SOA架構(gòu)在智慧社區(qū)綜合管理平臺(tái)中的應(yīng)用

文/張瑞斌 趙華峰 張智淵 林友華

引言

近年來，“智慧地球”和“智慧城市”概念的出現(xiàn)，引發(fā)了全球建設(shè)智慧城市的熱潮。智慧社區(qū)是智慧城市中非常重要的組成部分。智慧社區(qū)是一個(gè)綜合性的平臺(tái)，集物業(yè)管理、電子商務(wù)、智慧家居、社區(qū)報(bào)警、社區(qū)停車場(chǎng)管理等于一身。目前，智慧社區(qū)應(yīng)用還處于初級(jí)階段。雖然出現(xiàn)了融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧社區(qū)解決方案，但其應(yīng)用大多還處于低級(jí)、試行階段，對(duì)于應(yīng)用需求的挖掘還不充分。此外，還體現(xiàn)在智慧社區(qū)的發(fā)展很不平衡，因其成本和消費(fèi)水平的原因，主要集中在一線大都市。但可以預(yù)見智慧社區(qū)的建設(shè)必將從大城市向周邊輻射。

在建設(shè)智慧社區(qū)時(shí)，除了需要硬件的配套之外，與之配套的軟件系統(tǒng)也非常重要。沒有復(fù)雜的軟件系統(tǒng)就無法充分利用硬件資源，達(dá)到智能化的水平。利用SOA(Service-Oriented Architecture，即面向服務(wù)的架構(gòu)），來構(gòu)架智慧社區(qū)管理平臺(tái)?？梢猿浞值乩闷髽I(yè)現(xiàn)有的資源，通過把原有的子系統(tǒng)封裝成為服務(wù)的方式提供給上層業(yè)務(wù)使用。不僅能夠加快項(xiàng)目的開發(fā)，同時(shí)也節(jié)省了重新開發(fā)原有系統(tǒng)功能的成本。

SOA架構(gòu)

什么是SOA架構(gòu)

在正式談?wù)揝OA之前，首先來看看2014年世界杯。在世界杯的賽場(chǎng)上每支球隊(duì)上場(chǎng)十一名球員，由十一名球員可以組成許多不同的陣形，如4-4-2，4-3-3。在球場(chǎng)上可以看到一個(gè)SOA架構(gòu)的縮影，每名球員是一個(gè)獨(dú)立的組件或者說服務(wù)。使用球員們的不同組合可以快速組建不同的陣形以應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況。甚至在必要的時(shí)候可以更換新的球員來適應(yīng)賽場(chǎng)上的變化。足球的話題到此為止，接下來回歸到正題上來，看看SOA是如何定義的。

SOA (Service-Oriented Architecture)，即面向服務(wù)的架構(gòu)，最初由全球最具權(quán)威的IT研究與顧問咨詢公司Gartner于1996年提出，但由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平和市場(chǎng)環(huán)境尚不具備真正實(shí)施SOA的條件，SOA并未引起人們的真正關(guān)注，因此在接下來相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)歸于沉寂。進(jìn)入21世紀(jì)之后，Internet風(fēng)起云涌，越來越多的企業(yè)將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，帶動(dòng)了電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展。為了能夠?qū)⒐緲I(yè)務(wù)打包成獨(dú)立的、具有強(qiáng)大伸縮性的可跨越Internet訪問的服務(wù)，人們提出了Web服務(wù)的概念，這是SOA實(shí)踐的真正發(fā)端。如今SOA備受矚目，展現(xiàn)其強(qiáng)大能力。

SOA架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

正如之前足球隊(duì)的比喻一樣，面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱之為服務(wù)）通過這些服務(wù)間定義良好的接口聯(lián)系起來。當(dāng)然SOA中有各種針對(duì)不同需求的服務(wù)，不止是擁有足球隊(duì)員，而是擁有各種技能的人員。所以如果當(dāng)需要組成的不再是足球隊(duì)，而是一個(gè)籃球隊(duì)（需求改變后的系統(tǒng)），SOA也可以輕松選取新的人才組成新的隊(duì)伍。而不需要像傳統(tǒng)的方式一樣把原先的隊(duì)伍改造成新的隊(duì)伍，而當(dāng)現(xiàn)有的人員無法找到合適的人才來勝任新的工作時(shí)，也可以重新培養(yǎng)新型的人才加入到現(xiàn)有的隊(duì)伍中來完成新的工作，同時(shí)不影響原有的人員和隊(duì)伍。SOA最大的優(yōu)勢(shì)就是可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)松散耦合的應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。

SOA的系統(tǒng)能夠更加從容地面對(duì)業(yè)務(wù)的急劇變化。它可以輕易的融入新的組件以應(yīng)對(duì)新的需求，也可以放棄不再需要的組件而不影響系統(tǒng)其他業(yè)務(wù)。

此外SOA是與平臺(tái)無關(guān)的。其組件可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署和使用的，任何可以訪問網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)都可以通過網(wǎng)絡(luò)使用系統(tǒng)的組件。

SOA通過建立可組合、可重用的組件來減少業(yè)務(wù)的冗余和耦合，允許企業(yè)高效地利用現(xiàn)有的資源，提高系統(tǒng)的開發(fā)效率。

SOA能做什么

SOA擁有如此多的優(yōu)勢(shì)，但它并不是一項(xiàng)具體的技術(shù)，而是一種設(shè)計(jì)模式一種解決方案。SOA提供了一種構(gòu)建IT 組織的標(biāo)準(zhǔn)和方法，這套標(biāo)準(zhǔn)通過把一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)劃分為一套套更為簡(jiǎn)單的子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)之間保持相互獨(dú)立，并且與整個(gè)系統(tǒng)保持一致。而對(duì)于每個(gè)子系統(tǒng)還可以繼續(xù)細(xì)分下去，直到達(dá)到形成一個(gè)個(gè)獨(dú)立組件。這里體現(xiàn)了SOA系統(tǒng)中服務(wù)粒度控制的重要性，是將系統(tǒng)的服務(wù)進(jìn)行粗粒度的封裝，還是需要繼續(xù)細(xì)化進(jìn)行細(xì)粒度的封裝，粒度細(xì)化雖然更加靈活但同時(shí)也使得服務(wù)極易改變。

通過封裝成服務(wù)的方式，SOA允許一個(gè)企業(yè)高效地平衡現(xiàn)有的資源和財(cái)產(chǎn)，這種體系能夠使得IT部門效率更高、開發(fā)周期更短、項(xiàng)目分發(fā)更快，在幫助IT技術(shù)和業(yè)務(wù)整合方面有著深遠(yuǎn)的意義，它可以：

縮小業(yè)務(wù)和技術(shù)的鴻溝

SOA 改變了以往以技術(shù)為中心的信息系統(tǒng)建設(shè)模式，使得IT 技術(shù)重新回到業(yè)務(wù)支撐的角色。IT技術(shù)的目標(biāo)是為業(yè)務(wù)、應(yīng)用服務(wù)，而不是IT 技術(shù)本身的發(fā)展。業(yè)務(wù)人員可以像組裝硬件一樣從業(yè)務(wù)角度即時(shí)構(gòu)造應(yīng)用，從而縮小業(yè)務(wù)和技術(shù)的鴻溝。

軟件資源的共享與重用

SOA提供了一種把原有的組件按一定的標(biāo)準(zhǔn)封裝為具有文檔形式接口描述的服務(wù)，從而使服務(wù)的使用者和服務(wù)之間是一種松耦合關(guān)系。這樣，一方面可以把遺留系統(tǒng)封裝為服務(wù)加以復(fù)用，提高了投資回報(bào)率;另一方面，可以直接調(diào)用外部服務(wù)提供商提供的服務(wù)從而起到復(fù)用的作用。

應(yīng)用的隨需擴(kuò)展

SOA的松耦合特性給應(yīng)用帶來了極大的靈活性。服務(wù)使用者和服務(wù)提供者在保持接口契約一致性的情況下，可以獨(dú)立演化?；赟OA 的應(yīng)用可以看成是一組服務(wù)以及服務(wù)之間松散耦合的集合。因此，一方面新的服務(wù)可以很容易地加入這個(gè)松散集合，另一方面也可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求重新編排集合內(nèi)的服務(wù)，以生成新的復(fù)合服務(wù)。因此基于SOA的應(yīng)用具有易于改變、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)，從而支持了業(yè)務(wù)的快速反應(yīng)和敏捷性。

總之，SOA試圖將網(wǎng)絡(luò)上需要共享的各種資源統(tǒng)一以服務(wù)的形式進(jìn)行封裝和接入，讓它們?cè)谖锢砩媳３址植甲灾蔚耐瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)以“虛擬信息中心”為基礎(chǔ)的邏輯上的一體化管理，以透明的方式進(jìn)行資源的優(yōu)化選取、按需中介和有效訪問，并能夠支持用戶主動(dòng)參與應(yīng)用配置。

SOA在智慧社區(qū)的應(yīng)用

智慧社區(qū)

隨著信息技術(shù)發(fā)展和人民生活水平的提高，智能小區(qū)和智能社區(qū)獲得了長足的發(fā)展，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展和智慧城市的建設(shè)，提出了智慧社區(qū)的理念和建設(shè)智慧社區(qū)的需求。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面：

·智慧社區(qū)應(yīng)具有完備的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)接入。通過網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)社區(qū)機(jī)電設(shè)備和家庭電器的自動(dòng)化、智能化監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)一體化、聯(lián)動(dòng)安防系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化監(jiān)控。

·智慧社區(qū)應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)，包括現(xiàn)代傳感技術(shù)，數(shù)字信息處理技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，加快了信息傳播的速度，提高了信息采集、傳播、處理、顯示的性能。

·智慧社區(qū)提高了系統(tǒng)的集成優(yōu)化程度，實(shí)現(xiàn)了信息和資源的共享。

·智慧社區(qū)是智慧城市的信息節(jié)點(diǎn)，智慧社區(qū)的建設(shè)為智慧城市的建設(shè)提供了條件，為電子政務(wù)、電子商務(wù)、物流等現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

SOA的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)

由智慧社區(qū)的理念和需求可以知道它是海量信息交匯的節(jié)點(diǎn)，因此需要一個(gè)綜合的信息管理平臺(tái)。該平臺(tái)應(yīng)對(duì)能夠采集和存儲(chǔ)監(jiān)控信息并做相應(yīng)計(jì)算分析，實(shí)時(shí)處理大量用戶的請(qǐng)求，并且具有良好的安全性和穩(wěn)定性。一個(gè)智慧社區(qū)管理系統(tǒng)通常包含以下子系統(tǒng)：智能家居服務(wù)子系統(tǒng)、社區(qū)物業(yè)管理子系統(tǒng)、社區(qū)娛樂購物子系統(tǒng)、社區(qū)停車場(chǎng)子系統(tǒng)、社區(qū)報(bào)警運(yùn)營子系統(tǒng)、社區(qū)監(jiān)控子系統(tǒng)。對(duì)于這些子系統(tǒng)，企業(yè)很可能已經(jīng)開發(fā)了部分或者全部，并且對(duì)于單獨(dú)的子系統(tǒng)來說依然還適用于當(dāng)前的需求?；赟OA的架構(gòu)便可以充分利用現(xiàn)有的子系統(tǒng)，而不需要將所有東西推倒重來。這樣無疑可以縮減系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間和產(chǎn)品上線的時(shí)間。在重用現(xiàn)有資源的同時(shí)，也降低了面臨未知技術(shù)問題的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樵械南到y(tǒng)是已知的可控的。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)當(dāng)是在系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行妥善考慮的問題。在開發(fā)階段遭遇技術(shù)問題，那么很可能讓大量開發(fā)人員不得不停下腳步等待技術(shù)問題的解決，這對(duì)于項(xiàng)目進(jìn)度將造成致命的打擊。

由于SOA可以把業(yè)務(wù)與技術(shù)分離、實(shí)現(xiàn)軟件資源的共享與重用、隨需求擴(kuò)展系統(tǒng)，因此基于SOA的智慧社區(qū)管理平臺(tái)可以最大限度地避免開發(fā)過程中所遇到的風(fēng)險(xiǎn)。

在SOA模式下之下，原有的子系統(tǒng)都將進(jìn)行獨(dú)立的封裝，外部通過系統(tǒng)提供的服務(wù)來訪問系統(tǒng)資源。各子系統(tǒng)從而與整個(gè)系統(tǒng)解耦，達(dá)到復(fù)用的目的以減少成本。在子系統(tǒng)的開發(fā)上無需考慮復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，集中完成子功能的實(shí)現(xiàn)即可。子系統(tǒng)進(jìn)行分布式的部署，提高系統(tǒng)的并發(fā)性能。在某個(gè)服務(wù)出現(xiàn)故障之時(shí)，不會(huì)影響其他的服務(wù)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在各個(gè)服務(wù)之上的業(yè)務(wù)流程層，由于服務(wù)完成了技術(shù)細(xì)節(jié)上的封裝，業(yè)務(wù)上無需關(guān)心技術(shù)上的問題，只需要根據(jù)用戶需求使用不同服務(wù)的組合完成復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，從而大大降低了系統(tǒng)整合集成的難度。在遇到暫時(shí)沒有條件解決或者需要花費(fèi)大量時(shí)間和成本才能解決的技術(shù)難題時(shí)，也可以通過引入第三方的服務(wù)，保證不會(huì)因此而導(dǎo)致開發(fā)人員不得不等待問題的解決而導(dǎo)致項(xiàng)目的延期。對(duì)于那些在未來一定時(shí)間內(nèi)變化不大的服務(wù)，也可以開放給第三方使用。

結(jié)束語

基于SOA架構(gòu)的智慧社區(qū)綜合管理平臺(tái)在可用性、性能、可重用性、可擴(kuò)展性、經(jīng)濟(jì)性等方面都有不錯(cuò)的表現(xiàn)。當(dāng)然SOA并不是一個(gè)具體的技術(shù)，它不能幫助你解決系統(tǒng)開發(fā)時(shí)所遇到的技術(shù)難題，每一個(gè)技術(shù)難題依然需要具體的人員運(yùn)用具體的技術(shù)去解決。SOA能做到指導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，讓系統(tǒng)能更從容地應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的問題。智慧社區(qū)目前還處于發(fā)展的初級(jí)階段，并且開始受到各大公司的矚目?？梢灶A(yù)見在不久的將來智慧社區(qū)將會(huì)迅猛發(fā)展，需求也將日新月異，運(yùn)用一個(gè)良好的設(shè)計(jì)架構(gòu)來構(gòu)建系統(tǒng)才能夠在劇烈的需求變化中處于不敗之地，SOA正能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。