVOS Divide-se em dois grandes componentes: Designer e Server ActiveVOS Designer Ferramenta de modelagem baseada no Eclipse Uma IDE completa para modelagem de negócio + composição ActiveVOS Server Engine de orquestração com bom suporte a monitoramento, agendamento de tarefas, relatórios, etc ActiveBPEL Versão open-source do Server, é também uma engine de orquestração, com menos funcionalidades que o mesmo 50 ActiveVOS Designer Visão geral 51 17

18 ActiveVOS Server Visão geral 52 SOA Suite 11g O que é SOA Suite 11g? Camada de middleware essencial do Oracle Fusion Middleware Possui um conjunto completo de componentes de infra-estrutura para modelagem, orquestração e gerenciamento de aplicações compostas Características Mensagem Descoberta de serviços Orquestração Gerenciamento e segurança de web Services Regras de negócio Eventos Monitoração das atividades de negócio Plug-and-play 53 SOA Suite 11g: Visão geral dos componentes 54 18

19 SOA Suite -JDeveloper 55 SOA Suite -Oracle BPEL Process Manager O que é BPEL Process Manager Engine de Orquestração Totalmente baseado no padrão BPEL (Business Process Execution Language) Diversos adaptadores inclusos (Database, Arquivo, FTP, JMS), simplificando a integração com sistemas externos 56 SOA Suite -Oracle BPEL Process Manager 57 19

20 SOA Suite Implantação 58 SOA Suite -Oracle BAM O que é BAM (Business Activity Monitoring)? Monitora os indicadores de negócios em tempo real Baseado em uma arquitetura orientada a serviços (SOA) As aplicações BAM criam indicadores baseados em métricas pré-definidas 59 SOA Suite -Oracle BAM 60 20

21 SOA Suite - Monitoramento 61 Exemplo Objetivo Realizar uma analise comparativa entre algumas ferramentas existentes no mercado Definição do Estudo de Casos Calculo do Fatorial de um numero ( f(x) = x! ) Problema simples, mas que envolve elementos representativos ti de uma composição de serviços Estruturas Condicionais Estruturas de Repetição (loops) Manipulação de Variáveis Foi criado um Web Service com as 4 operações matemáticas básicas Criado usando o Eclipse 62 WSDL da Calculadora 63 21

22 Exemplo: Fatorial JOpera Fatorial no JOpera Criando um Projeto JOpera File -> New -> JOpera Project 65 Fatorial no JOpera Importando o WSDL da Calculadora File -> Import

23 Fatorial no JOpera Importando o WSDL da Calculadora 67 Fatorial no JOpera Importando o WSDL da Calculadora 68 Fatorial no JOpera Criando um Arquivo de Composição JOpera File -> new -> OML File

24 Fatorial no JOpera Criando um novo Processo Botão Add 70 Fatorial no JOpera Criando um novo Processo Definir o nome da operação e Inputs/Outputs 71 Fatorial no JOpera Criando um novo Processo Definir o nome da operação e Inputs/Outputs 72 24

25 Fatorial no JOpera Modelando a Composição 73 Fatorial no JOpera Definindo Condições 74 Fatorial no JOpera Definindo Condições 75 25

26 Fatorial no JOpera Execução 76 WSDL da Composição no JOpera 77 Exemplo: Fatorial ActiveVOS 26

27 Fatorial no ActiveVOS Criando novo projeto de orquestração 79 Fatorial no ActiveVOS Criando novo projeto de orquestração 80 Fatorial no ActiveVOS Criando novo projeto de orquestração 81 27

28 Fatorial no ActiveVOS Criando novo projeto de orquestração bpel Arquivos da composição (execução) bpmn Arquivos da composição (modelagem) deploy Descritor de implantação na engine sample-data XML s usados como teste de simulação schema Definições de esquemas (tipos) da composição test Scripts de test automatizados wsdl Interfaces da composição e dos parceiros xsl Templates de formatação para os resultados fornecidos 82 Fatorial no ActiveVOS Importação do WSDL da Calculadora 83 Fatorial no ActiveVOS Criação do esquema XSD do Fatorial 84 28

29 Fatorial no ActiveVOS Criação da interface WSDL do Fatorial 85 Fatorial no ActiveVOS Criação do BPEL da composição Criação de atividades do tipo Receive e Reply Criação de variáveis de entrada e saída da composição Criação do partner link da composição Criação de atividades do tipo Invoke Ci Criação de variáveis i de entrada e saída do serviço Calculadora Criação do partner link da Calculadora Criação de tratamento de falha Criação de variável de falha Lançamento de erro (throw) / Tratamento de exceção (catch) 86 Fatorial no ActiveVOS Partner Links Variáveis 87 29

30 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <bpel:process xmlns:aei="http://www.activebpel.org/2009/02/bpel/extension/ignorable" xmlns:bpel="http://docs.oasisopen.org/wsbpel/2.0/process/executable" xmlns:ext="http://www.activebpel.org/2006/09/bpel/extension/query_handling" xmlns:fat="http://www.example.org/fatorial" xmlns:fat-ws="http://www.example.org/fatorial-ws" xmlns:impl="http://calc" xmlns:ns="fatorial/public" xmlns:ns2="fatorial" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/xmlschema" ext:createtargetxpath="yes" ext:disableselectionfailure="yes" name="fatorial" suppressjoinfailure="yes" targetnamespace="fatorial"> <bpel:extensions> <bpel:extension mustunderstand="yes" namespace="http://www.activebpel.org/2006/09/bpel/extension/query_handling"/> <bpel:extension mustunderstand="no" namespace="http://www.activebpel.org/2009/02/bpel/extension/ignorable"/> </bpel:extensions> <bpel:import aei:implicit="true" importtype="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/" location="../wsdl/bpel/fatorial.public.wsdl" namespace="fatorial/public"/> <bpel:import importtype="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/" location="../wsdl/fatorial.wsdl" namespace="http://www.example.org/fatorial-ws"/> <bpel:import importtype="http://www.w3.org/2001/xmlschema" location="../schema/fatorial.xsd" namespace="http://www.example.org/fatorial"/> <bpel:import aei:implicit="true" importtype="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/" location="../wsdl/bpel/fatorial.private.wsdl" namespace="fatorial"/> <bpel:import importtype="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/" location="../wsdl/calculadora.wsdl" namespace="http://calc"/> <bpel:partnerlinks> <bpel:partnerlink myrole="provider" name="fatorial" partnerlinktype="ns:fatorialporttypeplt"/> ns:fatorialporttypeplt <bpel:partnerlink name="calculadora" partnerlinktype="ns2:calculadoraplt" partnerrole="provider"/> </bpel:partnerlinks> <bpel:variables> <bpel:variable messagetype="fat-ws:fatorialoperationrequest" name="input"/> <bpel:variable messagetype="fat-ws:fatorialoperationresponse" name="output"/> <bpel:variable messagetype="fat-ws:fatorialoperationfault" name="fault"> <bpel:from variable="fault"/> </bpel:variable> <bpel:variable messagetype="impl:multresponse" name="multresponse"/> <bpel:variable messagetype="impl:subresponse" name="subresponse"/> </bpel:variables> <bpel:faulthandlers> <bpel:catch faultmessagetype="fat-ws:fatorialoperationfault" faultname="fat-ws:fatorialfault" faultvariable="fault"> <bpel:flow> <bpel:links> <bpel:link name="l3"/> </bpel:links> <bpel:reply faultname="fat-ws:fatorialfault" name="saidacomerro" operation="fatorialoperation" partnerlink="fatorial" variable="fault"> <bpel:targets> <bpel:target linkname="l3"/> </bpel:targets> </bpel:reply> <bpel:assign name="inicializafault"> <bpel:sources> <bpel:source linkname="l3"/> </bpel:sources> <bpel:copy> <bpel:from> <bpel:literal>não existe fatorial de número negativo</bpel:literal> </bpel:from> <bpel:to part="fault" variable="fault"/> </bpel:copy> Fatorial no ActiveVOS Lançamento de erro Tratamento de falha 88 Fatorial no ActiveVOS Geração do BPEL é feita baseada na modelagem 89 Fatorial no ActiveVOS Implantação Criação de um arquivo descritor de implantação (.pdd) 90 30

31 Fatorial no ActiveVOS Implantação Definição dos bindings dos parceiros 91 Exemplo: Fatorial JDeveloper Fatorial no JDeveloper Tela Inicial 93 31

32 Fatorial no JDeveloper Escolha do SOA Application 94 SOA Suite -JDeveloper Nome do Projeto 95 SOA Suite -JDeveloper Template de Composição 96 32

33 SOA Suite -JDeveloper Tela do BPEL 97 Fatorial no JDeveloper Criação de Variáveis 98 Fatorial no JDeveloper Expressão condicional do loop 99 33

34 Fatorial no JDeveloper Assign das variáveis 100 Fatorial no JDeveloper Partner Link 101 Fatorial no JDeveloper

35 Comparação Critérios JOpera ActiveVOS JDeveloper Linguagem da Composição JVCL/Java BPEL BPEL Engine de Orquestração Modo de Simulação Interno ActiveVOS Enterprise Server Oracle BPEL Process Manager Sim Sim Não Licença Livre Proprietário (Trial 30 dias) * Livre Usabilidade Médio Médio Fácil Geração de WSDL Automático Manual Automático Monitoramento Não Sim (via Web) Sim (via Web, SMS, etc)

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