（计算机应用技术专业论文）基于j2ee的cscw开发平台的研究与实现.pdf

j ：海人学顺i j 学位论义 ! 生! ! ! 堡! 型! ! 堕! ! 竺! ! ! ! ! ! ! g ! ! ! ! ! ! ：! ! 竺! 摘要 协同工作是人类社会解决各种复杂问题、完成大规模任务的一种重要的 和有效的工作方式。伴随着计算机技术和应用的不断发展，计算机的支持与协 同工作也备受关注。从而也开发了许多特定的计算机支持与协同工作系统和工 具。这些系统的开发本身相当复杂，而且存在重复开发和工作效率低等问题。 然而，每个特定的协同工作与其它协同工作系统相比都有着相同的共性 和不同个性的特点。基于这个特点，我们对不同的协同工作的共性进行抽象与 归纳，可以得到基本的协同工作模型，建立通用的c s c w 平台的框架及其基本 运行机制，出此构造出c s c w 玎发平台。所以研究c s c w 开发平台对于避免重复 玎发、缩短丌发周期、提高工作效率和软件质量都具有重要的现实意义。 在实现过程中，我们在使用j 2 e e 分布式环境的基础之上。采用面向对象 的设计方法，进行对象组织与管理。并且采用了微语言，模板文件，x m l 等技 术实现c s c w 开发平台。 本文的主要研究工作如下： 1 通过分析各种c s c w 系统的模型和体系结构，给出了开发平台的系统模 型和体系结构。 2 在系统采用活动模型的基础上，确定了各个c s c w 系统的公用模块和 特有模块的界定的划分标准。 3 ，用形式文法描述微语言、用微语言描述了带参的模板文件、用模板文件 和x m 。技术实现了c s c w 丌发平台。 z 4 在这个基于j 2 e e 的c s c w 丌发平台上，分别实现了一个同步应用实例 多媒体汁算机会议和一个异步应用实例一工作流管理。 通过在这个c s c w 丌发平台上实现的两个实例，基本上达到了在此平台上 丌发c s c l i 应用系统所预期的目标，即避免重复开发、缩短开发周期、提高工 作效率和软件质量。 天键州： i t 钟硼1 支持协同工作，活动模型，混合体系结构，微语言，模板文件 f ：海人学坝f 学位论文 ! 坐! ! ! ! g ! 鲤! ! 生! ! ! ! 堡! ! ! ! ! ! g ! ! ! 堕! ! ! 型坐 a b s t r a c t c o o p e r a t iv e w o i kis 8 1 1 1 m p o r t a l l t a n de f f e c t iv es o lu t lo nt o a c c o m p l is h c o sr f l ic a l l yt a s k s w i t ht h e c o m p u t e rt e c h n o l o g ya n d a p p l i c a t i o n d e v e l o p i n gw i d e l y ，t h ec s c w ( c o m p u t e rs i j p p o r t e r a n d c o o ! o e r a t i o nw o r k ) h a sm o r e b e e r l p a ya t t e n t i o i l a n dt h e r ea r e s o m eo f a p p l i c a t i o ns y s t e m sh a y i n gb e e e l d e v e l o p e df o rs p e c i f i cc o o p e r a t i o r lw o r k d e v e l o p in gt h i sc s c ws y s t e miss oc o m p l e x ，t h e r ee x is t ss o m eis s u ea b o u t t h er e p e a t ly i m p l e m e f l ta n d l o we f f i c ier l c y c o m p a r in g s o m e s p e c i f i cc o o p e r a t i o nw o r k s t h e y h a v et h e i r c o n l m o r lf e a t u r e s 。b u ta 1s os o m eu n iq u ef e a t u r e s s of r o mt h ec o m m o r l f e a t u f e t h e s ec o o p e r a t i o nw o r k sc a nb ea b s t r a c t e da n dm o d e le d w ec 8 1 1 g e tt h eg e r l e r o 1c s c wa f c h i t e c t u r e ，a n di t sb a s icr ur i l l in gm e c b a n i s m ， t h e nw ec a r lb u i dth eg e h e r s 1c s c wa p p l ic a t i o np l a t f o r m s oth ef e s e a r c h o fc s c wp 1 a t f o r mh a si m p o r t a n tm e o r l i n gf o ro v o id i n gr e p e a t l yd e v e l o p in g s h o r t er l d e v e l o p i n gp e r i o d a n dir n p r o v i n gw o r ke f f ic i e t i c y i na d d iti o n ，o r lt h eb a s eo ft h ej 2 e et e c h n 0 1 0 9 y o b j e c to r i e l l t e d m e t h o dt h a to r g a n iz ea n dm a n a g et h eo b j e c t sa n do t h e rt e c h n o l o g yl i k e m a c i o 1 a n g u a g e t e m p l a t e f i lea n dx m la r eu s e dt or e a l iz et h ec s c w d 1 a t f o r mie ld i f f e r e n t s y s t e m e l i v i r o l q m e n t t h em a inc o n t r i b u t i o r lo ft h et h e s i sisa sf o l l o w s ： 1 a f i a ly z e i i q gs o m e t y p eo fc s c wm o d e la n da r c h i t e c t u r e w ed e c id e w h ic hty p eo f n o d e la n da r c h i te c t u r es h o u l da p p vo rt h ec s c w1 3 l a l f o r m 2 1 3 a s e do nth ea c t i v i t ym o d e l ，w ec or l f if i e th eb o r d e r l i t i eb e t w e e n th ec o i i l m o f ii i l o d u lea n d s p e c i a l m o d u le 3 l s in gf o r n l a l g f a m m a r t o c l e p ic t r t l a c f 0 l h n gl l a g e ，l t s i l q g m a c f o 1a n g u a g et o d e p ic tt e m p l a t ef i lea n dl is i n g te m p l a t ef i1e a n dx m l t e c h n 0 1 0 9 y t ot e a l jz e c s c i i p 1 a t f o r m 4 1 3 a s e d0 1 3th e c s c n p 1 a t f o r m ，w ei m p l e m e n tt h em u l t ir i l e d i at v c o n f e r e l q c in gi 1 1 s t ar l c ea n dw o r k f l o win s t a r t c e 0 s in gth e ( ：s c wp l a t f o r mtod e v e l o pt w oc s c w i r l s t l p i c e ，i tr e a l iz e s th oe x p e c tp l i r p o s eo for lt h is p 1 a t f o r mt od e v e lo ps p e c i a lc s c ws vs te m 【tc a na v 0 i dr e p e a t l yd e v e lo p in g ，s h o r t e l 3d e v e l o d in gp e r i o da n di m p r o v e w o f ke f fi cier ( 、v k e y w o r d s f i l e c s c w ，a c t i v i t ym o d e l ，m i xs y s t e mf r a m e ，m a c r ol a n g u a g e ，t e m p l a t e v 上海火学硕j ：学位论文 t h ep o s t g r a d u a t et h e s i s o f s h a n g h a iu n i v e r s i t y 1 1 c s c w 与c s c w 的开发 1 1 1 计算机支持的协同工作 第一章概述 计算机技术的发展把人类社会带入信息化时代。随着信息化进程的不断推 进的深入，计算机与通信技术及其网络技术相融合，产生了新的研究领域一一 计算机支持的协同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ，c s c w ) 。它 是信息化发展的一种必然产物。它将提高人们的工作效率，具有重要的意义和 价值。 c s c w 的形成和发展有一定的必然性。首先，在现代的信息社会中，人的 生活方式和劳动方式具有群体性，交互性，分布性和协作性等特点。其次，计 算机技术( 包括并行及分布处理技术，多媒体技术，数据库技术，认知科学等) 、 通信及计算机网络技术的飞速发展，构成了c s c w 实现的技术基础。因此可以 说c s c w 是在现代社会中，以人们协同工作方式为背景，以计算机和通信技术 的发展和融含为基础，具有广泛的应用领域为前提而自然形成的。 我们把“计算机支持的协同工作”定义为：地域分散的一一个群体借助计 算机及其网络技术，共同协调与协作来完成一项任务。 计算机支持的协同工作技术将带来人们协作方式的变革，提高人们协同工 作的整体效率。它很好地适应了社会信息化、经济全球化和知识经济时代的要 求。因而，它的应用领域相当广泛，如协同编著、电子会议、工业应用、科学 协作、远程教育、工作流管理和远程医疗等等。计算机支持的协同工作研究的 厦要性是不毒而喻的。 1 1 2 多媒体群件 关 ：c s c w 的研究可以分成两个方面：一方面跫关于协同工作术身的研 究，叫c w ：另一方面则是如何使用信息技术的手段去支持人们进行协同t 作， 即c s 。 群件( g r o u p w a r e ) 指的是考虑社会群体过程的以计算：机为基础的系统 ( c o m p u t e r b a s e ds y s t e mp l u st h es o c i a lg r o u pp r o c e s s ) ，它给人们提供个访问 某共享环境的界面以支持他们去完成某个总体的目标或任务。群件就是支持协 同工作的计算机软件。 多媒体群件【2 1 是加入多媒体概念后的群件，它在通信合作协调方面以多 种手段协助群体工作，增强群体感知，满足工作组成员之叫的多种交互需求， j ：j l 苦大学预 ：举位论文 旦! ! ! ! ! ! 型蝤! 旦竺! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ：! ! ! 坚 罐赢z 笮效率，往诗算孛莛支簿静渗磊工雩筝更接近予入类鑫然静狯网工佟。 1 。1 3c s c w 丁l ：发的荚键问题 1 系统模型和体系结构 c s c w 瘟嗣系统楚支持人类滋弱王 乍竣工具。它由臻撵或员、耱终对 象、协作活动和协作事件组成。由于协同工作的某然共性，应能通过标准 他的服务接墨囱应用系统提供某些公鼹的功能。毽此，对c s c w 系统摸型 和体系结构的设计提出了巨大的挑战，它的实现对c s c w 疲用系统的性能 和效率舆有关键的作雕。 2 平台的公臻模块协作控制机制 在人们的协作过程中需要遵循一定的规则，否则会引起协作的困难。 聋j 麴：一个，j 、终在开会讨论辩静发言要蹶净避幸亍，苓畿多个人弱瓣谤话。 当同时村两个讲话时，会有个主动停下来。协作控制机制就是这些协作 痰戴在c s c w 系统孛懿薅现。镑终接键搬剡讨论携侉过程中产生瓣蚤类秘 作事件间的逻车鼹关系。 c s c w 应用系统的协作控制极制霰要考虑嚣体戏员在换作时的行走习 惯和心理状态，向各成员提供协作所需的僖息。目前的许多c s c w 应用系 统提供定的供息交流手段和正具，但没有体现协作机制，而由群体成员 入为遗协调各巍的行为。理想的情况应该出c s c w 系统，丽不是囱人来协 谰各成员的行为，遵，偶一定的协作规则。这方面的主要研究内容起协作规 掰兹麴象骊砉莹稼麓鄹旋c s c w 开发平鑫审秘实现”4 。 我1 f 把协作控制机制作为c s c w 开发平台的公用模块。 1 1 4c s c w 的开被 ，、l 是具静滋嗣j ：维转糕鲍，霹弼诗算懿缓辩络为投术支簿手段黪领竣餐可 归属c s c w 的研究范围；j 、l 在计算机级网络环境下，涉及共享信扈、和群体协同 i 馋魑应用镢域酆可有c s c w 鲶蠲斌之越”3 。计葵规协餍工馋技术的应用领域 包括：军事应用，二i ：= 业应用，协同计算机辅助设计，办公自动化和管理信息系 统的新发展，医疗j 照用，远程教育，合传科学研究，电予商务与商业、贸易、 惫融的应用等等。 现在已丌发了许多各种特定类型的c s c w 系统，如消息系统、多媒体计算 祝会汉系统、涛两编著系绞，群戆决策马会议系统，工俸渡管疆系绶。这些系 统的丌发1 ：仪非常赞力，而且许多模块都霾复开发。 此带来个阉蘧蓑是：能委提供一令翼寄遴蘑瀣瓣较终臻境，我们豫为 c wj 1 ：发平赍，以将c s c w 系统中常用的某些服务标准化，使得丌发人员可以 方攫地鐾予这些服务蕊去誊奄造叛戆c s c w 系绞。它可以定义为：基于嫠烈t 晦佟 跌型而为特定类型协同系统歼发提供一组具有通用性酮协作服务与编程设施 l ：海人学坝，i ：学位论文 ! 坐! ! ! 堡型! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 生! ! ! 堕堕! 坐! ! ! 坐 的软件平台。 由于一个复杂的c s c w 系统将涉及许多重要的方面，并且每个c $ c w 系统所 支持的协作种类都各有侧重，因此对于一个“全能”的c s c w 开发平台而言， 它所提供的服务的种类必定是非常繁多、繁杂的。正因为如此，在设计一个 c s c w 开发平台时，我们把其定位在将数据复制，并发控制，权限控制，和一 些基本的c s c w 工具的丌发包等加以封装提供的a p i 接口，同时提供一些方便 的工具，如建模工具，模板文件等。开发者可以使用这些服务和工具来开发一 些特定的c s c w 系统。 1 2 本文的组织 本文给出了一个c s c w 丌发平台的设计与实现，并利用这个丌发平台分别 实现了同步实例一多媒体计算机会议和异步实例一工作流管理。 本文主要包含以下内容： 第一章介绍了c s c w 、c s c w 开发的基本知识。根据c s c w 的概念和c s c w 开 发的实际需求，指出了c s c w 开发平台所要研究和解决的主要问题。 第二章介绍了c s c w 系统的模型和体系结构。分析一些c s c w 基本工具的结 构的基础上总结出c s c w 系统采用的模型和体系结构。 第三章介绍了c s c w 开发平台的实现。我们首先设计了一种微语言，在这 基础上建立了一些模板文件。其次通过在我们设计的一些工具上输入参数，然 后用语法和词法分析器把这些参数代入模板文件来生成特定c s c w 系统的基本 构架。这样就减轻了特定c s c w 系统开发的工作量。 第四章介绍了一个在c s c w 丌发平台上设计与实现的计算机多媒体会议实 例。 第五章介绍了一个在c s c w 丌发平台上设计与实现的工作流管理实例。 l ：海人学烦”i ：学位论文 ! 生! ! 整! ! ! ! ! 竺! ! ! 坐! ! ! ! 竺g 堕! ! 竖! ! 尘 第二章平台的模型和系统结构 2 1 c $ c w 的基本工具的分析与设计 c s c w 基本工具包括：多媒体计算机会议系统、计算机支持的协同写作系 统、工作流管理系统等。 我们首先对这些c s c w 工具分析，得到这些c s c w 基本工具需要完成的 基本功能。其次根据这些基本功能划分这些c s c w 工具的基本模块。再次， 在这些基本模块中划分出这些c s c w 工具的公用模块，和特定工具的特有模 块。最后在归纳出公用模块与特有模块以及它们之间的关系的基础上，结合 c s c w 系统模型与体系结构理论，总结出本c s c w 丌发平台采用的系统模型 和体系结构。 2 1 1 多媒体计算机会议系统 多媒体会议系统是支持实时协作的典型c s c w 应用，具有重要的研究和使 用价值hj 。多媒体会议系统是基于多媒体计算机技术的一类视频会议系统也 称为多媒体计算机会议系统，它为c s c w 系统提供了一种重要的协同工作环 境和工具。它的最主要的特征是提供语音和视频两类媒体服务。其中进行媒体 编码和解码的c o d e c 设备是其核心。随着群组用户对更高层次协同工具要求的 不断提高，还要求视频会议系统在计算机网络环境下提供多种媒体共享和多种 协作手段，从而发展成基于多媒体计算机作为会议终端的会议系统一多点型桌 式会议系统【i ，简称计算机会议系统。典型的多媒体计算机会议系统的体系结 构如图1 所示 域网 域网 f ：海人学坝f 擘位论文 一一， 塑! 鲤型! ! 蝗! 堕! 型i ! ! ! g 堕蜘! ! 竺蔓 图1 多媒体计算机会议系统 熬銎i 繇示，一个多潆俸 卡冀板会议系统为了其有蕊基本场蹙，必然包括 下列模块 1 服务嚣活动拣铡模块。一活淤l l 幽于视频，音频数据赞非常大，为了保证在网络上 流畅地传输，须对网 络带宽等资源进行预醋。雕以当客户端想要传输多媒体数据对，服务端必须懑 过活动控涮模块来给予客户端发言豹权利。 2 裁耿视频，音频模块。活动1 2 客户端截敲褫颓，音频辫据这些数攒保存在本蓬的一个文件萋。 3 传输视频，音频文件模块。一活动1 3 为了傻搿豹客户臻戆够共事数据，客户蠛遗逶这个模块铸输数攒镬箕到达 其它客户端。一活动1 4 4 。获驳横频，毒频文馋模块。一活动1 5 容户端遴过这个模块| 来获取别的客户发送的多媒体数据，并把其趣示在厢 户界蕊上。 5 上载视频，音频文件模块。一活动1 6 为了能够在特定的条件下重新使用巢个多媒体文件。我们把这个多媒体文 俘绦存在缀务端，邋过这个模块把文锌上载妥服务器。 这些模块当中，蠢些被划分为c s c w 秀发乎套酶公鼷模块，在c s c w 开茨警 台黾实现。而另一蜗被划分到多媒体计算机会议泵统的特有模块。具体采用什 么抟黪划分尺度，这是一个 鬻璧要的嬲题。我矗l 在分援各个c s c w 基本工 具的模块的熬础上，本丌黢平台决定采用活动模型和混合体系结构，然后以所 采用的系统模型作为划分尺度来划分公用模块和特定系绫的特肖模块。 当入们通过多媒体计算机会议系统谶行面对面交谈时，人们可以通过税 觉、听觉等互补特性达到棚互沟邋的目的，人们可以方便而自然地了解到其他 人豹能置、动作窝慧图，获丽提裹秘、爨互 乍静效率。“ 2 1 2 工作流餐：理系统 按照簧绞麓时空分类法、工作凌蓉瑷系鲮斌予支持多令人遴雩亍异潼、巽步 哳作的系统，它是协同应用系统从支持同步，非结构化协作向蒋支持异步、结 翰化豹进一步发展 。 工作流的概念：工作任务在多个人或单位之间流转。在计算机网络环境下， 这静漉转实际上将表现为傧息或数据在多个人之洲的传送。工作流管理系统所 要解决的主鼹问题趋“使在多个参与者之间按照某种i 女定义的规则传递文档、 上海火学碗士学位论文 望! ! ! ! 照鲤! 篓! ! 芝! ! ! ! ! ! ! ! ! 鲤! ! 型! 生! ! ! 堕 信怠或任务的过程自动进彳予。从而实现菜个预期的业务蠲标，域者是促使此嗣 标的实现”。 一个工俸漉管遐系统的成效关键在予系统鹃囊活毪，来适凌客户不同的甏 求和觉争。灵活的系统倾向于经常改变其活动。工作流管理系统应该自动地邋 痤活动豹变他，劳对其进嚣警溪。工终滚罄理系绞黪攘鬃畜三个主要椽箨：游 动，规则，角色。活动指的是一系列的操作或功能。规则指的怒活动之间的相 互依赖关系；角色撂懿是谯执季子这些活动l ”。予是我们可以餐邀这个模型冬 c s c w 开发平台的活动模型相一致。工作流管理系统模块结构示意图如下图所 示。 块 心控制 务器 瑟2 工作滚饕瑾系统模块绥擒匿 如图2 所示，一个工作流管理系统为了具有其基本功能，必然包括下列模 1 工作流活动协作控制模块。一活动2 1 中0 擦制股务器必颁通过这个模块来控制客户端活动的终作关系。 2 工作流状态控制模块。- 港动2 2 i _ l 心控制服务器必须通道这个模块来撩制多个客户端之间共享数搬 翔状态的转交。 3 客户端活动执行模块。活动2 3 逶遗c s c w 歼发平台载建模工其来定义多令各舞夔客户麓活麓魏嚣模 块，和它们之间的协作关系。这类客户端活动执行模块有不同具体的操作， 每个特定蕊、不嗣款王馋流管理系绞部是不同皎，由应用开发者缦据其特 定需要术丌发。 2 1 3 计算机支持的协同编蓿系统 协同写作是c s c w 系统的基本工具之一。协同写作是多人参与的，产生一 i ：f f 蕾入学倾i ：掌位论文 ! 竖! 竺堡竺! 竺堡! ! 竺! 堡! ! ! ! ! ! ! ! 堂兰! ! ! 个文稍的活动过程p l 。协同编著系统是捂合作的群体羽户在相闻的对嘲，不嗣 的地点使用多用户编辑工其合作组织和编辑某个共享的数据实体，目前编辑状 惫充分裁焉溺络资源来实残资弱编著。安时臻弱编著系统是c s c w 静应用镁 域之一，它通过允许一组成员同时编辑和浏览共事文档来扩展c s c w 应用【。 嶷醣魏圈缡著系统孛，“共弱经务”移“共攀繇境”是关继戆蠹褰。辑镶 “共同任务“是合作者共阏耍完成的任务，“共攀环境”是合作者所处于的菜 个可共享盼环境，该坯境壤实时遗姆现场器秘继惠传送绘所有参与者，使他们 了解环境的备种情况，以便于协作操作”“。实时协同编著系统模块缡构图如 下图所示。 模块 中心控划黢务器 鹫3 实时协同缡萋系统模块结搀图 如图3 _ i ；吁示，个实时协同编箸系统为了其有其基本功能，必然包括下列 1 复制控制模块。一活动3 i 通j 过这个模块把在服务器上的共事的数据复制到客户端，使得用户能 够在客户端直接撩作数据。 2 并发控制模块。一活动3 2 当蠢多个瘸户在客产爨露霹一数糖避嚣撩佟时，孛心黢务器幢惩这令 模块来控制并发问题。 3 。瑟建模块。一活动3 3 用户新建一篇文章。 4 ，搔入模块。一活动3 4 用户在一篇文章中插入一些文字。 j 删除模块。一活动3 5 用户在一麓文章串鞭除一些文字。 上海尢学硕士学位论文 一一 一 ! 坠! ! ! 坚型! 懋! ! ! ! ! 1 2 1 釜! 竺量! ! ! 型! ! 兰型生 2 2 系统禳墼 据作楚一些协调台终熬活动鹣孬必，协圣# 壤论是头予行为戆疆整猿赖瞧 是可以被控制的理论 i 。这些行为必然舆有一魑依赖性。如果它们之间不存 在一魑依赖憔，那么靛也没毒任何东殛可以协 乍的了。 m a l o n e 工作缎已经确定了c s c w 三种基本的依赖类型：流，调和。共享 。如果个活动产生的结果是另一个活动的执行的资源，那么这两个活动就 存在瀛依蔟。当多个活动集体产生单一的资源，那么多个活动就存在调和依赖。 当多个活动都使用相同的资源，这些多个活动之间存在菸享依赖。所商其它的 c s c w 瓣蔹羧爨型被认兔是运三静纂零最簇萑静寰舍。不露懿裱羧类羹产生了 不同的协作机制”。我们希望由c s c w 系统来自动完成协作控制，而不是由多 个躅户揍藏卷完成协俸。敷激一个姆懿系统模墼与体系绻辑是至关重罄戆。 通过上节的分析，这臻c s c w 的基本正具都是由一然模块构成来完成其錾 本功能，势旦存在 常复杂的相互依赖性。从藤形成这榉一个概念：任傅矮 复杂的侄务或操作都可分解为一系列相置关联、依赖的而又相对独立的串行戴 并行的予任务或操作的协间，形成一个舅作流。但从模块的缎成来麓。这按 c s c w 鹣基奉工兵不仅其霄离度甓构佳，黼盈其裔稳当豹灵活镌，可扩展毪。 这些协同任务一般无法确定其详细的执行过程，每个协同参与方执行麒任务都 有其定豹蠡主装，整令凌箨过程瓷不一定是结鞠铯秘。 c s c w 关于群体协作模型的研究是准确地抽象出群体协作的特点，然后 据导耱固工 窜技术懿臻究。涟点在予把协晦模型麴捶象姆摆应协作支持技术慰 应起来。协同工作的基本模跫分为会话模型，会议模型，过程模型，活动模型， 层次模型。 会活模型，会议模鹜，过程模型描述的是一莘申预先定义好的高度结构纯 的协作和系统结构，缺乏灵活性，其应用受到一定的限制。不少实际的协同任 务一般无法确定其详维载执行逶稳，每个镑霹参与方撬行萁任务时都露其一迩 的自主性，藏个协作过程也不一定是结构化的。活动模型则是一种更县普遍性 鲍戆够刻西群髂携佟戆模熬。它魏过程模墼基零耀 娃，瞧宅并不是将个 骞鲻 任务批述成为由多个操作步骤的协同过程而是建立在一种所谓“活动理论” ( a c t i v i t yt h e o r y ) 匏基皴上，烽其分解为若予个隧标明确豫为“活动” ( a c t i v i t y ) 的子任务，定义各任务之蒯的关系，通过“活动”的执行而完成 协同任务。卡晕麾提详细地阐述了“溪动”理论的鸳景、概念、定义和在 c s c w 研究中的应翔叫 l “。 活动理论认为，人们所参与的活动是人们生活和事物发展的基本单位，它 j 有f 列特经： 1 一个活动具有一个客体或对象( o b j e c t ) ，活动可以根据客体而加以区 爨，客馋囱聚一令番望鳃状态或方肉交换是弓l 起活囊存褒数动援a 2 一个活动具有一个主动的主体( a e t i v es u b j e c t ) ，它掌握了该活渤 l ：海人学坝i ：学位论文 坠! ! ! 堡型! ! ! ! 坠! ! ! ! ! ! ! ! ! g ! ! ! ! ! 生型堕 的动机：活动可以是个别也可以是集体的，但并不是需要该活动的所有参与者 都了解活动的动机。 3 一个活动是一个集体现象，它存在于一个具体环境中并能改变环境。 4 一个活动具有历史的发展变化。 5 一个活动由参与者的有意识和有目的的行动来实现。 这样，我们可以把一个任务分解成为多个按一定分工，具有一定目标的由 主体和客体组成的活动，任务群体成员根据一定的规则、利用合适的工具一步 步地执行各种活动，协同完成该任务。 基于以上分析我们认为活动模型更有利于对c s c w 开发平台协同进行抽 象。所以本丌发平台采用了活动模型( 所有使用该开发平台开发的特定c s c w 系统都采用活动模型) 。然后我们以对活动的控制作为划分本开发平台公用模 块与特有模块的尺度。 2 2 1 公用模块 在活动这个概念的基础之上，我们把控制活动( 协作控制机制) 的些模 块设计为c s c w 丌发平台的公用模块，这些模块包括以下： 1 活动协作控制模块。例如活动l l 。在多媒体计算机会议系统通过r t p 协议传输多媒体数据时，为了保证传输质量，中心服务器必须控制传输活动， 通过令牌来确保网络的资源可用。 2 复制控制模块。例如活动3 l 。在计算机支持的协同写作系统，为了使 得客户端能够尽快地执行增、删、改等操作，我们必需在客户端备份部分的服 务端的数据，这就需要复制控制模块来复制服务端的数据到客户端。 ：j 并发控制模块。例如活动3 2 。在计算机支持的协同写作系统，当有多 个客户端执行一个相同的操作，就需要中央服务端的并发控制模块来控制这个 并发问题。 4 访问控制模块。在一些对某些用户进行权限控制时，需要这个模块。 5 协作控制模块。例如活动2 l 。在工作流管理系统，需要协作控制模块 来控制多个活动之吲的协作。 6 工作流状态控制模块。例如活动2 2 。在工作流管理系统，需要工作流 状态控制模块来控制工作流中各个活动的状态改变。 然后，对应于一些特定的c s c w 基本工具，丌发一些特有的模块，如模块 12 、1 3 、14 、1 j 、16 、2 2 、2 3 、3 3 、3 4 、3 j 。这就构成了这个c s c w 开发平台 的基本框架。公用模块体现了结构性与活动协作控制性，特有模块体现了灵活 性和扩展性。 f i ：f f 蕾人学磺i ：举位论文 ! 竺! ! 塑型! ! 璧! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! g ! ! ! ! 坐! ! ! 坠 2 。3 系统体系结构和开发环境 2 3 1 系统体系结构 璃骞懿c s c w 系统广滋采鼹数薅系缭擒毽撼集孛缝捣，分糍式结鞠稻混合 结构3 种。 本开发平台采鲻湿台体系结槐( 所蠢使用该开发平台开发熬特定c s c w 系 统都采用混合体系结构) 。这种结构实际上是试图将分布式结构与集中结构避 行综禽，以发挥其器自的优点，并避免它们的缺点。与分布式结构类似，参与 协 薯的各站点氇将备自维护哥标对象的一个拷戳。能够在本遣完成豹各种处瑷 将在本地立即执行。而对于那些可能造成不一致的事件，才借助于集中式的服 务器送行统一豹诲于筝调度，降低系统的一致惶藏秘豹复杂覆发。虽然遮军孛方式 并不能完全避免集中式结构的缺点，但由于此时客户方与服务器的交瓦将明盥 藏少，它对黢务器敕依羧稷度凌魄宠全集中式赘结梭鬣。霹时，毅务器懿受截 也将褥以降低，主瑟从事活动协作控制和数据备份，相应地服务器反应速度也 会提舞。漫会体系缕构图例如下： 蟹一圜 图4 混合镩系结擒强 亳我弱实际豹设计孛，c s c w 豹基零工其帮特鬟遗合予设诗残滏会傣系缡 构。例如在多媒体计算机会议系统中，客户端究成抓耿视频、裔频的操作，并 以文饽款形式存德袭客户撬。客户捉之阕通过r t p 协议铸竣多媒体数据包， i i i j 中心服务器采用j 2 e e 应用程序服务器，客户端通过r m i 协 义来与中心控制 张务器通汛。这样骶提高了系统蛇速度，也使系统更容易实现和扩展。而计簸 机支持的协闻写作系统刘爨加适合混合体系结构。混合体系结构详细潮如下所 上海人学硕士学位论文 一一一 ! ! ! ! ! ! 堡堡! ! 壁! ! ! ! ! 堡坚! ! 竺g ! ! ! ! ! 生! 竖! ： 2 3 2 运行、丌发环境 图5 混合体系结构详细图 为了运行一个特定的c s c w 系统，该特定系统的应用服务器采用s u n 公司 的j 2 e e 。客户端程序通过r m i 协议和应用服务器进行通信。 我们使用了j b u i l d e r 6 实现了c s c w 开发平台。通过该平台，使用j a v a 语 毒门：发特定c s c w 系统的服务端e j b 和客户端程序。 i j a v a 是面向对象的语言。因此它把数据定义为对象，并使用方法来操 作对象。通过j a v a 这种纯面向对象的技术，我们可以实现对数据和方法的封 装，只提供操作的接口。这对我们为c s c w 丌发平台提供a p i 接口非常便利。 2 j 2 e e 平台的设计思想是，对按照基于组件的应用模型设计的分粕式应 用提供一个简单而统一的标准“。 在丌发实践中，最迫切的一点就是缺乏一种广泛采用的充满丰富的基础架 构和大量结构的平台浚平台本身就能够提供一种快速应用开发环境。在众多 技术和j 训| j 服务器平台中，j a v a 巨大的吸引力在于其平台独立性、可重用性 和蟮模块化。而j 2 e e 平台的设计思想是，对按照基于组件的应用模型设计的 分们式应用提供一个简单而统一的标准。 为了满足当前企业缴应用丌发的需要，j 2 e e 是所提出的最好的途径之一。 】2 眦定义了管理应用程序的基础框架结构，也定义了创建应用要使用的服务 f 。12 肌平台本质上是一个分布式的服务器应用程序设计环境一一个j a v a i - 海人学颂小学位论立 一 。! ! ! 坚塑! 型! ! 生旦竺! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 尘竺坐! 一一 环境，它提供了： 宿主应用的一个运行基础框架环境。 一套用来创建应用的j a v a 扩展a p i 。 j 2 e e 包装了许多a p i ，这些a p i 早就以一种形式或其它形式存在。j 2 e e 最重要的一个方面是对运行环境基础框架的抽象。j 2 e e 规范并没有对运行环 境应当怎样创建做出定义，相反，它规定了应用程序的接口和角色，和应用程 序要被执行的运行环境。结果就是在应用和运行环境基础框架之间划清了界 线。这种划分使得运行环境抽象出绝大多数的基础框架服务，而这些服务在以 前是出开发者试图亲自去创建的。从而，j 2 e e 应用程序丌发者的工作只集中 在应用逻辑和相关服务上，而不用考虑与框架环境相关的服务。 除了定义了一套标准的a p i 以外，j 2 e e 结构还提供了一个通过运行环境 访问这些a p i 服务的统一方式。 j 2 e e 包容器是一个用来管理应用程序组件，提供访问j 2 e ea p i 的运行环 境。除了具有运行环境相关的特点外，j 2 e e 并没有定义包容器的其它属性， 从而为在包容器运行环境中实现不同特点属性的应用提供了强大而灵活的机 制。在这个结构里面有两个包容器： 一个w e b 包容器，其中包含宿主j a v as e r v l e t 和j s p 页面。 一个e j b 包容器，其中包括各种企业级j a v a b e a n 组件。 图6j 2 e e 结构图 在图6 中，在每个包容器底部的垂直块代表j2 e ea p i 。除了要被访问的 基础框架级的a p i 以外，每个包容器还定义了相关的具体于包容器的a p i 。 在图中包容器以下的矩形块代表在包容器中丌发和放置的程序。在j 2 e e 【：湃人掌坝j ：掌位论文 ! 坠! ! ! ! ：塑! ! 竺! ! 型! ! ! ! ! ! ! 韭! ! ! ! ! ：! ! 型： 技术中把这类程序称为应用组件。在我们实现的c s c w 丌发平台使用了e j b 包容器。使用e j b 包容器来包容我们开发的e j g 。使用者通过e j b 包容器来访 问应用组件。 为了更好地理解j 2 e e 的核心内容，下面再讨论j 2 e e 包容器结构。 图7j 2 e e 包容器结构图 在图7 给出的结构图中，要提供如下内容： 应用组件包括s e r v l e t ，j s p 和e j b 等等。在j 2 e e 中，也可以把应用组件打 包形成档案文件。 部署一个部署就是描述应用组件的x m l 文件，其中也包括了包容器需求的 其它信息，包容器用来有效地管理应用组件。 圈巾其余部分形成了包容器。包容器体系结构可以分为四个部分： 组件约定了包容器定义的一缎a p i ，由应用程序来进行实现或扩展。 包容器服务a p i包容器提供的另外的服务，这些服务对于包容器中所有的 应用来说是共有的。 声明的服务包容器施加于客户程序的服务，它基于提供给每个应用组件的 部署。 其它的包容器服务其它的运行时服务与组件的生命周期、资源存放、垃圾 回收等仃关。 z i 用丌发和部署过程中，j 2 e e 规范定义了如下的步骤： 应川纰件jr 发 往这步l h 以应用组件的形式对商业规则进行建模。 把飚f 1 3 组件组合成模块 在这，步把应用组件打包形成模块，这一阶段也包括给每个模块提供部署。 把模块组合成应用 把多个模块集成为j 2 e e 应用。需要把一个或多个模块组装成为j 2 e e 应用程序， 并给应用程序提供部署文件。 i - i f 苹人学顺i ? 学位论立 ! 堕! ! 塑型! 坐! 堕l ! ! ! ! ! ! 竖! ! ! ! ! ! 型生 应用部署 最后一步就是把打包的应用进行部署，把它们安装到1 2 e e 平台上的应用服务 器中。 e n t e r p r is ej a v a b e a n s 技术的主要目标是，成为创建分布式的、面向对 象的电子商务系统的标准结构。对于组件，它不可能由单一的模型实现。 e n t e r p r is ej a v a b e a n s 规范为回调方法和运行生命周期提供了两种不同的模 型。根据编写b e a n 的不同模型，b e a n 可以称为实体b e a n 和会话b e a n 。 每种e j b 包含两类接口： 本地接口主要负责生命周期的操作：创建、查找和删除e j b 。本地接口 不与任何特定的b e a n 相关联，而只是与一种b e a n 类型相关联。该接口为 9 3 b h o m e 。 远程接口负责业务方法。理论上，它代表服务器的一种特定b e a n 。远程 接口也提供了一些与b e a n 实例相关的基础方法。而不是一种b e a n 类型。该接 口为e j b o b j e c t 。 一个用户程序员通过j n d i 得到一个e j b 的本地接口。本地接口可以用于： 创建或者查找一个b e a n 实例，对于客户端而言，该实例代表一种远程 接口。 在这个b e a n 实例中执行业务方法。 褥到b e a n 的一个可串行化引用，成为句柄。 删除b e a n 。 以上我们介绍了本系统采用的系统模型和体系结构，然后介绍了该平台采 用的运行于丌发环境。在这些概念的基础上，我们下一章介绍该平台的设计与 实现。 1 - 海大学硕k 学位论文 ，! ! ! ! 坚g ! 型! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 塑! ! g 堕! ! 竖塑堡 第三章c s c w 开发平台的设计与实现 在2 。l 苓对c s c w 基本王其分援豹基穗上，我们霹以嚣凑这些工兵虽然 具有定的结构性，但是同时具有蕻灵活性和可扩展性，所以我们采用了活动 模型束抽象这些工爨的协馋。为了既体现系统的结构性又体现熊灵活性，我们 的设计思路：首先，由于系统具有结构性，所以我们能够设计种模板文件。 同时系统又舆有灵滔性，所以我们在模板文件中设计一魑模板参数( 参数符合 一释徽语言瀚酒法和语法的要求) 。其次，我们设计一个建模工其，在这个工 具中，特定系统的丌发者输入一些他自己的参数。再次，通过把这些输入参数 钱入横投文佟麓模叛参数，特定系绫懿曩：发者藏戆够季霉戮薅瑗毯爨毫褥点静模 架程序。最后，在c s c w 开发平台中调用本平台包装的、为c s c w 系统开发 躲公翅a p i ，救缝够秀发出一个特定黪c s c w 系绞程序。我们尽爨馒这个c s c w 丌发平台具有通用性。 3 1 系统徽语言与模板文律 3 1 。1 系统微语言 一秘正式语言姨是一个字筏零躲集合，它之所以畿够成为一转潞高，郄 是闻为存在这一个文法规则集合，它告诉我们在语言中哪一臻字符串台乎文 法，哪一些不合文法。合乎文法的字符串必须根据文法规则生成，对应蔷简荤 的规剐一。 为了使用文法规则生成条台乎文法的字符串，疆从一个指定的起始符 j i ：始，并谈蠲溪翼l 扩展它。 更精确的讲，一种正式语言的文法裳定义下列四个元素： 一个箝号黛，攫攫宅褐建语言数字 驽串( 终结符号集) ，卜一个符号集，用于明确表示文法规则( 非终结符号集) 蠼剃翻己，也鼗称为裁修。每个规则郄有一个蔗端与个z ；瑞，娥则 的禽义就地，可以用其右端代替其左端 个指定的魍始符 我们斌过- 个以下的模板文件柬晚明我们设计微浴言的谮法规则 i m p o r j a v a x e j b j b o b j e c t ： ln l p o r tj a v a f i l ll r e m o te e xce p t i o n ： ，# e p ：s tb s d e i m = ” p u b l t ci n t e r f a e es s le x t e n d se j b o b j e c t _ c ) ：s 【 n 1 1 0 h d e i j m 。” j f t m c t io e ：tb r o w s r e m o t e e x ce p l j o i l ： f ：海 学坝 举位论立 望! ! ! ! 坚型! 燮! ! 竺! ! ! 齄! ! g 型! ! ! 二! ! ! l 壁 在这当中，我们设计了两组标注 我们挞每缝撂注和葵之闻款字符宰称为s u b s t ，t 可以是任意鳃字慧廖歹，包 括空字符串。 我们设计的规则一：r