（计算机科学与技术专业论文）基于适配器的异构系统集成技术研究与设计.pdf

摘要 随着i i l t e m e t 和w 曲技术的不断发展，不同组织之间数据的交互越来越多， 业务互联互通的需求也越来越多。但是目前各个组织所使用的应用系统往往是采 用不同的平台和技术构建的，在这些异构的系统之间很难实现资源的共享。在这 种环境下，异构系统集成技术应运而生。 本文通过对基于适配器的异构系统集成技术的分析，结合组件技术的特点， 提出了一个基于适配器的数据整合平台。通过该平台可以实现异构系统之问的资 源共享。该平台由一个资源整合中心和若干个适配器代理组成。异构系统的应用 资源整合通过代理端的应用适配器来实现，而代理端为应用适配器提供一个统一 的运行环境，即适配器运行环境。文中进一步给出适配器中组件模型的设计和实 现。 接着论文对数据映射技术进行了研究，提出了平台中的删i 圳l 、 “l 一关系数据库的数据转换等问题的解决方案。 关键词：适配器，组件，适配器运行环境，订l a b s t r a c t w i n lt h ed “e l o p m e mo fm et e c h n o l o g yo fi m 印1 e ta n dw e b ，i ti sm o r ea n dm o r e n e c e s s a r yt os h a r cd a t aa l l db u s i n e s sr c s o u r c ea m o n g d i f r e r e n to 唱a 1 1 i z a t i o n s h o w e v e r ， t l l ea p p l i c a t i o ns y s t e m su s e db yn l e s co r g a i l i z a t i o n sh a v e b e e nc o n s 仃u c t e db yv 撕o l l s p l a t f o 硼s 锄dt e c l l l l o l o g y ，“i sh a r d l yt o s h a r cr c s o u r c ei nt h e s eh e t e m g e l l u s s y s t e i l l s h lt h e s cc o n d i t i 伽s ，t l l es y s t 锄o fh e t e r o g e l l e o u si n t e 粤吼i o ne m e r g e s 越t l l e t i m e sr c q u n ht h i sp a p e r ，ad a t ai m e 伊a t i o np l a t f o mb 壮e da d a p t e ri sp r e s 嘶e db y 锄蛐g t h ci n t e 铲a t i o nt e c l h l o l o g yo f t l l eh e t e r o g e o 璐s y s t 锄b a s e da d 印t e r t h ep l a 响咖i s u s e df o rr c s o u r c es h a r ei nh e t e m g e n e o l l ss y s t c l 璐a l l di ti sc o m p o s e do fam u r c e s h a f ec e n t e r 柚ds e v e r a la d 印t e ra g e i l t s 伯ea p p l i c a t i o nr 髂o u r c ei n t e 黟a t i o fl l l e h e t e r o g e o u ss y s t e mr c a l i z 髑c o r d i n gt o 印p l i c a t i a d 印t 盯o fi h ea g e m 锄西 w h i c hs u p p l i e sl l l l i t em n i l i n g 咖砌锄t ，n l 曲_ i l l ge i l v i r o l 瑚e mo fa d a p t t ot l l e a p p l i c a t i o na d a p t 1 k sp 印c rg i v t l l ed e s i 弘锄dr e a l i z a t i o f1 h ec 明甲c n t m o d e l i n t l l e a d 印t 旺 1 1 1 m ep a p e rr e s e a r c h e so nd a t am a p p i n gt e c t m o i o g y 柚d 西v em es o l u t i o 璐o f s u c hp r o b l 锄s i n 也e p k i t f o 锄猫d a t a 甑c h a n g i n g 劬m ) 。d l t o d l 雅d 舶m 艇， t or e l a “o nd a t a b a s e k e yw o r d s ：a d a p t c o m p o n e n t ，a d a p t 盯咖姗e n t ，x m l i l l 西北工业大学 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作 的知识产权单位属于西北 j 业大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复 印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 同时本人保证，毕业厉结台学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北工业 大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名 2 d 济铲月j 日 指导教师签名 侧亭明 日 西北工业大学 学位论文原创性声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本 人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容 和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成 果，不包含本人或其他已申请学位或其他用途使用过的成果。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表明。 本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 学位论文作者签名：雠 潮芦细歹目 婀北工业大学颐十学位论文 第一章绪论 1 1 选题意义 第一章绪论 在高速发展的现代信息社会，政府和企业对信息管理的需求更加复杂，市场 的压力要求决策层作更快、更准确的决策。为了适应企业需要，有越来越多的应 用系统被开发和应用，我们周围可获取的信息越来越多，人们也越来越认识到这 些数据的价值，但是这些资源却不能被有效的利用，这是因为在信息化建设过程 中。各职能部门通常采用不同的技术和体系结构来构建自身的信息系统，使得跨 平台数据共享与交换成为困难数据以不同的格式分散存放在不同的数据库、 不同的系统中，很难把它们集中起来进行分析和展现，查找和处理数据需花费大 量的时间和人力，有效信息的整理和传递工作比以往任何时候都要困难，系统多 样、信息分散等问题也更为突显。 面对数据资源的急剧膨胀，我们面临更加严峻的挑战： ( 1 ) 大量的数据没有标准和规范的接口，无法共享通用的数据源，信息相对封 闭，共享程度低。 ( 2 ) 信息加工、处理还在采用半手工方式，影响信息质量。无法直接从各信息 系统业务系统采集数据并加以综合利用。 ( 3 业务产生的大量数据无法提炼升华为信息，及时提供给决策部门 “) 已有的业务信息系统平台及开发工具互不兼容，无法在大范围内应用。 ( 5 ) 无法对分散异构的多数据源实现实时的统一访问。 面对大片分散的信息孤岛，如何去改变昵? 改变的途径当然不是推倒重来，因 为这不现实，代价也太大。目前迫切需要的，是在以往建设所打下的基础上，对 现有的系统加以有效的整合和提升。 什么是异构系统的集成? 主要是指分散异构应用系统之间的连接与信息交换 等问题。它分为数据整合、应用集成和流程集成三个层面，有包装器和适配器 ( a d a p t 神两种典型的方法。 什么是数据整合? 就是对分散异构的多数据源实现统一的访问，实时地、智能 地将有价值的数据传递给分析系统或其他应用系统进行信息的进一步加工。 通过异构系统的集成，企业可以降低投入成本，充分利用现有应用系统，达至 西北t 。业人0 硕十学位论文第一章绪论 最大的资源利用，从而提高企业人员的工作效率，提升企业自身的综合能力，强 化核心竞争力。 信息技术的发展使各个部门得到的原始信息量激增，但是缺乏高效的方法集成 这些大量的异构应用系统中的数据，这些数据被分散到各种应用系统中，以各种 数掘格式存储在不同的数据库中，这些数据很难得到充分应用。i t 组织解决这个 问题的通常办法是使用数据仓库技术，但是这仍然不能解决对专有数掘及数据集 市的需求。 数据整合技术将着重解决如下问题： ( 1 ) 结构化数据整合的解决方案。 ( 2 ) 实现对多个分散异构数据源的数据访问。 ( 3 ) 不影响原数据库和原系统的结构，使实施更简便。 ( 4 ) 使管理层可以侠速准确地获取决策数据。 数据整合技术作为通用资源管理的技术基础，为目前国内信息化、跨企业级应 用提供必要的技术支持，具有很强的研究价值和现实意义。 1 2 发展现状 目前，很多i t 团队已经通过手写脚本的手段满足他们直接的数据整合需要。 他们常常使用自己定义的代码( 例如s o l ，p e d 和j a v a ) 来集成数据。然而，维 护这些脚本所需的高额费用，移植性的缺乏和有越来越复杂的工程带来的需求驱 使1 1 r 的经理人寻找更少耗费、更容易维护和扩展的软件工具。 许多软件商已经开发了一些复杂的系统，有能力完成一种特定的数据集成需 求。在很大程度上，焦点集中于e t l 、数据复制、数据同步或者数据净化和移植 上的系统开发商取得了成功，因为他们通过使用自动化工具提供了减少生成脚本 的开支( 相对于手工编码) 。这一点在很多大项目上得到了验证。 然而，玎经理人正在意识到大多数的工程已经复杂到需要一些工具完成多种需 求。例如，数据同步需要数据格式转换。然而随着时间的流逝，典型地，用户意 识到他们真的需要执行更多的复杂进程，例如连接和数据集成，这些功能只有e t l 软件能够正确的处理。对于数据净化的项目也是如此。开始，能够运行简单的转 换就已足够。但是，用户终于意识到他们也需要实现数据集成。 今天，市场上充斥着各种各样的解决方案和工具。这些传统的数据集成工具普 遍具有以下一些不足之处或者仍有待考虑的问题： 2 蛹北r 业大学硕十学停论文 第一章绪论 ( 1 ) 私有引擎 大多数数据集成产品通过一个私有的引擎处理数据。它们使用一个记忆引擎或 者个私有数据库引擎来根据开发者编码的规则或者程序来转换数据。典型地， 数据通过私有引擎执行一定的进程被复制和记录。 ( 2 ) 专用硬件 传统数据集成软件大都需要专用服务器在所有的源和目标服务器之间。安装在 专用服务器上的引擎主要的缺点是性能。引擎成为了源和目标之间的瓶颈。 ( 3 ) 私有语言 为了描述数据的处理，私有语言常常会被使用。一个人常常要花费几个星期或 者几个月学习才能精通这种语言，达到高效。另外，私有语言通常是全面但不可 扩展。 ( 4 ) 工业标准连通性 典型地，一个依赖私有架构的工具使用个老标准( 如0 d b c ) 来实现异构数据 和私有数据库连通性解决方案( 如0 c i ，c t l i b 等) 的连通性。尽管老标准已经棼， 常普及，但是他们存在可靠性、可度量性、向上兼容和移植以及开发费用等诸多 问题。 ( 5 ) 支持打包应用的高级应用 对于一个数据集成方案来说，与现有应用和e r p 、c r m 包的连接是非常重要的需 要。一些打包程序有着非常复杂的数据库模型。 ( 6 ) 批量还是实时处理 即使一开始像数据仓库( e t l ) 项目这样典型的数据集成项目只需要批量的提 取数据并执行转换，目前大多数项目还是需要一个实时处理的能力，如一个可运 行的数据存贮。根据c i o 最近的调查研究，6 6 的i t 工作人员认为实时的分析和报 告数据是很重要的。许多传统的数据集成工具还无法做到实时处理数据。 ( 7 ) 平台支持 像大多数复杂的软件产品一样，大多数数据集成工具是为一个特定的平台所 写，再被移植到其他环境。这个过程中，一些特色和功能将会丢失并需要对产品 做一些修改来支持新的硬件环境。无论是产品的行为还是可靠性都发生变化，造 成一些问题。 1 3 研究内容 ( 1 ) 目前，企事业的多数应用系统都是c ，s 应用模式的，应用整合框架模型通 3 西北t 业人学硕十学何论文第一章绪论 用“中间件”( m i d d i e w a r c ) 技术为基础，建立一个统一的平台，融合这些 异构应用系统，各个应用系统与“中间件”的数据交换和连接都是通过适 配器( a d a p t e r ) 来完成的，通过“中问件”使这些异构的应用系统可以互 相通信，互动的实现信息资源的共享。同时，应用整合框架模型应当支持 二次开发，以引入新的应用系统。根据上述需求，分析和研究基于适配器 的中间件的整合平台即“适配器中间件”。 ( 2 ) 在前面研究的基础上，对适配器的开发采用基于组件的开发方法。分析了 和介绍了些组件模型，来总结其共性和个性的特点，为适配器中的组件 设计和研究做工作。 ( 3 ) 结合适配器中间件和组件的上述研究给出适配器模型和组件模型。 ( 4 ) 结合基于适配器的数据整合平台的业务需求与研究，阐述了适配器模型在 数据整合平台中的应用和实现。 ( 5 ) 深入研究了基于适配器模型的数据整合平台，同时对适配器中组件的开发 和使用进行了设计和实现。 ( 6 ) 对进一步的研究工作进行了总结和展望。 1 4 论文结构 全文共分四章： 第一章绪论。简要的介绍了论文的研究背景和意义，分析了异构系统集成技术 的研究历史和研究现状，以及论文中的研究工作和论文内容的安排。 第二章适配器。阐述了适配器中间件的概念，介绍适配器中间件的特性和优点， 阐述了适配器管理平台的模型。同时也在这章中介绍了组件的概念和组件相关的 技术介绍，阐述了适配器当中的组件模型的设计和分析。 第三章重点研究了基于适配器的数据整合平台的实现。本章把前面章节中的基 于适配器的异构系统集成和基于组件的适配器开发模式技术应用到数据整合平台 中来实现异构系统之间的数据整合任务。 第四章适配器中数据映射的实现。在数据整合平台中的数据交互文件用规定好 的标准的x 1 v i l 文件，在这一章中对讧l 与订l 之间以及讧l 与关系数据库之间的 映射实现方法给予针对性解决。 第五章总结和展望。对本论文的工作进行了总结，提出了今后的进一步的研究 工作。 4 西北丁、f e 大学硕士学位论文第二章适配器 第二章适配器 2 1 适配器中间件的概念 中间件是介于应用与操作系统之间的系统软件，它可以屏蔽应用程序对操作系 统资源的直接存取与访问；它可以取代操作系统，直接对应用程序的运行进行调 度，管理与监控。 适配器的作用是将一个类的接口转换成应用端所希望的接口，从而实现两个不 同应用端接口之间的通信和交互。 顾名思义，适配器中问件( 下文简称适配器) 是介于应用系统与应用系统之间， 用于实现不同的应用系统之间进行交互的软件，从而实现异构系统的集成0 1 。 本文所提出的适配器可以把不同的应用系统屏蔽起来，向应用系统提供一个统 一的平台，使其达到系统集成的功能。而且充分利用现有的异构系统中各种资源， 提高异构系统之间的协同工作能力。整个适配器采用的是c s 结构，即由适配器运 行环境( 应用系统客户端) 和服务器组成，而适配器运行环境通过运行具体的应 用适配嚣来完成应用系统客户端的某个具体任务。 要屏蔽应用系统之间的差异，关键在于设计一种模式来整合系统问异构的数据 格式和接口。适配器就是把那些基于不同数据格式和接口的应用系统整合起来， 从而实现系统的整合和数据的交互。图2 1 是适配器中间件在应用系统中所处的位 置。 2 2 适配器的特征 ( 1 ) 复用性 复用性是指重复使用“为了复用目的而设计的软件”的过程，而可复用软件则 是指为了复用目的而设计的软件。软件复用出发点是应用系统的开发不再采用“一 切从零开始”的模式，而是以已有的工作为基础，充分利用过去应用系统开发中 积累的知识和经验，从而将开发的重点集中于应用的特有构成成分嘲。 为了提高适配器系统的复用性，这里采用了组件技术来实现复用。通过把应用 适配器中某个具体的独立功能以组件的方式存在，就可以通过不同功能的组件的 组合来实现具体的任务和功能。 阿北t 业大学硕十学侥论文第二章适配器 组件技术将在后面的章节中具体介绍。 应用系统a i。，、一 适配器运行环境 客户端a ) 磊f j l j 竺服务器 中 f( 赢蕃蒜菇) 间| 件 jb 适配器运行环境 i ( 客户端b )l j e 应用系统b 图2 1 适配器中间件在应用中的位置 ( 2 ) 可用性 系统的可用性对系统来讲是至关重要的，无论任何时候，都不能因为硬件、软 件或网络失效行为而造成的系统功能失效。适配器通过在不同计算机上提供相同 的服务来实现更高的可用性与可靠性，不同计算机上的服务可以互相备份。 ( 3 ) 完整性 在应用处理过程中，如果没有系统完整性的保证，则系统毫无可用性。适配器 系统必须可以持续地提供任何应用端向另一应用端已提交工作的准确数据。例如， 如果一个应用端的d b 2 数据库中的数据提交到另一个应用端的0 r a c l e 数据库中，两 个数据库中的数据必须相符，以准确地反映数据映射整合过程。 适配器提供这样的适配器环境：其中当运行的整合数据失败时，它对整合的数 据进行保存并记录相应的失败端信息和原因，将该信息保存到失败列表中，同时 6 西北i 业人学硕十学伊论文 第一章适配器 运行环境通过周期的方式来向失败端写这条数据直到解决为止，应用程序员不必 编写失败处理程序。适配器还支持两个或多个应用系统协同工作完成厨一个任务 向同一个应用端提交数据的功能。 适配器允许一个应用端被很多个用户同时请求执行，而数据整合之间互不妨 碍。适配器还提洪了数据异动技术，预防没有被提交的数据提交到相应的应用端， 保证了数据一致性。 ( 4 ) 持久性 适配器采用下面两种重要方法，来实现系统的持久性。首先，它允许重新利用 现有应用系统来实现它们之问的数据共享和交互。其次，创建于适配器上的新应 用组件易于适应未来的发展需要。通过不断的扩展新的组件，适配器就可提供无 须中断生产，即可持续地改善和扩充服务的能力，这对提高系统的可用性来说非 常重要。 ( 5 ) 安全性 安全性是非常重要的因素。适配器的典型应用是管理企业运作的关键数据。这 些数据包括客户定单、款项、制造信息和其它高度敏感的数据项。安全性设计是 预防外部非法访问这些数据的重要措施。 1 )资源安全性 适配器限制访问适配器中管理的资源，如文件、表单、数据库、文本。这种限 制是基于适配器中用户的角色，每个适配器用户都应当访问一组预先定义的资源， 不同的适配器用户可以访问不同的资源集。 这组资源可以与预先定义给其它用户的资源组有所区分或某些资源相互重叠。 为此，适配器系统管理员需要给适配器资源定义一个访问键值，这个键值是预先 定义值域范围内的整型数。当定义用户时也需要定义一系列相同范围的键值。例 如，当一个适配器应用端执行个程序访问适配器中的资源时，这个请求仅当这 个用户的键值与被访问的资源键值匹配时才能被允许。若用户键值与资源键值不 匹配，这个请求则被拒绝。 2 )通信的安全性 当适配器通信时，安全性也是一个重要考虑的问题。远地适配器系统的安全防 卫有可能比本地适配器系统区域差。为此，适配器提供一系列不同的安全性措施 来保证通信请求环境的安全性。 ( 6 ) 灵活性 适配器使得以前的各个异构应用系统之间不再是孤立的，它打破了系统之间的 隔阂。从而使得各个应用系统之间实现了数据交互的特点。可以在以后应用扩展 7 西北r 业大学硕十学何论文第二章适配器 的时候，利用适配器所提供的接口把旧有的系统部分的整合进来。 ( 7 ) 可扩展性 适配器可以根据应用系统的实际情况，可以将一些新的应用系统接入到适配器 当中。同时利用适配器的调度，充分发挥应用系统的功能。此外还可以根据系统 负载的变化动态增加或减少机器的服务进程，利用硬件的提升来提高系统的性能。 特别是对于一些新的应用系统，可以通过适配器接入到现在的体系架构中。同时 通过组件技术也大大的提高了可扩展性 2 3 适配器的功能 适配器通过对系统资源的有效管理，能最大限度地提高应用系统的之间的资 源共享和交互处理能力，从而提高整个系统的效率。最为重要的是实现了异构系 统集成( 数据整合方面) 的功能。 2 4 适配器的构成 在适配器中，主要由三部分构成，通过这三部分实现向各个应用系统提供一个 统一的平台，使应用系统之间能够无缝的连接起来。第一部分是提供统一的连接 管理平台，其负责配置参数，建立到各个应用适配器之间的连接；第二部分是提 供统一的适配器运行环境，也就是适配器的运行容器，其负责给客户端提供一个 统一的适配器运行平台；第三部分是提供一个适配器开发工具，使得适配器的开 发更加灵活、方便和简单。适配器构成如图2 2 所示。 两北l 业大学硕士学位论文第二章适配器 2 4 1 连接管理平台 连接管理是适配器的前提。在适配器应用端调用应用前，应用端首先要建立和 适配器服务端的连接，同时还要建立不同的应用适配器之间的连接，这样才能实 现不同异构系统数据之间的整合。只有适配器应用端与服务端建立连接以后，才 可以实现数据整合的请求。应用系统向本地的应用适配器发出应用请求，连接管 理对每个连接请求启动一个接收线程处理数据，然后与远程服务端建立一个连接， 再通过远程服务端与相应的应用适配器端发出请求。连接管理部分除了建立连接 之外，还需要实现连接的管理。例如需要获取关于连接的一些信息，如服务端的 m 地址和端口号等重要信息。 连接管理使适配器保证了多个应用端能互不影响地访问其他应用端系统，并且 保证了数据以一种可以由用户设备显示或由用户的应用程序处理的形式传递到期 望的应用端。用户可以通过连接管理访问新的应用端系统，这种架构极大地提高 了我们系统的灵活性和稳定性。其特点主要有下面两点： ( 1 ) 通过适配器能够平衡各个应用系统的负载，能够通过适配器的资源分配从 而减轻负载较大的应用系统。 + ( 2 ) 实现了数据的交互和整合。 连接管理中是通过配置连接属性( 如服务端的i p 地址和端口号等) 来建立连接 的。 2 4 2 适配器运行环境 类似某些软件实体比如移动代理需要其运行的工作环境，适配器也需要一种容 器机制赋予其运行环境。适配器运行环境的主要任务是初始化适配器、控制适配 器和管理适配器的生命周期，负责启动事件的轮询以及总线代理和w 曲服务。适 配器运行环境应具有跨平台的能力，适用不同的硬件和软件平台。图2 3 给出了适 配器运行环境的架构图。 下面详细讨论适配器运行环境的主要组成部分： ( 1 ) 总线代理：适配器的运行是一个完整的过程，一般只有当数据全部发送到 资源整合中心，才能认为适配器运行结束，否则很多适配器都处于等待数据发送 成功的状态。为了避免适配器直接和整合中心直接交互，运行环境引入总线代理 作为适配器和交换中心进行联系的桥梁，由它接受适配器处理的结果，存放到发 布订阅缓存数据库中，然后总线代理在某时刻通过调用资源整合中心提供的w e b 9 纳j 匕l 业人学硕十学付论文 第二章适配器 服务接r i 将这些数据“推”到整合中心6 1 。 r _ 1r 应用端 k 。 二二二= 二二= 二二二： 整合中心 i l 世喜l 。l 一、 图2 3 适配器运行环境架构图 ( 2 ) 事件管理器：事件管理器负责对本地事件库的管理，跟踪本地事件库的变 化，捕获事件，调用能够处理该事件的适配器。当用户需要发布数据时，适配器 监听共享数据库发生的变化，同时产生一个事件写入事件库列表中，事件管理器 负责通知相应的适配器进行数据处理；对于订阅操作来说，当交换中心的数据到 达发布订阅数据缓存数据库后产生订阅事件记录，随后同样由事件管理器处理。 ( 3 ) 服务管理器：适配器和整合中心之间的交互及数据模式的注册都是通过 w e b 服务的方式来实现，应用系统使用者通过服务管理器创建、管理和运行相应的 w e b 服务。 ( 4 ) 监控代理：基于j m x ( j a v am a n a g e m e n te x t e n s i o n s ，j a v a 管理扩展) 框 架的和监控中心交互的中介，对适配器的状态进行管理和控制。 1 0 西北 业人学硕十学位论文第二章适配器 2 4 。3 适配器开发工具 适配器开发工具提供可视化编程工具，允许用户基于已开发的组件快速构建 适配器。适配器是一个数据处理流程，完成数据的提取、解析和转换等工作。因 此适配器的开发。就是完成数据处理流程的过程。适配器开发工具的功能就是提 供给集成人员一个可视化的开发环境，提高了开发效率。组件( 在下面的章节中 介绍) 库中存储了已经开发的组件，开发人员不用编写代码，只需要简单的进行 图形拖放和属性配置就可以完成适配器的开发。适配器开发工具还提供了适配嚣 注册和测试等功能。 2 5 组件 为了提高适配器的复用性、持久性和可扩展性等方面的特征，把适配器中独 立可分的功能独立出来，以组件的方式存在。下面将简单综述一下组件技术和遗 里的适配器中的组件概念。 2 5 1 组件技术综述 ( 1 ) 组件的基本概念 组件是指语义完整、语法正确和有可复用价值的单位软件，是软件复用过程 中可以明确辩识的复用单元：结构上，它是语义描述、通信接口和实现代码的复 合体。即组件是具有一定的功能，能够独立工作并可同其它组件装配起来协调工 作的程序体，组件的使用同它的开发、生产无关”1 ，整个组件隐藏了具体的实现， 只用接口提供服务。 ( 2 ) 几种组件模型介绍 组件模型是组件的本质特征及组件间关系的抽象描述，它将组件组装所关心 的组件类型、组件形态和表示方法加以标准化，使关心和使用组件的外部环境( 如 基于组件构造出来的应用系统、组件组装辅助工具和组件复用者等) 能够在一致 的概念模型下观察和使用组件”1 。组件模型主要为了解决如何构造组件以及如何使 用组件构造应用系统。下面对两种主要的组件模型进行概述。 1 1j a v a b e a n j a v ab e 托允许程序开发人员生成并复用代码组件b e a n ，b e 孤可以在可视化的 两北t 业大学硕十学付论文第章适配器 应用程序中进行组合。j a v ab e a n 的组件模型主要包括：组件和容器。模型的其它 部分还包括事件处理、持续性、稚局以及应用程序建立器( 一种可视化的工具) 等， 这些都是通过j a v ab e a n 组件的标准接口实现的。 j a v ab e a n 组件有时也称为j a v a b e a n 或b e a l l 。b e a n 的主要特征如下； 属性管理，根据属性的使用类型可将其分为：一般属性、索引属性、依附属眭 和约束属性，通过一些标准的命名约定定义它们相应的访问方法，使b e 锄a p i 能 用统一的方式对属性进行管理。 内省功能是组件的内部结构( 属性、方法和事件) 展现给外部的机制。b e 锄不 需要组件开发者开发这种额外的工作，它只需要开发者对组件的属性、方法和事 件的命名和类型符号遵守一个约定，通过标准的b e 孤a p i 就可了解到b e a l l 的任何 内部信息。 b e a n 的事件处理模型是基于现存的a w t 事件处理模型的。它决定b e 如如何 对它自身状态的变化做出反应，以及决定如何将这些变化传递给应用程序和其他 b e a r i 。通过b e a l la p i 将一个事件接收器( 处理某个事件的应用程序或其他b e 蠲) 注 册到该事件上，完成外部对事件的控制。这是将b e 撇组合起来的有效方法。 2 1 e j b s u n 的e j b 技术是在j a v ab e a i l 本地组件基础上发展起来的面向服务器端分 布应用组件技术。e 强是s u n 推出的基于j a v a 的服务器端组件规范j 2 e e 的一部 分，自从j 2 e e 推出之后，得到了广泛的发展，已经成为应用服务嚣端的标准技术。 e j b 的上层分布式应用是基于对象组件模型的，底层的事务服务则采用了a p i 技术。e j b 使得开发人员开发的组件可以直接放入j a v a 服务器端运行框架中执行， 这些服务器端框架集中表现为容器和应用服务器，e 皿体系结构如图2 4 。 图2 4e j b 体系结构 组件模型定义了组件基本的体系结构，指定了组件接口的结构，提供了组件 1 2 多篙一 。曰 西北l 。业大学硕十学位论文 第二章适配器 与容器和其它组件交互的机制。企业b e 锄部署于e j b 服务器中的e j b 容器中， e j b 组件模型提供了企业应用所需的不同的底层服务，比如：分布式通信服务、消 息服务、数据访问服务、资源管理服务和安全服务等。 e j b 组件分为会话组件( s e s s i o nb e a l l ) 和实体组件( e m 崎b e a n ) ，会话b e a l l 用于 模拟暂态行为，会话b e a n 又分为无状态会话b e a l l 和有状态会话b e a l l ，实体b e 蠲 用于模拟持久性数据。 e j b 组件以e j b - j 盯文件进行分发，部署描述器对象用来为b e a l l 建立运行时服 务设置，指定了如何创建和维护b e a l l 对象，通过这些设置e 徊容器知道如何管理 和控制b e 孤，可以在应用装配时进行设置也可以在应用部署时进行设置。 目前成熟的e j b 服务器产品有：s 姐的n e t s c a p ea l l i a n c ei p l 柚e t ，m 的 w e b s p i l e r c ，b e a 的w 曲l o 百c 和i o n a 的i p o r t a l 等。 现在主流的组件模型除了上述的的j a v ab e a n 和e j b 模型外还有c o ；气c c m 和c o m d c o m 组件模型。c o r b c c m 和c o m d c o m 模型同e m 模型从本 质上为基于组件的软件开发提供了类似的体系结构，通过抽象和隐藏网络问题面 解决了复杂的网络交互，使应用开发者能够致力于特定的事务逻辑。但是三种组 件模型又各有自己的技术特点，在具体的实现方法和细节上存在不兼容性，造成 这种不兼容性的主要原因是：底层模型的不同和它们表示和使用软件对象的方式 的差异。具体表现在： 1 对象标识的差异性 2 对象引用和对象存储的差异性 3 数据传输的差异性 4 接口定义方法和实现的差异性 5 面向对象支持的差异性 6 动态激活对象上的差异性 7 垃圾收集机制上的差异性 2 5 2 适配器组件 ( 1 ) 基本概念 在适配器中每个应用端任务的完成都是通过具体的应用适配器来实现，应用 适配器是运行在客户端的适配器运行环境中的，而每个任务又是由不同的、具体 的、可独立的功能组合而成的，我们把每个不同的、具体的、可独立的功能通过 组件来实现，这样一个具体的应用适配器就是由这些组件组合而成的。这样我们 两北下业大学硕十学竹论文 第二章适西己器 就有以下的概念： 1 ) 组件是适配器中的最小应用单位，即一个应用适配器是由一个或一个以上 的组件构成； 2 ) 相同的组件通过配置不同参数可以实行不同的任务。 3 ) 组件的功能是具体的和独立的，但组件之阗又是关联的完成任务，但完成 的任务又是不具体的。因此由多个组件组成的应用适配器中组件是关联的， 但由相同的组件构成的应用适配器完成的功能又不一定相同。 4 ) 组件是运行在适配器运行环境中的，它不能脱离环境而单独运行。 组件在适配器中的位置如图2 5 所示。 ( 2 ) 适配器组件特点 为了满足适配器系统的特征和需求，本节提出了一种支持可视化操作的组件 模型适配器组件模型。我们研究组件技术的目的是为了找到适合适配器系统 的基于组件的应用适配器的开发的方法和解决方案。因此适配器组件模型应需要 满足以下几点： 1 ) 形式化：这样可以使适配器组件模型更完整和具有一致性。 2 ) 客户定制：组件向应用程序开发工具提供信息，使开发人员可以利用应用 程序开发工具，来设置组件参数值，对组件进行定制。 3 ) 可视化组件组装：系统要求应用适配器能够进行可视化配置，而应用适配 器的配置过程其实就是对组件进彳亍组装的过程。应用适配器配置是在适配 器开发环境中进行的，所以应用适配器开发环境必须支持组件的组合。 4 ) 可视化组件开发工具的支持：可视化组件开发工具必须有要支撑组件模型 的应用。如果没有相应的工具支持，应用组件模型时非常困难的。可视化 组件工具除了提供基本功能外，还需要提供一些分析和检查功能。 1 4 西北i 业人学硕七号付论文 第二章适配器 对r 一个组件，其模型的类闰如图2 6 所示。躅2 7 是一个组1 牛c o m b 的创建、 调用过程。 b l 虻啪 + b a * g 栅f 1h 姻：0 咖 ”d c 培n f d o + 例c f 8 l 啪n i e + 1 n l 恤蚰f 1 j er k l 懈帅蝴 删n d 州m h m l d 嘲e 炯d 面 + g u i d 咖腑觚n 宁 c 哪 m o l m b 舶嘶 - c h n 1 c o m 魄f 岫：卧 愀轴蛐陆 m i 佃a kp 黼 h 删 吲h d 叫m 岬衄出既s 田呻 l i i d 枷：蹦l d c m e g l s 吲) f m m 出o d 0 图2 6 组件模型类图 图2 6 中，i c o m c f g 接口是组件的配置接口。接口中提供了两个方法： r e a d c f 酽i l e 和r e a d c f g l i s t ，这两个方法是为组件的属性配置服务的。r e a d c 秘i l c 负责返回某个特定组件的属性信息，这些信息存储在一个x m l 文件中，通过调用 该方法，调用者可以获取此属性文件，此文件是对用户使用一个组件时用户需要 配置的属性的描述，即描述了用户需要配置哪些属性。对于每一个组件，都需要 为用户提供一个属性配置界面，用户在此界面中对组件的属性值进行配置，组件 需要为界面端提供足够的信息，以便界面端可以根据这些信息生成组件的属性配 置界面，这些生成属性配置界面所需的信息也是存储在一个x m l 文件中的，通过 对r e a d c 划l i s t 方法的调用可以获取此文件。 m a t a i o 接口中提供的方法负责组件与外界的数据交互。其中的i n “负责对组 件的属性值进行初始化，j 】1 i t 方法从以参数形式传入的g 时f i j e 文件中获取组件的 西北r 业人学硕十学付论文第一二章适配器 属性值，然后将这些值保存到c o m 组件的相关属性中。s e t i n d a t a 方法负责将某些 数据读入到组件以便组件对这些数据做进一步处理，g e t o u t d a c a 方法负责返回组件 中需要外界做进一步处理的数据。 固曰曰 ：g e i o u t d a t a 获取输出结果 调用i n i t 方法初始化组件属性 _ r 一口 s a n u p 图2 7 组件b 的创建、调用过程 一) m f 岫c m e t h o d 一，f m m e t b o d m v 锄t 是组件的事件接口。接口中提供的方法e v 嘶t r e g i s t e r 负责将一个组件可 以响应的事件e 注册到事件管理器中，以便e 发生时，事 牛管理器可以通知适配 器执行某些处理。并不是每一个组件对应的类都需要实现此接口。 f 6 两北丁业大学硕士学位论文 第二章适配器 类b a s e c o m 是所有组件的基类，它提取了所有组件的一些共有的属性和方法。 b a s e c o m 实现了i c o m c 龟接口和i d a i a i o 接口，这些接口中的方法在b a s e c o m 中 得到了初步实现，每一个具体的组件可以根据自身的需要对这些方法进行重载。 s t a n u p 是组件的启动方法，调用该方法后，组件将执行自身的业务功能，产生相 应的处理结果。 类c o m 代表一个特定的组件，如一个关系数据库读数据组件。c o m 继承了 b a s e c o m 类。c o m 中的属性分为两部分，c o m a n r l 等属性用来保存组件自身的属 性值，这些c 直在c o m 初始化时获得，另外组件根据自身的需要，还有o t l l e r a t t r 等 属性。一个组件为外界提供的方法有c o m 、r e a d c f i ；f i l e 、r e a d c f n i s t 、i 1 1 i t 、s t a n u p 、 s e t h d a t a 以及g c t o i i t d a t a 。c o m 方法是c o m 类的构造函数。r e a d c 龟f i l e 、 r e a d c 龟l i s t 、i n i t 、s t a n u p 、s e t h l d a t a 以及g e t o i l t d a t a 等方法是对b 船e c o m 中方法 的重载。c o 玎= l f u n c m e t h o d 是组件的业务方法，它负责完成组件要实现的功能，c o m 中会有不止一个此种类型的方法，这些方法通过s t a n i l p 被调用。 1 7 西北工业人学硕十学位论文第二章基丁适配器的数据整仑平台 第三章基于适配器的数据整合平台 3 1 数据整合平台 数据整合模型的思想是在w e b 上构建一个数据整合的平台，提供广域范围内 的数据交换和共享基础设施和广域范围内的全局数据视图，为应用整合和门户整 合提供了基础。其在数据整合系统中的所处的位置如图3 1 所示。而其最基本的思 想是对各种软件组件或者数据源中的数据进行交换和共享。在数据整合系统中， 各应用主体本身就是一个包含了诸多功能模块的功能集合体，主体内部功能体之 间、主体与主体之间都存着复杂的相互关系，因此需要为这些复杂、多变的应用 主体提供一个通用的数据整合方案。通过使用不同的适配器作为各应用系统和数 据源的本地代理并在代理节点上提供相应的服务来方便各应用系统的接入并提供 一致的访问行为和接口，这样，数据整合就是要实现适配器与应用系统之间以及 各适配器之间如何进行数据交换和共享。 门户系统 8 企业应用系统 9 数据源f 隐 信 数据整合适配器 息 i 。 安 |数据整合平台p 全 | l d a p 震 4 网络基础 嗣 一v ；+ 并f “，m 。一甄* 毒。0 4 蕊；僦+ 。二镕，镬i 诚# 勰嚣_ 。n 3 1 1 平台结构 图3 1 系统整合框架结构图 平台模型是由一个数据整合中心和若干个应用适配器( 相同或不同) 组成。 这样的体系结构可以看作一个星型结构，数据整合中心就是这个结构的中心，对 1 9 西北1 = 业人学硕十学 市论文第二章基丁适配器的数据肇合平台 数据交换和共享进行服务提供和监控。而各个应用适配器则是整个数据整合平台 的基础和核心，通过应用适配器对本地需要交换和共享的数据进行打包并和本地 应用进行事件交互以实现适配器作为本地所有要求进行数据整合的应用系统在集 成平台的代理，从而实现企业内部数据的整合。这里数据整合中心与应用节点之 间采用消息服务方式。数据整合模型整体结构如图3 2 所示。 图3 之数据整合模型整体结构图 3 1 2 适配器在整个整合平台中的地位和作用 从图3 - 2 豹整体结构中可以看出适配器是实现数据整合最核心的部分，这里适 配器是配置在应用主体所在端的平台组件，代表应用主体主动参与数据整合事务。 适配器通过为需要数据整合的应用主体提供公共接口，被动的得到应用主体需要 整合的数据，然后转换成标准的资源发布格式提交给服务器，同时还能把服务器 发送给应用程序的请求转化为应用程序可以理解的格式。适配器需要能保证请求 2 0 西j e 工业大学硕十学位论文 第二章基于适配器的数据移合平台 的正确提交，同时当服务器暂时不提供服务时，能够持久化这些请求，等到服务 器可用的时候再进行处理，就是说请求或者事件的持久化。总的来说，适配器的 作用就是要帮助应用程序提交请求，发布信息，接收从服务器发送过来的信息， 同时将转发来得信息转换成为相应的应用程序可以解读的格式形式再传送给应用 程序等。其实现功能主要包括以下几个方面： ( 1 ) 在适配器中建立标准的数据发布格式( 采用标准) ( m l 数据) 同时与本地数 据源建立双向映射，并在数据中心上注册自己提供数据的元数据。 ( 2 ) 提供本地的服务调用方法和访问接口，供数据中心以及本地的应用系统调 用，实现与数据中心及本地应用系统的互操作。 ( 3 ) 作为数据整合的终端节点自动响应数据中心发出w e b 服务请求，对服务请 求进行解析，实现数据过滤和数据的自动转换。 ( 4 ) 提供事件触发机制，适配器通过对本地应用程序的事件监视机制来响应应 用程序是否向其他应用节点发出服务请求。 3 2 适配器设计及实现 在数据整合系统中与适配器联系最密切的就是组件，它主要就是为应用适配器 提供服务。这里设计的适配器系统是由运行在应用节点的适配器运行环境和各种 开发好的由组件组成的应用适配器构成。这里应用适配器是由组件组成的，这样 大大提高了适配器系统的可复用性，同时也提高了系统的松耦合性。原则上是可 以开发不同的应用适配器来完成的不同的业务逻辑的，但是又把这些业务逻辑细 化成不同的组件来完成，主要设计思想就是由于可以将组件定义成在一个预想的 整体中的可分离的实体，即组件能纳入一个整体中，又在整体中具有独立性，这 样可以获得较好的维护性和封装性，即应用适配器是由组件构成