（计算机应用技术专业论文）基于j2ee的腐蚀监测系统研究与开发.pdf

沈阳理工大学硕士学位论文 摘要 炼油企业近年来由于大量炼制含硫的原油，给炼油设备和管线带来了许多腐 蚀问题。为了及时了解炼油厂设备的腐蚀情况，弄清腐蚀形成原因，掌握腐蚀的 发生规律，需要进行腐蚀监测系统的开发和应用研究。因此，腐蚀监测作为防腐 的基础工作显得十分重要。随着计算机技术、w e b 技术和网络技术的不断发展， 基于w e b 的远程监测技术在工业生产和管理中得到了广泛的应用，它使本地计算 机通过网络系统实现对远端监测系统的监测和管理。本论文以此为背景，提出结 合j 2 e e 技术和数据仓库技术开发和实现的基于j 2 e e 的腐蚀监测系统，利用该系 统用户可以通过i n t e r n e t 实现数据管理、腐蚀数据多维分析和辅助决策支持。 本文在分析腐蚀监测系统对腐蚀数据进行监测的需求和腐蚀数据特点的基础 上，采用j 2 e e 体系结构并基于此结构设计和实现了系统的数据仓库。在系统设计 中对腐蚀监测系统的功能模块和数据库进行了详细的设计，在系统实现中以腐蚀 数据管理模块为例，详细描述了基于s t r u t s 开发框架和m v c 开发模式的腐蚀监测 系统的控制组件、模型组件和视图组件的开发过程，并给出了系统的应用实例， 证明了开发模式的可用性和实用性。 关键词：腐蚀监测；j 2 e e ；数据仓库；m v c ；o l a p 沈刚理 大学硕士学位论文 a b s t r a c t b e c a u s et h eo i lp l a n t sh a v er e f i n e dp l e n t yo fo i lw i t hs u l f u r sr e c e n t l y , m a n y c o r r o s i o np r o b l e m sa r eb r o u g h to u ta tt h eo i lp l a n t se q u i p m e n t sa n df l o w nl i n e s i n o r d e rt of i n do u tt h ec o r r o s i o ns i t u a t i o no ft h ee q u i p m e n t so nt i m ea n dm a k ec l e a rt h e c a u s eo fc o r r o s i o na n dm a s t e rt h ec o r r o s i o nr e g u l a t i o n s ，i ti sn e c e s s a r yt od e v e l o pa n d r e s e a r c ht h ec o r r o s i o nm o n i t o rs y s t e m w i t ht h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to ft h ec o m p u t e r t e c h n o l o g y 、w e bt e c h n o l o g ya n dn e t w o r kt e c h n o l o g y , l o n g d i s t a n c e m o n i t o r t e c h n o l o g yw h i c hb a s e so nt h ew e bh a v eb e e nw i d e l ya p p l i e di nt h ef i e l d so fi n d u s t r y p r o d u c t i o na n dm a n a g e m e n t ，t h r o u g ht h et e c h n o l o g yt h ed i s t a n tm o n i t o rs y s t e mi s m o n i t o r e da n dm a n a g e db yt h el o c a lc o m p u t e r 1 a k ei ta st h eb a c k g r o u n d c o r r o s i o n m o n i t o rs y s t e mi sd e v e l o p e da n dr e a l i z e dw h i c hc o m b i n e sw i t ht h ej 2 e et e c h n o l o g y a n dd a t aw a r e h o u s et e c h n o l o g y t h es y s t e mc a nb eu s e db yt h eu s e r st om a n a g et h e d a t u m ，m u l t i d i m e n s i o n a la n a l y s i st h ec o r r o s i o nd a t u ma n da s s i s td e c i s i o n m a k i n g t h r o u g hi m e r n e t o nt h eb a s i so fa n a l y s e st h ed e m a n d so ft h ec o r r o s i o nm o n i t o rs y s t e m ，w h i c h m o n i t o r st h ec o r r o s i o nd a t u ma n dt h ec h a r a c t e r so fc o r r o s i o nd a t u m ，j 2 e es y s t e m s t r u c t u r ei sa p p l i e da n ds y s t e m sd a t aw a r e h o u s ei sd e s i g n e da n dr e a l i z e dw h i c hb a s e d o nj 2 e e i nt h ep a r to fs y s t e m sd e s i g n ，t h ef u n c t i o nm o d ea n dd a t a b a s ea r ed e s i g n e di n d e t a i l i nt h ep a r to fs y s t e mr e a l i z a t i o n ，t h ep a p e rt a k e st h em o d eo fm a n a g ed a t aa st h e e x a m p l e ，e x p a t i a t e st h ed e s i g na n dr e a l i z a t i o no ft h et h r e ec o m p o n e n t s 、c o n t r o l l e r 、 m o d e la n dv i e wb a s e d0 1 1s t r u t sf r a m ea n dm v cm o d e a tl a s t ，t h es y s t e m s a p p l i c a t i o ne x a m p l e sa r ep r o v i d e dt op r o v e t h ef e a s i b i l i t ya n d p r a c t i c a b i l i t yo f t h em v c m o d e k e y w o r d s ：c o r r o s i o nm o n i t o r ；j 2 e e ；d a t aw a r e h o u s e ；m v c ；o l a p 沈阳理工大学 硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本 人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出， 并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要 贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本 声明的法律结果由本人承担。 作者( 签字) ：笛彳钐拐争 日期 。刎年多月伊 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文 的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工 大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 签氯戮签蒹躲 日 期：劢司另肜日 期：2 川琴。哆 第1 章引言 1 1 研究背景和意义 1 1 1 研究背景 第1 章引言 石油是我国的重要能源之一，它经过炼制可以提取出各种用途的产品，如： 汽油、柴油、润滑油等。近年来，由于大量进口中东石油，原油品质日益劣化， 呈高硫的变化趋势，而且缺少及时有效的监、检测手段使炼油设备和管线的腐蚀 问题日趋严重，给工业生产带来了安全上的不利因素，造成成本增加，给企业带 来巨大的经济损失。为此，对低温蒸馏的塔顶馏出线上的冷却系统采取“一脱三 注”的化学防腐措施，即脱盐、脱水，注碱，注缓蚀剂和注水的处理以减缓腐蚀 和控制所有腐蚀设备的腐蚀情况川。为了使“一脱三注”达到最佳的效果，就必须 让管理人员能及时了解炼油厂设备的腐蚀情况，弄清腐蚀形成原因，掌握腐蚀的 发生规律。于是，腐蚀监测作为防腐的基础工作得到了企业特别的关注和重视。 管理人员通过腐蚀监测可以获得设备腐蚀过程的有关信息，以及生产操作参数( 包 括加工工艺、腐蚀防护措施) 与设备运行状态之间相互联系的数据，并依此数据 调整生产操作参数，有的放矢地进行腐蚀控制，使设备处于良性运行。 本文来源是炼油厂委托科技项目。以防腐和腐蚀监测为背景，采用j 2 e e 技术 和数据仓库技术，研究并开发的腐蚀监测系统能够使用户通过i n t o n e t 实现数据管 理、腐蚀数据多维分析和辅助决策支持， 情况，多角度、多层次地分析腐蚀数据， 1 1 2 研究意义 从而帮助管理人员及时了解设备的腐蚀 掌握腐蚀趋势，发现腐蚀规律。 石油化工厂的管理人员早期获取与腐蚀速度相关数据的方法是在炼油设备上 安装监测设备，每隔一段时间由专门的工作人带着纸笔到各监测点将所有的数据 记录下来，数据经过分析处理后，由管理人员在必要时做出相应的防腐处理。但 这种方法仅适用于监测点较少的小厂，对于监测点很多的大厂而言，采用上述方 沈阳理工大学硕士学位论文 法将会耗费人力，降低效率，浪费资源。随着计算机技术、w e b 技术和网络技术 的不断发展，基于w e b 的远程监测技术在工业生产和管理中得到了广泛的应用， 它使本地计算机通过网络系统实现对远端监测系统的监测和管理。本文设计的基 于j 2 e e 的腐蚀监测系统，其基本思想是：在蒸馏装置的关键部位安置大量电阻探 针、电化学探针、p h 探针等先进的硬件，利用腐蚀数据采集器采集与腐蚀速度有 关的监测信号并传送到监控室的工控机上，数据到达工控机后经过分析处理保存 到数据库中，这样操作人员就可以在监控室对炼油设备进行实时在线监测，获得 生产过程中各个流程的腐蚀状况，从而适时采取“一脱三注”的方法来减缓腐蚀。 另外，该系统基于i n t e m e t ，符合b s 结构使授权用户通过浏览器异地访问实时数 据库，管理人员可以在任何地方都可以访问设备腐蚀情况的实时信息，从而实现 便携式远程办公。此外，本课题研究的意义还体现在以下几个方面： ( 1 ) 为科学管理与决策提供依据：在石油炼制加工过程中，大量使用缓蚀 剂以减缓工艺设备的内部腐蚀。然而，所加缓蚀剂的类型以及比例是否适合于本 系统，需要通过一定的测量才有所知。通过该系统可以随时监测缓蚀剂的缓蚀效 果，根据监测结果及时对缓蚀剂类型或比例做出调整： ( 2 ) 预防事故的发生：有害的泄漏或工艺参数的变化有时会导致严重的腐 蚀。通过该系统可以随时监测介质的腐蚀状况，如果发现腐蚀速率骤然变化，将 立即检查系统，及时找出问题所在，以防止重大事故的发生： ( 3 ) 预测设备寿命：通过该系统可以准确地掌握设备正常运转时的腐蚀速 率，可以预测设备的使用寿命，做到既安全又经济； ( 4 ) 通过该系统可以分析腐蚀原因，了解腐蚀过程与工艺参数之间的关系， 或评价一些防腐方法的实际效果。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国内外研究现状 由于腐蚀监测是防腐工作的前提及设备管理工作的基础，因此它受到国内外 企业及科研单位的特别关注和重视。 在国外，腐蚀领域开展了大量的基础性研究，建立了比较完善的监测手段， - - 2 - - 第1 章引言 并建立了与之相适应的管理。从八十年代起，国际上就对腐蚀监测有了清楚的认 识，防患于未然得到广泛认同。美国c o r t e s t 公司和m e t a ls a m p l e s 公司都是专门从 事腐蚀监测产品开发和销售的公司，主要产品有e r 电阻探针腐蚀监测仪，l p r 线 性极化腐蚀测量仪等。美国、英国等石油、化学公司将各种腐蚀监测技术用于精 炼、水处理、缓蚀剂研究、管道监测。据1 9 9 8 年国内的一次防腐工作会议介绍， e t 本千叶炼油厂建立了全厂腐蚀监测网，这个覆盖全厂的腐蚀监测网络为企业带 来了安全生产十几年无事故，这使我国的石油化工行业和腐蚀科技界很受启发， 从而推动了我国国内腐蚀监测的发展。 在国内，腐蚀监测理论和技术取得了不断的发展，主要体现在监测周期的大 大缩短_ 和适应不同的介质。主要的监测方法有：监测孔法、失重法、电阻探针、 电化学法、电感法等，这些理论和技术在工业应用中也在不断的得以运用和发展。 镇海炼油化工有限公司于2 0 0 1 年建立了常减压装置腐蚀实时在线监测网、上海炼 油厂建立了减三减四线高温腐蚀在线监测系统、中科院设备所和高化公司共同研 制的腐蚀速率在线监测系统于2 0 0 2 年在3 群蒸馏装置上成功投用，运行至今，准确 预报了常顶空冷器管束失效等多起事故苗头，保证了装置安全、长周期运行，国 内还有很多企业在腐蚀在线监测方面做了大量工作，提供了许多成功的经验。近 年来，石化行业开始对某些石油加工装置建立腐蚀监测系统，并开展炼油装置腐蚀 诊断及可靠性评估方面的技术研究工作，以及建立相应的管理制度，取得了一定 的进展，但我国对于这方面的研究还处于起步阶段，应根据国内炼油厂的实际情 况，借鉴和吸收国外的经验，发展自己的腐蚀在线监测技术。 1 2 2 应用与发展 本系统的研究成果可应用于炼油厂对腐蚀数据的监测，实现从大量的腐蚀数 据中提炼出有价值的信息，帮助管理人员总结腐蚀发生规律，积累石油炼制的经 验，优化石油炼制的工艺流程，进一步防止事故的发生。 本系统现已通过o l a p t 2 】技术实现了以大量腐蚀数据为基础的复杂分析技术， 在未来的发展中应该通过研究数据挖掘技术实现从大量的腐蚀数据中提取隐含在 其中的、人们可能不知道的但又可能有用的信息。如果将两类技术在一定程度上 融合，会使分析操作智能化，使挖掘技术目标化，从而全面提升腐蚀监测系统的 一3 一 沈阳理工大学硕士学位论文 实用价值。 1 3 研究内容及相关技术 本文所研究的内容是基于j 2 e e f 3 】的腐蚀监测系统。管理人员利用该系统可以 通过i n t e r a c t 实现对用户管理模块、腐蚀数据采集器管理模块、原料信息管理模块 和腐蚀数据管理模块的远程操作，可以实时浏览腐蚀数据，对大量的腐蚀数据进 行多角度( 维) 、多层次地分析，以腐蚀情况趋势图的形式将分析结果提供给管理 人员，管理人员可以通过选择时间、采集器类型、探针位置、石油序号、原料序 号实现对腐蚀数据的多维度、多层次地分析，面向决策者提供决策支持帮助，从 而帮助管理人员掌握腐蚀趋势并及时发现腐蚀发生规律。本课题所涉及的相关技 术包括：。 ( 1 ) j 2 e e 技术 s u n 推出j 2 e e 的目的是为了克服传统c l i e n t s e r v e r 模式的弊病，迎合 b r o w s e r s e r v e r 架构的潮流，为应用j a v a 技术开发服务器端应用提供一个平台独立 的、可移植的、多用户的、安全的和基于标准的企业级平台，从而简化企业应用 的开发、管理和部署，因此，本文提出采用j 2 e e 体系结构，实现b s 模式下多层 结构的腐蚀监测系统。 ( 2 ) 数据仓库技术 数据仓库是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集 合，通过它可以很好的管理和利用各类数据【4 】。本系统要求对历史数据进行分析， 得出腐蚀情况趋势图、面向管理者提供决策支持，这些需求符合数据仓库的特性， 因此，本文提出采用数据仓库技术实现本系统的腐蚀数据分析和决策支持功能。 1 4 论文结构 本论文以防腐和腐蚀监测为背景，在分析腐蚀数据特点和系统需求的基础上， 提出采用j 2 e e 技术和数据仓库技术实现本腐蚀监测系统，并详细论述了系统数据 仓库的建立与实现，基于j 2 e e 体系结构的系统从功能设计到最后实现的全部过程。 全文共分为4 章，下面为各章内容的简要阐述。 4 一 第1 章引言 第l 章为引言，探讨介绍课题的背景和意义，分析相关技术的研究现状，确 定论文的主要研究内容。 第2 章，通过对现有的系统模式进行研究与比较，并结合基于w e b 的腐蚀监 测系统的特点，采用j 2 e e 体系结构。详细论述了基于j 2 e e 体系结构的腐蚀监测 系统的优势、应用框架和开发过程。 第3 章，在分析腐蚀监测系统中腐蚀数据特点的基础上，建立本腐蚀监测系 统的数据仓库，并结合o l a p 技术展现出整合信息，使管理人员能够多角度( 维) 、 多层次地分析腐蚀数据，从而很快地掌握腐蚀趋势和发现腐蚀发生规律。 第4 章，对本腐蚀监测系统的功能模块和数据库进行详细的设计，论述基于 s t r a t s j s j 开发框架和m v c t 9 开发模式的腐蚀监测系统的控制组件、模型组件和视图 组件的开发过程，并给出系统的应用实例。 最后，对全文工作进行总结，并对系统的发展做出展望。 第2 章腐蚀监测系统体系结构的研究 第2 章腐蚀监测系统体系结构的研究 2 1j 2 e e 体系结构的提出 腐蚀设备远程监测系统的模式主要有两种：c s 结构和b s 结构。 c s 结构，即c l i e n t s e r v e r ( 客户机服务器) 结构。它是软件系统体系结构，通 过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到c l i e n t 端和s e r v e r 端 来实现，降低了系统的通讯开销。客户端需要安装专用的客户端软件，服务器通常 采用高性能的p c 、工作站或小型机，并采用大型数据库系统，如o r a c l e 、s y b a s e 、 i n f o r m i x 或s q ls e r v e r 。这种结构可以直接由客户机向服务器发出具体的请求命 令，或由服务器返回信息到客户机，而不必通过w e b 服务器，从而实现端到端的 控制，能够满足一定的实时性控制要求。 传统的c s 两层结构 7 1 在一个相对专用、独立的系统中，是一个较好的系统建 立方法，但是随着计算机网络技术的发展，各种不同平台之间的互联，软件设计 应采用开放性原则，以c s 结构为代表的两层结构其弊端也越来越明显。 传统的c s 结构存在较多的问题，如： ( 1 ) 两层结构以单一服务器和局域网为中心，应用系统仅支持单一的系统 平台和数据源，系统难以扩展。 ( 2 ) 系统难以应付成千上万乃至更多用户的海量并发请求。客户端庞大、 服务器端容易成为瓶颈。 ( 3 ) 系统软硬件组合及集成能力有限。在应用集成时，每个客户机上必须 集成所有应用的客户程序，使客户端变得很大，与客户杌相比，服务器功能相应 简单，任何被集成的应用功能的修改与扩充，除了有关服务器需要修改和扩充外， 所有的客户机都必须修改和扩充。 ( 4 ) 容易使应用系统受限于供应商。 b s 结构，即b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 结构。在这种结构下，用户工作 界面是通过w w w 浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端( b r o w s e r ) 实现，但 是主要事务逻辑在服务器端( s e r v e r ) 实现，形成所谓三层3 - t i e r 结构( 1 i 。客户机上 只要安装一个浏览器( b r o w s e r ) ，如n c t s c a p cn a v i g a t o r 或i n t e r n c te x p l o r e r ，服务 - - 7 - - 沈阳理工大学硕士学位论文 器安装o r a c l e 、s y b a s e 或s q ls e r v e r 等数据库。浏览器通过w e bs e r v e r 同数据库 进行数据交互。 在b s 结构中，由于把事务处理逻辑部分从客户机的任务中分离出来，使客 户机不再负责处理复杂计算何数据访问等关键事务，只负责显示部分，从而使之 变成一个简单的图形交互工具。在b s 系统中，用户可以通过浏览器向分布在网 络上的许多服务器发出请求，极大地简化了客户机的工作，如对数据库的访问和 应用程序的执行将在服务器上完成。服务器端包括w e b 服务器、数据库服务器、 应用服务器、中间件等，可以有多层结构，执行复杂的计算，负责与数据库的交 互工作，并将结果发送给客户。 b s 结构相对于c s 结构的优势主要体现在以下几个方面： ( 1 ) 开发和维护成本 c s 结构开发和维护成本较高。对不同客户端要开发不同的程序，编程工作量 较大。如果应用程序要进行安装、修改和升级，均需要在所有的客户机上进行， 复杂而又麻烦。对于b s 结构，只需在客户端安装通用的浏览器，所有的维护与 升级工作都是在服务器上执行的，不需对客户端进行任何改变，因而大大降低了 开发和维护的成本。 ( 2 ) 客户端负载 c s 结构的客户端具有显示与处理数据的功能，负载过重。应用系统的功能越 来越复杂，客户端的应用程序也变得越来越庞大，客户端也越来越“胖”，而不断 地提高客户机的配置，又加重了投资的成本。b s 结构的客户端把事务处理逻辑部 分分给了服务器端，不再负责处理复杂计算和数据访问等关键事务，只需要进行 显示，使客户机变得很“瘦”。 ( 3 ) 采用的标准 c s 结构所采用的标准只在内部统一，其应用通常是专用的。b s 结构所采用 的标准是开放的、非专用的，是经过标准化组织所确定的，保证了其应用的通用 性和跨平台性。 ( 4 ) 灵活性 c s 结构系统模块中每一部分的变动均要关联到其他模块的变动，使系统极难 升级，灵活性差。b s 多层结构中层与层之间的相互独立，任何一层的改变不影响 - 8 - 第2 章腐蚀监测系统体系结构的研究 其他层的功能，系统的改进变得相对容易，而且可以用不同厂家的产品来组成性 能更佳的系统。 ( 5 ) 移植性 c s 结构移植困难，不同开发工具开发的应用程序，般来说互不兼容，难以 移植到其他平台上运行。对于b s 结构，在客户端安装的是通用浏览器，不存在 移植性问题。 ( 6 ) 用户界面风格 c s 结构的用户界面是客户端所装软件决定，用户界面各不相同。而b s 结构 只需在客户端安装通用的浏览器就可以访问程序，浏览器的界面统一友好、易于 使用。 从上述可得，c s 两层结构的确给人们带来了相当的灵活性，但随着腐蚀数据 的海量增加以及更加复杂的业务逻辑处理，它逐渐暴露出客户端渐渐庞大和服务 器负担过重的现象。与c s 结构相比，采用b s 三层结构的优越性是显而易见的。 系统具有良好的扩展性和伸缩性，开发模块化、维护方便，网络负载轻，因为系 统中所有复杂的数据计算操作都放在服务器端实现，浏览器和服务器之间传送的 数据仅仅是计算的条件和结果，大大地降低了网络通信量，减轻了网络负载。服 务器提供的动态页面生成的能力、多层客户访问、安全性、处理逻辑以及数据库 访问等功能，也使得b s 结构成为当前w e b 开发的主流技术柳。但三层应用程序也 存在包含大量商业逻辑运算的脚本程序执行效率不高、代码无法重用和移植等诸 多问题，上述问题的解决需要更复杂、更为细分的层次和功能更为强大的服务器中 间层来支持，所以产生了基于b s 模式的j 2 e e 体系结构。 s u n 推出j 2 e e 的目的是为了克服传统c l i e n t s e r v e r 模式的弊病，迎合 b r o w s e r s e r v e r 架构的潮流，为应用j a v a 技术开发服务器端应用提供一个平台独立 的、可移植的、多用户的、安全的和基于标准的企业级平台，从而简化企业应用 的开发、管理和部署。因此该架构是实现基于w e b 的腐蚀监测系统的首选。 综上，采用j 2 e e 体系结构，实现b s 模式下多层结构的腐蚀监测系统。在企 业内部局域网中，内部用户可以通过w e b 浏览器对业务进行操作，企业外部用户可 以通过i n t e r a c t 对腐蚀监测系统进行访问和和操作。只要通过授权的用户均可通过 浏览器使用本系统，方便了用户对腐蚀数据的查询与分析。 ， - - 9 - - 沈阳理工大学硕士学位论文 2 2j 2 e e 技术介绍 随着i n t e r a c t 和企业计算在9 0 年代的腾飞，h t t p 、h t m l 和j a v a 平台逐渐 演变成为针对客户机计算的标准，这带动了在服务器上集中商业逻辑的发展以及 电子商务的普及。在服务器端，c g i ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ，公共网关接口) 、 n s a p i ( n e t s e a p es e r v e ra p i ) 和i s a p i ( i n t e r a c ts e r v e ra p i ) 等多种编程和连通型模 型日趋流行，极大地增加了编程和维护的工作量。 几年来，j a v a 技术从一个网站工具发展到了可驾驭从智能卡、小型消费类设 备到大型数据中心服务器等一系列的端到端j a v a2 平台，它使软件开发商、服务 提供商和设备制造商更容易抢占市场机遇。电子商务的发展对传统的w e b 技术提 出了强有力的挑战，由于电子商务的内部逻辑复杂，安全性要求苛刻，商务形式 发展变化快，这就要求w e b 技术提供足够的复杂度和灵活性以适应电子商务的需 求，为适应这种需求，j 2 e e 技术脱颖而出并且日益完善，成为电子商务的主要开 发平台。 目前，j a v a2 平台有3 个版本，它们是适用于小型设备和智能卡的j a v a2 平台 m i c r o 版( j a v a 2p 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 a2 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 1 0 1 。与j a v a 不同，j 2 e e 是一种体系结构，而不是- - i o 编程语言。j 2 e e 是一种利用j a v a2 平台来简化诸多 与多级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，它使得企 业开发者大幅度缩短了投放市场的时间n l 】；j 2 e e 是企业分布式应用开发标准，而 不是一个现成的产品，它为不同厂商创建平台产品提供了标准，使不同j 2 e e 平台 产品之间的交互成为可能。j 2 e e 不但规范了分布式组件开发的标准而且规范了分 布式组件运行环境容器提供的服务的标准。 j 2 e e 是一种利用j a v a 2 平台来简化诸多企业级应用解决方案的开发、部署和 管理相关的复杂问题的体系结构，提供了一个企业级的计算模型和运行环境用于 开发和部署多层体系的应用。它通过提供企业计算环境所必需的各种服务，使得 部署在j 2 e e 平台上的多层应用可以实现告可用性、安全性、可扩展性和可靠性。 计算平台支持j a v a 语言，使得基于j 2 e e 标准开发的应用可跨平台地移植，且由于 第2 章腐蚀监测系统体系结构的研究 j a v a 语言的安全、严格，使开发者可编出非常可靠的代码 i z j 。j 2 e e 提供了企业计 算中需要的所有服务，且更加易用；为多数标准定义了接口，如j n d i ，j d b c ，j a v a m a i l 等，可与许多厂商的产品配合，容易得到广泛的支持；提供了对 e j b 【例( e n t e r p r i s e rj a v a b e a n s ，企业j a v a b e a m ) 、j a v a s e r v l e t sa p l o j 、j s v l 5 1 ( j a v as e r v e r p a g e s ，j a v a 服务器页面) 以及x m u l 6 j ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展标记语 言) 技术的全面支持；树立了一个广泛而通用的标准，大大简化了应用开发和移植 过程。j 2 e e 提供的多层的分布式应用模型、组件重用、一致化的安全模型以及灵 活的事务控制，加快了应用程序的设计和开发，可以容易快速地建立融合了i n t e m e t 技术尤其是w e b 技术的w e b 技术的n 层( n t i e r s ) 结构的分布式企业应用。基于 j 2 e e 技术的b s 结构具有可维护性好、可扩展性好、安全性好等优点，较好地解 决了c s 结构所固有的可扩充性差、可维护性差、安全性差、部署麻烦等弊端。 当今许多企业都需要扩展他们的业务范围，降低自身经营成本，缩短他们和 客户之间的响应时间，这就需要为企业、合作伙伴提供一种简洁、快速的服务。 通常这些服务是由分布的应用程序组成的，包括前端客户端和后端数据源以及它 们之间的一层或几层中间层，这些中间层提供了把企业功能和数据与企业信息系 统相结合的功能，把客户端从复杂的商业逻辑中分离出来，利用i n t e r n e t 技术使用 户在管理上花费最短的时间。j 2 e e 降低了开发这种中间层服务的成本和复杂程度， 因而使得服务可以被快速的展开，并能够更轻松的面对竞争中的压力。 2 3 基于j 2 e e 的腐蚀监测系统的框架 本系统体系结构包括四层：客户层、w e b 层、业务层和数据层。j 2 e e 应用服 务器上部署了w e b 层组件和业务逻辑层组件，客户端浏览器通过发送h t t p 请求 至w e b 层组件( 包括s e r v l e t 、j s p ) ，在w e b 层组件中实现了对业务逻辑层组件( 包 括j a v a b e a n s ) 的调用，业务逻辑的实现过程封装在业务逻辑层组件中，并且在组 件中完成对数据库的操作。图2 。1 所示为基于j 2 e e 的腐蚀监测系统的应用框架。 沈阳理工大学硕士学位论文 j 2 e e 应用服务器 数据库服务器 客户端 w e b 层组件 业务逻辑层 ( 组件 浏览器 j s p s q ls e r v e r 一b l ，j j a v a b e a n s la 2 0 0 0 服务器 p u r e 卜 r r 一 、一一一 h t m l l 肿i j a v a l 一 s e r v l e t 卢 j a v a b e a n s 一乩 圊 a p p l e t卜卜- - 1 一- - 1 j 2 e ej 2 e e l p l a f f o r mp l a t f o mi 客户层 w e b 层业务层 数据层 图2 1 腐蚀监测系统的应用框架 当一个j 2 e e 应用可以由三层或更多层构成时，通常可以把这个j 2 e e 多层应 用看成三层应用，因为它们分布在三个位置：客户端机器、j 2 e e 服务器和后端数 据库机器。下面对本系统的四层应用进行介绍： ( 1 ) 客户层 j 2 e e 应用可以基于w e b ，也可以不基于w e b 。在基于w e b 的腐蚀监测系统应 用中，用户的浏览器在客户层中运行，并从一个w e b 服务器上下载w e b 层中的静 态h t m l 页面或由j s p 或s e r v l e t 生成的动态h t m l 页面。 在一个不基于w e b 的j 2 e e 应用程序中，一个对立的客户程序是运行在一些基 于网络的系统( 比如手持设备或汽车电话) 中的a p p l e t 程序中，在客户层中运行， 并在不经过w e b 层的情况下访问j a v a b e a n s t ，1 。 ( 2 ) w e b 层 j 2 e ew e b 层组件就是j s p 页面或s e r v l e t 。调用s e r v e r 或者j s p 页面的h t m l 页面在应用程序组装时与w e b 组件打包。s e r v l e t 是动态处理请求并形成应答的j a v a 类。j s p 是基于文本的文档，其中包含静态内容，以及为了产生动态内容的j a v a 代码片断。 ( 3 ) 业务层 用于满足炼油厂各业务领域需要的逻辑业务代码由运行在业务层的j a v a b e a n s 来执行。一个j a v a b e a n s 从客户程序处接受数据，需要时对数据进行处理，再将数 第2 章腐蚀监测系统体系结构的研究 据发送到数据层存储，一个j a v a b e a n s 还从存储中检索数据，并将数据送回客户程 序。通常在应用服务器内部执行业务逻辑层。应用服务器可以自动处理很多事务， 例如事务处理、安全性、持久性、连接池、通信和命名服务。把业务逻辑从资源 管理的需求中分离出来，允许开发人员集中精力构建应用逻辑。 ( 4 ) 数据层 数据层负责数据管理。本系统的数据层由s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库和在s q l s e r v e r 上搭建的数据仓库组成。 2 4 基于j 2 e e 的腐蚀监测系统的优势 基于j 2 e e 的腐蚀监测系统的优势主要体现在以下几个方面： ( 1 ) 保留现存的r r 资产 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，一个供应 商都对现有的客户提供了不用废弃已有投资，进入可移植的j 2 e e 领域的升级途径。 另外，由于基于j 2 e e 的腐蚀监测系统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 ) 组件一容器的编程思想 基于j 2 e e 的腐蚀监测系统是基于组件的开发模型，在此模型上开发的组件可 以移植到任何一个遵循j 2 e e 标准的服务器产品中。 基于组件的设计支持组件供应商对许多类型的行为进行标准化和封装，提供多 种产品组件解决方案。包括用于某些特定行业功能的组件。j 2 e e 标准确保了解决方 案的兼容性，为企业广泛利用资源，实现快速开发提供了良好的基础i 】。 j 2 e e 定义的组件与系统功能相映射，以功能为中心的组件之间通过规范的接 口通信，组件之间相互独立，有序联系，加大了并行开发的可行度。由于各组件 能够独立的进行更新和取代，新功能也可以通过简单的更新或加入组件来实现， 所以简化了系统的维护和部署。 j 2 e e 容器提供了性能支持组件，如事务处理、数据库链接、生命周期管理等， 使得开发人员可以集中精力在业务逻辑的开发中，减少了底层的开发工作； ( 3 ) 三层多层体系 基于j 2 e e 的腐蚀监测系统的体系结构包括四层，在客户端，表示层负责用户 一1 3 沈阳理工大学硕士学位论文 与系统的交互。对于不同的处理要求，j 2 e e 提出了基于桌面的应用程序j a v a a p p l i c a t i o n 和基于浏览器的w e b 应用的开发组件s e r v l e t j s p 。 在中间层( 包括w e b 层和业务层) ，分布式业务组件负责企业应用上的逻辑部 署。j 2 e e 的e j b 是一个成熟的、得到业界广泛支持的大型企业级组件框架，它在 组件与操作系统的交互、客户端资源共享等方面都有很好的支持。 在后端数据层，j 2 e e 在支持传统s q l 数据源的同时，也支持新型的x m l 数 据源； ( 4 ) 跨平台特性 基于j 2 e e 的腐蚀监测系统不依赖任何操作系统、中间件、硬件。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； ( 5 ) 可伸缩性 企业必须要选择一种服务器端平台，这种平台能够提供极佳的可伸缩性去满 足那些在他们系统上进行商业运作的大批新客户。 基于j 2 e e 平台的腐蚀监测程序可被部署到各种操作系统上，这种部署可达数 千个处理器，实现可高速伸缩的系统，满足未来商业应用的需要； ( 6 ) 稳定的可用性 一个服务器端平台必须熊全天候运转以满足公司客户、合作伙伴的需要。 把本系统的应用程序部署到j 2 e e 服务器w e b l o g i e 中，他们支持长期而又稳定 的可用性； j 2 e e 为企业勾勒了一幅具有更强的伸缩性、开放性、安全性且简单易用的未 来应用的蓝图。 2 5 基于j 2 e e 体系结构的系统开发过程 基于j 2 e e 的腐蚀监测系统开发过程如下： ( 1 ) 企业b e a n 的创建 ， 由开发人员执行。他们负责编写和编译企业b e a n 需要的j a v a 源代码，为企业 b e a n 制定部署描述符，并把c l a s s 文件和部署描述符捆绑为一个e j b j a r 文件，随 后提交e j b j a r 文件，进行下一个步骤； ( 2 ) w 曲组件的创建 一1 4 - - 第2 章腐蚀监测系统体系结构的研究 由w e b 设计人员连同软件开发人员一起创建w e b 组件，w e b 设计人员创建j s p 组件，而软件开发人员负责创建s e r v l e t 。通过编写和编译s e r v l e t 的源代码、编写j s p 和h t m l 文件、制定w e b 组件的部署描述符，把c l a s s 、, j s p 、h t m l 和部署描述符捆 绑为w a f 文件，然后提交该w a r 文件； ( 3 ) 应用组装 应用程序组装人员负责获得企业j a v a b e a n s ( e j b j a r ) 和w e b 组件( w a r ) ，并把 它们组装为一个j 2 e e 企业文档或者e a r 文件，为j 2 e e 应用程序制定部署描述符， 最后提交e a r 文件； ( 4 ) 应用部署 部署人员负责设置和部署j 2 e e 应用、管理j 2 e e 应用运行的计算机和网络基 础设施，并检查运行环境。部署人员把e a r 文件部署到j 2 e e 服务器上。 本系统在开发过程中所应用的技术原理是：用o r a c l e 、m i c r o s o f ts q ls e r v e r 或s y b a s e 等海量数据库系统作为数据仓库，用s e r v l e t 等高性能服务器程序作为后 台控制程序，j s p 在前台运行，s e r v l e t 接受用户的输入，分别调用不同的j s p 程序 向客户端反馈信息，j s p s e r v l e t 通过 r r r p 连接在服务器端和客户端传递数据， j s p s e r v l e t 并不使用j d b c 技术直接访问数据库系统，而是把参数传递给事先编写 好的j a v a b e a n s 和e j b 组件，由它们对数据库迸行操作，这样就把系统内部的数据 封装保护起来了，j a v a b e a n s 和e j b 组件还可以把事务分发到另一个组件中去处理， 最后把数据库返回的结构，由j s p s e r v l e t 送到前端显示出来，这样的模式很容易 实现分布式网络计算，许多企业应用都能够做成j a v a b e a n s 组件，可以重复利用， 这样既封装了某些关键的操作，又方便了开发者，提高了开发速度，网络的伸缩 性、安全性也得到了很好的处理。 2 6 腐蚀监测系统相关技术分析 j 2 e e 是基于j a v a 技术的一整套企业应用开发标准和规范以及同硬件无关的运 行时环境，能够为开发的产品带来显著的可移植性、伸缩性、稳定性和安全性。 它作为一种功能完备、稳定可靠、安全快速的企业级计算平台，由多种基于j a v a 的核心技术组成：s e r v l e t ，j s p ( j a v as e r v e rp a g e ) ，e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n ) ，j n d i ( j a v an a m i n ga n dd i r e c t o r yi n t e r f a c e ) ，j d b c ( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) ，j t a ( t h e 一1 5 沈阳理工大学硕士学位论文 j a v a t r a n s a c t i o n a p i ) 和c o r b a 等。而本腐蚀监测系统的开发过程中所用的技术包 括j d b c 、j n d i 、e j b 、j s p 和s e r v l e t 。 ( 1 ) j d b c ( j a v a d a t a b a s ec o n n e c t i v i t y l j d b c 是j a v a 语言与数据库相连的标准规范，也是j 2 e e 访问应用数据库资源 的标准。它由一组j a v a 语言编写的类和接口组成，使用内嵌式的s q l ，主要实现 三方面的功能：建立与数据库的连接