Các dịch vụ Web và Web ngữ nghĩa (semantic Web) phần 6: Cho người dùng quyền kiểm soát

Ultimate mashup – Các dịch vụ Web và Web ngữ nghĩa (semantic Web), Phần 6: Cho người dùng quyền kiểm soát Tóm tắt: Đây là bài viết cuối cùng trong một loạt các bài viết để chỉ cho bạn cách tạo một ứng dụng mashup. Ở đây, bạn cần có một ứng dụng đang chạy và một khung làm việc thay thế nhờ đó hệ thống có thể sử dụng các lập luận ngữ nghĩa để hiểu các dịch vụ tại điểm sử dụng của nó. Trong bài viết này, bạn sẽ để cho người dùng kiểm soát việc chọn lựa loại hình dịch vụ, dữ liệu lấy về từ dịch vụ Web, và cách trình bày dữ liệu đó. Trước khi bắt đầu Bài viết này dành cho các nhà phát triển muốn học thêm về cách dùng kỹ thuật ngữ nghĩa và ứng dụng ngữ nghĩa. Đặc biệt, bài viết chỉ cho bạn cách sử dụng kỹ thuật Web ngữ nghĩa để lấy dữ liệu từ một dịch vụ web bất kỳ và trình bày chúng dưới dạng người dùng tự chọn. Khi tham dự bài viết này bạn chắc chắn phải có kiến thức kỹ càng về lập trình Java. Bạn cũng cần hiểu nhiều về khái niệm XML và khung làm việc mô tả tài nguyên (Resource Description Framework - RDF) nói chung cũng như biết kỹ về ngôn ngữ Web bản thể (Web Ontology Language - OWL) nói riêng. Nếu bạn cần tìm hiểu lại ba chủ đề này hãy đọc phần 3 và 4 trong loạt hướng dẫn này. Về loạt bài viết Dường như bạn không thể vào Web mà không vào một trang Web hoặc là cung cấp cho bạn quyền truy cập dữ liệu của nó thông qua một dịch vụ Web có gốc API hoặc là sử dụng dữ liệu từ trang web khác lấy từ một dịch vụ Web có gốc API. Khi bạn xem xét lợi thế của việc sử dụng các thông tin sẵn có trong ứng dụng của riêng bạn thì điều đó không hề gây ngạc nhiên. Đây chỉ là vấn đề thời gian trước khi ai đó bắt đầu kết hợp dữ liệu từ các hệ thống khác nhau để tạo ra một thứ hoàn toàn mới. Những ứng dụng này được gọi là mashups là hiện tượng thịnh hành nhất trên Web, từ các trang giao tiếp thông thường đến các trang tìm kiếm đặc biệt tới chiến lược mashup từng xuất hiện. Hầu hết các mashup rất hữu ích, nhưng chúng có một đặc điểm chung là chúng được tạo ra cho một loạt các dịch vụ riêng biệt, và nếu một trong các dịch vụ đó thay đổi hoặc dịch vụ riêng biệt của một loại hình cụ thể nào đó thay đổi thì bạn sẽ có nhiều việc phải làm với nó. Mục đích của loạt bài viết này nhằm tạo ra một ứng dụng mashup tốt đến mức mà người dùng có thể thêm hoặc bớt các dịch vụ nếu muốn, và hệ thống sẽ biết cách giải quyết vấn đề này. Các chuỗi tiến trình diễn ra như sau: Phần 1: Giới thiệu khái niệm mashups, trình bày cách ứng dụng hoạt động và xây dựng một phiên bản đơn giản nhất của một mashup. Những sự cố trình bày nghiêm trọng liên quan tới việc tạo ra hàng loạt các cuộc gọi trên Web cũng sẽ được chỉ ra. Phần 2: Giải quyết một số sự cố khi sử dụng pureXML™ của IBM® DB2 ® để xây dựng bộ nhớ lưu trữ XML để lưu giữ kết quả của các yêu cầu trước đó và để cho phép bạn truy lục thông tin cụ thể. Ở cấp độ cơ bản nhất, bạn sẽ cần phải dùng bản thể luận và các từ vựng để định nghĩa các khái niệm và mỗi quan hệ giữa chúng vì thế ở Phần 3 bạn bắt đầu tiến trình này bằng cách tìm hiểu về RDF và RDFs, đó là hai thành phần chính của ngôn ngữ web bản thể (OWL), được mô tả trong Phần 4. Phần 5 Lấy các bản thể luận bạn tạo được ở phần 4 và sử dụng nó để cho phép người dùng thay đổi nguồn gốc thông tin. Và bài viết này rất hấp dẫn đối với bạn. Ở đây, bạn có một ứng dụng đang chạy và một khung làm việc để hệ thống có thể sử dụng lập luận ngữ nghĩa để hiểu các dịch vụ tại điểm sử dụng của nó. Trong bài viết này, bạn cung cấp cho người dùng quyền kiểm soát, cho phép người dùng lựa chọn dịch vụ trong bản thể luận và chọn ra các dữ liệu để dùng cho một mashup thông thường. Về bài viết này Bài viết này là phần 6 trong loạt bài viết giải thích cách thêm các khả năng ngữ nghĩa cho ứng dụng mashup các dịch vụ Web. Ở phần 5 (xem Tài nguyên bạn lấy một cây thư mục đã có và bổ sung nó để cho phép người dùng dễ dàng thay đổi dịch vụ. Trong bài viết này bạn sẽ dùng các kỹ năng ngữ nghĩa để cung cấp cho người dùng quyền kiểm soát hoàn toàn đối với các thông tin được hiển thị và đối với cách trình bày của nó. Ở bài viết này bạn sẽ học cách  Gọi một reasoner trên dữ liệu ngữ nghĩa  Định rõ các lớp và lớp con theo lập trình  Định rõ các đặc tính sẵn có của lớp theo lập trình  Định rõ các giá trị đặc tính cố định theo lập trình  Xây dựng một ứng dụng có thể lấy được thông tin dựa trên ngữ nghĩa chứ không dựa trên các biểu thức XPath. Trong bài viết này, bạn sẽ lấy mashup bạn tạo được từ phần 1 đến phần 5 và cho người dùng quyền kiểm soát tối ưu. Người dùng sẽ có khả năng chọn một loại dịch vụ, một dịch vụ Web cố định để dùng, dữ liệu lấy từ dịch vụ Web, và sự trình bày các dữ liệu đó. Cuối cùng, bạn có thể thêm hàm mới và các dịch vụ mới vào ứng dụng bằng cách đơn giản là thêm chúng vào bản thể luận mà không phải chạm tới ứng dụng đó. Các điều kiện tiên quyết Bạn cần phải cài đặt và kiểm tra các phần mềm sau đây nhằm tuân theo mã trong bài viết này  IBM® DB2® 9 (trước đây gọi là “Viper”) Cơ sở dữ liệu liên quan này bao gồm khả năng XML mà bạn sẽ cần cho bài viết này. Bạn có thể tải về phiên bản thử nghiệm DB2 9: DB2 Enterprise 9 hoặc DB2 Express-C 9 phiên bản dữ liệu máy chủ DB2 Express 9 miễn phí.  Apache Tomcat Hay dụng cụ servlet khác: bài viết này cho rằng bạn sẽ dùng các servlet để xây dựng các ứng dụng Web, vì thế bạn sẽ cần có dụng cụ servlet như là Apache Tomcat. Nếu bạn chọn cách xây dựng ứng dụng sử dụng môi trường khác thì hãy đảm bảo chắc chắn rằng bạn có phần mềm thích hợp trong tay. Tải phần mềm apache-tomcat-5.5.17.zip và cài đặt nó vào trong một thư mực (không để dấu cách khi viết tên thư mục).  Java: bài viết này được xây dựng cùng Apache Tomcat 5.5, cần có Java 1.5 hoặc các phiên bản mới hơn. Tải phần mềm J2SE SDK.  Để tiến hành công việc thuận lợi hơn bạn có thể sử dụng một IDE như Eclipse hoặc Rational IBM™ Web Developer cho việc khai thác của bạn. Bạn có thể tải Eclipse tại Eclipse.org, tải phiên bản thử nghiệm của Rational Web Developer hoặc dùng môi trường khai thác thông dụng của bạn. Bạn sẽ không thể làm được gì thú vị trừ khi việc đó liên quan tới tài liệu thu thập và sự triển khai của mình. Tổng quan Cho đến nay rất nhiều điều đã xảy ra trong loạt bài viết. Khi bạn đến điểm tột cùng của đề án này bạn cần đảm bảo rằng bạn hiểu vị trí của mình trước khi bạn bắt đầu để thêm vào những tính năng tiên tiến cuối cùng cho chương trình ứng dụng của mình. Mục đích của loạt bài viết này Từ khởi đầu của loạt bài viết này, ý tưởng tạo ra một mashup ngữ nghĩa hoặc một ứng dụng Web để lấy thông tin từ các nguồn khác nhau được đưa ra. Ngày nay, mashups đã khá thông dụng. Vào thời điểm viết loạt bài này, Mashupfeed.com đã có danh sách 994 mashups tồn tại và có thêm 2,7 mashups được đưa vào sử dụng mỗi ngày. Nhưng mỗi một mashup đều không thay đổi loại hình thông tin chúng trình bày. Và do đó, người dùng phải chọn một truy vấn để thực hiện, nhưng nguồn dữ liệu và sự trình bày của nó là cố định. Ứng dụng sử dụng một dịch vụ đơn hoặc một loạt các dịch vụ và người dùng sẽ không kiểm soát được điều xảy ra khi chọn một truy vấn. Mục đích của loạt bài viết này là tạo ra một chút khác biệt. Ứng dụng bạn đang xây dựng cuối cùng sẽ mang lại cho người dùng quyền kiểm soát đối với dịch vụ, với dữ liệu lấy được và cách trình bày các dữ liệu đó. Nhưng trước khi bước vào nội dung chi tiết, chúng ta nên xem chúng ta đã đạt được những gì trong hành trình này Các bài viết trước Ở phần một của loạt bài viết, bạn xây dựng một ứng dụng mashup cơ bản dùng để lấy dữ liệu từ các dịch vụ bất kỳ được xác định tại một lớp Java riêng biệt. Dữ liệu mà các dịch vụ này trình bày và hình thức trình bày được điều khiển bởi khuôn mẫu XML lưu giữ như một đặc tính của lớp dịch vụ. Để thêm một dịch vụ mới, bạn cần thêm một định nghĩa dịch vụ mới và mọi thứ được tiến hành tự động Sự điều biến này thực sự có chủ ý. Nó cho phép bạn tạo ra một tình huống mà ở đó người dùng có thể chuyển đổi các dịch vụ theo tác động. Hàm của ứng dụng có thể thay đổi bằng cách thay đổi các nội dung của Service Ở phần 2 bạn đã thực hiện các vấn đề về trình bày bằng việc tạo ra một tình huống trong đó dữ liệu trước hết được lấy ra từ cơ sở dữ liệu, và nếu dữ liệu này không tồn tại bạn sẽ phát một truy vấn và dữ liệu sẽ được bổ sung vào cơ sở dữ liệu. Sau đó ở phần 3, và 4 bạn học về khung làm việc mô tả tài nguyên, một chi nhánh của nó, ngôn ngữ Web bản thể (OWL). Ở phần 5, mọi thứ nhập lại với nhau, bạn cung cấp thêm khả năng thay đổi dịch vụ cho người dùng. Nói cách khác, nếu người dùng muốn xem kết quả từ BarnesandNoble.com thay vì xem từ Amazon.com, người dùng phải chọn dịch vụ đó như một lựa chọn và hệ thống sẽ hiểu cách tìm một giá trị Amazon tương đương với cách tìm một giá trị Barnes & giá trị Noble bởi vì cả hai bộ dữ liệu đều được mã hóa trong một bản thể luận thông thường. Trong bài viết này bạn sẽ hiểu dần từng khái niệm này. Các bước tiếp theo Bây giờ là lúc tạo ra một ứng dụng mà ở đó người dùng có thể đưa ra các quyết định của mình. Bạn không phải khởi động ứng dụng và ngay lập tức đưa ra một hộp tìm kiếm để bạn nhập truy vấn của mình. Đầu tiên bạn phải chọn loại hình dịch vụ như là Bookstore, MappingService, và những dịch vụ tương tự trước khi bạn được thấy một danh mục lựa chọn các dịch vụ. Khi bạn đã lựa chọn dịch vụ bạn sẽ được thấy một danh mục tất cả thông tin mà bạn có thể lấy từ dịch vụ đó. Bạn sẽ có cơ hội tạo một khuôn mẫu bằng tay hoặc một chuỗi ký tự XML/XHTML có chỗ lưu các dữ liệu hiện thời. Từ đây bạn có thể phát một truy vấn và yêu cầu dữ liệu hiện lên theo cách bạn vừa yêu cầu. Bản thể luận Hãy bắt đầu bằng việc nhớ lại các phần liên quan của bản thể luận mà bạn sẽ sử dụng cho dự án này. (Xem ví dụ 1). Ví dụ 1. Bản thể luận <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 <owl:minCardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1 <owl:minCardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1 <rdfs:range rdf:resource=""/> Web Service Parameter Map <owl:cardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1 <owl:cardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1 Online Store News Service Online Map Bookstore Video Store Product sold at online store Item Price Item Description Item Detail Page URL Stocked Product Book <owl:minCardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1 Title ... Written By <!-- --> //Book <![CDATA[ ... ]]> <a value='href'> by ]]> Author!itemDescription itemDetailURL Title Service AWSECommerceService AWSAccessKeyId 000000000000000 SearchIndex Books Title Operation ItemSearch Lưu ý là dữ liệu được cung cấp cho thể hiện Amazon.com của lớp Bookstore, nhưng không phải cho Barnesandnoble.com hay Buy.com hay các mục trong bản thể luận của Buy.com. Bởi vì đây là một ví dụ, và cũng có thể là một chứng minh về khái niệm. Trong một ứng dụng thực, hiển nhiên là bạn sẽ có sẵn thông tin này hoặc là bạn sẽ nhận được báo lỗi như là NullPointerException nếu người dùng chọn chúng. Và trong một ứng dụng thực bạn sẽ muốn bắt những loại lỗi này. Cũng cần lưu ý rằng đặc tính outputType rất phổ biến với URI cho lớp StockItem, vì thế ứng dụng biết nó cần xem xét điều gì. Chuyển đổi dữ liệu thô sang dữ liệu bản thể luận Trước khi tiếp tục bạn cần lưu ý một điểm. Ở phần 5 của loạt bài này (Xem mục Tài nguyên bạn đã nhìn thấy việc tạo ra một chuyển đổi căn bản là chuyển dữ liệu Amazon.com sang dữ liệu Property của riêng bạn và sau đó bằng một biến đổi đơn giản làm cho biểu thức cần có XPath có thể quản lý được. Bài viết này cũng sẽ nói rõ tại sao bạn sẽ không dùng XPath để phân tích các dữ liệu trả về, bạn sẽ cần chuyển dữ liệu sang dạng bản thể luận hiện thời. Và cũng vì đặc tính của cách mà bộ xử lý dùng trong bài viết này tương tác, bạn cần chuyển đổi dữ liệu sang dạng bản thể luận theo cách rất đặc biệt. Bạn cần đảm bảo rằng bản thể luận sẽ cụ thể hóa chuỗi chuyển đổi như sau. (Xem ví dụ 2): Ví dụ 2. Chuỗi chuyển đổi ... <!-- --> //Book <![CDATA[ <xsl:stylesheet version="1.0" xmlns="" xmlns:store="" xmlns:xsl="" xmlns:res=" 05" xmlns:rdf = ""> <xsl:output method="xml" version="1.0" encoding="UTF-8" indent="yes"/> <xsl:apply-templates select="/res:ItemSearchResponse/res:Items/res:Item" /> _<xsl:value-of select="res:ASIN"/><xsl:value-of select="translate(res:ItemAttributes/res:Author, ' ', '_' )"/> _<xsl:value-of select="res:ASIN"/> _<xsl:value-of select="res:ASIN"/><xsl:value-of select="translate(res:ItemAttributes/res:Author, ' ', '_' )"/> AMAZON_<xsl:value-of select="res:ASIN"/> #_<xsl:value-of select="res:ASIN"/> <xsl:attribute name="rdf:datatype"></xsl:att ribute ><xsl:value-of select="translate(res:ItemAttributes/res:ListPrice/res:FormattedPrice, '$', '')"/> ]]> <a value='href'> by ]]> Author!itemDescription itemDetailURL Title ... Ở đây trong ví dụ 2 này một lần nữa bạn cần tạo ra các đối tượng trong nhưng bạn sẽ thấy nó hiện ra cụ thể. Một số chú ý về chuyển đổi dữ liệu Trong loạt bài này, bạn lấy dữ liệu thô và chuyển đổi nó sang dạng XML sao cho hòa hợp với một bản thể luận cụ thể. Có thể bạn sẽ tự hỏi “Tại sao không đơn giản là để cho reasoner tự làm ra mà không cần phải chuyển đổi dữ liệu?”. (reasoner là một dịch vụ lấy các phát biểu có trong một bản thể luận và từ đó suy luận ra các phát biểu mới.) Ví như bạn có thể báo cho bản thể luận biết rằng phần tử FormattedPrice ở trong trang không gian tên là một equivalentProperty đối với itemPrice. Bạn có thể dùng một reasoner để lấy dữ liệu từ kết quả thô hơn là trình bày một quá trình chuyển đổi. Câu trả lời là không có lý do gì mà bạn không thực hiện được điều này. Nhưng sự thật là ngày nay reasoner Web ngữ nghĩa hơi giậm giật, và cách thức này sẽ thay đổi trọng tâm của bài viết này sang cách xây dựng bản thể luận chứ không phải xây dựng các ứng dụng Web. Vì thế, chúng ta cần nhớ là chúng ta có quyền lựa chọn, trong tương lai đó có thể sẽ là lựa chọn tốt cho bạn. Nhưng bây giờ, bạn sẽ làm mọi thứ đơn giản hơn bằng trình bày việc chuyển đổi dữ liệu. Cải tiến cấu trúc Trước khi bạn đi sâu hơn, bạn cần phải thay đổi cấu trúc để phù hợp với hàm mới. Thêm kiểu đầu ra Trước khi bắt đầu, xem lại một số điều liên quan tới bản thể luận. Từ vị trí của bản thể luận bây giờ, các lớp tương ứng sẽ như dưới đây. Trong trường hợp dịch vụ Bookstore là một lớp con của lớp Service trả lại một hoặc nhiều StockItems thì lớp StockItem có nhiều đặc tính như là itemPrice và stockedProduct. Nhưng một loại dịch vụ khác NewsService chẳng hạn có thể cho ra một loại mục khác (ví dụ, StockItem) thay vì cho ra một StockItems thì có thể cho ra một hoặc nhiều mục NewsStory. Vì thế, để hệ thống làm việc hợp lý, bản thể luận cần phải biết rõ từng lớp đại diện cho các mục riêng rẽ khi hiển thị câu trả lời cho dịch vụ. Để làm được điều này, bạn cần định nghĩa đặc tính outputType cho dịch vụ (Xem ví dụ 3). Ví dụ 3. Thêm outputType ... <rdfs:range rdf:resource=""/> ... Lưu ý rằng đặc tính này chứa giá trị của nó ở bất kỳ Class nào. Ví dụ ở Bookstore giá trị của đặc tính này nằm ở StockItem. Dạng này là một dạng phức (các lớp là các giá trị và các biểu mẫu) gây khó khăn cho việc soạn thảo một reasoner OWL. Tạo đặc tính sẵn có Để sử dụng được đặc tính outputType bạn cần phải truy cập được nó. Vị trí hợp lý nhất nằm ở phương thức obtainServiceInfo() phương thức của MashupOntologyReader để đọc thông tin đưa vào lớp Service (xem ví dụ 4). Ví dụ 4. Tạo đặc tính sẵn có ... public Service obtainServiceInfo(String serviceURI){ ... if (p.canAs(OntProperty.class)){ Resource r; Literal l; if (p.getLocalName().equals("endpoint")){ l = s.getLiteral(); svc.baseURL=l.getString(); System.out.println( p.getLocalName() + " ==> " + l.getString() ); } else if (p.getLocalName().equals("outputType")){ l = s.getLiteral(); svc.recordExp=l.getString(); System.out.println( p.getLocalName() + " ==> " + l.getString() ); } else if (p.getLocalName().equals("rootoutputnode")){ l = s.getLiteral(); svc.recordExp=l.getString(); System.out.println( p.getLocalName() + " ==> " + l.getString() ); } ... public static void main(String[] args) { MashupOntologyReader reader = new MashupOntologyReader(); reader.obtainServiceInfo( ""); } } Trong trường hợp này (xem ví dụ 4) đơn giản là bạn cần xử lý đặc tính outputType tương tự cách bạn xử lý các đặc tính theo chuỗi khác, bạn truy cập vào Literal qua từng câu lệnh có chứa nó. Bạn có thể nhìn thấy kết quả của việc thực thi phương thức obtainServiceInfo() (xem ví dụ 5). Ví dụ 5. Thực thi phương thức obtainServiceInfo() rootoutputnode ==> //Book xsltTransformationString ==> <xsl:stylesheet version="1.0" xmlns="" ...> ... Service ==> AWSECommerceService AWSAccessKeyId ==> 000000000000000 template ==> <a value='href'> by endpoint ==> outputType ==> elementValue ==> Author!itemDescription attributeValue ==> itemDetailURL SearchIndex ==> Books queryParameter ==> Title Operation ==> ItemSearch Liệt kê tất cả các đặc tính Bạn sẽ phải thực hiện các hàm khác cùng MashupOntologyReader. Ví dụ, bạn sẽ cần một danh sách tất cả các đặc tính của một lớp, đặc biệt là lớp outputType trình bày. Để làm điều này bạn cần tạo ra một phương thức mới (Xem ví dụ 6). Ví dụ 6. Phương thức showAllProperties() ... import com.hp.hpl.jena.util.iterator.*; import com.hp.hpl.jena.ontology.*; public class MashupOntologyReader { private OntModel serviceOntModel; public OntModel getOnt(){ return serviceOntModel; } public MashupOntologyReader(){ ... } public void showAllProperties(OntClass theClass){ String thisClassURI = theClass.getURI(); for (ExtendedIterator i = theClass.listDeclaredProperties(); i.hasNext(); ) { OntProperty thisProp = (OntProperty)i.next(); System.out.println("Property (raw): " +thisProp.getLocalName()); } } public static void main(String[] args) { MashupOntologyReader reader = new MashupOntologyReader(); reader.showAllProperties(reader.getOnt().getOntClass( "")); } } Bắt đầu từ phần cuối cùng của ví dụ 6, trong hàm main() bạn gọi một hàm mới nhưng lưu ý là để có được các đặc tính cho một lớp bạn cần phải có tham chiếu cho một lớp hiện thời. Để làm điều này, bạn cần một tham chiếu cho chính bản thân bản thể luận chứ không chỉ là đối tượng MashupOntologyReader. Vì thế bạn cần có một phương thức mới để lấy được tham chiếu cho mẫu bản thể luận đó. Khi mà bạn đã thực hiện được điều này, bạn có thể lấy được tham chiếu cho lớp dựa trên URI của nó. Trong trường hợp này bạn đang tìm các đặc tính cho lớp StockItem Rõ ràng là việc lấy các đặc tính có liên quan tới sử dụng phương thức listProperties(), phương thức này sẽ trả về ExtendedIterator. Bạn có thể lặp lại qua các đặc tính. Trong trường hợp này bạn nhớ xem localName. Bạn sẽ thấy kết quả tương tự (xem ví dụ 7). Ví dụ 7. Các đặc tính của lớp StockItem Property (raw): writerOf Property (raw): itemDescription Property (raw): ite