研发的那些事3--接口之本

　　从前，有个程序，

　　只有一个模块，自己搞定所有事情，简单又快乐地生活着。后来，干的事多了，需要划分职责，

　　加了新模块，不过他们需要彼此沟通协调工作……好在是进程内的，如C#,Java之类的写几个Interface就搞定协作规范了。不过，再后来变成了两个程序

　　这下麻烦更大了，因为你说话时，对方可能睡着了zzZZ。甚至，你可能需要同老外交流，更甚至，对方可能来自遥远的半人马座。很明显，接口不是简单的”interface”。

      接口的本质是一个协议——双方交互的规范，是双方为完成某件事情而事先做的一系列约定。约定分为三个层面：展现、业务和通信。业务层是核心，承上启下，需要考虑如何直观自然的表达业务。通信层是双方的沟通方式。展现层则重在考虑沟通双方的使用方式。如下图：

　　业务层（这是核心）

　　一、协议的形式

1. 命令式：通过一连串的指令进行交互，指令序列规定了具体执行的步骤，即先1，再2，而3。 如：TCP的三次握手：SYN,ACK,SYN,ACK。
2. 文档式：通过文档形式进行交互，文档只说明要什么即目的，不规定任何执行细节。如：REST形式的接口。

　　二、协议的内容

1. 命令式：请求命令有哪些，具体内容如何。对应的响应命令有哪些，内容又是怎样的，正确结果如何表达，错误又如何表达。
2. 文档式：如何表达请求，如何表达响应，包括正常情况与错误情况。 

　　通信层

　　一、通信方式

     完成交互，还需通过一种通信方式为载体，传递具体协议的信息。通常通信环境有以下三种：

1. 进程内 ：如一个进程内的两个模块。通常将命令直接映射成一个个API，采用普通的API调用，协议设计直接简化成API设计。
2. 进程间 ：两个进程间交互，如果有要求较高的性能，一般采用管道方式。如果需要多进程交互，可采用消息队列方式，解耦发起方和处理方，并简化互相间的连接管理。对于文档风格的协议，在简单的生产和消费的情况下，也可采用直接文件传递的方式，一方读，另一方写。
3. 机器间：进程分布在多个机器上，可以考虑：
   1. 文件：在一对一的生产-消费模式下，最“愚蠢”文件方式有时反而是最简单的高效。特别是异构系统间的一对一通信，可使用此方式，一次传递批量命令。
   2. 数据库：多个异构系统间的通信，也能通过中央数据库进行。但是，频繁的修改和读取同样数据会带来性能瓶颈和死锁。
   3. 基于消息：通过一个消息系统传送命令、结果和文档。能从空间和时间上解耦发起者和处理者，两者可以互相不知晓对方的存在，发送和处理消息可以异步进行。可以实现点对点或发布/订阅方式。
   4. RPC：直接模仿本地调用，将一个方法调用转换成一个数据块，使用一种基于TCP/IP的传输协议进程点对点传输。

　　二、数据格式

     确定通信方式后还需要考虑，传输时的具体数据格式。

1. API方式：方法的签名及参数
2. 文件方式：文件格式（如XML，TXT，领域专有的文件格式），通常还可定义一个描述格式的元文件，供对方根据它自动生成解析程序。如XML，需要考虑其具体Element，Attribute，通常用XSD定义。
3. 数据库：数据库Schema。
4. 消息：在MOM系统中使用的消息头和消息体的具体内容。
5. RPC：自定义传输通道时需要考虑，传输数据包的格式。可采用：
   1. 应用层叠加：在已有TCP应用协议上再增加一层专有业务数据格式。简单，无需考虑TCP传输层的编码与解码。如传统WebService是 SOAP over HTTP的，在HTTP中传输SOAP格式的数据（如果需要也可）。
   2. 开发新应用层：直接在TCP层上增加业务专有的应用协议。需要考虑传输层的编码与解码，涉及数据分包、校验等。如Remoting。

　　展现层

     无论业务与通信如何设计，使用者最终需通过一个API，完成交互。这个API即我们通常说的“接口”。存在两种方式：

1. 业务无关API：直接暴露下层协议细节，通过一个一般化的API完成工作。好处是对提供者而言所需工作小，可轻易跨平台，当然消费者需要了解协议细节自行完成解析。一般用作文档风格的协议的提供方式，如RESTful接口，可直接通过本地HTTP API使用。
2. 业务专有API：即Wrapper。通过包装器，封装掉所有协议细节，在API上直接表达业务，简化使用。缺点是需要提供每个目标客户端平台的API实现。

      使用范围也会影响接口的设计。如果是公司内产品的交互，无论下层如何设计，通常会考虑提供包装器，供相关团队使用，因为客户总是需要写类似代码的，不如由一个人（团队）干了造福大家。如果是公司间产品的交互，在Java和.net上，大Web服务还是不错的选择。一方面，虽然重，但因为有工具可以自动生成接口代码，所以也轻了点。另一方面，大Web服务容易达成共识，因为WSDL是标准元数据格式，沟通方便。至于互联网上，各式Open API都是类REST的，因为Web是天然面向文档的，暴露的又都是资源，如此最自然，提供者所作的工作最少。至于消费者，天知道他们用什么语言平台来访问，只能请他们自己解析了：）

　　SOA中的接口

     单看技术层次，SOA的核心是服务，服务有三个基本要素：契约、实现和绑定。契约是服务所提供功能的一个规范，重在表达业务概念；实现是服务的具体在语言和平台的落地，包含提供者的实现和使用者的API；绑定则是服务之间的具体通信协议。分离了使用、业务表达和通信。

　　最后再看看经典的ISO模型