（系统工程专业论文）基于J2EE的烟草企业管理信息系统集成研究.pdf

武汉理t 大学硕士学位论文 摘要 随着i n t e m e t 的普及，信息化在经济增长中的作用日益显著，信息技术的有 效运用对提高企业的经济效益，优化企业资源配置，提高企业核心竞争力，以及 在未来拓展更大发展空间等方面起到举足轻重的作用。因此，管理者迫切需要一 套适合自身企业发展的管理信息系统来及时了解企业信息，做出利于企业快速发 展的决策，通过现代管理模式与计算机管理信息系统支持企业合理、系统地管理 经营与生产，最大限度地发挥现有设备、资源、人、技术的作用，最大限度地产 生企业经济效益。烟草企业管理信息系统就是根据烟草企业发展中心的发展需要 而量身定做的一套基于j 2 e e 架构的管理信息系统，该系统集成了原有系统的功 能，并增加了不能满足现有实际需求的一些其他功能。 本文首先提出基于j 2 e e 的体系结构和相应的技术、框架体系、设计模式， 对j 2 e e 这一先进的技术从各方面进行了详细的介绍，并以三种基本概念方式来 划分基于它的应用系统，即传统的模块分解方式：模型视图一控制器( m v c ， m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ) 体系结构，为系统开发提供了技术基础；然后引入了系 统集成的相关概念，包括信息孤岛及其成因、企业应用集成的各种方式等；正是 由于它的存在，系统的效率受到了很大了限制，进而从应用集成层次的不同角度 和层次面分析了集成的方法；接着介绍了系统集成的主要技术，包括数据流和信 息流等新技术，同时还提到了一种处理结构化文档信息的有力工具可扩展标 记语+ - 言( x m l ) ；最后结合湖北中烟实际的需求状况，介绍了已有的各个分系统， 将其集成为一个多层的组件系统，以实现系统横向、纵向之间的弱耦合，使系统 具备了灵活性、可重用性、可测性、可扩展性。 本文结合了湖北中烟原有的o a 系统和生产管理系统，以开发设计基于j 2 e e 平台的集成管理信息系统为论文的主要内容和目标。重点讨论了原发系统之间的 整体集成，实现了分布式异构数据库在j 2 e e 平台下的综合查询问题。系统的改 进后，建立了在统一应用平台、统一信息架构、统一维护管理的集成系统平台环 境，保留了原有资源，缩短了开发周期，对后续开发与维护有较大的应用价值和 现实意义。 关键词：系统集成，j 2 e e ，烟草企业，m i s ，e a i ，数据集成 武汉理t 大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ep o p u l a r i t yo fi n t e r n e ta n dt h ei n c r e a s i n gf u n c t i o no ft h ei n f o r m a t i o ni n e c o n o m i cg r o w t h ，t h ee f f e c t i v ea p p l i c a t i o no fi n f o r m a t i o nh a sa ne s s e n t i a lf u n c t i o ni n i m p r o v i n gt h ee c o n o m i cp e r f o r m a n c e ，o p t i m a l l ya l l o c a t i n gr e s o u r c e s ，e n h a n c i n gt h e c o m p e t i t i o na n db r o a d e n i n gt h es p a c ef o rt h ef u t u r ed e v e l o p m e n to ft h ee n t e r p r i s e s t h u sm a n a g e r sa r eu r g e n tt on e e dam a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hi ss u i t a b l ef o rt h e d e v e l o p m e n to ft h e i ro w ne n t e r p r i s e st oa c q u i r ei n f o r m a t i o nq u i c k l ya n dt om a k e d e c i s i o n sw h i c hc a np r o m o t et h ef a s t d e v e l o p m e n t g i v ef u l lp l a yt oe x i s t i n g e q u i p m e n t s ，r e s o u r c e s ，m a n p o w e ra n dt e c h n o l o g ya n dt h e r e f o r ep r o d u c ee c o n o m i c b e n e f i tt ot h ef u u t h ei n f o r m a t i o n a lm a n a g e m e n ts y s t e mf o r t h ec h i n at o b a c c oi sa d e s i g n e ds y s t e r nb a s e do nt h ej 2 e e s t r u c t u r e a c c o r d i n gt ot h e n e e d o ft h e d e v e l o p m e n to ft h ec h i n a t o b a c c oe n t e r p r i s e s t h i sp a p e rp r e s e n t sj 2 e e - b a s e dm i ss y s t e m m yd e s i g np a r t i t i o n st h ea p p l i c a t i o n i nt h r e eb a s i c c o n c e p t u a lw a y s ：m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ( m v c ) a r c h i t e c t u r e ， m u l t i t i e ra r c h i t e c t u r ea n dt r a d i t i o n a lm o d u l a r d e c o m p o s i t i o n w h i c hp r o v i d et h eb a s i s o ft e c h n o l o g y t h e ni n t r o d u c et h ec o n c e p to fs y s t e mi n t e g r a t i o n ，w h i c hc o n t a i n i n g i n f o r m a t i o ni s l a n da n dh o wi tc a u s ea n di n t r o d u c et h ed i f f e r e n c em a n n e r so fe a ia n d i n f o r m a t i o ni s l a n di so n eo ft h em o s tr e a s o n so fi m p l e m e n t i n gt h ei n f o r m a t i o ns y s t e m i n t e g r a t i o n t h ee m c i e n c yo fs y s t e ma f f e c t e dg r e a t l yb e c a u s eo ft h ei n f o r m a t i o ni s l a n d t oi n t e g r a t ea p p l i c a t i o n sf r o md i f f e r e n ta n g l e sa n d1 e v e l so fs u r f a c e 1 e v e la n a l y s i so f t h ei n t e g r a t e da p p r o a c h ；t h e ni n t r o d u c e dt h es y s t e mi n t e g r a t i o no fm a j o rt e c h n o l o g i e s ， i n c l u d i n gd a t af l o wa n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , a l s or e f e r r e dt ot h es t r u c t u r eo ft h e d o c u m e n td e a l i n gw i t ha p o w e r f u lt o o lf o ri n f o r m a t i o n e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ( x m l ) ；f i n a l l y , c o m b i n i n gc h i n at o b a c c oh u b e ii n d u s t r i a l sd e m a n d ，i n t r o d u c i n g v a r i o u ss u b s y s t e m sa n dt h eam u l t i c o m p o n e n t s y s t e m s ，t h es y s t e mi no r d e rt o a c h i e v eh o r i z o n t a l ，v e r t i c a lc o u p l i n gb e t w e e nt h ew e a k ，a l l o w i n gt h es y s t e mt oh a v e t h ef l e x i b i l i t ym o n e yc a nb eu s e d ，t e s t a b i l i t y , s c a l a b i l i t y t h i sp a p e rc o m b i n e st h ep r i m a r ym i so fc h i n at o b a c c oh u b e ii n d u s t r i a l c o r p o r a t i o n i tt a k e st h ed e s i g n i n g ，d e v e l o p i n ga n di n t e g r a t i n go f d i s t r i b u t e d i n t e g r a t e dm i sb a s e do nj 2 e ep l a t f o r ma st h em a i np o i n ta n do b ie c t i v e t h e r e a l i z a t i o no fi n t e g r a lq u e r yo fd i s t r i b u t e dh e t e r o g e n e o u sd a t a b a s eo nt h ej 2 e e p l a t f o r mh a sb e e ns t r e s s e dw h i l et h eo r i g i n a ls y s t e mh a sb e e ni n t e g r a t e dt ot h en e w s y s t e m a f t e rb e i n gp u ti n t op r a c t i c a lu s e ，t h en e ws y s t e mr e a l i z e st h ee x p e c t e d o b je c t i v e ，k e e p st h eo r i g i n a lr e s o u r c e s ， s h o r t e n s s y s t e md e v e l o p i n gp e r i o d ， f u r t h e r m o r e ，i th a sg r e a tp r a c t i c a lv a l u ea sw e l la sr e a l i s t i cm e a n i n gt ot h ef o l l o w i n g d e v e l o p m e n t k e yw o r d s ：s y s t e mi n t e g r a t i o n ，j 2 e e ，t o b a c c oi n d u s t r y ，m i s ，e a i ，d a t ai n t e g r a t i o n i i 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：域一一日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权 保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生签名：雌导师签名：邋吼砬匹 武汉理t 大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 研究的目的与意义 根据作者对烟草企业信息化建设的关注和了解，烟草企业在以往的信息化建 设中已经建成或使用多套稳定成熟的系统，包括：e r p 、协同办公、企业内部 应用系统及质量检测信息系统等，各系统在各自的业务处理上发挥着重要的功 能。但是，随着质检部内部各业务的发展与壮大，目前已有系统的业务在一定层 面上不能与实际业务相适应，已有系统所采用的技术或框架为以后扩展与维护带 来一定的复杂性。 在此前提背景下，本论文是基于先进成熟的j 2 e e 技术体系，对已有的质量 检测信息系统进行改造，并对相关的业务进行集成与整合，对生产过程中的管理 实现异步高效的管理，同时对数据进行规范的操作和维护，真正实现人机交互， 开发出现代的信息系统管理，目的在于提高办公和生产效率，实现办公自动化与 质量控制系统的集成，提高产品质量，促进各单位和部门的协调合作。 1 2 国内外研究现状分析 信息集成技术是信息资源集成管理理论的具体化，是实施信息资源管理的现 代化手段，也是国内外专家学者研究的重中之重。 在国内，2 0 世纪9 0 年代以来，诸多学者也对信息资源集成管理的问题进行 了论述。董福壮和罗伟其在信息集成技术及其发展一文中从信息集成技术 的角度探讨了异构系统的集成问题，并从技术角度提出了信息集成过程模型；何 全胜等则在信息集成若干办法的比较一文中从信息集成的实现角度，对 t s i m m i s 、i m 等信息集成方法进行了比较和研究；而刘宝坤等人则对i n t e m e t 平台下企业内部信息集成的方法进行了研究，探讨了利用j d b c 技术实现m i s 与i n t e m e t 的继承问题；史亚魏、杨晓春等则从虚拟企业的角度探讨了信息集成 的实现技术模式及应用；姚磊、张志平等从信息流的角度对企业信息集成的实 现问题进行了探讨。 西方发达国家特别是美国在企业信息集成技术研究方面都走在世界的前列。 与国内信息集成技术相比，国外信息集成技术研究起步更高、领域更宽、更为系 统。h a l e ，h a s e m a na n dg r o o m 在“i n t e g r a t i n gi s l a n d so fa u t o m a t i o n ”一文中以 w i s c o n i nb e l li n c 公司数据传输系统的设计为例论述了这个问题，该系统基础结 构包括用户友好的经理支持系统( e x e c u t i v es u p p o r ts y s t e m ) 改进的职业工作站 武汉理t 大学硕士学位论文 环境以及一个能够整合异构系统的表达系统( p r e s e n t a t i o ns y s t e m ) ，该结构能够 连接地理上分散的企业各职能领域的经理和专家而无需考虑各类系统的硬件、软 件和数据结构，这就能够使企业内部人员更好地协同工作和共享信息。英国 p l y m o u t h 大学电子工程学院和爱尔兰c o r k 技术学院数学和计算系共同讨论了把 异步传输模式的管理程序集成到一个能够整合各种管理服务的新的网络和系统 框架中的问题。新加坡南洋理工大学g e r m a n s i n g a p o r e 研究所的v s i n g h 探讨了 企业中新建信息系统与历史遗留信息系统的集成问题。国外信息集成技术及相关 文献涉及到不同信息技术之间的继承，其中包括新建信息系统和历史遗留信息系 统和集成；包括信息技术管理和信息系统评估的集成研究，这些研究领域及其成 果，特别是那些我国尚未丌展或是薄弱环节的研究领域及其成果对我国信息集成 技术的发展具有很重要的价值。 1 3 研究的主要内容与组织结构 本论文研究的研究目标是在j 2 e e 的平台下构建基于w e b 的、统一操作与管 理的中烟生产管理信息子系统的集成。为了实现这一目标，本课题的主要研究内 容可以概括以下几个方面： ( 1 ) 介绍j 2 e e 的多层应用模型、m v c 模式等相关概念和技术 ( 2 ) 介绍了当前比较流行的开源框架。 ( 3 ) 介绍了信息孤岛及其他信息系统集成相关概念 ( 4 ) 分析了烟草企业信息系统现状与功能。 ( 5 ) 结合原有系统实现一个采用b s 多层体系结构、基于m v c 模式的j 2 e e 集成信息系统。 第一章通过对项目实践的总结概括和查阅国内外相关资料后，介绍了课题研 究的目的与意义，包括烟草企业信息化的现状，存在问题及改进趋势，最后给出 了论文的主要内容和组织结构。第二章对课题所使用的关键技术进行分析和介 绍，为系统的设计与实现提供了平台且奠定了基础。第三章介绍了系统集成的概 念，包括信息孤岛、企业应用集成等。第四章对烟草企业信息系统的现状进行了 详细的说明，为后面的系统集成提供了对比参考。第五章给出了系统集成的详细 内容，介绍了实现的方法、步骤及效果。第六章对本文的主要研究成果进行总结， 并对未来工作进行展望。 2 武汉理t 大学硕士学位论文 第2 章j 2 e e 体系结构及模式 作为一个成功应用的m i s 项目，特别强调能够为企业所用，可支持多种应 用系统数据交换，可真正面向电子商务时代应用，高可靠性和安全性，可维护性 以及具备可扩展的业务框架和标准的对外接口；就这些特性而言，系统必须要有 齐全的设计开发文档，必须在开发一种可用的，可实现的系统的基础上，使系统 可实现这些内容。许多成功应用的管理信息系统都采用客户机服务器( c s ) 结构。 c s 结构应用于m i s 系统，相对于在单机上运行的普通管理系统而言，在系统结 构有了很大改进，使在此架构上运行的系统能够有可能对大容量的的数据进行有 效的管理和分析。但是，它还有以下几点缺陷：客户端安装困难、必须维持客户 端数据库连接、用户界面与数据库的相关性。相对两层式c s 系统，更好的方式 是三层式多层式结构【2 】。 2 1j 2 e e 应用体系结构 自从1 9 9 5 年3 月问世以来，j a v a 程序设计语言以及j a v a 平台技术在信息技 术发展中扮演着越来越重要的角色。j a v a 的使用可以帮助开发者花更少的时间开 发更好的应用，以及能够做到下面几点：快速入门和学习：编写更好的代码；快 速应用开发；以1 0 0 纯j a v a 来防止平台依赖性；编写一次，到处运行( w r i t eo n c e r u na n y w h e r e ) ：发布程序更容易。因为提供商己经集成了j a v a 虚拟机j v m ( j a v a v i r t u a lm a c h i n e ) ，它在操作系统之上为应用提供了一个通用的运行环境，这使得 j a v a 平台的“w r i t eo n c e ， r u na n y w h e r e ”准则是完全可能实现的。1 9 9 8 年1 2 月， s u n 公司发布了j a v a 2 平台，j a v a 2 与j d kv 1 2 对应。在1 9 9 9 年6 月，s u n 公 司宣布了详细的重新组织发布j a v a 平台的方法。虽然，s u n 以前封装了一组j a v a 企业技术和a p i ，并标出“j a v a 企业平台”，但是直到1 9 9 9 年6 月s u n 才将研制 与众不同的且集成的j a v a 企业平台作为其追求目标。 2 1 1j 2 e e 的概念 目前，j a v a 2 平台有3 个版本，它们是适用于小型设备和智能片的，j a v a 2 平 台m i c r o 版( j a v a2p l a t f o r mm i c r oe d i t i o n ，j 2 m e ) 、适用于桌面系统的j a v a 2 平台 标准版( j a v a2p l a t f o r ms t a n d a r de d i t i o n ，j 2 s e ) 、适用于创建服务器应用程序和服 务的j a v a 2 平台企业版( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ，j 2 e e ) 1 5 1 。 武汉理。r 大学硕士学位论文 j 2 e e 是一种利用j a v a 2 平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关 的复杂问题的体系结构。j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 平台或j a v a 2 平台的标 准版，j 2 e e 不仅巩固了标准版中的许多优点，例如“编写一次、到处运行”的特 性、方便存取数据库的t d b ca p i 、c o r b a 技术以及能够在i n t e m e t 应用中保护 数据的安全模式等等，同时还提供了对e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) ，j a v as e r v l e t a p i ，j s p ( j a v as e r v e rp a g e ) 以及x m l 技术的全面支持【o j 。其最终目的就是成为一 个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间的体系结构。 j 2 e e 体系结构提供中间层集成框架用来满足无需太多费用而又需要高可用 性、高可靠性以及可扩展性的应用的需求。通过提供统一的开发平台，j 2 e e 降 低了开发多层应用的费用和复杂性，同时提供对现有应用程序集成强有力支持， 完全支持e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ，有良好的向导支持打包和部署应用，添 加目录支持，增强了安全机制，提高了性能【_ 7 1 。 2 1 2j 2 e e 的优势 j 2 e e 为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的商务系统提供了良好的机 制【8 】： ( 1 ) 保留现存的i t 资产：由于企业必须适应新的商业需求，利用己有的企业 信息、系统方面的投资，而不是重新制定全盘方案就变得很重要。这样，一个以 渐进的( 而不是激进的，全盘否定的) 方式建立在己有系统之上的服务器端平台机 制是公司所需求的。j 2 e e 架构可以充分利用用户原有的投资，如一些公司使用 的b e at u x e d o 、i b mc i c s 、i b me n c i n a 、i n p r i s ev i s i b r o k e r 以及n e t s c a p e a p p l i c a t i o ns e r v e r 。这之所以成为可能是因为j 2 e e 拥有广泛的业界支持和一些 重要的企业计算领域供应商的参与。每一个供应商都对现有的客户提供了不用废 弃已有投资即可进入可移植的j 2 e e 领域的升级途径。由于基于j 2 e e 平台的产 品几乎能够在任何操作系统和硬件配置上运行，现有的操作系统和硬件也能被保 留使用。 ( 2 ) 高效的开发：j 2 e e 允许公司把一些通用的、很繁琐的服务端任务交给中 问件供应商去完成。这样开发人员可以集中精力在如何创建商业逻辑上，相应地 缩短了开发时一间。 ( 3 ) 支持异构环境：j 2 e e 能够开发部署在异构环境中的可移植程序。基于 j 2 e e 的应用程序不依赖任何特定操作系统、中间件、硬件【9 】。因此设计合理的 基于j 2 e e 的程序只需开发一次就可部署到各种平台。这在典型的异构企业计算 环境中十分关键。j 2 e e 标准也允许客户订购与j 2 e e 兼容的第三方的现成的组件， 把他们部署到异构环境中，节省了由自己制订整个方案所需的费用。 4 武汉理j 大学硕十学位论文 2 1 3j 2 e e 的层次 j 2 e e 平台应用多层分布式结构来构造企业应用。企业应用的逻辑根据其功能 而分布到不同的j 2 e e 组件中，组成j 2 e e 应用程序的各种j 2 e e 组件根据它所在 j 2 e e 所在的层被发布到不同的机器上。在j 2 e e 应用平台中一般分为以下四层i l 叫： 客户层：客户层组件运行在客户机上； w e b 层：w e b 层组件运行在j 2 e e 服务器上； 业务逻辑层：作为解决或满足某个特定业务领域的需要的逻辑的业务代码由 运行在业务层的e j b 来执行： 企业信息系统层( e i s ) ：运行在e i s 服务器上。e i s 服务器运行企业信息系统 软件，如企业资源计划( e r p ) 、大型事务处理、数据库系统及其他遗留信息系统。 j 2 e e 组件可以通过访问e i s 来取得数据库连接，这也是e i s 层应用最多的一种 形式。j 2 e e 平台的层次结构如图2 1 所示： 图2 - 1j 2 e e 层次 武汉理工大学硕士学位论文 2 2j 2 e e 组件 j 2 e e 标准定义了一个完善的应用组件框架，作为企业应用系统基本构造模 块的组件就建立在这个框架之上。几乎所有的业务应用，从简单的w e b 门户到 复杂的企业级分布式事务应用，都可以在此基础上构造。j 2 e e 组件框架只是一 个以库、类和接口形式提供的基础架构，最终构成应用的业务逻辑和表现控制 逻辑要由建立在这个框架上的应用组件实现。j 2 e e 应用程序是由组件构成的， j 2 e e 组件是具有独立功能的软件单元，它们通过相关的类和文件组装成j 2 e e 应 用程序，并与其他组件交互。j 2 e e 说明书中定义了以下的j 2 e e 组件：w e b 客户 端、应用程序客户端程序和a p p l e t s 是客户层组件；j a v as e r v l e t ，j a v as e r v e rp a g e s ( j s p ) 和j a v as e r v e rp a g e ss t a n d a r dt a gl i b r a r y ( j s t l ) 是w e b 层组件；e n t e r p r i s e ， j a v ab e a n s ( e j b ) 是q l t _ 务层组件【1 。 2 2 1 客户层组件 客户层组件包括：a p p l e t ，a p p l i c a n tc l i e n t ( 应用程序客户端) 和浏览器等。a p p l e t 是嵌在浏览器中的一种轻量级客户端，一般而言，仅当使用w e b 页面无法充分 地表现数据或应用界面的时一候，才使用它。a p p l e t 是一种替代w e b 页面的手 段，仅能够使用j 2 s e 开发a p p l e t ，a p p l e t 无法使用j 2 e e 的各种s e r v i c e 和a p i ， 这是为了安全性的考虑。 而a p p l i c a t i o nc l i e n t 相对a p p l e t 而言是一种较重量级的客户端，它能够使用 j 2 e e 的大多数服务和a p i 。一般来说，客户应用程序适合在企业内部网中使用， a p p l e t 适合在w w w 上使用。w e b 客户端一般指的就是w e b 浏览器( 如i n t e m e t e x p l o r e r ) ，它以标准格式显示从服务器传递来的网页。不管j 2 e e 应用服务器怎样 生成这些网页的，它们被传递给浏览器时已经是h t m l 或x m l 格式，浏览器只 是正确地显示给用户。所以，有时w e b 客户端被称为”瘦客户”，瘦客户不承担 复杂的数据检索和复杂任务，这些复杂而耗时的操作在j 2 e e 服务器端w e b 容器 和e j b 容器内进行【1 2 】。这样保证了客户服务器结构的优势，降低了w e b 流量。 图2 2 显示了组成客户层的不同组件，它们有的直接和业务逻辑层交互而不经过 w 曲层。 6 武汉理工大学硕十学位论文 w e b 浏览器、w e b 网 页、a p p l e t s 、可选 卜 w 曲层 卜 j a v a b e a n 组件业务逻辑层 应用程序客户端、可 选j a v a b e a n 组件 2 2 2w e b 层组件 图2 - 2 客户端层、w e b 层及业务层 w 曲组件与基于w e b 的客户端( 如w e b 浏览器) 进行交互。j 2 e e 中有四类 w e b 组件：s e r v l e t 、j s p 、可选的j a v a b e a n 和j a v as e r v e rp a g e ss t a n d a r dt a g l i b r a r y ( j s t l ) 。j s p 和s e r v l e t 都是w e b 服务器的功能扩展，接受w e b 请求，返 回动态的w e b 页面。w e b 容器中的组件可使用e j b 容器中的组件完成复杂的商 务逻辑。按j 2 e e 规范，静态的h t m l 页面和a p p l e t s 不算是w 曲层组件，虽然 他们和w e b 层组件( j s p ) 完成的功能一般相似。正如客户层那样，w e b 层可能包 含某些j a v a b e a n 对象来处理用户输入，并把输入发送给运行在业务层上的e j b 来进行处理，如图2 3 所示： w e b 层 j 2 e e 月艮务器 图2 - 3 客户端层、w e b 层及业务逻辑 s e r v l e t 是j a v a 平台上的c g i 技术。s e r v l e t 在服务器端运行，动态地生成w e b 页面与传统的c g i 和许多其它类似c g i 的技术相比，j a v as e r v l e t 具有更高的效 率并更容易使用。对于s e r v l e t ，重复的请求不会导致同一程序的多次转载，它是 依靠线程的方式来支持并发访问的。 7 武汉理t 大学硕士学位论文 j s p 是一种实现普通静态h t m l 和动态页面输出混合编码的技术。从这一点 来看，非常类似m i c r o s o f l a s p 、p h p 等技术。借助形式上的内容和外观表现的 分离，w e b 页面制作的任务可以比较方便地划分给页面设计人员和程序员，并方 便地通过j s p 来合成。在运行时态，j s p 将会被首先转换成s e r v l e t ，并以s e r v l e t 的形态编译运行，因此它的效率和功能与s e r v l e t 相比没有差别，一样具有很高 的效率。 j s t l 将常用的j s p 功能封装成为简单的标签( t a g ) 。网面是由各种有标签的 文字组成的，各种标签( 如表格、字体) 的写法基本固定。j s t l 采用了相似的概念 设计j s p 。例如，设计者不必自己用j s p 写一个能连接数据库的j s p 文件，可以 用现成的j s t l 标签来进行数据库连接。这种j s t l 标签是最优化和标准化的， 任何种类的w e b 服务器都会支持，这样就省去了不少j s p 的麻烦。j s t l 目前提 供基本的j s p 功能，仍在不断扩充中。 2 2 3 业务层组件 业务层组件就是通常所说的e j b 组件，它是j 2 e e 架构中的核心技术，在这 个组件里需要定制业务逻辑。e j b 规范定义了一个开发和部署分布式商业逻辑的 框架，以简化企业级应用的开发，使其较容易地具备可伸缩性、可移植性、分布 式事务处理、多用户和安全性等。开发人员可以利用e j b 组件，像搭积木一样 建立分布式应用。在装配组件时，所有的e j b 都需要配置到e j b 服务器中，e j b 服务器作为容器和低层平台的桥梁管理着e j b 容器，并向该容器提供访问系统 服务的能力。所有的e j b 实例都运行在e j b 容器中，e j b 容器提供了系统级的 服务，控制了e j b 的生命周期。e j b 容器为它的开发人员代管了诸如安全性、远 程连接、生命周期管理及事务管理等技术环节，简化了商业逻辑的开发。e j b 规 范中定义了三种不同类型的e j b ：会话b e a n 、实体b e a n 和消息驱动b e a n 。会话 b e a n 表示与客户端程序的临时交互，当客户端程序执行完后，会话b e a n 和相关 数据就会消失。相反，实体b e a n 表示数据库的表中一行永久的记录，当客户端 程序中止或服务器关闭时，就会有潜在的服务保证实体b e a n 的数据得以保存。 消息驱动b e a n 结合了会话b e a n 和j m s 的消息监听器的特性，允许一个业务层 组件异步接收j m s 消息。图2 4 显示了一个e j b 组件接受到从客户程序传来的 数据，处理后将它发回给客户程序或者发给e i s 层进行存储： 8 武汉理工大学硕十学位论文 w 曲层 业务层e i s 层 w e b 浏览器、 w e b 网页、a p p l e t s 、 j s p 页面 e n t i t yb e a n s 、数据库 可选的j a v a b e a n 类 s e v l e t j a v a b e a n s e s s i o nb c a n s 、 和旧有 类( 町选)m e s s a g e d r i v e n系统 b e a r l s 应用程序客户端、 可选j a v a b e a n 类1 2 3j 2 e e 容器 j 2 e e 服务器 图2 - 4 客户端层、w e b 层、业务层及e i s 层 容器实际是指应用服务器提供的特定功能的软件模块，用户所开发的程序组 件要在容器内运行，组件和容器的关系有些像计算机插件和主板的关系；程序组 件在部署时被安装在容器里，容器是能提供基本功能的底层平台，它们之间通过 接口进行通信。总之，容器就是为组件服务的，对不同的j 2 e e 组件而言特别对 应一个装载它的容器，按j 2 e e 标准定义了四种不同的容器： a p p l e t 容器运行和管理a p p l e t ，一般浏览器提供了a p p l e t 运行环境和j a v a 插件组成； 应用客户端容器运行和管理标准j a v a 应用客户程序，包括s w i n g 应用； w e b 容器运行和管理表现逻辑层的s e r v l e t 和j s p 组件： e j b 容器运行和管理业务逻辑层的e j b 组件： 图2 5 显示了容器及其相关组件的关系： 一般地，容器提供的基础功能包括内存管理、线程同步机制、垃圾收集、可 用性、可伸缩性、负载平衡和故障转移等。容器必须实现的基本接口和功能由 j 2 e e 规范定义，但具体如何实现完全由容器厂商自己决定。因此，j 2 e e 既确保 了不同应用服务器之间的兼容性，又为各个厂商的专有代码留下了自由空间。实 际上，在中间件产业，各路厂商之所以得以施展各自神通，容器功不可没。 9 武汉理工人学硕士学位论文 厂、 浏览器s e v l e tj s p 页面 w 曲容器 应用程序 书 客户端 应用程序 客户端容器 r e n t e r p r i s ee n t e r p r i s e b e a n $ b e a r l s 客户端机器 i e j b 容器 2 4 框架与设计模式 2 4 1 框架 图2 - 5 组件和容器的关系 框架( f r a m e w o r k ) 是整个或者部分系统的可重用设计，表现为一组抽象组件 及组件实例间交互的方法；另一种定义认为，框架是可被应用开发者定制的应用 骨架引。前者是从应用方面，而后者是从目的方面给出的定义。 可以说，一个框架是一组可复用的设计组件，它规定了应用的体系结构，阐 明了整个设计、协作组件之间的依赖关系、责任分配和控制流程，表现为一组抽 象类以及其实例之间协作的方法，它为组件复用提供了上下文关系。因此组件库 的大规模重用也需要框架。 应用框架强调的是软件的设计重用性和系统的可扩展性，以缩短大型应用软 件系统的开发周期，提高开发质量。与传统的基于类库的面向对象重用技术比较， 应用框架更注重于面向专业领域的软件重用。应用框架具有领域相关性，组件根 据框架进行组合而生成可运行的系统。框架的粒度越大，其中包含的领域知识就 更加完整。 一个成功的软件需要有一个成功的架构，但软件构架的建立是一个复杂而又 持续改进的过程，软件开发者们不可能对每个不同的项目做不同的架构，而总是 尽量重用以前的架构，或者开发出尽量通用的架构方案，本论文采用s t r u t s 框架 就是其中之一，它是流行的基于j 2 e e 体系结构的架构方案。 通过基于请求响应( r e q u e s t r e s p o n s e ) 模式的应用框架，基本上由如下几个逻 辑结构组成。 l o 武汉理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 控制器( c o n t r o l l e r ) ，控制器控制整个框架中各个组件之间的协调。 ( 2 ) 业务逻辑层( ( b u s i n e s sl o g i c ) ，这是框架所希望解决问题的关键。当然， 对框架本身来说，这里仅仅只是概念和几个提供服务的基础组件，真正的实现与 具体客户的业务逻辑接轨，还需要开发人员在框架上再次扩展。 ( 3 ) 数据逻辑层( d a t al o g i c ) ，大部分应用系统都需要涉及到数据交互，这 一层次主要包括了数据逻辑和数据访问接口。 2 4 2 设计模式 当设计构建不同的应用程序时，经常会碰到相同或者非常类似的问题，每次 碰到这些问题时都必须去重新寻找解决方案。为了节省时间和提高效率，如果有 一种模式，能够对这样的具有共性的问题有一个正确的解决方案，对于开发者来 说是非常理想的，这样的通用解决方案就是设计模式( d e s i g np a t t e r n ) 。 设计模式的思想认为，在系统设计上软件开发可以抽象成一种模式，模式描 述了系统面临的问题及其解决方案，并可以重用。每一个模式描述了一个开发人 员做设计时不断重复遇到的问题，以及解决该问题的方案。这样，开发人员就能 一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动。设计模式有利于系统复用，可以帮 助设计者更快更好地完成系统设计和开发。目前已有的模式有1 0 0 多个，项目中 使用到的几种主要设计模式如下： ( 1 ) f a c t o 巧( i 厂模式) 工厂模式在j a v a 程序系统可以说是随处可见。工厂模式如此常用是因为工 厂模式就相当于创建实例对象的n e w ，我们经常要根据类c l a s s 生成实例对象， 如aa - n e wa o i 厂模式也是用来创建实例对象的。当创建a 实例时所做的初始 化工作很多时，就需要f a c t o r y 工厂模式来生成对象了，需要将创建实例的工作 与使用实例的工作分开，也就是说，让创建实例所需要的大量初始化工作从a 的构造函数中分离出去。 ( 2 ) s i n g l e t o n ( 单态模式) s i n g l e t o n 模式主要作用是保证在j a v a 应用程序中，一个类c l a s s 只有一个实 例存在。 ( 3 ) f a c a d e 模式 f a c a d e 模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，一个典型应用就 是数据库j d b c 的应用。可扩展的使用j d b c 针对不同的数据库编程，f a c a d e 提供了一种灵活的实现。 ( 4 ) m v c 模式 m v c 是模型( m o d e l ) 、视图( v i e w ) 和控$ 0 ( c o n t r o l l e r ) 这三个单词的缩写。 武汉理工大学硕十学位论文 m v c 模式的目的就是实现w e b 系统的职能分工。m v c 是一种设计模式，它强 制性地把应用程序的输入、处理和输出分开。m v c 把应用程序分成三个核心模 块：模型、视图和控制器，它们分别担负不同的任务。图2 - 6 显示了几个模块各 自的功能以及它们之间的相互关系。 模型是应用程序的主体部分，指的是真正完成任务的代码。模型通常也被称 作“业务逻辑”。在模型同视图相分离的情况下，一个模型能为多个视图提供数据， 所以代码即可实现可管理性和可重用性。 视图是用户看到并与之交互的界面。视图向用户显示相关的数据，并能接受用 户的输入数据，但是它不能进行任何实际的业务处理。视图可以向模型查询业务 状态，但不能改变模型。视图还能接受模型发出的数据更新事件，从而对用户界 面进行同步更新。 控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求。当w e b 用户 单击w e b 页面中的提交按钮来发送h t m l 表单时，控制器接收请求并调用相应 的模型组件去处理请求，然后调用相应的视图来显示模型返回的数据。