（管理科学与工程专业论文）异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究.pdf

中文摘要 摘要 企业的信息化建设通常是分期完成的，因而导致不同时期由不同厂商开发实 施的信息系统会处于不同的技术背景，包括数据库管理系统、开发语言、平台技 术等。另外，这些信息系统各自部署的硬件环境也会存在较大差异，各个系统往 往也会分散部署在不同地理位置的服务器上。这些原因造成了原有的信息系统之 间存在数据层面、技术层面和网络层面上的异构。因此，当企业信息化建设进展 到系统集成阶段时，需要一个良好的集成架构来满足功能与数据两方面的系统集 成需求。这个集成架构应该是一个承前启后的平台，它既要屏蔽或兼容原有系统 的数据源、实现技术和网络环境的异构，还要给企业决策者提供实时、统一的数 据视图和必要的通用功能操作，同时还要提供较强的扩展性以满足将来可能出现 的集成需求。基于这样的应用背景，开展异构系统环境下功能与数据集成关键技 术的研究具有非常重要的现实意义。 本文针对如何有效解决系统异构和集成框架的扩展性等问题，从理论和实践 两个方面进行了深入的研究。 理论方面，首先对系统集成的概念和集成层次进行了研究，并在此基础上总 结出系统集成通常会遇到的几个问题，包括通信模式、集成方法、异构冲突和架 构的灵活性与扩展性。然后，对w e bs e r v i c e s 技术进行了重点研究。最后，引入 数据服务总线的概念，对总线的作用进行了阐述。 实践方面，在分析了系统集成一般性需求的基础上，首先针对集成的几个核 心问题，提出了一个基于w e bs e r v i c e s 和数据服务总线的集成模型( i m w d ) ， 给出i m w d 针对不同实际情况的两种实施部署方式，同时对i m w d 的核心部分 在设计层次上进行详细的解析。然后，分析了i m w d 集成模型的特征，说明它在 解决系统集成问题上发挥的作用。最后，结合一个实际的集成项目公路客运 监管系统，将i m w d 集成模型应用到实例开发当中。该项目的成功实施和部署验 证了i m w d 集成模型的可行性和实用性。 关键词：异构系统；功能集成；数据集成；系统集成；数据服务总线；w e b 服务 英文摘要 r e s e a r c ho nk e y t e c h n o l o g ya b o u tf u n c t i o na n dd a t ai n t e g r a t i o n u n d e r h e t e r o g e n e o u ss y s t e mc o n d i t i o n a b s t r a c t t h ec o n s t r u c t i o no fe n t e r p r i s e si n f o r m a t i o n s y s t e m si sc o m p l e t e db ys t a g e s g e n e r a l l y , t h e s ei n f o r m a t i o ns y s t e m sa r ed e v e l o p e db yd i f f e r e n ti tc o m p a n i e sa n dt h e y a r eb a s e do nd i f f e r e n tt e c h n o l o g i e s ，i n c l u d i n gd b m s ，d e v e l o p m e n tl a n g u a g e s ，p l a t f o r m t e c h n o l o g i e s ，e t c f u r t h e rm o r e ，t h eh a r d w a r ee n v i r o n m e n t sa l s oh a v el a r g ed i f f e r e n c e s ， a n de a c hs y s t e mi so f t e nd e p l o y e do nt h ed i f f e r e n ts e r v e r sw h i c ha r el o c a t e da td i f f e r e n t p l a c e s t h e s er e a s o n sl e a dt ot h eh e t e r o g e n e i t ya m o n gt h ee x i s t i n gs y s t e m si nd a t a ， t e c h n o l o g i e sa n dn e t w o r ka s p e c t s t h e r e f o r e ，i ti sn e c e s s a r yt ob u i l dag o o di n t e g r a t i o n f r a m e w o r kt o s a t i s f y t h ef u n c t i o na n dt h ed a t a i n t e g r a t i o nd e m a n d sw h e nt h e c o n s t r u c t i o no fe n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n i z a t i o nc o m e st ot h ei n t e g r a t i o n s t a g e t h e i n t e g r a t i o nf r a m e w o r ks h o u l db eap l a t f o r mw h i c hl i n k st h ee x i s t i n gs y s t e ma n dt h e f u t u r es y s t e m i tm u s ts h i e l dt h eh e t e r o g e n e i t yo fe x i s t i n gs y s t e m sa n dp r o v i d et h e e n t e r p r i s e l e a d e r sw i t hu n i f i e dd a t av i e ww h i c hi sr e a l - t i m ea n dg e n e r a lf u n c t i o n o p e r a t i o nw h i c hi se s s e n t i a l m e a n w h i l e ，i tm u s tp r o v i d et h es t r o n ge x p a n s i b i l i t yf o r t h e i n t e g r a t e dd e m a n dw h i c hm a yp o s s i b l ya r i s ei nt h ef u t u r e b a s e do ns u c ha p p l i c a t i o n b a c k g r o u n d ，i ti sv e r ys i g n i f i c a n tt os t u d yt h ek e yt e c h n o l o g yo ff u n c t i o na n dd a t a i n t e g r a t i o nu n d e rh e t e r o g e n e o u ss y s t e mc o n d i t i o n t h i sp a p e rd o e ss o m er e s e a r c hd e e p l yo nb o t ht h e o r ya n dp r a c t i c ea s p e c t s ，i no r d e r t os o l v et h ei s s u e sa b o u t h e t e r o g e n e i t ya n di n t e g r a t i o n f r a m e w o r k se x t e n s i o n e f f e c t i v e l y i nt h e o r y , f i r s t l y , t h i sp a p e rs t u d i e so nt h es y s t e mi n t e g r a t i o n c o n c e p ta n d i n t e g r a t i o nl a y e r ，a n ds u m m a r i z e ss e v e r a lc o m m o ni s s u e so nt h es y s t e mi n t e g r a t i o n ， i n c l u d i n gc o m m u n i c a t i o nm o d e ，i n t e g r a t i o nm e t h o d ，h e t e r o g e n e i t ya n dt h er e q u i r e m e n t o ft h ea g i l i t ya n de x p a n s i b i l i t yo fi n t e g r a t i o nf r a m e w o r k s e c o n d l y , i ts t u d i e so nt h e w e bs e r v i c e st e c h n o l o g y l a s t l y , t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ec o n c e p to fd a t as e r v i c eb u s ， a n de x p l a i n si t si m p o r t a n tr o l ei ns y s t e mi n t e g r a t i o n i np r a c t i c e ，a f t e ra n a l y z i n gt h eg e n e r a ld e m a n do fs y s t e mi n t e g r a t i o na n dt h e 英文摘要 s e v e r a lc o r ei n t e g r a t i o ni s s u e s ，t h i sp a p e rp r o p o s e sas y s t e mi n t e g r a t i o nm o d e lb a s e do n w e bs e r v i c e sa n dd a t as e r v i c eb u s ( i m w d ) t h a tg i v e st w ow a y so fi m p l e m e n t a t i o n t h a ta r ea p p l i e dt od i f f e r e n ta c t u a ls i t u a t i o n s i m u l t a n e o u s l yi tc a r r i e so nt h ed e t a i l e d a n a l y s i so f t h ei m - w dc o r ep a r t si nt h ed e s i g nl e v e l a n dt h e n ，t h i sp a p e ra n a l y z e st h e a d v a n t a g eo fi m - w d ，w h i c hp r o v e si m w di sag o o ds y s t e mi n t e g r a t i o nm o d e l f i n a l l y , t h ei m w dm o d e li sa p p l i e dt oa na c t u a lp r o j e c t 一- t h es u p e r v i s es y s t e mf o rt r a f f i c t h i s p r o j e c t ss u c c e s s f u li m p l e m e n t a t i o na n dd e p l o y m e n tc o n f i r m st h ei m w di n t e g r a t i o n m o d e l sf e a s i b i l i t ya n du s a b i l i t y k e yw o r d s ：h e t e r o g e n e o u ss y s t e m ；f u n c t i o ni n t e g r a t i o n ；d a t ai n t e g r a t i o n ； s y s t e mi n t e g r a t i o n ；d a t as e r v i c eb u s ；w e b s e r v i c e s 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文：显掏丕统坯撞王功能皇数据塞盛羞毽撞苤婴究：。除论文 中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公 开发表或未公开发表的成果。 栌啪潍责一衫反钟妒肌日 论文作者签名吲卅多反弼年妒月f 口日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密口 不保密d ( 请在以上方框内打“) 谳一西彩新虢同一类数据分散在多个系统中，没有一个应用可以完整获取所有数据。 没有统一的数据模型，业务人员无法得到全局数据视图。 不同应用数据存取服务无法共享，会造成重复开发。 系统只能按照固定需求提供数据，当用户需要某类新的数据时，系统无法 自动适应。 如果通过数据仓库对业务数据进行集中会难以得到实时的数据报表。 其实数据整合的价值更重要的是体现在于“数据服务 的能力上，而非仅仅 是数据集中存储。要克服上面提到的这几个缺点，增强数据服务能力，引入数据 服务总线是十分必要的。 异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究 生酗圈圄鑫 盘业内部门户雩毒莲赛笋韭努溅 俳俄伴门户 图2 8 有数据服务总线的系统集成 f i g 2 8t h ei n t e g r a t i o nw i t hd a t as e r v i c eb u s 图2 8 是引入了数据服务总线的系统集成，它的优点体现在以下几点上5 0 睨】： 数据服务为前端应用提供全局的业务数据视图。 隔离应用与异构分布数据源。 夺数据源相对应用变得透明，应用采用标准化的方式访问数据服务层。 夺最小化数据源变化对用户应用的影响。 提供统一的数据模型，通过元数据描述异构数据源的数据，保证了数据可 被一致地重用。 提供对数据实时、准确的获取能力。 目前，关于数据服务总线的概念及实现技术的研究还很少，但笔者认为，在 数据集成层次上有必要采用数据服务总线来增强集成架构的灵活性和扩展性，并 将服务总线方式体现在集成模型i m w d 的设计中。 第3 章i m w d 系统集成模型设计 第3 章i m w d 系统集成模型设计 3 1 基于w e bs e r v i c e s 和数据服务总线的系统集成模型( i m w d ) 3 1 1i m w d 系统集成模型 要设计一个合理的系统集成模型，需要从两个方面进行分析：集成需求分析 和信息系统之间的异同分析。 ( 1 ) 集成需求分析 在设计集成模型的时候，首先需要弄清楚的就是集成的需求。一般来说，系 统集成的需求大多是以数据综合查询为主，辅以小部分的反向数据更新的功能， 这正是数据集成和功能集成的两个层次。这两个层次并不是各自独立、互不干扰 的，它们是相辅相成的。数据集成可能要通过功能集成来获取特定逻辑的数据以 及反向更新数据源，功能集成也可能要用到数据集成中的模型信息。只有二者相 互配合，才能把系统集成需求实现得更加到位。 此外，集成过程中还会有一种比较特别而又不能忽略的需求，那就是原有信 息系统配置的硬件设施问题。一般来说，硬件设施条件与信息系统部署的年份以 及企业的投入有关系，在实际应用中，需要考虑到集成模型实施时与原有的硬件 设施负载能力的兼容问题。 ( 2 ) 信息系统之间的异同分析 完成了集成需求分析之后，需要进行集成对象( 各个信息系统) 之间的异同 分析。不同时期开发的信息系统之间或多或少会存在着如下几点差异： 物理上分散 这既包括原有系统部署在不同的地理位置，也包括部署在同一地理位置上的 不同物理机器上，这必然造成系统集成的网络访问问题，是集成必须首先考虑的 问题之一。此外，还要考虑到数据的分布存储问题，同样存在物理上分散的特点。 数据源上异构 这个异构也存在于两个层次上，一个是不同系统采用的d b m s 可能会不同， 这就要求集成模型解决好不同d b m s 访问的差异问题；另外一个是数据模式的异 异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究 构，即同样的信息在不同系统中存储模式会不一样，这是数据集成需要重点解决 的问题。 实现技术差异 不同时期开发的系统可能会采用当时的流行技术来实现，比如c + + 、v b 、p b 、 j a v a ，所以系统集成基本不可能碰到技术统一的集成对象。一个优秀的系统集成模 型，必须要能兼容这些不同的实现技术，把原有系统与集成相关的逻辑组件包装 成集成架构能理解的访问方式，同时这个访问方式要便于以后的再兼容和再扩展。 系统的异同分析与本文在2 3 节中提到的集成核心问题是密切相关的，要设计 一个解决这些差异问题的集成模型，实际上就是要设计一个解决2 3 节中所涉及到 的核心问题的集成模型。在前期理论研究的基础上，本文提出一个基于w e b s e r v i c e s 和数据服务总线的系统集成模型( i n t e g r a t i o nm o d e lb a s e do nw e bs e r v i c e s a n dd a t as e r v i c e sb u s ，简称i m w d ) ，如图3 1 所示。 找 季 夏 耋 喜 彘 1 w c b l 魏务器 | l s o a p 处趱搬务器 i r 一i 蕊磊赢蠡一1 l f 务淤盥、暇务： i 业务逻辑屡 闼l 匿 簿 菇 淞 薹l | 圆圈 羹羹傺”：矧 潞链l 二二_ j l=l f i g 3 1t h ei n t e g r a t i o nm o d e lb a s e do nw e bs e r v i c e sa n dd a t as e r v i c e sb u s ( i m w d ) 一务息明 一仔莠兰“一 匪兰删纂回丽裂 第3 章i m - w d 系统集成模型设计 i m w d 集成模型主要由三个部分组成：数据层、业务逻辑和w e bs e r v i c e s 层 整合、u d d ir e g i s t r y 。 ( 1 ) 数据层 数据层是在原有应用系统的各种数据源基础上，加上共享数据库，通过数据 服务总线向上提供集成的数据服务。这一层的核心是数据服务总线，在3 2 2 中将 有详细的阐述。 ( 2 ) 业务逻辑和w e bs e r v i c e s 层整合 业务逻辑层主要指的是原有应用系统的业务组件和新增的业务组件。原有的 业务组件通常基于以前的技术比如c o m 和d c o m 。而新业务组件有两种，一种 继续使用原有技术编写的新业务组件，一种是基于w e bs e r v i c e s 的业务组件。这 些业务逻辑组件在技术层面上，可以被分为基于原有技术的组件和基于w e b s e r v i c e s 的组件，基于原有技术的组件将被封装成w e bs e r v i c e s 方法来被调用。 w e bs e r v i c e s 层构造了统一的应用服务层，把原有逻辑组件封装成w e b s e r v i c e s 方法在此层上实现。它对外以w e bs e r v i c e s 的方式提供服务，是其它企业 访问本企业内部信息的唯一通道【5 3 1 。企业内部以及企业间的应用系统的通信都是 通过s o a p 实现的，s o a p 的作用是作为消息的载体，实现分布式对象访问和应用 系统之间的调用。 业务逻辑层与w e bs e r v i c e s 层关系密切，相互渗透。i m w d 集成模型要求把 需要提供对外访问的且基于原来技术的业务组件封装成w e bs e r v i c e s 方法，而且 提倡新增的业务组件尽量采用w e bs e r v i c e s 技术和规范编写，所以把业务逻辑层 和w e bs e r v i c e s 层整合在一起。 w e bs e r v i c e s 层“任务消息服务 组件和数据服务总线中的“任务消息c l i e n t 组件，它们共同构成了采用发布订阅方式的消息组件。这个消息组件是i m w d 集成模型两种实施部署方式中的集中部署方式的关键所在。采用集中部署方式需 要启用并实现“任务消息服务”组件，而在一般情况下采取的分散式部署时不需 要启用这组消息组件，故在图中以虚线框表示。两种部署方式在3 1 2 中有详细说 明。 异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究 ( 3 ) u d d ir e g i s t r y u d d ir e g i s t r y 提供了一种让客户端动态发布和查找w e bs e r v i c e s 的机制【5 3 1 。 通过u d d ir e g i s t r y 提供的标准接口，企业可以发布自己的w e bs e r v i c e s 供其它企 业查询、调用；也可以查询特定服务的描述信息，并动态绑定到该服务上。通过 服务的定义、发布、查询、绑定、调用等机制，实现了一种松散耦合的应用集成 框架，从而克服了现有的应用集成方案紧密耦合，互操作性差的缺点。 i m w d 可以作为系统集成( 数据和功能) 的整体解决方案模型，随着集成需 求的不断扩展，可以在i m w d 集成模型基础上进行数据层和功能层的拓展。 i m w d 集成模型通过公共u d d i 和内部u d d i ，很方便地实现企业内部、企业与 企业之间的信息系统沟通和集成。 3 1 2 两种实施部署方式 毒 上节中提出的i m w d 集成模型在实施和部署时根据具体情况的不同，应该采 用不同的实施部署方式。下面将给出分散式和集中式两种实施部署方式。这里的 分散和集中是针对w e bs e r v i c e s 的部署而言的。 ( 1 ) 分散式实施部署 这种实施部署方式是比较常规的方式，也是部署基于w c bs e r v i c e s 应用系统 的标准方式，充分地体现了w e bs e r v i c e s 强大的分布式特性和扩展性。分散式实 施部署方式一般采用的是同步的w e bs e r v i c e s 访问方式来获取数据，所以实施部 署方式的前提是被包装为w e bs e r v i c e s 的集成对象( 原有系统) 所处的硬件设施 必须满足网络访问顺畅和作为服务器的机器负载能力较强的条件。图3 2 显示了分 散式实施部署方式的结构。 方框内部是i m w d 部署在企业内部的情况，将其扩展到i n t e m e t ，就成为一 个整合企业内部和企业之间的整体集成模型。 将企业现有的各应用系统，如：e r p 、c r m 、遗留系统等按照w e bs e r v i c e s 的标准进行封装，发布服务的w s d l 文档到p r i v a t eu d d ir e g i s t r y 。这样，其它应 用系统可以通过读取、分析服务的描述文档，获得服务的入口地址、服务名、方 法名以及提交方法所需的参数等，从而实现对服务的访问。 第3 章i m - w d 系统集成模型设计 应用服务器运行的企业门户从多个内部应用中集成信息，并提供一个跨越这 些应用的业务处理的入口点。企业门户应用通过搜索p r i v a t eu d d ir e g i s t r y 来获得 所需w e bs e r v i c e s 的技术信息，实现动态绑定，然后通过s o a p 在企业内部i n t r a n e t 上调用这些服务。 为了使某些w c bs e r v i c e s 被更多的应用通过各种平台进入并使用，可以将这 些w e bs e r v i c e s 注册到p u b l i cu d d ir e g i s t r y ，并发布服务的w s d l 文档。 企业之间的交互与企业内部各应用之间的交互类似。只是要搜索p u b l i cu d d i r e g i s t r y 以获得所需服务的w s d l 文档，实现动态绑定，然后通过s o a p 访问这 些服务。 ( 2 ) 集中式实施部署 图3 2 分散式实施部署结构图 f i g 3 2d i s p e r s e di m p l e m e n t a t i o n 异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究 集中式实施部署是针对物理上分散，且原有系统所在的服务器硬件条件较差， 无法满足分散式实施部署条件的情况所采取的一种集中部署w e bs e r v i c e s 的方式。 其结构图如图3 3 所示。 图3 3 所表示的集中部署方式与分散式的主要区别是将w e bs e r v i c e s 集中部署 到一个应用服务器上，数据的获取通过任务消息组件来协助完成，因此数据服务 总线需要把访问数据库的包装器w r a p p e r 组件与任务消息c l i e n t 组件一起作为客 户端程序部署在原有系统的服务器上。 图3 3 集中式实施部署结构图 f i g 3 3c e n t r a l i z e di m p l e m e n t a t i o n 分散式和集中式两种实施部署方式是可以共存的，由图3 2 和3 3 可以看出， 它们的区别在于虚线框内的部署区别，而虚线内的部署主要区别在于作为客户端 的原有系统服务器上是否部署w e bs e r v i c e s 。所以，对于硬件条件较差的服务器采 用集中式部署，其他的采用分散式部署，而企业中心应用服务器上可以同时部署 第3 章i m - w d 系统集成模型设计 w e bs e r v i c e s 和数据服务总线。两种方式并存部署的缺点在于开发工作量和复杂程 度比采用单一方式要大很多。 3 2i m w d 核心部分解析 3 2 1 数据的两种访问方式 本文提出的系统集成模型i m w d 是基于w e bs e r v i c e s 和数据服务总线的，由 此决定了i m w d 存在着两种数据访问方式：基于w e bs e r v i c e s 方式和基于数据服 务总线方式。基于w e bs e r v i c e s 方式主要体现了功能集成的概念，而基于数据服 务总线方式则主要体现数据集成的概念。这两个访问方式的示意图分别如图3 4 和 3 5 所示。 由函 刁刁国吲 固 图3 4 基于w e bs e r v i c e s 的集成数据访问方式 f i g 3 4t h ed a t aa c c e s sm o d e b a s e do i lw e bs e r v i c e s 在图3 4 中，客户端通过访问企业的门户应用服务器，获取用于集成数据查询 的w s d l ，然后提交查询，应用服务器调用相应的w e bs e r v i c e s ，返回查询结果集。 这种访问方式的前提是把原有系统中需要提供集成的数据视图( 包括返原系统的 逻辑组件) 封装成w e bs e r v i c e s 方法，调用者只能通过s o a p 访问封装好的w e b s e r v i c e s 方法从而间接得到需要查询的数据。 异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究 图3 5 基于数据服务总线访问方式 f i g 3 5t h ed a t aa c c e s sm o d eb a s e do i ld a t as e r v i c e sb u s 在图3 5 中，采用了基于数据服务总线的访问方式，客户端从应用服务器获得 提供检索的集成数据信息，设置要检索的数据来源以及检索条件，应用服务器向 “数据请求解析器”提交x m l 格式的查询请求，“数据请求解析器”通过接口 i w r a p p e r 调用到相应的数据源类型的访问包装器w r a p p e r ，执行查询请求，返回查 询结果集，最后应用服务器负责向客户端展示结果。 i m w d 把两种访问方式集成在一起提高了数据集成的灵活性。有了数据服务 总线，可以“即插即用”地扩展集成数据源，用户通过选择条件，及时获取需要 的数据。这两种访问方式在必要的时候可以优势互补，例如获取元数据信息的操 作可以被封装成w e bs e r v i c e s 方法，使集成系统都使用基于w e bs e r v i c e s 的访问 方式，进一步屏蔽数据层( 主要是保存元数据信息的共享d b ) 的异构问题。 3 2 2 数据服务总线 1 总线元数据管理 总线的元数据是数据服务总线实现“即插即用 功能的数据基础，是总线顺 畅运行的“血液 。本文把总线涉及到的元数据包括数据源、数据库表、字段的 信息用数据库表的方案进行管理。元数据管理的e r 图如图3 6 和图3 7 所示。 第3 章i m w d 系统集成模型设计 数据源信息表 数据源标识 数据源描述 数据源类型 数据源i p 地址 数据库名称 凫产名 密码 显示标志3 元数据信息表 字段标识 表标识 i宇段描述 表描述 l 表标识i f ：k ) 数据源标识( f k 】 字段名 数据库表名 是否主键 显示标志，2 字段类型 显示标志 图3 6 元数据e - r ( a ) f i g 3 6m e t ad a t ae - rl o g i cd i a g r a m ( a ) t b l d i s c r i p t i o n v a r c h a t ( 1 0 0 j d s i di n t d b t b l n a m e ：v a r c h a r ( 5 0 ) i s v i sj b l ec h a r ( 1 ； 图3 7 元数据e - r 图( b ) f i g 3 7m e t ad a t ae rl o g i cd i a g r a m ( b ) c o l d i s c r i p t i o n 、v a r c h a r ( 1 0 0 t b l l d ：i n t 数据服务总线通过图3 7 所示的三个表把需要纳入总线来对客户端查询服务 的数据进行管理，它起到下面几点重要作用： ( 1 ) 方便、直观地管理总线的元数据。 通过这三个数据库表及它们之间的关联关系，把可能需要进行检索的元数据 信息统一保存在共享d b 中，方便检索和管理元数据。 ( 2 ) 为w e bs e r v i c e s 层提供检索视图。 在客户端确认查询请求的过程中，由w e bs e r v i c e s 层访问共享d b 的元数据管 理信息表，反馈给客户端，让用户设置查询内容和条件( 包括数据源、表、检索 的字段、查询条件) 。然后把这些查询条件作为x m l 文件，提交给数据服务总线， 由查询请求解析器进行解析、执行查询、返回结果。 ( 3 ) 灵活扩展，即插即用。 通过在元数据信息表中添加、修改、删除相应的数据源、表、字段信息，能 够在用户设置查询条件的时候得到及时反馈，反映当前数据总线提供的数据检索 砸胁 m 崭喜萼呈! 曲赣淼 僦删嘶譬：町q 时惯b哟圳啊 一一一一一 异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究 功能，从而实现灵活扩展、即插即用功能。值得注意的是，如果只是想暂时关闭 外界查询请求，可以设置相应的i s v i s i b l e 字段属性来控制，实现在保留注册信息 的同时关闭该信息的查询功能。 另外，元数据中的表信息可以是数据库中的一个表，也可以是整合了几个表 的视图，这样做的目的是方便和简化用户设置查询条件的操作以及数据请求解析 器的解析工作。 2 数据请求解析器 数据请求解析器负责把数据查询请求x m l 文件解析成查询执行语句，并调用 包装器接口1 w r a p p e r 来获取查询结果，返回给应用服务器。对数据请求的x m l 模式以及处理过程相关的活动图、类图和时序图的说明如下。 ( 1 ) 数据请求的x m l 模式 为使解析器运行顺畅，必须规范查询请求的x m l 模式，本文采用目前比较流 行的x m ls c h e m a 文档来定义查询请求x m l 文档模式，保存为 x s q u e r y r e q u e s t x s d ，内容如下： 。 x s ：a t t r i b u t en a m e = ”d s t y p e ”t y p e = ”x s ：s t r i n g ” 0a n ds t a t i o n n a m e = 大理。 o r d e rb yn a m e 异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究 通过这两个文件，解析器获取到数据库连接字符串所需的信息，同时能把x m l 文件内容解析成s q l 查询语句，如上例中把请求解析为“s e l e c ti d c a r d n oa s 身份证号，n a m ea s 姓名，v a l i d d a t ea s 有效期至f r o md r i v e r l n f ow h e r e1 0 a n ds t a t i o n n m a e = 大理o r d e rb yn a m e ”。 ( 2 ) 数据请求处理活动图 数据服务总线在处理数据请求时是按照图3 8 来进行的。 ，1 ( 验露合) 奄 巴 n ( 执行谳l 、 飞m 嘲碱行l ( = 返回结果广 j w r a p p e 晰) 气占 图3 8 数据请求处理活动图 f i g 3 8a c t i v i t yd i a g r a m o fd a t ar e q u e s t “数据请求解析器”在接收到x m l 格式的查询请求后，首先对请求进行合理 性验证，通过验证后把请求进行解析成可执行的s q l 语句，调用i w r a p p e r 接口执 第3 章i m w d 系统集成模型设计 行操作。i w r a p p e r 的操作由相应数据源的访问包装器w r a p p e r 来具体完成，最后 返回查询的结果。 ( 3 ) 数据服务总线类图 实现图3 8 所示的数据请求处理所涉及到的类如图3 9 所示。数据服务总线使 用了工厂设计模式，根据数据请求中的数据库类型来动态创建相应的包装器，通 过l w r a p p e r 接口来解耦解析器与包装器的关联，这是实现数据服务总线“即插即 用”机制的关键点之一。 i w r a p p e r e x e c u t e s q l ( s t r s q ls t r i n g ) 4 1 t e x e c u t e s q l ( s t r s q ls t n n gp a r a m 咸e f sl p a r a m e t e n 图3 9 数据服务总线类图 f i g 3 9t h ec l a s sd i a g r a mo fd a t as e r v i c e sb u s ( 4 ) 数据请求处理时序图 异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究 图3 1 0 为数据请求处理的时序图，它描述了数据服务总线从接收到数据查询 请求到返回查询结果集的过程中，总线的各个类之间相互调用的时序关系。 o 拿臣：reauestadal；墟rir e o u e s t p a r s e rix m l v a l i d a t e r 1w r a o t r f a c t 。r v i w r o a d o e r ；提交请求x m l ； i； v a l i d a t e ) v a l i d a t e ( r e q u e s t l4 0 ( i e l ) 、 ，【j p a r s e ( ) 、 s q l c r e a t e w r a p p e r ( ) r j (i e t r e s u l t ( ) e x e c u t e s o i ( s t r i n g ) 结果集 一一- 一，【 叫 图3 1 0 数据请求处理时序图 f i g 3 1 0t h es e q u e n c ed i a g r a mo fd a t aa c c e s s 3 2 3 任务消息组件 当i m w d 集成模型采用w e bs e r v i c e s 集中式实施部署时，要启用任务消息组 件。由于集成项目往往会有比较特殊的需求，如有某些特殊信息需要标记，因此 消息组件不采用现有的第三方消息组件来实现，而是另外开发一个简单适用的发 布订阅式的消息组件来代替。 ( 1 ) 消息格式 消息组件需要一个既满足需求又标准的消息格式，否则难以解析。根据一般 的集成需求以及上节给出的元数据结构，可以总结出一个标准的任务消息格式如 下： 第3 章i m - w d 系统集成模型设计 t a s k l d 标志了一个任务主号；s u b t a s k l d 标志细分的子任务；d a t a s o u r c e l d 标志任务指向的数据源i d ，这三个元素组成了一条消息的主键；t a s k c o n t e n t 为任 务内容，记录需要执行的s q l 语句信息；a d d t i m e 记录任务添加的时间，为判断 任务是否超时功能所使用：s t a t e 元素标志任务状态，状态代号定义如下： 卜任务发布后未被收阅，由消息服务端修改。 1 任务已被收阅，由消息订阅者收阅时修改。 2 任务执行完成，由消息订阅者反馈成功信息时修改。 4 4 4 任务执行失败，由消息订阅者反馈执行失败信息时修改。 9 9 卜任务超时未被获取，由消息服务端修改。 ( 2 ) 任务消息组件工作原理 异构系统环境下功能与数据集成关键技术研究 任务消息组件分为两部分：服务端和c f i e n t 端。任务消息组件采用发布订阅 方式工作，它们配合集成架构中的其他组件进行数据采集工作，以异步的方式完 成数据查询功能。图3 1 1 是这个任务消息组件的工作时序图。 ：装台查弼，佯备淌鼻l ，佯彝箔焦捐 越 薹蕴 组件膳备始徉c i i e n d 告 提交壹询请求。 解析请求 一 发布任务稍息、 ； 定啪蝴苗仕隽 ： 任剐肖息 ， 修改任务状态为。r q 行伍 圭待结果集& 修改任务状态( 2 或。4 “) ：状态箍时自动维护 “ 2 获取查询结果、 ， 检查任务状态、； ，h 结果集甩；务状态 状态栓验通过时获取莓果 1 ： ； 图3 1 1 任务消息组件工作时序图 f i g 3 1 1t h es e q u e n c ed i a g r a mo f t a s km e s s a g ec o m p o n e n t 图3 1 1 中，用户提交查询请求给综合查询系统，系统由调用查询请求解析器 解析请求内容，形成查询任务信息，由任务消息组件的服务端发布相关的任务消 息。任务消息组件的c l i e n t 端定时进行任务扫描，如果发现数据源d 为自己的d 且任务状态为0 ，则收阅任务信息并置任务状态为1 ，执行相应操作内容。如果操 作失败，反馈标志代号“4 4 4 ”，如果操作成功，反馈“2 ”，同时上传结果集。 如果超过一定时间任务状态还是“0 或“1 ”，任务消息组件的服务端会自动通 过超时状态维护功能将消息状态置为“9 9 9 ”。当用户发出查询结果请求时，查询 系统向任务消息组件的服务端检索t a s k i d 下所有任务消息状态，若它们的状态值 第3 章i m w d 系统集成模型设计 只包含“2 或“9 9 9 ”，则表示该任务已经执行完成，可以在共享d b 中根据t a s k l d 号来获取结果集返回给查询者，否则向用户反馈任务的状态信息。 可以看出，从用户提交查询请求，到最后获得结果集任务状态的过程中，集 成系统通过任务消息组件的发布订阅方式，使数据的采集工作以异步通信的模式 进行，同时，任务消息组件内的发布与订阅动作也是采用异步的方式进行的。 3 2 4 业务逻辑层与w 曲s e r v i c e s 层的整合 在s o a 架构下，外界对企业内部的数据查询请求都应该通过w e bs e r v i c e