基于分布式系統(tǒng)三層體系結(jié)構(gòu)之中間件-

1、基于分布式系統(tǒng)三層體系結(jié)構(gòu)之中間件*顏 偉 , 蘇兆鋒, 諸葛濤( 曲阜師范大學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)中心,273165,曲阜市;魯東大學(xué)管理學(xué)院,264025,山東省煙臺市摘要:介紹了中間件技術(shù)的發(fā)展及優(yōu)勢,以及基于分布式系統(tǒng)中間件的設(shè)計.在文中介紹了一個實用的基于中間件的校園管理系統(tǒng)的中間件的設(shè)計方案.關(guān)鍵詞:三層體系結(jié)構(gòu);分布式系統(tǒng);COM/DCOM;組件中圖分類號:T P393.09 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1001 5337(200701 0118 031 軟件的三層體系結(jié)構(gòu)1.1 傳統(tǒng)的C/S模式在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用體系中,客戶端與數(shù)據(jù)庫完全分開,基于該種體系的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)雖然開發(fā)周期較短.但

2、是,隨著數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的發(fā)展、數(shù)據(jù)容量與客戶端數(shù)量的增加,該種體系結(jié)構(gòu)顯示出了許多根本缺陷,主要體現(xiàn)在:(1 可擴(kuò)充性:數(shù)據(jù)連接會占用大量服務(wù)器的系統(tǒng)資源,當(dāng)數(shù)據(jù)連接達(dá)到一定數(shù)量時,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器響應(yīng)速度與處理速度將大打折扣.(2 可維護(hù)性:基于傳統(tǒng)C/S的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng),業(yè)務(wù)規(guī)則通常置于客戶端應(yīng)用程序中,一旦客戶的業(yè)務(wù)邏輯有所改變的話,將引起應(yīng)用程序的修改以及后臺觸發(fā)器的修改,要將所有程序模塊都重新修改、編譯、連接.(3 可重用性:傳統(tǒng)C/S的設(shè)計模式,數(shù)據(jù)庫操作、業(yè)務(wù)操作規(guī)則等都固化在客戶端應(yīng)用程序中.如果客戶提出了新的B/S應(yīng)用需求,則需要在WEB服務(wù)器中重新進(jìn)行數(shù)據(jù)庫訪問、業(yè)務(wù)規(guī)則、合法性校

3、驗等編碼,而所做的工作與客戶端應(yīng)用程序中的功能重復(fù),從而加大了工作量.1.2 三層體系結(jié)構(gòu)所謂三層體系結(jié)構(gòu),是在客戶端與數(shù)據(jù)庫之間加入了一個!中間層,也叫組件層.三層體系的應(yīng)用程序?qū)I(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)訪問、合法性校驗等工作放到了中間層進(jìn)行處理.通常情況下,客戶端不直接與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互,而是通過中間層與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互.這樣做主要有以下好處:(1 由于數(shù)據(jù)訪問是通過中間層進(jìn)行的,因此客戶端不再與數(shù)據(jù)庫直接建立數(shù)據(jù)連接.也就是說,建立在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的連接數(shù)量將大大減少.例如一個500個客戶端的應(yīng)用系統(tǒng),500個客戶端分別與中間層服務(wù)器建立DCOM連接,而DCOM通訊所占用的系統(tǒng)資源有限,并且是動態(tài)建立

4、與釋放連接,因此客戶端數(shù)量將不再受到限制.同時,中間層與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)連接通過!連接池進(jìn)行連接數(shù)量的控制,動態(tài)分配與釋放數(shù)據(jù)連接,因此數(shù)據(jù)連接的數(shù)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于客戶端數(shù)量.(2 可維護(hù)性得以提高.因為業(yè)務(wù)規(guī)則、合法性校驗存在于中間層,因此當(dāng)業(yè)務(wù)規(guī)則發(fā)生改變時,只需更改中間層服務(wù)器上的某個組件(如某個DLL 文件,而客戶端應(yīng)用程序不需做任何處理,有些時候,甚至不必修改中間層組件,只需要修改數(shù)據(jù)庫中的某個存儲過程就可以了.(3 良好的可重用性.如果需要開發(fā)B/S應(yīng)用,則不必要重新進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問、業(yè)務(wù)規(guī)則等的開發(fā),可以直接在WEB服務(wù)器端調(diào)用現(xiàn)有的中間層(如可以采用基于IIS的WebClass開

5、發(fā),或直接編寫ASP代碼.(4 事務(wù)處理更加靈活,可以在數(shù)據(jù)庫端、組件層、M T S(或COM+管理器中進(jìn)行事務(wù)處理. 1.3 工作機(jī)制與特點(diǎn)中間件是在計算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)之上,支持應(yīng)用軟件開發(fā)和運(yùn)行的系統(tǒng)軟件,它能夠使應(yīng)用軟件相對獨(dú)立于計算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)平臺,為當(dāng)今第33卷 第1期2007年1月 曲阜師范大學(xué)學(xué)報Jo ur nal o f Qufu Nor mal U niversityVol.33 No.1Jan.2007*收稿日期:2005 12 30作者簡介:顏偉,男,1972 ,講師.主要研究方向:網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用和信息管理.的大型分布式應(yīng)用搭起了一個標(biāo)準(zhǔn)的平臺,把大型企業(yè)分散的系統(tǒng)和

6、技術(shù)組合在一起,實現(xiàn)大型企業(yè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)的集成.中間件具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議,可以實現(xiàn)不同硬件和操作系統(tǒng)平臺上的數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用互操作.在具體實現(xiàn)上,中間件是一個用API定義的分布式軟件管理框架,具有強(qiáng)大的通信能力和良好的可擴(kuò)展性.客戶端上的應(yīng)用程序從網(wǎng)絡(luò)中某個節(jié)點(diǎn)處獲取一定的數(shù)據(jù)或者服務(wù),這些數(shù)據(jù)和服務(wù)可能處于一個運(yùn)行著和客戶端不同的操作系統(tǒng)的服務(wù)器上,客戶/服務(wù)器應(yīng)用程序中負(fù)責(zé)查找數(shù)據(jù)的那一部分只要通過調(diào)用中間件API訪問一個中間件系統(tǒng),由中間件完成到網(wǎng)絡(luò)中查找目標(biāo)數(shù)據(jù)源或者服務(wù)的任務(wù),進(jìn)而傳輸客戶請求,重組答復(fù)信息,最后將結(jié)果送回給應(yīng)用程序.三層模型,即:客戶層#中間件#服務(wù)層.三層客戶

7、/服務(wù)器結(jié)構(gòu)構(gòu)建了一種分割式的應(yīng)用程序.系統(tǒng)對應(yīng)用程序進(jìn)行分割后,劃分成不同的邏輯組件,主要分為三層:(1 用戶服務(wù)層:提供信息瀏覽、服務(wù)定位.主要是實現(xiàn)用戶界面,并保證用戶界面的友好性、統(tǒng)一性.(2 業(yè)務(wù)處理層:實現(xiàn)客戶的全部業(yè)務(wù)邏輯.(3 數(shù)據(jù)服務(wù)層:實現(xiàn)數(shù)據(jù)定義、存儲、備份、檢索等功能,主要有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn).2 中間件的設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)2.1 分布式對象技術(shù)(1 OMG(對象管理組織的COBRA技術(shù)COBRA標(biāo)準(zhǔn)由低到高分為3個層次:a.對象請求代理(ORB.規(guī)定了分布對象的定義(接口和語言映射,實現(xiàn)對象間的通訊和互操作,是分布對象系統(tǒng)中的!軟總線.CORBA的優(yōu)點(diǎn)是大而全,互操作性和開放

8、性非常好,缺點(diǎn)是龐大而復(fù)雜.(2 Sun公司的Java技Jav a是Sun公司自己定的,演變得很快.Java 的優(yōu)勢是純語言的,跨平臺性非常好.Java分布對象技術(shù)通常指遠(yuǎn)程方法調(diào)用(RMI和企業(yè)級Jav aBean(EJB.RM I提供了一個Java對象遠(yuǎn)程調(diào)用另一Java對象的方法的能力,與傳統(tǒng)RPC類似,只能支持初級的分布對象互操作.Sun公司于是基于RM I,提出了EJB.基于JAVA服務(wù)器端組件模型, EJB框架提供了象遠(yuǎn)程訪問、安全、交易、持久和生命期管理等多種支持分布對象計算的服務(wù).(3 微軟公司的COM/DCOM技術(shù):COM技術(shù)是微軟在OLE技術(shù)上發(fā)展而來,經(jīng)歷了OLE2/CO

9、M、ActiveX、DCOM和COM+等幾個階段,目前COM+把消息通訊模塊M SMQ和解決關(guān)鍵業(yè)務(wù)的交易模塊M TS都加進(jìn)去了,是分布對象計算的一個比較完整的平臺.微軟的COM 平臺效率比較高,同時它有一系列相應(yīng)的開發(fā)工具支持,應(yīng)用開發(fā)相對簡單.但它的弱點(diǎn)就是跨平臺性較差.2.2 分布式組件對象模式119第1期 顏 偉,等:基于分布式系統(tǒng)三層體系結(jié)構(gòu)之中間件(1 縮短開發(fā)時間:由于編程人員可將先行開發(fā)的部件裝配到新的程序中,從而加速了新程序的開發(fā). (2 降低集成費(fèi)用:在將組件集成為一個完整的方案時,不同開發(fā)商采用了一致的標(biāo)準(zhǔn)接口,減少了特殊的定制工作.(3 開發(fā)更具靈性:只需簡單調(diào)整全部應(yīng)

10、用的一些組件,即可為企業(yè)不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供特定的解決方案.(4 降低軟件維護(hù)費(fèi)用:各組件的軟件功能是相對獨(dú)立的,在維護(hù)和升級一個組件時,不必變動整個應(yīng)用,降低了費(fèi)用,維護(hù)簡便.3 校園管理軟件中間件的結(jié)構(gòu)3.1 軟件實現(xiàn)目標(biāo)針對大多數(shù)校園日常辦公軟件平臺以Win dow s 為主,以及DCOM 組件與Activ eX 可以實現(xiàn)無縫連接,校園管理軟件中間層實現(xiàn)技術(shù)選用微軟公司的DCOM.服務(wù)端用DCOM 調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)庫.客戶端IE 嵌入ActiveX,完成數(shù)據(jù)的簡單處理和數(shù)據(jù)顯示.3.3 系統(tǒng)開發(fā)工具1 圖 13.5 校園管理軟件中間層此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫涉及了學(xué)生基本信息,教師信息,專業(yè)設(shè)置,年級班

11、級,課程設(shè)置,成績,學(xué)?；拘畔?用戶等方面共建立了80多個表格.DCOM組件的功能劃分與特點(diǎn)圖 2設(shè)計實現(xiàn)了基本功能處理和常用功能處理的DCOM 中間件,數(shù)據(jù)庫變動引起的軟件修改集中在基本功能處理層,業(yè)務(wù)變動引起的軟件修改集中在常務(wù)功能處理層校園管理軟件中間層按照實際業(yè)務(wù)邏輯分為圖2所示5個功能模塊.各個模塊功能如下:(1 M is 組件:提供數(shù)據(jù)庫中所有基本表信息的添加、刪除、修改功能.針對每個數(shù)據(jù)庫基本表提供一個對應(yīng)接口,除上述3種基本操作外,每個接口根據(jù)相應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯提供附加基本功能,但所提供功能不涉及兩個或兩個以上基本表之間發(fā)生關(guān)聯(lián).(2 M isEx am 組件:提供有關(guān)學(xué)生成績及考

12、試等業(yè)務(wù)所需功能,包括成績錄入、查詢、排名和考試信息設(shè)置等.(3 M isQuery 組件:提供各種綜合信息的多項組合查詢.(4 M isStudent 組件:提供學(xué)生基本信息管理,日?？记谟浄?、綜合測評和統(tǒng)計功能.(5 M is2組件:提供招生管理,財務(wù)交費(fèi)以及學(xué)校管理等功能.M is 組件為其余4個組件提供基本功能,是負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)的基礎(chǔ)功能模塊.4個獨(dú)立組件利用M is 所提供的基本功能分別實現(xiàn)各自業(yè)務(wù)邏輯,同時也可以直接訪問后端數(shù)據(jù)庫系統(tǒng).上述的邏輯劃分DCOM 組件使得后續(xù)的業(yè)務(wù)功能擴(kuò)展更為靈活,由于數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成,其發(fā)生變動的可能性相對較小,因此可以根據(jù)實際功能需要在以Mis

13、 組件為基礎(chǔ)的模塊上任意添加、刪除業(yè)務(wù)邏輯組件.同時,如果后端數(shù)據(jù)庫發(fā)生變動,只需要修改Mis 組件的相應(yīng)內(nèi)部實現(xiàn),其外部表現(xiàn)形式不需更改,這使得其余依賴M is 組件的功能模塊的修改工作量很小,甚至不需要修改.(下轉(zhuǎn)第124頁Innovating the Experiment Teaching of PlantPhysiology and Cultivating Innovative AcademicianWA N G X ing an, QI U N ian w ei, M A Zong qi(Colleg e of Life Science,Qufu Normal U niver sit

14、y,273165,Qufu,S han don g,PRCAbstract:Fo r cultivating the innov ative academician,it is necessary to adhere to innovating exper im ent teaching of plant physiolog y.T hey can be done by eliminating the content w hich is not fit to the demand of development o f plant phy siolo gy;enriching the advan

15、ced experimental instr uments and technique;ex plo r ing new teaching m ethod;dev elo ping the cr eative consciousness and operating ability.The ex perience is summarized in this paper.Key words:plant physio logy;ex periment innovation;inno vative academician(上接第120頁參考文獻(xiàn):1汪蕓.CO RBA技術(shù)及其應(yīng)用面向二十一世紀(jì)的軟件總線

16、M.南京:東南大學(xué)出版社,1999.2Ro ber t J O berg.COM+高級編程M.劉謙,蘇建平,等譯北京:電子工業(yè)出版社,2001.3韓堅華,湯庸,許孝元,等.基于internet/intr anet的CO M支持的通用考試(練習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)J.計算機(jī)工程與應(yīng)用,2004,40(21:230 232.4Box Don.CO M本質(zhì)論(Essent ial CO MM.潘愛民,譯.北京:中國電力出版社,2001.5M ichaelis M.CO M+編程指南M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.6郎波,吳琦,陸悠,等.分布式對象柔性化訪問控制方法J.北京航空航天大學(xué)學(xué)報,2004,

17、30(5:452 455. 7徐穎蕾,張群,卞飛.基于Petr i網(wǎng)的應(yīng)用軟件開發(fā)及其關(guān)鍵技術(shù)J.曲阜師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版,2005, 31(2:53 56.The Middle ware of Three layers System Structure Based on Distributed Systems YA N W ei , S U Zhao f eng, ZH UGE T ao( Information Netw ork Center,Qufu Norm al Un iversity,273165,Qu fu;School of M anagement Ludong University,264025,Yantai,S handong,PRCAbstract:In this paper,the history and dev elo pment of middlew are and a b/s applicatio n of thr ee la