基于WebService的WebGIS性能的優(yōu)化

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中不但涉及屬性數據,而且還涉及地理空間數據,因此數據址相對龐大,所以在設計和實(shí)現WebGIS時(shí),必須考慮其性能問(wèn)題.為了更高效地實(shí)現基于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(guò)增大WebService顆粒度,不使用XML作為WebGIS系統內部的接口,壓縮SOAP,通過(guò)異步訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端Web Service中的Web方法,優(yōu)化數據庫,使用客戶(hù)端和服務(wù)器端緩存等- -系列優(yōu)化措施來(lái)加快數據的訪(fǎng)問(wèn)速度,臧輕網(wǎng)絡(luò )傳輸負載,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(lèi)號: TP311文獻標識碼: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(gè)可命名的網(wǎng)絡(luò )資源，可用來(lái)在Internet范圍內方便的表現和使用對象，就像使用COM對象--樣,不同的是使用和表現網(wǎng)絡(luò )服務(wù)是通過(guò)SOAP(簡(jiǎn)單對象訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議)甚至HTTP來(lái)實(shí)現的「1-21.WebGIS指萬(wàn)維網(wǎng)地理信息系統,它是基于Internet平臺和客戶(hù)端應用軟件采用www協(xié)議而運行在萬(wàn)維網(wǎng)上的地理信息系統,是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)擴展和完善地理信息系統的一項新技術(shù),其核心是在地理信息系統中嵌入HTTP(超文本傳輸協(xié)議)和TCP/IP標準的應用體系,實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的空間信息管理等地理信息系統功能["1.其基本思想就是在萬(wàn)維網(wǎng)上提供空間信息,讓用戶(hù)通過(guò)瀏覽器獲得和瀏覽-一個(gè)空間信息系統中的數據,從www的任意一個(gè)節點(diǎn),Internet的用戶(hù)都可以瀏覽到WebGIS站點(diǎn)上的地理數據，制作專(zhuān)題圖件,進(jìn)行空間查詢(xún)、檢索以及空間分析[4].通過(guò)定義實(shí)現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有系.統的GIS數據,還可以實(shí)現異地數據的集成,實(shí)現整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境上的服務(wù)共享.由于GIS中不但涉及屬性數據,而且還涉及地理空間數據,因此數據量龐大,所以在設計和實(shí)現WebGIS時(shí),必須考慮其性能問(wèn)題,為了更好地更高效地實(shí)現基于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體系結構WebService體系結構是基于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建的,其體系結構中國煤化工收稿日期:201104-22YHCNMH G作者簡(jiǎn)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與數據庫技術(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(yǔ)言( Web Service Description Language, 簡(jiǎn)稱(chēng)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)現和集成，即Web服務(wù)注冊規范)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(zhù)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體系結構找所需的服務(wù),當找到所需的服務(wù)時(shí),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,并調用相應的Web服務(wù),實(shí)現:同服務(wù)提供者之間的交互.由此可見(jiàn),一個(gè)Web Service的生命周期為6):(1)實(shí)現一個(gè)Web Service ,使其能夠接受和響應SOAP消息. (2)撰寫(xiě)一個(gè)WSDL文件用于描述此Web Service. (3) 將此WSDL發(fā)布到UDDI上. (4)其他的應用程序(客戶(hù)端)從UDDI上搜索到相應的WSDL. (5) 根據搜索到的WSDL,客戶(hù)端可以編寫(xiě)程序調用相應的WebService.2基于WebService的WebGIS實(shí)現原理采用B/S三層結構,基于Web Service的WebGIS實(shí)現原理如圖2所示:?客戶(hù)端河覽器客戶(hù)層.含Web Services調HHTTP響座(含有Web ServicesHTTP請來(lái)返國結果的Weh虹面)IIS/Web服務(wù)器11應用邏輯層實(shí)現GIS功能的Web ServicesGIS應用服務(wù)器SQL查詢(xún)查詢(xún)結果數據層數據庫服務(wù)器圖2基于 Web Service的WebGIS實(shí)現原理Fig.2 The implementaiton prineiple of WebGIS based on Web Service當用戶(hù)在客戶(hù)端瀏覽器指定地址之后,HtTP請求經(jīng)由IIS 被傳送到CIS應用服務(wù)器,GIs服務(wù)器通過(guò)對請求分析,調用GIS應用服務(wù)器上實(shí)現GIS功能的Web Service中國煤化工數據進(jìn)行SQL查詢(xún),并生成相應的頁(yè)面發(fā)送到客戶(hù)端瀏覽器,由客戶(hù)端瀏覽器CNMHG已定義的WebService進(jìn)行發(fā)布和注冊還可以實(shí)現本系統GIS數據庫服務(wù)器上數據資源的共享,也可以通過(guò)搜索Internet.上已發(fā)布和注冊的相關(guān)WebService,通過(guò)對其引用而實(shí)現異地數據的集成.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 應用性能的主要手段.因為WebService使用的傳輸協(xié)議為HTTP等,這些協(xié)議都是面向無(wú)狀態(tài)的連接協(xié)議,每一-個(gè)請求都要建立一個(gè)新的連接、因此WebService的調用不能像數據庫JDBC(ODBC)接口一樣可以進(jìn)行精細而復雜的方法調用,例如先獲得Connection ,再獲得結果集,然后一行一行獲取結果. Web Service 比較適用于大顆粒度的應用,在一個(gè)調用中便獲得所有的信息“61.3.2謹慎使用 XML接口系統之間的接口可以使用XML,這樣可以增加WebGIS 系統的靈活性;但不要使用XML作為WebGIS系統內部的接口,因為這不會(huì )帶來(lái)任何好處,所以應盡量使用二進(jìn)制作為系統內部的接口,以避免不必要的XML文檔的解析和校驗;在處理XML的時(shí)候,盡快將XML轉換成內部對象,XML的傳遞只會(huì )增加系統的開(kāi)銷(xiāo)‘'6].3.3壓縮 SOAP提高基于Web Service的WebGIS的性能Web Service 使用和表現網(wǎng)絡(luò )服務(wù)是通過(guò)SOAP(簡(jiǎn)單對象訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議)甚至HTTP來(lái)實(shí)現的「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(gè)文本流.當網(wǎng)絡(luò )傳輸的內容是文本流的時(shí)候,通過(guò)壓縮,它的尺寸可以減少80%"1.這就意味著(zhù)在客戶(hù)端和服務(wù)器之間帶寬的需求也可以減少類(lèi)似的百分比,也意味著(zhù)在網(wǎng)絡(luò )上傳輸內容需要更少的時(shí)間,所以采用壓縮SOAP的方法將會(huì )大大提高網(wǎng)絡(luò )傳輸的效率,這對于使用SOAP通信的基于Web Service 的WebGIS應用程序來(lái)說(shuō),將會(huì )表現出更高的效率.3.4 通過(guò)異步訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端Web Service中的Web方法異步訪(fǎng)問(wèn)主要是針對Web Service 客戶(hù)端所采用的.異步與同步的最主要的區別就是異步?jīng)]有馬上返回結果,而同步則是馬上返回結果.但是實(shí)際，上異步訪(fǎng)問(wèn)是大多客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器的方法.異步訪(fǎng)問(wèn)在.NET中必須定義一個(gè)代理函數,通過(guò)代理函數來(lái)訪(fǎng)問(wèn)WebService的Web方法，從操作系統的角度上說(shuō),實(shí)際上就是開(kāi)辟一個(gè)線(xiàn)程來(lái)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端的Web方法.所以這樣可以提高Web Service 客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端的Web方法的性能[7],從而提高基于WebService的WebGIS系統的性能.3.5通過(guò)類(lèi)型化數據集提高訪(fǎng)問(wèn)數據庫性能類(lèi)型化數據集是DataSet類(lèi)的派生類(lèi),既然是派生類(lèi),那么也就繼承了DataSet 的所有方法、事件和屬性、類(lèi)型化數據集提供了強類(lèi)型方法、事件和屬性.這意昧著(zhù)可以按名稱(chēng)而不是使用基于集合的方法來(lái)訪(fǎng)問(wèn)表和列.這里指的強類(lèi)型是指給出的一個(gè)XSD文件,使用. NET附帶的XSD. EXE工具生成‘:類(lèi)型DataSet.由于強類(lèi)型DataSet中已經(jīng)存有表的架構信息,所以將大大提高訪(fǎng)問(wèn)數據庫的速度.如果在WebService訪(fǎng)問(wèn)數據庫的表時(shí)采用類(lèi)型化數據集也將大大提高WebService訪(fǎng)問(wèn)數據庫的性能”，由此改善和提高基于WebService的WebGIS系統的性能.3.6數據庫 優(yōu)化由于GIS中,除了屬性數據,還有地歷空間數據,所以數據庫的訪(fǎng)問(wèn)速度也在很大程度上決定著(zhù)基于WebService的WebCIS的性能,對數據庫的優(yōu)化應該持續地測量和改進(jìn).通過(guò)添加索引、分表、緩存等優(yōu)化措施都有可以對性能有一個(gè)大的提升.3.7使用緩存中國煤化工緩存是一種很容易訪(fǎng)問(wèn)的數據存儲區,是計算機快速地.MYHC N MH G原理是將經(jīng)常被訪(fǎng)問(wèn)的數據存儲到計算機可以更快、更容易讀取得位置^'1.緩存是一個(gè)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(shí)間內保持不變,就可以使用緩存.對WebGIS來(lái)說(shuō),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,因為通過(guò)Intemnet 傳輸數據的速度可能非常緩慢.通過(guò)緩存數據,基于Web Service 的矢量WebGIS的性能會(huì )得到極大提高.緩存位置有兩種(2] :客戶(hù)端和服務(wù)器端.瀏覽器緩存是在客戶(hù)端進(jìn)行的,所有數據都被存儲在用戶(hù)的計算機中,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(wú)法控制服務(wù)器端緩存.無(wú)論是客戶(hù)端的緩存還是服務(wù)器端的緩存,都能大大提高WebGIS系統的性能.3.8引用GIS功能成熟的WebService產(chǎn)品可以通過(guò)引用別人GIS功能成熟的WebService在實(shí)現異地數據的集成的同時(shí)來(lái)提高自己基于Web Service 的WebGIS的性能.4結束語(yǔ)基于Web Service 實(shí)現的WebGIS ,可以通過(guò)增大Web Service顆粒度,不使用XML作為WebGIS系統內部的接口,壓縮SOAP,通過(guò)異步訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端WebService中的Web方法,優(yōu)化數據庫,使用客戶(hù)端和服務(wù)器端緩存等一系列優(yōu)化措施來(lái)加快數據的訪(fǎng)問(wèn)速度,減輕網(wǎng)絡(luò )傳輸負載,提高基于WebService的WebGIS的性能.參考文獻:[ 1 ] [美]JOE MARTIN, BRETT TOMSON.萬(wàn)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[責任編輯:關(guān)紫烽]