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Go与SOAP

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在REST和RPC大行其道的今天，支持SOAP（简答对象访问协议）作为Web服务消息交换协议的情况是越来越少了。但在一些遗留系统中，尤其是采用微软技术栈的服务系统中，SOAP依然占有一席之地，比如在一些医院院内的IT系统中。

Go语言诞生后，主流的Web Service设计已经开始过渡到REST和RPC，Go相关开源项目也以对REST和RPC的支持为主。而对SOAP的支持则少而零散，社区里也没有对SOAP支持的重量级开源项目，在awesome go的各种list中也难觅有关SOAP的推荐项目的身影。

但Gopher世界还是有以client身份与SOAP service交互或是实现SOAP server的需求的。在这篇文章中，我就和大家一起来探索一下如何基于一些开源项目，使用Go实现SOAP client和SOAP Server的。

一. SOAP简介

如果你觉得SOAP这个协议很陌生也不奇怪，因为SOAP协议诞生于“遥远”的1998年，2000年才提交到标准化组织。SOAP是一种消息传递协议规范，用于在计算机网络的Web服务中实现交换结构化信息。其目的是促进可扩展性、中立性和独立性。它使用XML作为承载消息的格式，并依赖于应用层协议，通常是HTTP或SMTP（简单邮件传输协议），用于消息协商和传输。经过若干年的演进，其主要binding的协议是http，其支持SMTP Binding已经极少有应用了。现在，我们可以不严谨的说，SOAP可以理解为**“xml over http”**。并且从SOAP Body的形式来看，SOAP也像是一种使用XML作为序列化编码格式的RPC调用。

SOAP目前存在两个版本：1.1和1.2版本。一些比较old的SOAP服务仅支持1.1版本，而一些新的SOAP服务则两个版本都支持。

下面是SOAP协议的通用结构：

img{512x368}

基于这个结构，我们看看SOAP(over http)的Request和Response的样子：
img{512x368}

img{512x368}

关于SOAP协议的更多细节，可以参见SOAP协议规范，这里限于篇幅就不细说了。

二. 环境准备

本文中使用的Go语言版本为go 1.11.2。

1. 获取wsdl文件

现在在互联网上要找到一个面向公共的、免费的SOAP服务着实困难。free-web-services.com上的很多服务已经不提供SOAP服务了，并且多数提供SOAP的服务也已经打不开页面了。在本文中，我们将使用www.dneonline.com/calculator.asmx这个calculator服务，至少目前它还是ready的（不过也不保证它在将来能一直ready）。

我们可以通过下面命令获得这个calculator服务的WSDL文件。


$cd /Users/tony/go/src/github.com/bigwhite/experiments/go-soap/pkg

$curl http://www.dneonline.com/calculator.asmx\?WSDL > calculator.wsdl

$cat calculator.wsdl

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<wsdl:definitions xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/" xmlns:tm="http://microsoft.com/wsdl/mime/textMatching/" xmlns:soapenc="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" xmlns:mime="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/mime/" xmlns:tns="http://tempuri.org/" xmlns:s="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:soap12="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap12/" xmlns:http="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/http/" targetNamespace="http://tempuri.org/" xmlns:wsdl="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/">

... ...

  <wsdl:service name="Calculator">
    <wsdl:port name="CalculatorSoap" binding="tns:CalculatorSoap">
      <soap:address location="http://www.dneonline.com/calculator.asmx" />
    </wsdl:port>
    <wsdl:port name="CalculatorSoap12" binding="tns:CalculatorSoap12">
      <soap12:address location="http://www.dneonline.com/calculator.asmx" />
    </wsdl:port>
  </wsdl:service>
</wsdl:definitions>

这个calculator.wsdl是后续实现soap client和soap server的基础。

2. 根据wsdl文件生成SOAP package

虽然Go语言标准库中拥有比较完善的XML操作package，但是我们也没有必要从头开始进行SOAP协议的封装和解包。github上面的gowsdl项目可以帮助我们基于calculator.wsdl自动生成实现SOAP Client和SOAP Server所要使用的各种方法和结构体，这也是我们后续实现SOAP Client和SOAP Server的基本原理。


$go get github.com/hooklift/gowsdl/...

$gowsdl -i calculator.wsdl
Reading file /Users/tony/go/src/github.com/bigwhite/experiments/go-soap/pkg/calculator.wsdl

Done

$tree
.
├── calculator.wsdl
└── myservice
    └── myservice.go

1 directory, 2 files

gowsdl根据calculator.wsdl生成了myservice.go，所有有关calculator soap service的结构体和方法都在这个Go源文件中。有了这个package，我们就可以来实现soap客户端了。

三. 实现SOAP客户端

我们实现一个SOAP客户端，用于调用www.dneonline.com/calculator服务中提供的Add方法来进行加法计算。

我们先在$GOPATH/src/github.com/bigwhite/experiments/go-soap下面建立client目录，进入client目录，创建client的main.go文件。

在前面根据calculator.wsdl生成的myservice.go文件中，我们找到了NewCalculatorSoap方法，该方法会返回一个到对应服务的client实例，通过该soap client实例，我们可以调用其包含的Add方法，我们来看一下main.go中的代码实现：


package main

import (
    "fmt"

    soap "github.com/bigwhite/experiments/go-soap/pkg/myservice"
)

func main() {
    c := soap.NewCalculatorSoap("", false, nil)
    r, err := c.Add(&soap.Add{
        IntA: 2,
        IntB: 3,
    })

    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Println(r.AddResult)
}

Add方法的参数为soap.Add结构体的实例，Add结构有两个字段IntA和IntB，分别代表了两个加数。我们来执行一下该client实现：


$go run main.go
2019/01/08 12:54:31 <Envelope xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"><Body xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"><Add xmlns="http://tempuri.org/"><intA>2</intA><intB>3</intB></Add></Body></Envelope>
2019/01/08 12:54:31 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><soap:Envelope xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"><soap:Body><AddResponse xmlns="http://tempuri.org/"><AddResult>5</AddResult></AddResponse></soap:Body></soap:Envelope>
5

我们看到client输出了加法服务调用后的正确结果：5。

四. 实现SOAP服务

下面我们再来实现一个类似www.dneonline.com/calculator的服务，由于只是demo，我们只实现Add方法，其他方法的“套路”是一样的。

我们在$GOPATH/src/github.com/bigwhite/experiments/go-soap下面建立server目录，进入server目录，创建server的main.go文件。pkg/myservice/myservice.go中只是SOAP层协议数据负荷的marshal和unmarshal操作，并没有网络层面的支持，因此我们需要自己建立http server框架，我们就使用Go标准库http server。代码结构如下：


package main

import (
    "encoding/xml"
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "log"
    "net/http"
    "regexp"

    soap "github.com/bigwhite/experiments/go-soap/pkg/myservice"
)

func main() {
    s := NewSOAPServer("localhost:8080")
    log.Fatal(s.ListenAndServe())
}

func NewSOAPMux() *http.ServeMux {
    mux := http.NewServeMux()
    mux.HandleFunc("/", soapHandler)
    return mux
}

func NewSOAPServer(addr string) *http.Server {
    mux := NewSOAPMux()
    server := &http.Server{
        Handler: mux,
        Addr:    addr,
    }
    return server
}

func soapHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

   ... ...

}

这个SOAP server的外层结构与普通http server并无太多差异。我们重点要关注的是soapHandler的实现逻辑。


func soapHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    rawBody, err := ioutil.ReadAll(r.Body)
    if err != nil {
        w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)
        return
    }

    // match method
    var res interface{}
    m := regexp.MustCompile(`<Add xmlns=`)
    if m.MatchString(string(rawBody)) {
        res = processAdd(rawBody)
    } else {
        res = nil
        fmt.Println("the method requested is not available")
    }

    v := soap.SOAPEnvelope{
        Body: soap.SOAPBody{
            Content: res,
        },
    }
    w.Header().Set("Content-Type", "text/xml")
    x, err := xml.MarshalIndent(v, "", "  ")
    if err != nil {
        w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)
        return
    }
    w.WriteHeader(http.StatusOK)
    w.Write(x)
    return
}

我们看到：

首先，我们从http body中读取出原始数据；

接下来，我们通过一个正则表达式去匹配原始数据，如果匹配到方法，则进入方法的处理函数processAdd；否则提示方法不存在；

最后将processAdd的返回结果marshall为SOAP格式后，返回给client端。

processAdd是真正执行服务算法的函数：


func processAdd(body []byte) *soap.AddResponse {
    envlop := &soap.SOAPEnvelope{
        Body: soap.SOAPBody{
            Content: &soap.Add{},
        },
    }
    err := xml.Unmarshal(body, envlop)
    if err != nil {
        fmt.Println("xml Unmarshal error:", err)
        return nil
    }

    fmt.Println(envlop.Body.Content)

    r, ok := envlop.Body.Content.(*soap.Add)
    if !ok {
        return nil
    } else {
        return &soap.AddResponse{
            AddResult: r.IntA + r.IntB,
        }
    }
}

processAdd首先将rawBody unmarshal到一个SOAPEnvelope结构体中，从而得到SOAP envelope中Body中的方法的输入参数的值：IntA和IntB。将两个加数的和赋值给AddResult，作为AddResponse的值返回。

我们启动一下该SOAP server，并修改一下前面client所要连接的soap server的地址，并让client向我们自己实现的soap server发起服务请求调用：


1.修改client main.go

$GOPATH/src/github.com/bigwhite/experiments/go-soap/client/main.go

    //c := soap.NewCalculatorSoap("", false, nil)
    c := soap.NewCalculatorSoap("http://localhost:8080/", false, nil)


2.启动soap server

$GOPATH/src/github.com/bigwhite/experiments/go-soap/server git:(master) ✗ $go run main.go

3. 启动client

$go run main.go
2019/01/08 14:55:20 <Envelope xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"><Body xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"><Add xmlns="http://tempuri.org/"><intA>2</intA><intB>3</intB></Add></Body></Envelope>
2019/01/08 14:55:20 <Envelope xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
  <Body xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
    <AddResponse xmlns="http://tempuri.org/">
      <AddResult>5</AddResult>
    </AddResponse>
  </Body>
</Envelope>
5


4. server console输出

&{{http://tempuri.org/ Add} 2 3}

我们看到，我们的client成功调用了我们实现的SOAP Server的服务方法，并获得了正确的结果。一个简单的SOAP server就这么实现了。不过明眼的朋友肯定已经看出代码中的问题了，那就是method match那块仅仅适用于demo，在真正的服务中，服务会有很多method，我们需要一种规范的、通用的匹配机制，一种可以通过SOAP Body匹配来做，另一种可以通过http header中的SOAP Action 来匹配（仅适用于SOAP 1.1，SOAP 1.2版本去掉了SOAP Action)。这里就留给大家自己去发挥吧。

五. 小结

如果不是碰到了基于SOAP的遗留系统，我想我是不会研究SOAP的，毕竟基于SOAP的系统正在逐渐消逝在大众的视野中。上面的demo应该可以让大家对如何用Go与SOAP系统交互有了一个粗浅的认识。这里算是一个不错的起点。如果大家对于Go与SOAP有更深刻地研究或者有更好的有关SOAP的开源项目，欢迎交流。

文中源码在这里可以找到。

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Tony Bai，智能网联汽车独角兽公司先行研发部负责人，Go语言专家，资深架构师，《Go语言精进之路》作者。
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