Các dịch vụ Web và Web ngữ nghĩa phần 5: Thay đổi các dịch vụ Web

Ultimate mashup – Các dịch vụ Web và Web ngữ nghĩa, Phần 5: Thay đổi các dịch vụ Web Tóm tắt: Loạt bài viết này trình bày chi tiết việc tạo ra một ứng dụng Mashup cho phép kiểm soát các dữ liệu được hiển thị với người sử dụng. Bây giờ bạn biết làm thế nào để tạo một bản thể luận (ontology) để xác định khái niệm đại diện của một dịch vụ, bạn có thể cho phép người dùng lựa chọn dịch vụ mà họ muốn sử dụng Trước khi bắt đầu Đây là bài viết cho các nhà phát triển, những người muốn tìm hiểu làm thế nào để sử dụng một bản thể luận dùng API - cụ thể, trong trường hợp này, là Jena API - cũng như những người chỉ muốn xem làm thế nào các bản thể luận và các xử lý ngữ nghĩa khái niệm khác có thể hữu dụng trong một thế giới ứng dụng thực sự. Nó sử dụng các bản thể luận của bạn trong phần 3 và 4 và tích hợp vào Mashup bạn xây dựng trong phần 1, nhằm cung cấp cho người dùng một sự lựa chọn về các dịch vụ sử dụng Bài viết này giả định rằng bạn đã quen với khái niệm về XML, khung mô tả tài nguyên (Resource Description Framework - RDF), các bản thể luận, và ngôn ngữ bản thể luận Web (Web Ontology Language - OWL). Nó cũng sử dụng các ngôn ngữ lập trình Java, nhưng nếu bạn chỉ tìm kiếm một khái niệm hoặc chỉ tìm hiểu nó làm việc như thế nào, điều đó là không quan trọng. Nếu bạn cần một bất cứ điều gì trong các khái niệm này (trừ Java, tất nhiên) hãy xem các phần trước. Bạn có thể tìm thấy các liên kết với chúng (và các nguồn cho Java) trong Tài nguyên. Về loạt bài viết này Ngày nay, có vẻ như bạn không thể lướt trên Web mà không sử dụng một trang Web mà trang đó hoặc có thể cung cấp quyền truy cập vào dữ liệu của nó thông qua một dịch vụ dựa trên API hoặc sử dụng dữ liệu từ một trang web khác lấy được thông qua một dịch vụ dựa trên API. Khi bạn xem xét các lợi thế của việc sử dụng các thông tin hiện có trong các ứng dụng của riêng bạn, có lẽ không đáng ngạc nhiên lắm. Nó cũng chỉ là vấn đề ở thời gian trước khi một người bắt đầu kết hợp dữ liệu từ các hệ thống riêng biệt để tạo ra những gì hoàn toàn mới. Những ứng dụng, được gọi là mashup, là khu vực mới nhất trên Web, từ các trang web dựa trên cộng đồng đến các trang web chuyên tìm kiếm, thậm chí các ánh xạ mashup hiện nay. Chúng hầu hết đều hữu dụng, nhưng có một điểm chung là được phát triển cho các thiết lập dịch vụ cụ thể. Nếu ưu tiên cho một loại dịch vụ cụ thể thay đổi, bạn sẽ có rất nhiều việc phải làm. Mục đích của các bài viết này là tạo ra các ứng dụng mashup đủ thông minh để người dùng có thể bổ sung hoặc loại bỏ các tiện ích nếu muốn, và hệ thống sẽ biết phải làm gì với chúng. Được tiến hành như sau: Phần 1 giới thiệu các khái niệm về các mashup, trình bày cách hoạt động của chúng và xây dụng các phiên bản đơn giản Phần 2 giải quyết một phần của vấn đề bằng cách sử dụng các khả năng pureXML™ mới của IBM® DB2® để xây dựng một vùng nhớ đệm XML, cái cho phép bạn lưu các yêu cầu trước đó đồng thời cho phép truy hồi các thông tin cụ thể. Sau cùng, bạn cần sử dụng các bản thể luận hoặc các từ định nghĩa cho các khái niệm hoặc thuộc tính liên quan, nên ở Phần 3 quy trình bắt đầu bằng việc tìm hiểu về RDF và RDFS, hai thành phần chính của OWL, sẽ được đề cập ở phần 4. Ở phần 5, bạn sẽ dùng đến các bản thể luận đã tạo ở phần 4 và dùng chúng để cho phép người dùng thay đổi nguồn thông tin. Phần 6, thực sự thú vị. Ở đây, bạn cung cấp cho người sử dụng quyền kiểm soát, và cho phép họ sắp xếp các dịch vụ mới vào bản thể luận và lựa chọn các dữ liệu được sử dụng để tùy chỉnh một Mashup. Về bài viết này Các phần trước đã giải thích thế nào là mashup, và bạn làm thế nào để sử dụng chúng cho việc tổ hợp dữ liệu từ nhiều nguồn. Mục đích là cung cấp một hệ thống thông minh, chẳng hạn như khả năng chuyển đổi từ dịch vụ này ra dịch vụ khác mà không cần phải biết chính xác thông tin được thể hiện như thế nào trước đó. Để làm điều đó, bạn sẽ cần phải định nghĩa các khái niệm như "hiệu sách", "DVD", "giá cả", v.v... Trong các phần trước, bạn đã xây dựng một ứng dụng mashup cho phép người dùng đưa ra yêu cầu về thông tin trên các chủ đề cụ thể hoặc từ khóa. Tại bài viết này, bạn sẽ biết cách cho phép người dùng lựa chọn dịch vụ để sử dụng cho dữ liệu. Trong bài viết này, bạn sẽ được học:  Tải về và thao tác trên một bản thể luận  Trích dẫn các cá thể từ một bản thể luận bằng cách lập trình  Tiếp cận các đặc tính và các giá trị từ một bản thể luận hoặc một tài liệu RDF  Chuyển đổi một kết quả dạng bắc cầu REST sang một cá thể dạng bản thể luận tổng quát  Hiển thị thông tin bản thể luận ở dạng HTML Trong bài viết này, bạn sẽ mã hóa thông tin về các dịch vụ cá nhân trong một tập tin Owl. Sau đó, bạn sẽ sử dụng Jena API để trích xuất thông tin đó và sử dụng nó để thực hiện một yêu cầu REST. Cuối cùng, bạn chuyển đổi phản hồi REST vào hình thức chung, và hiển thị nó trên trang HTML như trước. Các điều kiện tiên quyết Bạn sẽ phải thực hiện việc cài đặt phần mềm dưới đây và kiểm tra nó nhằm theo kịp với mã trong bài bài viết này.  IBM® DB2® 9 (Trước đây thường được biết là "Viper"): Cơ sở dữ liệu liên quan này cũng có các nhiều khả năng quan trọng của XML, thứ bạn sẽ cần cho bài học này. Bạn có thể tải về một phiên bản dùng thử của DB2: DB2 Enterprise 9 hoặc DB2 Express-C 9, một bản miễn phí dữ liệu máy chủ DB2 Express 9.  Apache Tomcat hoặc các máy chủ servlet: bài viết này giả định rằng bạn sẽ xây dựng các ứng dụng web bằng cách sử dụng các servlet, do đó, bạn sẽ cần một động cơ như là servlet Apache Tomcat. Nếu bạn chọn để xây dựng ứng dụng này bằng cách sử dụng môi trường khác, chỉ cần đảm bảo rằng bạn phải có sẵn phần mềm thích hợp. Tải về apache-tomcat-5.5.17.zip và cài đặt vào một thư mục mà không có dấu cách trong tên của thư mục.  Java: Apache Tomcat 5.5, cùng với nó thì bài viết này được xây dựng, nó yêu cầu bản Java 1.5 hoặc cao hơn. Tải từ J2SE SDK.  The Jena API: Jena API là Java API được thiết kế để làm việc với dữ liệu RDF và OWL. Có thể tải về từ  Để thuận tiện hơn, có thể dùng một IDE như Eclipse hoặc IBM Rational™ Web Developer đối với phát triển của bạn. Có thể tải Eclipse từ Eclipse.org tải bản thử nghiệm Rational Web Developer, hoặc dùng môi trường phát triển bạn yêu thích. Bạn không nên đi quá những gì mà lĩnh vực về biên soạn và triển khai yêu cầu. Tổng quan Trước khi bạn bắt tay vào mã mới, bạn cần phải nhớ lại những gì loạt bài viết này đã đề cập đến. Bài viết trước: Xác định các dịch vụ Tại thời điểm này, bạn có một ít mã chứa một ứng dụng làm việc, và có rất nhiều khái niệm. Trong Phần 1, bạn đã tạo một ứng dụng bao gồm một Mashup cơ bản. Người dùng nhập vào một từ khóa và một mẫu để gửi vào một servlet. Servlet cấp từ khóa đó cho bất kỳ các dịch vụ đã được định nghĩa trong một lớp Service bất kỳ. Đối với mỗi dịch vụ nói trên, bạn cần xử lý kết quả dựa vào các thông tin được cung cấp trong khai báo tự xác định của dịch vụ. Ví dụ lớp Service xác định các dịch vụ tin tức Yahoo trông sẽ như sau (xem ví dụ 1). Ví dụ 1. Xác định một dịch vụ ... Service thisService = new Service(); Service subService = new Service(); subService.name = "Technorati"; subService.baseURL = ""; subService.template = ""; subService.elementValues[0] = "inboundlinks"; subService.elementValues[1] = "bogus"; subService.attributeValues[0] = "thumbnail_url"; subService.recordExp = "/tapi/document/result"; thisService.name = "Yahoo! Search"; thisService.baseURL = ""+ "chService/V1/newsSearch?appid=mashupid&type=all&query="; thisService.template = "<a value='href'>"+ ": (Linked times)"; thisService.elementValues[0] = "Title"; thisService.elementValues[1] = "Summary"; thisService.attributeValues[0] = "ClickUrl"; thisService.recordExp = "/ResultSet/Result"; thisService.subSvc = subService; thisService.filterExp = "ClickUrl"; ... Lớp dịch vụ Service định nghĩa một cái tên và URL làm cơ sở cho các yêu cầu REST. Khi bạn thực hiện các yêu cầu trong thực tế, bạn chỉ cần thêm từ khóa vào phần cuối. Dịch vụ cũng xác định biểu thức XPath là đại diện cho vị trí của từng cá thể bản ghi dữ liệu trong các kết quả. Trong ví dụ ở đây, /ResultSet/Result biểu diễn cho mỗi một phần mới. Cuối cùng, dịch vụ bao gồm các thông tin cho biết làm thế nào để hiển thị các kết quả dữ liệu. Các mẫu đại diện HTML cho đầu ra, với các yếu tố giá trị và các thuộc tính phục vụ như phần giữ chỗ (placeholder) để sẽ được thay thế bởi các dữ liệu được tìm thấy trong các biểu thức XPath trong các mảng elementValues và các giá trị thuộc tính attributeValues. Trong trường hợp này, bạn cũng có thể thấy phần gắn thêm của một dịch vụ thứ hai và được thể hiện bởi thành tố dịch vụ con subservice. Các bài viết trước: các tính năng tiên tiến Trong Phần 2, bạn phát triển phần ứng dụng hơn là tạo ra một yêu cầu Web cho tất các các yêu cầu dịch vụ - đây là một quá trình có thể kéo dài đến vài phút nếu phần mashup tạo ra nhiều yêu cầu - bạn bắt đầu lưu giữ các kết quả yêu cầu trong cơ sở dữ liệu XML có sử dụng khả năng pureXML mới của DB2. Điều này cho phép bạn kiểm tra một cơ sở dữ liệu cho một yêu cầu cụ thể trước khi chạy Mashup và tạo một cái mới. Nhưng mục tiêu tổng quát là tạo ra một dịch vụ thông minh – với nó người sử dụng có thể yêu cầu một kiểu dữ liệu cụ thể - như sách, giá...- và mashup sẽ hiểu làm thế nào để tìm được cho dù vấn đề không phải là bạn sử dụng dịch vụ nào. Để làm được điều này, ở Phần 3 và 4, bạn sẽ học cách tạo bản thể luận hoặc phân loại các khái niệm. Bằng cách này, bạn có thể định nghĩa các khái niệm như cuốn sách, giá cả,… để cung cấp một hình thức chung và sắp xếp từ đó bạn có thể xử lý từng kiểu dịch vụ chứ không phải chỉ là từng dịch vụ. Ở phần 4, bạn đã tạo ra một bản thể luận của hiệu sách có rất nhiều các khái niệm, định nghĩa mà bạn có thể tìm thấy trong các hiệu sách điện tử, như sách, DVD, cho rất nhiều khái niệm có thể được tìm kiếm từ các lưu trữ điện tử như sách, DVD, tác giả...ở phần hướng dẫn bạn có thể bắt đầu thêm vào các dữ liệu thực tế cho bản thể luận này. Bản thể luận cơ sở Bản thể luận cở sở trông tương tự như sau (xem ví dụ 2). Ví dụ 2. Bản thể luận cơ sở <!DOCTYPE rdf:RDF [ ]> <rdf:RDF xmlns = "" xmlns:store = "" xml:base = "" xmlns:owl = "" xmlns:rdf = "" xmlns:rdfs= "" xmlns:xsd = "" > An example OWL ontology for Online Bookstores (The Ultimate Mashup: Part #4) BookStore Ontology Web Service <owl:minCardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1 Online Store Bookstore Product sold at online store Book <owl:minCardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1 Movie Person Author <owl:minCardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1 Director Bạn sẽ không sử dụng tất cả các định nghĩa này trong phần hướng dẫn, nhưng điều quan trọng cần nhận biết là cấu trúc, một kho Store chứa StockItems có thể ví dụ là Book, Movie và vân vân. Theo cách này bạn có thể xác định một Book một cách khái quát, các thiết lập thuộc tính về tác giả, nhà xuất bản,…nhưng vẫn còn sự khác biệt về giá cả và thông tin giao hàng phụ thuộc vào các kho hàng mà từ đó khách hàng mua sách. Nhớ là chúng chỉ là các định nghĩa. Dữ liệu thực tế bao gồm các cá thể hoặc những ví dụ cho mỗi lớp. Ví dụ (xem ví dụ 3). Ví dụ 3. Các cá thể của bản thể luận ... <itemPrice rdf:datatype="" >29.99 Harry Potter and the Sorcerers Stone <stockedProduct rdf:resource="#Harry_Potter_and_the_Sorcerers_Stone" /> <bundledWith rdf:resource="#Harry_Potter_and_the_Sorcerers_Stone"/> ... Bạn có thể đặt những cá thể này trong tệp riêng của chúng hoặc trong cùng một tệp của các định nghĩa; điều quan trọng là các không gian tên phải phù hợp với nhau. Trong bài viết này, bạn sẽ tạo các cá thể từ dữ liệu chiết xuất được từ các dịch vụ Web cụ thể. Cài đặt Bài viết này giả định rằng bạn đã có một hệ thống mashup được cài đặt và đang làm việc, đồng thời có hoặc không có bộ nhớ cơ sở dữ liệu DB2. Để biết thêm thông tin về việc thiết lập Tomcat và các thành phần khác, xem Phần 1 và Phần 2 của loạt bài viết (xem Tài nguyên). Bạn cũng có thể cần đến Jena API để hoàn thành các đoạn mã trong bài viết này. Có thể tải Jena từ Để cài đặt, đơn giản chỉ cần thêm các tệp Jena *.jar vào đường dẫn lớp (class path). bài viết này sử dụng các dịch vụ giao diện của Amazon Web làm ví dụ. Để thực hiện việc mã hóa, bạn cần có các biểu tượng phát triển (developers token), và thay thế chuỗi các số 0 (000000000000000) trong mã bằng công cụ đó. Để có biểu tượng phát triển, xem ạo cho người sử dụng sự lựa chọn: giao diện Mục đích của bài viết này là cung cấp một phương thức cho người dùng thay thế một dịch vụ bằng một dịch vụ khác dựa trên thông tin trong bản thể luận. Hãy bắt đầu bằng việc cho người dùng một lựa chọn. Tạo ra các cá thể Bước đầu tiên là tạo một cá thể từ đó khách hàng sẽ lựa chọn. Bạn sẽ phải tạo ra các trường hợp cá biệt của các lớp Bookstore. Ví dụ, tệp bản thể luận hiện nay nhìn giống như ví dụ 4. Ví dụ 4. Tạo ra các cá thể <Book rdf:ID="Harry_Potter_and_the_Sorcerers_Stone"> <writtenBy rdf:resource="#J_K_Rowling"/> Nhưng tất nhiên chúng hiện chỉ đơn thuần là Bookstores. Sau đó, bạn phải thêm thuộc tính cho chúng Ghi nhớ là bạn có vài cá thể ở đây và có nhiều loại khác nhau. Bạn phải sử dụng API để kiểm tra các đối tượng này. Tạo ra mô hình Để trông gọn gàng hơn một chút, bạn sẽ phải điều chỉnh tất cả các chức năng bản thể luận ở trong một lớp mới, MashupOntologyReader. Bắt đầu bằng việc tạo ra lớp cơ bản (xem ví dụ 5): Ví dụ 5. Lớp cơ bản import com.hp.hpl.jena.ontology.*; import java.util.Iterator; import com.hp.hpl.jena.rdf.model.ModelFactory; public class MashupOntologyReader { private OntModel bookStoreOntModel; public MashupOntologyReader(){ // create an ontology model bookStoreOntModel = ModelFactory.createOntologyModel(OntModelSpec.OWL_MEM, null); } public static void main(String[] args) { MashupOntologyReader reader = new MashupOntologyReader(); } } Ở đây bạn sử dụng ModelFactory để tạo một mô hình bản thể luận. Lưu ý là Jena API đồng thời cũng là một RDF API, cho nên nó cho phép bạn tạo ra rất nhiều kiểu mô hình khác nhau. Bình thường, trong trường hợp này, bạn cần một mô hình bản thể luận, và thông qua các dữ liệu cố định được cung cấp, bạn phải xác định rõ là bạn muốn nó nằm bên trong bộ nhớ. Tải bản thể luận Jena API cho phép bạn tạo các bản thể luận từ đầu và bao gồm các phương thức cần thiết để thực hiện, trong trường hợp này, bạn đã có sẵn một tệp bản thể luận để đọc, cho nên bước tiếp theo là tải nó từ mô hình bạn vừa tạo ra (xem ví dụ 6): Ví dụ 6. Tải bản thể luận ... public class MashupOntologyReader { private OntModel bookStoreOntModel; public MashupOntologyReader(){ String source = ""; // create an ontology model bookStoreOntModel = ModelFactory.createOntologyModel(OntModelSpec.OWL_MEM, null); // you have a local copy of the bookstore ontology bookStoreOntModel.getDocumentManager().addAltEntry( source, "file:c:/sw/stores.owl" ); // read the source document bookStoreOntModel.read( source ); } public static void main(String[] args) { MashupOntologyReader reader = new MashupOntologyReader(); } } Đầu tiên, hãy dành chỗ ghi tên cho đối tượng bạn vừa tải. Với bản thể luận bạn đã xây dựng ở phần 4, không gian tên là Từ đó bạn sử dụng của mô hình DocumentManager để thêm vào các đầu mục. Lưu ý rằng bạn chỉ rõ không gian tên và tập tin mà từ đó cho phép thâm nhập, nhưng các mô hình không thực sự đọc các định nghĩa trừ khi bạn gọi hàm read(). Duyệt qua các cá thể Mục tiêu là có được danh sách các cá thể Bookstore trong bản thể luận, vì thế bắt đầu bằng việc đi qua chuỗi tất cả các cá thể có mặt (xem ví dụ 7). Ví dụ 7. Duyệt các cá thể ... // read the source document bookStoreOntModel.read( source ); } public void getIndividuals(){ int counter = 0; for (Iterator i = bookStoreOntModel.listIndividuals(); i.hasNext(); ) { counter++; Individual thisIndividual = (Individual) i.next(); System.out.println(counter); } } public static void main(String[] args) { MashupOntologyReader reader = new MashupOntologyReader(); reader.getIndividuals(); } } Để bắt đầu, cần tạo ra một phương thức getIndividuals() mà nó sẽ tạo ra một bộ đếm và sử dụng mô hình của phương thức listIndividuals() của bản thể luận để lấy bộ lặp Iterator chuẩn của JAVA qua nó bạn có thể tiếp cận các cá thể tìm được. Bạn chưa có bất kỳ một dữ liệu nào về các cá thể do đó đơn giản cung cấp một bộ đếm để xem điều gì xảy ra. Bạn sẽ có một danh sách từ một đến mười một. Bây giờ mọi việc đều thú vị, rõ ràng bạn có nhiều hơn là các cá thể Bookstore. Hãy tìm hiểu xem bạn thật sự thu được cái gì. Có các thông tin về cá thể Khi có thông tin tham khảo của cá thể, việc thu thập các thông tin của nó là vấn đề đơn giản thông qua sử dụng các phương thức thu thập mà API cung cấp. Bất kỳ một cá thể Individual nào, cho dù là loại đối tượng nào, đều có ba loại thông tin giống nhau: URI, sử dụng duy nhất để xác định tài nguyên, kiểu, và tên, cái mà tương ứng với thuộc tính rdf:ID trong tệp RDF (xem ví dụ 8): Ví dụ 8. Lấy thông tin cá thể ... public void getIndividuals(){ int counter = 0; for (Iterator i = bookStoreOntModel.listIndividuals(); i.hasNext(); ) { counter++; Individual thisIndividual = (Individual) i.next(); String indType = thisIndividual.getRDFType().getLocalName(); String indName = thisIndividual.getLocalName(); String indResourceURI = thisIndividual.getURI(); System.out.println(indType + " " + indName + " " + indResourceURI); } } ... Bạn cần chú ý đầu ra trông giống với Ví dụ 9: Ví dụ 9. Đầu ra thông tin cá thể 0: Book Harry_Potter_and_the_Sorcerers_Stone 1: Genre Memoir 2: Genre Philosophy 3: Genre History 4: Genre Nonfiction 5: Genre Fiction 6: Author Fyodor_Dostoevsky 7: Author Joanne_Rowling 8: Author J_K_Rowling 9: Bookstore Buy.com 10: Bookstore Amazon.com 11: Bookstore BarnesAndNoble.com Chú ý rằng thứ tự các cá thể xuất hiện ở đầu ra thì không cần thiết phải giống với thứ tự chúng xuất hiện trong tệp bản thể luận. Hiện giờ chúng không là vấn đề, nhưng nếu nhúng dữ liệu vào mẫu (template) thì sẽ có vấn đề. May mắn là nếu biết trước là sẽ được chuẩn bị trước và đây là vấn đề có thể xử lý dễ dàng. Tại thời điểm này bạn chỉ lo lắng về chuyện thu thập các cá thể Bookstore. Chỉ lấy ra các Bookstores Sự thật là các kiểu tài nguyên được đại diện như một chuỗi (string) sẽ tạo điều kiện dễ dàng để lấy ra Bookstores hoặc bất kỳ kiểu cụ thể nào (xem ví dụ 10): Ví dụ 10. Chiết xuất chỉ một loại cá thể ... public Individual[] getIndividuals(String individualType){ int counter = -1; Individual[] individuals = new Individual[50]; for (Iterator i = bookStoreOntModel.listIndividuals(); i.hasNext(); ) { Individual thisIndividual = (Individual) i.next(); String indType = thisIndividual.getRDFType().getLocalName(); String indName = thisIndividual.getLocalName(); String indResourceURI = thisIndividual.getURI(); if (indType.equals(individualType)){ counter++; individuals[counter] = thisIndividual; System.out.println(counter + ": " + indType + " " + indName + " " + indResourceURI); } } return individuals; } public static void main(String[] args) { MashupOntologyReader reader = new MashupOntologyReader(); Individual[] individuals = reader.getIndividuals("Bookstore"); } } Trong trường hợp này, bạn kiểm tra kiểu đã gửi đến so với loại của từng