基于WebService的WebGIS性能的优化

2011年8月中央民族大学学报(自然科学版)Aug.. 2011第20卷第3期Journal of MUC( Nalural Sciences Edition)Vol.20 No. 3基于WebService的WebGIS性能的优化韩双旺(天水师范学院物理学与信息科学技术学院，甘肃天水741001)摘要:由于CIS中不但涉及属性数据,而且还涉及地理空间数据,因此数据址相对庞大,所以在设计和实现WebGIS时,必须考虑其性能问题.为了更高效地实现基于Web Service 的WebGIS的相关功能,有必要对其性能进行优化,这可通过增大WebService颗粒度,不使用XML作为WebGIS系统内部的接口,压缩SOAP,通过异步访问服务器端Web Service中的Web方法,优化数据库,使用客户端和服务器端缓存等- -系列优化措施来加快数据的访问速度,臧轻网络传输负载,提高基于WebService的WebCIS性能.关键词: WebGIS; Web Service ;性能;优化;SOAP中圈分类号: TP311文献标识码:A .文章编号:1005 8036(2011 )03-0032-04引言Web Service是下一代可编程网络的核心,它实际上就是一个可命名的网络资源，可用来在Internet范围内方便的表现和使用对象，就像使用COM对象--样,不同的是使用和表现网络服务是通过SOAP(简单对象访问协议)甚至HTTP来实现的「1-21.WebGIS指万维网地理信息系统,它是基于Internet平台和客户端应用软件采用www协议而运行在万维网上的地理信息系统,是利用互联网技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术,其核心是在地理信息系统中嵌入HTTP(超文本传输协议)和TCP/IP标准的应用体系,实现互联网环境下的空间信息管理等地理信息系统功能["1.其基本思想就是在万维网上提供空间信息,让用户通过浏览器获得和浏览-一个空间信息系统中的数据,从www的任意一个节点,Internet的用户都可以浏览到WebGIS站点上的地理数据，制作专题图件,进行空间查询、检索以及空间分析[4].通过定义实现GIS相关功能的WebService,并对其进行发布和注册,不但能够有效的集成现有系.统的GIS数据,还可以实现异地数据的集成,实现整个互联网环境上的服务共享.由于GIS中不但涉及属性数据,而且还涉及地理空间数据,因此数据量庞大,所以在设计和实现WebGIS时,必须考虑其性能问题,为了更好地更高效地实现基于WebService的WebGIS的相关功能,有必要对其性能进行一系列优化.WebService体系结构WebService体系结构是基于Web服务提供者(WebServiceProvider)、Web服务请求者(WebServiceRequestor).Web服务注册代理(webServiceRegistry)三种角色之间的交互构建的,其体系结构中国煤化工收稿日期:201104-22YHCNMH G作者简介:韩双旺(1975 -) ,男(汉族) ,甘肃庄浪人,天水师范学院物理学与信息科学技术学院,硕士,讲师,主要研究方向:GIS与数据库技术.第3期韩双旺:基于Web Serice的WebGIS性能的优化33如图1所示1-2,5):服务提供者实现了Web服务的定义,用Web服服务注册代理1(服务播述)务描述语言( Web Service Description Language, 简称WSDL)对其进行描述,并在服务注册代理中使用查找WSDL, UDDI发布WSDL，UDDIUDDI( Universal Description, Discovery and Integration :(服务)描述、发现和集成，即Web服务注册规范)进行注册,服务谤求者4服务绑定一十服务提供者UDDI用于集中存放和查找WSDL描述文件,起着目服务描述)录服务器的作用;服务的请求者利用服务注册代理查图1 web Serice体系结构找所需的服务,当找到所需的服务时,服务注册代理Fig.1 Web Srice Architecture向其提供服务描述(WSDL),然后使用服务描述与服务提供者进行绑定,并调用相应的Web服务,实现:同服务提供者之间的交互.由此可见,一个Web Service的生命周期为6):(1)实现一个Web Service ,使其能够接受和响应SOAP消息. (2)撰写一个WSDL文件用于描述此Web Service. (3) 将此WSDL发布到UDDI上. (4)其他的应用程序(客户端)从UDDI上搜索到相应的WSDL. (5) 根据搜索到的WSDL,客户端可以编写程序调用相应的WebService.2基于WebService的WebGIS实现原理采用B/S三层结构,基于Web Service的WebGIS实现原理如图2所示:?客户端河览器客户层.含Web Services调HHTTP响座(含有Web ServicesHTTP请来返国结果的Weh虹面)IIS/Web服务器11应用逻辑层实现GIS功能的Web ServicesGIS应用服务器SQL查询查询结果数据层数据库服务器图2基于 Web Service的WebGIS实现原理Fig.2 The implementaiton prineiple of WebGIS based on Web Service当用户在客户端浏览器指定地址之后,HtTP请求经由IIS 被传送到CIS应用服务器,GIs服务器通过对请求分析,调用GIS应用服务器上实现GIS功能的Web Service中国煤化工数据进行SQL查询,并生成相应的页面发送到客户端浏览器,由客户端浏览器CNMHG已定义的WebService进行发布和注册还可以实现本系统GIS数据库服务器上数据资源的共享,也可以通过搜索Internet.上已发布和注册的相关WebService,通过对其引用而实现异地数据的集成.34中央民族大学学报(自然科学版)第20卷3基于WebService的WebGIS性能的优化3.1选择 Web Service的颗粒度选择Web Service 的颗粒度是提高基于Web Service 的WebGIS 应用性能的主要手段.因为WebService使用的传输协议为HTTP等,这些协议都是面向无状态的连接协议,每一-个请求都要建立一个新的连接、因此WebService的调用不能像数据库JDBC(ODBC)接口一样可以进行精细而复杂的方法调用,例如先获得Connection ,再获得结果集,然后一行一行获取结果. Web Service 比较适用于大颗粒度的应用,在一个调用中便获得所有的信息“61.3.2谨慎使用 XML接口系统之间的接口可以使用XML,这样可以增加WebGIS 系统的灵活性;但不要使用XML作为WebGIS系统内部的接口,因为这不会带来任何好处,所以应尽量使用二进制作为系统内部的接口,以避免不必要的XML文档的解析和校验;在处理XML的时候,尽快将XML转换成内部对象,XML的传递只会增加系统的开销‘'6].3.3压缩 SOAP提高基于Web Service的WebGIS的性能Web Service 使用和表现网络服务是通过SOAP(简单对象访问协议)甚至HTTP来实现的「2),SOAP又是基于XML编码的,而XML文件是文本文件,因此S0AP消息也可以看作一个文本流.当网络传输的内容是文本流的时候,通过压缩,它的尺寸可以减少80%"1.这就意味着在客户端和服务器之间带宽的需求也可以减少类似的百分比,也意味着在网络上传输内容需要更少的时间,所以采用压缩SOAP的方法将会大大提高网络传输的效率,这对于使用SOAP通信的基于Web Service 的WebGIS应用程序来说,将会表现出更高的效率.3.4 通过异步访问服务器端Web Service中的Web方法异步访问主要是针对Web Service 客户端所采用的.异步与同步的最主要的区别就是异步没有马上返回结果,而同步则是马上返回结果.但是实际，上异步访问是大多客户端访问服务器的方法.异步访问在.NET中必须定义一个代理函数,通过代理函数来访问WebService的Web方法，从操作系统的角度上说,实际上就是开辟一个线程来访问服务器端的Web方法.所以这样可以提高Web Service 客户端访问服务器端的Web方法的性能[7],从而提高基于WebService的WebGIS系统的性能.3.5通过类型化数据集提高访问数据库性能类型化数据集是DataSet类的派生类,既然是派生类,那么也就继承了DataSet 的所有方法、事件和属性、类型化数据集提供了强类型方法、事件和属性.这意昧着可以按名称而不是使用基于集合的方法来访问表和列.这里指的强类型是指给出的一个XSD文件,使用. NET附带的XSD. EXE工具生成‘:类型DataSet.由于强类型DataSet中已经存有表的架构信息,所以将大大提高访问数据库的速度.如果在WebService访问数据库的表时采用类型化数据集也将大大提高WebService访问数据库的性能”，由此改善和提高基于WebService的WebGIS系统的性能.3.6数据库 优化由于GIS中,除了属性数据,还有地历空间数据,所以数据库的访问速度也在很大程度上决定着基于WebService的WebCIS的性能,对数据库的优化应该持续地测量和改进.通过添加索引、分表、缓存等优化措施都有可以对性能有一个大的提升.3.7使用缓存中国煤化工缓存是一种很容易访问的数据存储区,是计算机快速地.MYHC N MH G原理是将经常被访问的数据存储到计算机可以更快、更容易读取得位置^'1.缓存是一个信息容器,使得信息更容易被存取.有些信息是只读的,或者在-段时间内保持不变,就可以使用缓存.对WebGIS来说,缓存技术极其第3期韩双旺:基于WebService的webCIS性能的优化35重要,因为通过Intemnet 传输数据的速度可能非常缓慢.通过缓存数据,基于Web Service 的矢量WebGIS的性能会得到极大提高.缓存位置有两种(2] :客户端和服务器端.浏览器缓存是在客户端进行的,所有数据都被存储在用户的计算机中,并由浏览器发起和管理.服务器端缓存由服务器使用服务器资源进行管理,缓存在服务器端,浏览器无法控制服务器端缓存.无论是客户端的缓存还是服务器端的缓存,都能大大提高WebGIS系统的性能.3.8引用GIS功能成熟的WebService产品可以通过引用别人GIS功能成熟的WebService在实现异地数据的集成的同时来提高自己基于Web Service 的WebGIS的性能.4结束语基于Web Service 实现的WebGIS ,可以通过增大Web Service颗粒度,不使用XML作为WebGIS系统内部的接口,压缩SOAP,通过异步访问服务器端WebService中的Web方法,优化数据库,使用客户端和服务器端缓存等一系列优化措施来加快数据的访问速度,减轻网络传输负载,提高基于WebService的WebGIS的性能.参考文献:[ 1 ] [美]JOE MARTIN, BRETT TOMSON.万松明,张滨义,译.循序渐进ASP. NET教程[M].北京:人民邮电出版杜,2002.[2]CHRISPAYNE.赵斌,张滨义,董清波,译.ASP.NET从人门到精通[M].北京:人民邮电出版社,2002.[3]刘南,刘仁义. WebGIS原理及其应用一一 主要WebCIS平台开发实例[ M].北京;科学出版社,2002.[4]方子岩. CIS与WebGIS[J].铁路航测,2001 ,(4):2.[ 5] 张竞,吴健平. CIS Web Services构建与应用[J].地理信息世界,2005 ,3(2):47 -51.[6] 李强,魏峥,李素朵,等. ASP. NET动态网页设计教程与上机实训[M].北京:中国铁道出版社,2008.[7] 林少丹.基于DOTNET的XML WEB SERVICE安全与性能优化[ EB/OL]. http //www. becn. net/Aricl/fyy/vc/jsz/200708/5910. html ,2007 ,8.[ 8]熊小华,王帅 ,宁爱兵.基于Web服务的大数据访问性能优化研究[J].上海第二工业大学学报,2007 ,24(4):271 - 275.The Optimization on the Performance of WebGIS Based on Web ServiceHAN Shuang-wang( Cllge of Physics and Information Science Technology of Tianshui Normal Universiy , Tianshui Cansu 741001 China)Abstract: It not only includes attribute data in the GIS, but also includes the geo-spatial data, arelatively large amount of data， so we must consider the performance issues in the design andimplementation of WebGIS. 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中国煤化工d andreduce network trffic loads and improve the performance of WebGISMYHCNMHGKey words: WebGIS; Web Service ; performance ; optimization; SOAP[责任编辑:关紫烽]