SOA最近在汽车电子领域备受关注，正好最近也需要写一篇SOA相关的论文，学习到了不少SOA相关的概念及应用知识，所以打算把我了解到的相关知识及想法记录下来。

SOA是什么

SOA的全称是面向服务的架构「Service-Oriented Architecture， SOA」，类比面向对象的架构，SOA就是一种以服务为核心的架构。有许多不同的组织从不同的视角对SOA进行了描述，但迄今为止还没有一公认的定义。

我们先来看看W3C对它的定义 “SOA是一种应用程序架构，在这种架构中，所有功能都定义为独立的服务，这些服务带有定义明确的可调用接口，能够以定义好的顺序调用这些服务来形成业务流程。“

SOA模型（图片来源：软件体系结构原理、方法与实践 ）

可以看到关键字「服务」，「明确定义的接口」，接下来我们一个个来理解。

什么是「服务」呢？服务是一种比构件粒度更大的信息集合，实际是包含实现了多个关联业务需求的逻辑组合，并且允许每个服务使用特定的平台，架构或技术方案。

单个服务内部结构（图片来源：软件体系结构原理、方法与实践 ）

关于「明确定义的接口」，大家可能想这还不简单吗，不就是接口定义要从使用者角度编写并且标准化吗？其实不仅如此，面向服务的接口不同于构件的接口，他的实现与特定语言无关，采用WSDL技术进行定义，可以方便的实现上述异构服务之间进行服务调用。

SOA的发展历程

SOA的发展大致分为3个阶段分为混沌，壮大，演化。

SOA的起源可以追溯到90年代末，一家叫做Gartner的信息技术研究和分析的公司提出了SOA的设想。

进入千禧年后，随着以Web为代表的互联网经济的兴起，各种电子商务业务得到迅速的发展，各大企业面临消减成本和随需应变这2个问题，SOA恰恰能满足集成各种异构系统及高度的灵活性可用性，因此重新受到人们的关注。下图是2008年W3C发布的Web技术发展展望，可以看到当时同时伴随着XML， Web2.0等技术的发展，SOA崛起的技术基础已经备齐，之后便进入飞速的发展壮大时期，涌现出来诸如IBM SOA参考架构（见下图），Oracle SOA等一大批SOA企业级解决方案。

W3C 2008年发布的Web技术发展展望（来源：W3C官网）

IBM SOA参考架构

后来人们发现传统的基于ESB的SOA的诸多问题，便兴起了SOA的变种微服务架构，微服务架构基本的思想是更细粒度的服务化，服务间分布式调用。

从SOA技术的发展我们可以看到技术与商业有不可密分的关系，一方面新技术推动商业目标的实现，一方面商业又给技术的发展注入源源不断的动力，所以一个新技术的产生，如何应用实践对它的未来发展至关重要。

SOA的特点

明确定义的接口， 服务的接口定义明确，并且一旦公开不能随意更改。

自包含和模块化， 每个服务在功能实现上完全独立，自我管理，版本控制，独立部署。

松散耦合 ，服务与服务间通过定义良好的接口或协议交互。

可扩展性强， 服务总线的采用， 可以快速集成其他异构系统。

粗粒度， 服务数量不应该太多，服务交互消息量大，但服务间交互频度低。

可用性强， 可采用分布式多个服务器部署，大大提升系统可用性。

可复用性强， 可以进行以服务为单位的软件复用。

SOA的关键技术

XML ，SOA发展的根基，一种文本标记语言，具有平台无关性等特征，为服务的发现，定义，发布等功能提供条件。

Web Service ，是一种跨平台的、低耦合的、基于可编程的web应用程序，可使用XML来描述、发现、配置这些应用程序，用于开发分布式交互应用程序。Web Service技术的三剑客是WDSL（服务接口描述与服务定义），UDDI（服务发现，注册），SOAP（服务通讯协议，有被REST取代的趋势）。

ESB ，企业服务总线，是传统中间件技术与XML、WebService等技术结合的产物，主要支持异构系统的集成。ESB基于内容路由和过滤，具备复杂数据的传输能力，并可提供一系列标准的接口。用人话说就是服务间进行数据传输转发的通道。

SOA如何在汽车上的应用？

随着目前SDV（软件定义汽车）浪潮的兴起，越来越多的汽车同行开始考虑，如何用软件创造价值？如何更好的管理车上的上百个ECU（相当于各种异构的系统）？如何更好的应对需求的增长？如何提升车载OS的可用性等一系列问题，这些坑似乎在以Web为代表的互联网经济的兴起过程中也遇到过类似的，只是平台不一样罢了。

这时我们回过头来看看SOA的特点可扩展性强，高可用，松散耦合，标准化接口，支持异构系统的集成，虽然在Web领域正在逐渐被微服务取代，但是他的优点确实可以借鉴到汽车电子领域啊。

你可能会问，在Web上都已经用了几十年了怎么才到汽车电子领域呢？原因我认为有几点1.技术不满足，虽然从宏观角度看CAN网络 通讯也解耦了各个ECU，但奈何速率带宽不足，且无法较好的满足可扩展性要求。2.各个ECU独自为战，没有人从汽车电子系统架构的角度思考整车系统的架构设计。但最近随着车载以太网技术的发展，EEA，SDV的兴起，使得SOA开始在汽车电子领域的焕发青春。

那么该如何借鉴SOA以及借鉴时需要关注哪些点呢？我认为总体的原则是借鉴Web SOA技术的开发思想，如开放性，服务化，敏捷等。下面我将从以下几个方面阐述SOA在汽车电子领域应用的关注点。

服务的拆分

服务的拆分在Web上是个重要的研究课题，一般可以从业务角度或领域概念角度进行。在车载领域有着上百个ECU，每个ECU提供各种不同的服务，采用的技术平台语言均不一样，不能简单粗暴的直接以目前各个ECU作为服务的拆分结果，比如多一个ECU就要多一份硬件成本，及之后的开发测试，维护成本。我们应该尝试从系统的角度出发，梳理整个汽车电子领域的业务模型，从垂直领域出发看看那些业务是关联的组合的一起，之后在从水平领域出发哪些是基础服务，哪些是可扩展服务，允许一个ECU可以提供多个服务（AVNT主机既提供仪表服务，又提供娱乐服务等），最后和实际的ECU分布现状进行匹配融合，以找到最佳的服务拆分结果，这样才能真正的发挥SOA的作用。

服务间通讯

在Web上一般采用ESB实现，有各种开源的框架（如IBM Websphere，Mule ESB ）来支撑，完成服务的注册，发布，调用，有的甚至还具备负载均衡，网关路由机制。使企业可以专注于自身业务服务的开发，并快速方便的完成服务的开发上线。在汽车领域目前随着以太网通讯技术的发展，相信未来会有更多的服务商开发基于车载以太网的ESB中间件来满足这样一个需求，我认为在这个环节车厂需要更加关注服务的接口定义，良好的接口定义更加利于平台的平滑式演进。

服务的治理

随着服务的独立运行及互相调用，对整车系统的稳定性形成一个较大的挑战，例如 基础服务调用压力过大导致调用者等待，一个服务的失效导致他调用者失效，一连串的服务调用链失效可能引发整车系统的雪崩。因此一旦采用了SOA，一定要系统性的对整车系统进行可用性研究。可以分别从单个系统及全局2个维度进行系统的 可靠性设计工作。采用 SFMEA设计手段发现问题，针对单个系统可以采用主动检测异常，错误恢复机制等策略；全局角度可以给重点模块加强冗余设计，分配好服务的调用关系，过滤无关消息的转发等技术手段。

结语

纵观整个系统架构发展轨迹，从单体架构，到SOA架构，再到目前的微服务架构，架构设计的方向一步步往服务化的发展方向靠拢，但一个根本目标没有改变，构建一个开放的，高性能，高可用性架构。汽车软件领域应该紧紧跟随尤其Web方面一些新的技术架构，因为我们的目标都是一样的，可能技术无法通用但思想一定是可以借鉴的，就比如SOA在汽车领域的应用。