2011年8月中央民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Aug.. 2011第20卷第3期Journal of MUC( Nalural Sciences Edition)Vol.20 No. 3基于WebService的WebGIS性能的優(yōu)化韓雙旺(天水師范學(xué)院物理學(xué)與信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅天水741001)摘要:由于CIS中不但涉及屬性數(shù)據(jù),而且還涉及地理空間數(shù)據(jù),因此數(shù)據(jù)址相對龐大,所以在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)WebGIS時,必須考慮其性能問題.為了更高效地實(shí)現(xiàn)基于Web Service 的WebGIS的相關(guān)功能,有必要對其性能進(jìn)行優(yōu)化,這可通過增大WebService顆粒度,不使用XML作為WebGIS系統(tǒng)內(nèi)部的接口,壓縮SOAP,通過異步訪問服務(wù)器端Web Service中的Web方法,優(yōu)化數(shù)據(jù)庫,使用客戶端和服務(wù)器端緩存等- -系列優(yōu)化措施來加快數(shù)據(jù)的訪問速度,臧輕網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)載,提高基于WebService的WebCIS性能.關(guān)鍵詞: WebGIS; Web Service ;性能;優(yōu)化;SOAP中圈分類號: TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A .文章編號:1005 8036(2011 )03-0032-04引言Web Service是下一代可編程網(wǎng)絡(luò)的核心,它實(shí)際上就是一個可命名的網(wǎng)絡(luò)資源，可用來在Internet范圍內(nèi)方便的表現(xiàn)和使用對象，就像使用COM對象--樣,不同的是使用和表現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是通過SOAP(簡單對象訪問協(xié)議)甚至HTTP來實(shí)現(xiàn)的「1-21.WebGIS指萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng),它是基于Internet平臺和客戶端應(yīng)用軟件采用www協(xié)議而運(yùn)行在萬維網(wǎng)上的地理信息系統(tǒng),是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來擴(kuò)展和完善地理信息系統(tǒng)的一項(xiàng)新技術(shù),其核心是在地理信息系統(tǒng)中嵌入HTTP(超文本傳輸協(xié)議)和TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用體系,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的空間信息管理等地理信息系統(tǒng)功能["1.其基本思想就是在萬維網(wǎng)上提供空間信息,讓用戶通過瀏覽器獲得和瀏覽-一個空間信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),從www的任意一個節(jié)點(diǎn),Internet的用戶都可以瀏覽到WebGIS站點(diǎn)上的地理數(shù)據(jù)，制作專題圖件,進(jìn)行空間查詢、檢索以及空間分析[4].通過定義實(shí)現(xiàn)GIS相關(guān)功能的WebService,并對其進(jìn)行發(fā)布和注冊,不但能夠有效的集成現(xiàn)有系.統(tǒng)的GIS數(shù)據(jù),還可以實(shí)現(xiàn)異地數(shù)據(jù)的集成,實(shí)現(xiàn)整個互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境上的服務(wù)共享.由于GIS中不但涉及屬性數(shù)據(jù),而且還涉及地理空間數(shù)據(jù),因此數(shù)據(jù)量龐大,所以在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)WebGIS時,必須考慮其性能問題,為了更好地更高效地實(shí)現(xiàn)基于WebService的WebGIS的相關(guān)功能,有必要對其性能進(jìn)行一系列優(yōu)化.WebService體系結(jié)構(gòu)WebService體系結(jié)構(gòu)是基于Web服務(wù)提供者(WebServiceProvider)、Web服務(wù)請求者(WebServiceRequestor).Web服務(wù)注冊代理(webServiceRegistry)三種角色之間的交互構(gòu)建的,其體系結(jié)構(gòu)中國煤化工收稿日期:201104-22YHCNMH G作者簡介:韓雙旺(1975 -) ,男(漢族) ,甘肅莊浪人,天水師范學(xué)院物理學(xué)與信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院,碩士,講師,主要研究方向:GIS與數(shù)據(jù)庫技術(shù).第3期韓雙旺:基于Web Serice的WebGIS性能的優(yōu)化33如圖1所示1-2,5):服務(wù)提供者實(shí)現(xiàn)了Web服務(wù)的定義,用Web服服務(wù)注冊代理1(服務(wù)播述)務(wù)描述語言( Web Service Description Language, 簡稱WSDL)對其進(jìn)行描述,并在服務(wù)注冊代理中使用查找WSDL, UDDI發(fā)布WSDL，UDDIUDDI( Universal Description, Discovery and Integration :(服務(wù))描述、發(fā)現(xiàn)和集成，即Web服務(wù)注冊規(guī)范)進(jìn)行注冊,服務(wù)謗求者4服務(wù)綁定一十服務(wù)提供者UDDI用于集中存放和查找WSDL描述文件,起著目服務(wù)描述)錄服務(wù)器的作用;服務(wù)的請求者利用服務(wù)注冊代理查圖1 web Serice體系結(jié)構(gòu)找所需的服務(wù),當(dāng)找到所需的服務(wù)時,服務(wù)注冊代理Fig.1 Web Srice Architecture向其提供服務(wù)描述(WSDL),然后使用服務(wù)描述與服務(wù)提供者進(jìn)行綁定,并調(diào)用相應(yīng)的Web服務(wù),實(shí)現(xiàn):同服務(wù)提供者之間的交互.由此可見,一個Web Service的生命周期為6):(1)實(shí)現(xiàn)一個Web Service ,使其能夠接受和響應(yīng)SOAP消息. (2)撰寫一個WSDL文件用于描述此Web Service. (3) 將此WSDL發(fā)布到UDDI上. (4)其他的應(yīng)用程序(客戶端)從UDDI上搜索到相應(yīng)的WSDL. (5) 根據(jù)搜索到的WSDL,客戶端可以編寫程序調(diào)用相應(yīng)的WebService.2基于WebService的WebGIS實(shí)現(xiàn)原理采用B/S三層結(jié)構(gòu),基于Web Service的WebGIS實(shí)現(xiàn)原理如圖2所示:?客戶端河覽器客戶層.含Web Services調(diào)HHTTP響座(含有Web ServicesHTTP請來返國結(jié)果的Weh虹面)IIS/Web服務(wù)器11應(yīng)用邏輯層實(shí)現(xiàn)GIS功能的Web ServicesGIS應(yīng)用服務(wù)器SQL查詢查詢結(jié)果數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)庫服務(wù)器圖2基于 Web Service的WebGIS實(shí)現(xiàn)原理Fig.2 The implementaiton prineiple of WebGIS based on Web Service當(dāng)用戶在客戶端瀏覽器指定地址之后,HtTP請求經(jīng)由IIS 被傳送到CIS應(yīng)用服務(wù)器,GIs服務(wù)器通過對請求分析,調(diào)用GIS應(yīng)用服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)GIS功能的Web Service中國煤化工數(shù)據(jù)進(jìn)行SQL查詢,并生成相應(yīng)的頁面發(fā)送到客戶端瀏覽器,由客戶端瀏覽器CNMHG已定義的WebService進(jìn)行發(fā)布和注冊還可以實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上數(shù)據(jù)資源的共享,也可以通過搜索Internet.上已發(fā)布和注冊的相關(guān)WebService,通過對其引用而實(shí)現(xiàn)異地數(shù)據(jù)的集成.34中央民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)第20卷3基于WebService的WebGIS性能的優(yōu)化3.1選擇 Web Service的顆粒度選擇Web Service 的顆粒度是提高基于Web Service 的WebGIS 應(yīng)用性能的主要手段.因?yàn)閃ebService使用的傳輸協(xié)議為HTTP等,這些協(xié)議都是面向無狀態(tài)的連接協(xié)議,每一-個請求都要建立一個新的連接、因此WebService的調(diào)用不能像數(shù)據(jù)庫JDBC(ODBC)接口一樣可以進(jìn)行精細(xì)而復(fù)雜的方法調(diào)用,例如先獲得Connection ,再獲得結(jié)果集,然后一行一行獲取結(jié)果. Web Service 比較適用于大顆粒度的應(yīng)用,在一個調(diào)用中便獲得所有的信息“61.3.2謹(jǐn)慎使用 XML接口系統(tǒng)之間的接口可以使用XML,這樣可以增加WebGIS 系統(tǒng)的靈活性;但不要使用XML作為WebGIS系統(tǒng)內(nèi)部的接口,因?yàn)檫@不會帶來任何好處,所以應(yīng)盡量使用二進(jìn)制作為系統(tǒng)內(nèi)部的接口,以避免不必要的XML文檔的解析和校驗(yàn);在處理XML的時候,盡快將XML轉(zhuǎn)換成內(nèi)部對象,XML的傳遞只會增加系統(tǒng)的開銷‘'6].3.3壓縮 SOAP提高基于Web Service的WebGIS的性能Web Service 使用和表現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是通過SOAP(簡單對象訪問協(xié)議)甚至HTTP來實(shí)現(xiàn)的「2),SOAP又是基于XML編碼的,而XML文件是文本文件,因此S0AP消息也可以看作一個文本流.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?nèi)容是文本流的時候,通過壓縮,它的尺寸可以減少80%"1.這就意味著在客戶端和服務(wù)器之間帶寬的需求也可以減少類似的百分比,也意味著在網(wǎng)絡(luò)上傳輸內(nèi)容需要更少的時間,所以采用壓縮SOAP的方法將會大大提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男?這對于使用SOAP通信的基于Web Service 的WebGIS應(yīng)用程序來說,將會表現(xiàn)出更高的效率.3.4 通過異步訪問服務(wù)器端Web Service中的Web方法異步訪問主要是針對Web Service 客戶端所采用的.異步與同步的最主要的區(qū)別就是異步?jīng)]有馬上返回結(jié)果,而同步則是馬上返回結(jié)果.但是實(shí)際，上異步訪問是大多客戶端訪問服務(wù)器的方法.異步訪問在.NET中必須定義一個代理函數(shù),通過代理函數(shù)來訪問WebService的Web方法，從操作系統(tǒng)的角度上說,實(shí)際上就是開辟一個線程來訪問服務(wù)器端的Web方法.所以這樣可以提高Web Service 客戶端訪問服務(wù)器端的Web方法的性能[7],從而提高基于WebService的WebGIS系統(tǒng)的性能.3.5通過類型化數(shù)據(jù)集提高訪問數(shù)據(jù)庫性能類型化數(shù)據(jù)集是DataSet類的派生類,既然是派生類,那么也就繼承了DataSet 的所有方法、事件和屬性、類型化數(shù)據(jù)集提供了強(qiáng)類型方法、事件和屬性.這意昧著可以按名稱而不是使用基于集合的方法來訪問表和列.這里指的強(qiáng)類型是指給出的一個XSD文件,使用. NET附帶的XSD. EXE工具生成‘:類型DataSet.由于強(qiáng)類型DataSet中已經(jīng)存有表的架構(gòu)信息,所以將大大提高訪問數(shù)據(jù)庫的速度.如果在WebService訪問數(shù)據(jù)庫的表時采用類型化數(shù)據(jù)集也將大大提高WebService訪問數(shù)據(jù)庫的性能”，由此改善和提高基于WebService的WebGIS系統(tǒng)的性能.3.6數(shù)據(jù)庫 優(yōu)化由于GIS中,除了屬性數(shù)據(jù),還有地歷空間數(shù)據(jù),所以數(shù)據(jù)庫的訪問速度也在很大程度上決定著基于WebService的WebCIS的性能,對數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化應(yīng)該持續(xù)地測量和改進(jìn).通過添加索引、分表、緩存等優(yōu)化措施都有可以對性能有一個大的提升.3.7使用緩存中國煤化工緩存是一種很容易訪問的數(shù)據(jù)存儲區(qū),是計(jì)算機(jī)快速地.MYHC N MH G原理是將經(jīng)常被訪問的數(shù)據(jù)存儲到計(jì)算機(jī)可以更快、更容易讀取得位置^'1.緩存是一個信息容器,使得信息更容易被存取.有些信息是只讀的,或者在-段時間內(nèi)保持不變,就可以使用緩存.對WebGIS來說,緩存技術(shù)極其第3期韓雙旺:基于WebService的webCIS性能的優(yōu)化35重要,因?yàn)橥ㄟ^Intemnet 傳輸數(shù)據(jù)的速度可能非常緩慢.通過緩存數(shù)據(jù),基于Web Service 的矢量WebGIS的性能會得到極大提高.緩存位置有兩種(2] :客戶端和服務(wù)器端.瀏覽器緩存是在客戶端進(jìn)行的,所有數(shù)據(jù)都被存儲在用戶的計(jì)算機(jī)中,并由瀏覽器發(fā)起和管理.服務(wù)器端緩存由服務(wù)器使用服務(wù)器資源進(jìn)行管理,緩存在服務(wù)器端,瀏覽器無法控制服務(wù)器端緩存.無論是客戶端的緩存還是服務(wù)器端的緩存,都能大大提高WebGIS系統(tǒng)的性能.3.8引用GIS功能成熟的WebService產(chǎn)品可以通過引用別人GIS功能成熟的WebService在實(shí)現(xiàn)異地數(shù)據(jù)的集成的同時來提高自己基于Web Service 的WebGIS的性能.4結(jié)束語基于Web Service 實(shí)現(xiàn)的WebGIS ,可以通過增大Web Service顆粒度,不使用XML作為WebGIS系統(tǒng)內(nèi)部的接口,壓縮SOAP,通過異步訪問服務(wù)器端WebService中的Web方法,優(yōu)化數(shù)據(jù)庫,使用客戶端和服務(wù)器端緩存等一系列優(yōu)化措施來加快數(shù)據(jù)的訪問速度,減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)載,提高基于WebService的WebGIS的性能.參考文獻(xiàn):[ 1 ] [美]JOE MARTIN, BRETT TOMSON.萬松明,張濱義,譯.循序漸進(jìn)ASP. 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In order to more efficiently implement the relative functions of a WebGISbased on Web Service, it is necessary to optimize the performance, which can increase the particle sizeof Web Service, do not use XML as the WebGIS interface within the system, compressed SOAP, anasynchronous Access Web method in Web Service of server-side ，optimizing the database, using theclient and server side caching and a series of optimization measures中國煤化工d andreduce network trffic loads and improve the performance of WebGISMYHCNMHGKey words: WebGIS; Web Service ; performance ; optimization; SOAP[責(zé)任編輯:關(guān)紫烽]