（计算机应用技术专业论文）数字校园中开源ESB中间件技术的研究.pdf

摘要 数字校园中开源e s b 中间件技术的研究+ 专业名称：计算机应用技术 申请者姓名：彭政 导师姓名：聂瑞华教授 随着信息技术的快速发展，高校的信息化建设也取得了重大进展，高校已有 越来越多的信息应用系统投入使用。但同时，也出现了“信息孤岛”问题：异构 的系统和数据格式使得不同应用系统之间无法互联互通，无法实现有效的数据和 资源共享。数字化校园建设的目标就是通过对校园各种信息资源的整合集成，建 立一个统一的信息平台，以消除“信息孤岛”现象。 数字化校吲建设的主要工作将放在现有应片j 的集成上，包括建立统一+ 的数据 标准，实现信息系统集成的框架。信息资源的整合是一个十分复杂的问题，不仅 涉及到统一规范的信息标准制定，还涉及到集成平台、集成方案的选择。好的架 构不仅有利于现有资源的利用，节约开发成本，更有利于整个系统r 后的扩展。 s o a 即面向服务架构，是当前信息集成领域最先进的体系结构。作是一种 设计方式，s o a 允许不同的应用相互交换数据和参与业务流程，无沦它们各自 背后使用的是何种操作系统或采用了何种编程语言。s o a 的灵活性、高效性、 粗粒度服务等特性使得s o a 很适合于应用在像数字化校园这种分布式、松耦合、 异构平台的场合。它可以很好地解决信息孤岛问题，并且充分利用已有软件资源。 采用s o a 框架构建数字校园的信息集成平台是实现数字校园信息资源整合的很 好方案。 e s b ( 企业服务总线) 中间件技术是实现s o a 架构的一个关键技术，通过 e s b 可以把已存在的系统无缝地集成在一起。开源社区推出了众多的e s b 产品， 如：s e r v i c e m i x 、m u l e 等，这些丌源e s b 能很好地实现s o a 服务集成，以及实 + 华南师范大学“十一五”“2 1 lt 程”公共服务平台建设项目 i 现消息路由、数据转换等功能。 本文是通过作者在华南师范大学数字化校园承建商北大明天公司s o a 架构 实现小组研究学习开源e s b 所写成。本文的第二章综述了本研究的理论基础， 介绍了s o a 和e s b 的相关概念及核心实现技术，特别介绍了一个j b i 规范。本 文的第三章重点介绍了两个开源e s b ：s e r v i c e m i x 和m u l e ，主要介绍了它们的 技术架构和工作原理，并提供了相应的简单试验示例。本文的第四章对华南师范 大学的数字化校园建设中的基于m u l e 的数据处理核心模块进行了详细的分析介 绍，并通过示例介绍如何通过m u l e 中u m o 模块和配置来实现数据转发和格式 转换。 在本次项目中，本人主要参与了开源e s b 前期的调研和使用研究，因此本 文重点描述的是s o a 和e s b 的相关理论和一些实现技术，以及两个开源e s b 的架构原理和应用。最后对此次研究进行了总结。 关键宇：面向服务的架构；企业服务总线；s e r v i c e m i x ：m u l e i l a b s t r a c t r e s e a r c ho nt h em i d d l e w a r et e c h n o l o g yo f o p e ns o u r c ee s b i nd i g i t a lc a m p u s m a j o r ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o n sa n dt e c h n o l o g y n a m e ：p e n g z h e n g s u p e r v i s o r ：n i er u i h u a w i t ht h er a p i d d e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , t h ei n f o r m a t i o n c o n s t r u c t i o no fu n i v e r s i t ya l s om a d eas i g n i f i c a n t p r o g r e s s ，m o r ea n dm o r e i n f o r m a t i o na p p l i c a t i o nh a v eb e e nu s e d b u ta tt h es a m et i m e ，t h ep r o b l e mo f ”t h e i n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n d “h a se m e 唱e d ：d i f f e r e n t a p p l i c a t i o nc a n tw o r ki n c o o r d i n a t i o n ，t h ed a t aa n dr e s o u r c ec a n tb e e ns h a r e de f f i c i e n t l yb e c a u s eo ft h e h e t e r o g e n e o u ss y s t e ma n dd a t af o r m a t t h ep u r p o s eo fd i g i t a lc a m p u si st oe s t a b l i s h a nu n i f o r mi n f o r m a t i o np l a t f o r mt oe l i m i n a t ei s o l a t i o ni s l a n d b yi n t e g r a t i n ga l l d i f f e r e n ti n f o r m a t i o nr e s o u r c eo fc a m p u s t h ep r i m a r yt a s ko fd i g i t a lc a m p u sc o n s t r u c t i o ni st h ei n t e g r a t i o no fe x i s t e n t a p p l i c a t i o n ，i n c l u d i n ge s t a b l i s h i n gu n i f o r md a t as t a n d a r da n da c h i e v i n gt h ef r a m eo f i n f o r m a t i o ns y s t e mi n t e g r a t i o n t h ei n t e g r a t i o no fi n f o r m a t i o nr e s o u r c ei sav e r y c o m p l e xt a s k ，n o to n l yi n c l u d i n gt h ee s t a b l i s h i n go fu n i f o r ma n dn o r m a t i v e i n f o r m a t i o ns t a n d a r d ，b u ta l s oi n c l u d i n gt h ec h o i c eo fp l a t f o r ma n ds c h e m e t h e e x c e l l e n ta r c h i t e c t u r ei sn o to n l yb e n e f i tf o ru s i n ge x i s t e n tr e s o u r c eb e t t e rt oc u t d e v e l o p i n gc o s t ，a n da l s of o rt h ee x t e n d i n go f t h ew h o l es y s t e mp l a t f o r ml a t e r s o a ( s e r v i c e so r i e n t e da r c h i t e c t u r e ) i st h em o s ta d v a n c e da r c h i t e c t u r ei n i n t e g r a t i o nr e a l m a sad e s i g nm o d e ，s o aa l l o w sd i f f e r e n ta p p l i c a t i o nt oe x c h a n g e d a t aa n dp a r t i c i p a t ei nb u s i n e s sp r o c e s si nc o o r d i n a t i o n ，n om a t t e rw h i c ho p e r a t i n g 1 i i s y s t e mo rp r o g r a ml a n g u a g et h e yu s e d s o ai s t of i tt h es i t u a t i o nl i k et h ed i g i t a l c a m p u sw h i c hi sd i s t r i b u t e d ，c o u p l i n gl o o s i n ga n dh e t e r o g e n e o u sb e c a u s eo fi t s c h a r a c t e r i s t i c so fa g i l i t y , h i g he f f i c i e n c ya n dd e f i n i t i o ng o o ds e r v i c e s i tc a nr e s o l v e t h e ”i n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n d ”p r o b l e mw e l la n dm a k eu s eo ft h ee x i s t e n ts o f t w a r e r e s o u r c e i t sag o o dc h o i c et oa d o p ts o aa st h ea r c h i t e c t u r e o fi n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o np l a t f o r mo f d i g i t a lc a m p u sc o n s t r u c t i o n e s b ( e n t e r p r i s es e r v i c eb u s ) i sam i d d l e w a r et e c h n o l o g y w h i c hi sak e y t e c h n o l o g yt oi m p l e m e n ts o a i tc a nc o n n e c td i f f e r e n ts y s t e m st o g e t h e rs e a m l e s s l y b ye s b n o w , o p e ns o u r c ec o m m u n i t yh a v ep r o v i d e dl o t so fe s bp r o d u c t s ，s u c ha s ： s e r v i c e m i x ，m u l ee t c ，t h e s eo p e ne s b c a na c t u a l i z et h ei n t e g r a t i o no fs o as e r v i c e s ， a n da c t u a l i z et h ef u n c t i o n so f m e s s a g er o u t i n g ，d a t at r a n s f o r m i n ge t c t h i sp a p e rw a sw r i t t e nw i t ht h ee x p e r i e n c eb yr e s e a r c h i n ga n ds t u d y i n go p e n e s bi nt h es o a i m p l e m e n tg r o u po fb e i d am i n g t i a nc o w h i c hi st h ei ts o l u t i o n p r o v i d e rc o o ft h ed i g i t a lc a m p u sp r o j e c to ft h es o u t hc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y t h e s e c o n dc h a p t e ro ft h i sp a p e re x p a t i a t et h et h e o r yo ft h i sr e s e a r c h ，a n di n t r o d u c e st h e k e yc o n c e p t sa n di m p l e m e n t st e c h n o l o g yo fs o a a n de s b ；e s p e c i a l l yi n t r o d u c ea s p e c i f i c a t i o no fj b i t h et h i r dc h a p t e ro ft h i sp a p e ri n t r o d u c e st w oo p e n e s b ： s e r v i c e m i xa n dm u l e ，i n c l u d i n gt h et e c h n i c a lo v e r v i e wc o n s t r u c t i o na n dt h ep r i n c i p l e o f w o r ko f t h e m ，a n da f l b r ds i m p l er e l a t i v ee x p e r i m e n t a t i o n s t h ef o r t hc h a p t e ro f t h i s p a p e rp a r t i c u l a r l yi n t r o d u c e st h ek e ym o d u l eo fd a t am a n i p u l a t i n gk e r n e lw h i c hi s b a s e do nm u l ei nt h ed i g i t a lc a m p u sp r o j e c to fs o u t hc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y , a n d i n t r o d u c e st h ei m p l e m e n to fd a t at r a n s m i t t i n ga n dt r a n s f o r m i n gb yc o n f i g u r a t i o no f u m o i n t h e m u l e d u r i n gt h ep e r i o do f t h i sp r o j e c t ，t h ep r i m a r yw o r kih a v ed o n e i st h er e s e a r c ho f o p e ne s b si n v e s t i g a t i o na n du s ei np r o p h a s e ，s ot h em o s ti m p o r t a n tc o n t e n to ft h i s p a p e r i st h et h e o r ya n di m p l e m e n tt e c h n o l o g yo fs o aa n de s b ，a n dt h ea r c h i t e c t u r e a n da p p l y i n go f t w oo p e ne s b a n dt h el a s ti st h ec o n c l u s i o no f t h er e s e a r c h k e yw o r d s ： s o a ；e s b ；s e r v i c e m i x ；m u l e 华南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。 本人完全意识到此声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 钐玖 日期；穆年j 月为日 学位论文使用授权声明 本人完全了解华南师范大学有关收集、保留和使用学位论文的规 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华南师 范大学。学校有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版，允许学位论文被检索、查阅和借阅。学校可以公布学 位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印、数字化或其他 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在后解密适用 本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权 书。 论文作者签名： 锡改 日期：砂喀年g - 月力日 导师签名：放弘髫， e t 期：。穆辞j - 月斫目 数字校园中开源e s b 中问件技术的研究 1 1 论文研究背景 第一章绪论 数字化校园就是利用信息化手段和工具，将校园的各项资源、管理及服务 流程数字化，使现实的校园环境凭借信息系统在时间和空间上得到延伸。数字校 园的建设既要保护已有的系统资源，又要扩展新的应用，同时必须实现信息的交 互和共享，提供广泛、深层次的信息服务。 一般来说，国内高校校园网建设、信息系统建设已初具规模，数字化校园建 设的主要工作将放在现有系统的集成上，设计信息系统集成框架，建立统一的数 据标准，实现现有系统的信息一致性、完整性，消除数据冗余，实现全校信息资 源的整合。 信息资源的整合是个十分复杂的问题，不仅涉及到统一规范的信息标准制 定，还涉及到集成平台、集成方案的选择。优秀的信息化集成平台一般需具备以 下几个特征：一、构件化，构件化是软件开发和管理的基础；二、平台的技术标 准：主要指平台要支持行业的技术标准，如：w e bs e r v i c e ，b e p l w s 等；三、 安全性：主要指平台支持基本的安全技术规范，如数据传输加密，认证，事务处 理，并允许客户扩展；四、开放性和扩展性，主要指平台与其他应用程序标准、 各种应用软件可以在高效稳定的前提下敏捷互联【2 l 。 因此高校数字化校园建设中，整合平台架构的选择就显得极其重要。好的架 构不仅有利于现有资源的利用，节约开发成本，更有利于信息系统同后的扩展。 传统的企业应用集成解决方案e a i ：用户界面集成、数据集成、业务流程集 成、函数方法集成不能方便、灵活、低代价地实现异构系统的集成，难于快速适 应企业现代业务变化的需求。 目前在企业级应用开发领域，越来越多的厂商在寻求一种灵活的i t 解决方 数宁校园中开源e s b 中间件技术的研究 案，来应对快速变化的业务需求。这使得s o a ( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，面 向服务的体系架构1 技术成为业界追捧的热点。众多的软件厂商对它趋之若骛， 由此掀起新的一轮企业架构浪潮。 s o a ( s e r v i c e so r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) 即面向服务架构，作是一种设计方式， 它指导了业务服务( b u s i n e s ss e r v i c e ) 在其生命周期中包括创建和使用的方方面 面，定义和提供了一种具有以下特征的i t 基础设施：允许不同的应用相互交换 数据和参与业务流程，无论它们各自背后使用的是何种操作系统或采用了何种编 程语言【3 1 。 s o a 是目前信息集成领域最先进的体系结构，并得到了i b m 、b e a 等众多 i t 厂商的支持，包括i b m 、b e a 、甲骨文、微软等都已推出自己的解决方案和 相关产品，s o a 已日益成为行业应用集成的标准。 s o a 的灵活、高效、服务粗粒度等特性使得s o a 很适合于应用在像数字化 校园这种分布式、松耦合、异构平台的场合，它可以很好地解决信息孤岛问题， 并且充分利用已有软件资源。采用s o a 框架构建数字校园的信息集成平台是实 现数字校园信息资源整合的很好方案。 随着s o a 技术的不断发展以及应用的不断扩大，作为实现s o a 的主要技术 之一的e s b 中间件技术也越来越受到人们的关注。e s b 技术是在面向服务的体 系结构s o a 概念被提出后，在解决服务集成问题时提出的一种集成技术。 e s b ( e n t e r p r i s es e r v i c eb u s ) 企业服务总线就是构建基于面向s o a 解决方 案时所使用基础架构的关键部分，是由中件件技术实现并支持s o a 的一组基础 架构功能 4 1 。e s b 在实施s o a 的过程扮演重要的基础构件的角色，通过e s b 中间件，可以把各个服务更好地连接到一起，也可以把己存在的系统无缝地结合 在一起，避免了软件资源的浪费以及重新开发的难度。 业界一些大公司，如i b m 、b e a 、s o n i c 、1 n o a 等都推出了自己的e s b 产 品和对应的s o a 解决方案，与此同时，开源社区也推出了众多的开源e s b 产品， 如：s e r v i c e m i x 、m u l e 、o p e n e s b 等。 本文是根据作者在北大明天实习期间，所参与的华南师范大学数字化项目 s o a 架构实现小组中对e s b 的研究与应用而写成。所作的工作主要目的是通过 研究s o a 的实现方式、e s b 的实现规范j b i 、开源e s b 的前期调研和具体开源 数字校园中开源e s b 中间件技术的研究 e s b 项目s e r v i c e m i x 、m u l e 的使用研究，并结合华南师范大学数字化项目中对 e s b 中间件的具体使用，总结出高校信息化建设中应用企业服务总线实现s o a 架构的问题。 1 2 选题意义 当前，我国经济处于高速发展的阶段，也是信息化建设的重要阶段，国内对 s o a 产品的市场需求将不断扩大，s o a 和e s b 技术正在高速发展并不断成熟， 因此研究s o a 和e s b 不仅有学术上的价值，更有积极的现实意义，其必将成 为未来软件开发架构的主流。 在国外，s o a 作为一种新的软件体系结构，学术界，开源组织，软件企业 都在这方面投入力量去研究丌发。在j a 、，a 社区发布了j b i 规范的情况、i b m 和 b e a 等公司提出s c a 的s o a 编程模型的情况下，研究e s b 、j b i 和s c a 的意 义在于其将成为实施s o a 的主流构建f 5 】。 与商业s o a 软件相比较，一个开源s o a 实现平台也有其自己的优势： s o a 通常需要很多组件来实现，事实上一个完整的s o a 解决方案会用到多种 中间件技术。由于s o a 技术正处在不断完善和发展的过程中，采用开源组件将 使系统更具有标准性和灵活性，而不存在商业软件的捆绑和技术壁垒等缺陷。此 外商业e s b 的价格也相当昂贵，这对于低层、简单的需求来说代价太贵，门槛 太高。因此研究丌源e s b 的应用有积极的现实意义。 我国高校目前普遍的现状是已有的大量分散的信息系统，但这些信息系统之 间缺乏信息交互和统一管理、无法集中管理、共享和挖掘由这些系统所获取的用 户信息，众多彼此孤立的信息系统的管理和维护很困难，而且也无法共享其中的 信息资源。数字化校园的目的诈是集成校同中的众多信息系统，建设统一交互的 信息服务环境。因此，将s o a 技术应用于高校的数字校园的建设，探索出适应 于高校信息化建设的应用集成、服务集成的方案具有较强的理沦和实际应用意 义。 当前f 是华南师范大学数字化校园建设的关键时期，本文的研究将结合华南 数字枝矧中开源e s b 中间件技术的研究 师范大学数字化校园项目的建设，针对整个项目建设计划中不打算购买商业 e s b ，而是决定采用开源e s b 来实现整个数字校园的s o a 架构的现状，对开源 e s b 在数字校园中实现s o a 的使用的展开研究，此研究将对华南师范大学数字 校园的建设有一定的实际参考价值和实际应用意义。 1 3 国内外研究现状 s o a 并不是一个新名词，早在1 9 9 6 年就有人提出了此概念。但是由于当 时的技术不足以从真正意义上支持实现s o a ，所以并没有引起人们的足够重视。 大约2 0 0 3 年中的时候，随着网络技术的不断发展，特别是w e bs e r v i c e s 技术的 日趋成熟，s o a 的概念逐渐进入人们的视野，学术界，开源组织，软件企业都 在这方面投入力量去研究丌发，不但以i b m 和b e a 为代表的i t 厂商纷纷推出 自己的s o a 实现产品，而且出现了众多的s o a 开源实现产品。s o a 目前已经 成为i t 业，尤其是软件开发及系统集成领域从业者的热门话题。 s o a 采用松耦合的服务，反映业务真实需求的粗粒度的服务，以及位景和 传输协议透明的服务，消除了消息集成的障碍，在不改变现有系统的基础上，使 其能够和其他系统进行轻松集成。 s o a 提倡使用标准化技术，特别是业务组件调用的标准化。在w e bs e r v i c e 的传输协议标准化的同时，2 0 0 7 年业界又推出了用于业务组件调用标准化的 s c a 规范和用于数据存取方法标准化的s d o 规范。s c a 实现了业务组件和传输 协议的分离，s d o 可以自由读取各种不同的数据源数据。 目前，基于s c a 和s d o 的商业产品已有不少，包括i b m 的w p s w s a 、 b e a 的a q u a l o g i c d a t as e r v i c e sp l a t f o r m 、t i b c o 的a c t i v e m a t r i x 等。丽丌源产 品中，主要有a p a c h e 的t u s c a n y 等。 a p a c h e 的t u s c a n y 是遵循s c a 和s d o 标准的规范实现，并包括一个支持 s d o 的d a t a a c c e s ss e r v i c e ( d a s ) 。t u s c a n y 以开放标准组织o s o a 提出的标准 栈为基础，支持s c a 、s d o 和d a s 。 e s b 是s o a 集成中最普遍采用的方法。e s b 是传统中间件技术与x m l 、 数字校园中开源e s b 中间件技术的研究 w e b 服务等技术结合的产物，采用e s b 中间件系统作为企业级信息系统整合方 案中的中枢技术，可以无须添加任何软硬件设备，就可把过去、现有和未来的i t 系统整合在企业级的信息应用框架下，并且能为企业提供实时、大容量的信息通 信和实时控制、管理和分配消息传递的能力。 目前，除了i o n a 、t i b c o 等专业的e s b 公司外，s o a 的两大领导厂商i b m 和b e a 也加入了e s b 的阵营。i b m 结合它的w e b s p h e r e 平台推出了w e b s p h e r e e s bs e r v e r 作为它的e s b 实现，b e a 结合他的w e b l o g i c 服务器推出了a q u a l o g i c s e r v i c eb u s 。 除了商业e s b 外，开源社区也积极地加入了e s b 的研究工作中，开发出了 众多的开源e s b 。如m u l e 、o p e n e s b 、j b o s se s b ，a p a c h e 软件基会会的 s e r v i c e m i x 、s y n a p s e 、a x i s 等。其中比较著名的有： 一、l o g i c b l a z e 的s e r v c i e m i x 6 1 ：s e r v i c e m i x 是一个建立在j b if j s r2 0 8 ) 语 法规则和a p l s 上的开源e s b 。它包括一个完整的j b i 容器，其主要是由标准化 信息服务和路由器，j b i 管理m b e a n s ，j b i 配置单元和a n t 任务( 安装组件和管 理容器) 组成。它的主要特征包括：j b i 容器，脚本支持，规则引擎，工作流引 擎，b p e l 引擎，w e bs e r v i c e s n o t i f i c a t i o n 实现等。 二、c o d e h a u s 的m u l e j ：m u l e 是一个企业服务总线( e s b ) 消息框架，m u l e 不算真正意义上的j b i 实现，它更像是一个对象代理。但是因为它先走一步，所 以已非常成熟。它对e i p 企业应用集成提供了一套完整的支持。另外他也提供了 j b i 的接口。它的主要特性包括：基于j 2 e e l 4 的企业消息总线( e s b ) 和消息代理 ( b r o k e r ) ，支持任何传输之上的异步，同步和请求响应事件处理机制，支持a x i s 或者g l u e 的w e bs e r v i c e ，与s p r i n g 框架集成。 三、o b j e c tw e b 的c e l t i x 【8 】：它提供了一个运行期j a v a 企业服务总线和一组 可扩展的a p i ，通过使用基于标准的，面向服务的体系来简化商业与技术组件的 构建，集成和灵活重复使用。而其和x f i r e 合并之后产生了c x f 服务总线则是以 提供各种服务为主要目的。 四、j b o s s e s b 9 1 ：它能够把抽象的s o a 设计映射成具体实现。它特性包括： 支持大部分通知框架，t r a n s p o r t 支持包括j m s ( j b o s s m q ，j b o s sm e s s a g i n g ， o r a c l ea q 和m q s e r i e s ) ，e m a i l ，数据库或文件系统。集成j m s 与s q l 事务。 数字校同中开源e s b 中间件技术的研究 集成j b p m 。支持w s b p e l 。支持w e bs e r v i c e s 。支持g r o o v y 。支持使用s m o o k s 或x s l t 进行数据转换。支持使用d r o o l so rx p a t h 编写路由。提供图形化配置编 辑器。具高性能和高稳定性。 此外还有x m l b l a s t e r 、p r o t e u s 、o p e n e a i 、x b u s 、o p e n q u e u e 等众多的开源 e s b 产品。 针对现有j 2 e e 应用服务器容器对于实现s o a 的不足以及e s b 实现缺乏标 准的现况，2 0 0 5 年8 月j a v a 社区发布了e s b 的实现规范j b i ( j s r2 0 8 ) 。j b i 规 范定义了一种全新的容器，这种容器采用一种可捅拔的可配置的方式，可以以一 种松耦合的方式将所有不同类型的服务集成起来。j b i 规范的推出解决了针对容 器和消息的集成问题，同时也为e s b 的实现提供了一种实现标准。但值得一提 的是从目前来看，j b i 规范并没有得到i b m 、b e a 等公司很好的支持，不过，组 件调用的标准化必是大势所趋。 1 4 研究思路 本文首先将分析数字化校园建设中的异构系统集成的问题，研究针对问题选 择的s o a 架构的概念特性等，深入了解目前最新的s o a 核心实践技术：包括 w e bs e r v i c e 、b p e l 流程语言、s c a 和s d o 规范等。进而研究s o a 实现中的 e s b 中问件技术，以及e s b 容器实现规范j b i 。 其次重点研究对遵循j b l 规范的开源e s b s e r v i c e m i x 以及最常用的开 源e s b - - m u l e 的使用，包括它们的特性、体系结构和实现方式。同时通过具体 实验实例来展示如何以它们为核心构件的来实现基本的s o a 架构。 最后将就整个研究实现过程中遇到的问题、解决方案进行总结归纳，并埘同 后的研究工作做出展望。 6 数，校园中开源e s b 中间件技术的研究 1 5 论文的组织结构 本论文共分为五章： 第一章绪论主要介绍数字化校园建设中所面临的校园内分布的异构信 息系统集成困难的问题，引入s o a 和e s b ，介绍s o a 实现技术和开源e s b 中 间件技术的发展现状，并且阐述全文的工作内容以及论文的组织结构。 第二章s o a 、e s b 和j b i 综述了本研究的技术理沦基础，介绍了s o a 的相关概念及其核心实现技术，包括：w e bs e r v i c e 、b p e l 流程语言、s c a 和 s d o 规范、e s b 中间件技术和j b i 规范，其中重点介绍了e s b 的相关概念及e s b 的实现规范j b i 。 第三章开源e s b 重点介绍了两个开源e s b 产品s e r v i c e m i x 和m u l e ，对 s e r v i c e m i x 和m u l e 的原理、特点和架构进行探讨，并通过具体实例介绍了 s e r v i c e m i x 和m u l e 开发环境的搭建及j b i 组件和u m o 组件的实现。 第四章开源e s b 在数字校园中的应用对华南师范大学的数字化校园建 设中的基于m u l e 的数据处理核心模块进行详细的分析介绍，并通过示例介绍如 何通过m u l e 中u m o 模块和配置来实现数据转发和格式转换。 第五章总结和展望对整个研究实现过程中遇到的问题、解决方案进行总 结归纳，提出自己的观点，并对该领域的发展和r 后的研究工作做出展望。 数字校园中开源e s b 中问件技术的研究 第二章s o a 、e s b 及j b i 2 1s o a 面向服务的架构 2 1 1s o a 概述 随着信息化的发展，企业对信息系统的依赖越来越大，而且随着企业业务的 发展，企业的信息系统也越来越多，但大多数企业的信息系统都由一些应用和异 构数据源的“信息孤岛”所组成，同时还面临新开发应用的加入。这就产生了企 业应用集成( e a ie n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 的需求。 传统的企业应用集成( e a i ) 是基于消息总线、代理或者中间件的，它们一般采 用了d c o m 、c o r b a 、e j b 、m o m 等分布式技术。其缺点是与原有体系结构 耦合过于紧密，不其灵活性，高成本且实现复杂。为了保持竞争力，企业必须快 速地适应内部因素，如：兼并和重组；或外部因素，如：竞争能力和顾客要求， 这需要经济而灵活的基础设旋来支持企业，传统的e a i 不符台企业的迅速改变 和降低成本的要求。 为了克服传统应用集成过程中存在的问题，需要种既能快速适应企业业 务需求变化，又能将遗留应用和数据库纳入进来，使其成为企业整体解决方案的 一部分。这种架构最终将使企业的i t 架构能够更快速、更有效地适应业务需求 的变化。为迎合这种需求，s o a 应运而生。 面向服务架构s o a fs e r v i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) 是一种软件系统架构。 s o a 不是一种语言，也不是一种具体的技术和产品，而是一种软件系统架构。它 给出在特定环境下采用的面向应用服务解决方案框架，主要用于解决i n t e m e t 环 境下不同应用之间的业务集成问题。s o a 的设计目标是以服务为基础，通过服 务的交互来实现系统动态、松耦合集成，极大地降低了复杂性与成本【l o 】。 从技术上讲，s o a 并不是一个新的概念。早在1 9 9 6 年，g a r t n e r 就提出了面 数字校园中开源e s b 中间件技术的研究 向服务架构的概念。只是近年来，随着w e bs e r v i c e 等相关标准的出现和日趋成 熟，s o a 开始从概念走向实用，目前s o a 已逐渐成为i t 集成的主流框架。 s o a 是一种新型的软件体系架构，它可以根据需求通过网络，对松耦合、 粗粒度的服务进行灵活的部署和使用。对关于s o a 的概念还没有统的定义， 不同的软件提供商也有不同的定义方式。s o a 本质是一种思想，是一种业务服 务和技术能完全分离也能自由结合的思想。 i b m 认为：s o a 是一种i t 体系结构风格，支持将您的业务转换为一组相 互链接的服务或可重复业务任务，可在需要时通过网络访问这些服务和任务。这 个网络可以是本地网络、i n t e m e t ，也可以分散于各地且采用不同的技术，通过 对来自纽约、伦敦和中国香港的服务进行组合，可让晟终用户感觉似乎这些服务 就安装在本地桌面上一样。可以对这些服务进行结合，以完成特定的业务任务， 从而让您的业务快速适应不断变化的客观条件和需求1 。 b e a 认为：s o a 是一个i t 策略，它将企业应用中的分散功能编排成具有互 操作性的标准服务，机构可以快速组合和重用这些服务，以满足业务需要。 目前，s o a 并没有统一标准的参考模型柬给出其定义，每个人都可以从不 同的视角来理解。从程序员的角度，s o a 是一种全新的开发技术，新的组件模 型。从架构设计师的角度，s o a 就是一种新的设计模式。方法学从业务分析人 员的角度，s o a 就是基于标准的业务应用服务。 s o a 通过应用组件和传输协议的松散耦合，服务的即时绑定从而实现业务 组件的虚拟化。这样使得服务集成不受任何限制，最终达到敏捷的服务集成目标。 2 1 2s o a 的特性与优势 s o a 可以提供强大的灵活性和快速的相应能力，一个理想的s o a 架构应该 包括以下的几个特性：d 3 1 松耦合： s o a 架构所提供的服务之间是松耦合的。松耦合是指相互之间不依赖，具 体包括：服务间的松耦合、接口和实现间的松耦合、组件和传输协议之间的松耦 合。 9 数字校园中开源e s b 中间件技术的研究 s o a 架构里的服务都是自实现的，服务间的功能不相互依赖。s o a 架构可 以通过插件方式不断更新和完整某一服务而不会影响现有服务的使用。 由于通常采用w e bs e r v i c e 技术来实现s o a ，通过w s d l 文件很自然地就 实现了接口和具体实现之间的分离，w s d l 文件可以定义由不同语言实现的w e b s e r v i c e 服务接口，如：j 2 e e 、n e t 等。 不同的组件常常使用不同的传输协议，如：e j b 使用r m l ，w 曲s e r v i c e 使 用s o a p 等，这就需要一个总线来实现组件与传输协议之问的分离，通常使用消 息中间件技术来实现这种松耦合。 粗粒度： s o a 架构应该按更接近于实际业务本身的粗粒度的角度来对服务进行计 划，发布服务接口方法。这就要求设计和开发人员直接从业务的角度来构件s o a 所提供的服务。 s o a 中服务的接口比传统的面向对象编程的a p i 要大，且更接近实际的业 务操作单元。通过使用粗粒度接口，服务系统能够对每项服务所参照的对象进行 访问控制。在每项服务可以被作为一组更加精细的细粒度对象的抽象来实现的同 时，对象自身能够对公共访问隐藏起来。 采用粗粒度服务接口的优点在于使用者和服务层之间不必再进行多次的往 复，一次往复就足够。特别对于网络应用，这可以很大程度上提升整体性能。 透明性： s o a 架构中的所有服务的具体实现、位置和传输协议对调用者来晓都是透 明的。客户端调用s o a 上的服务时不需要知道服务的具体实现。位置和传输协 议透明是s o a 与传统面向组件编程最根本的区别所在。 目前的服务组件都是和特定的服务器绑定在一起的。客户端澜用相应组件需 要知道组件在服务器的u r l 。而且这些服务组件也只能接受特殊的传输协议， 客户端调用时需要知道具体的传输协议。 而采用位置和协议透明技术，就可以使客户端无需根据组件的改变而修改。 通过服务总线对e l 前组件的接口进行进步的封装，将能保证位置和协议的透 1 0 数字校园中开源e s b 中问件技术的研究 明。 采用s o a 架构的优势【1 4 】可以从业务上和i t 部门上来说： 对业务上来说好处有一下几点：效率，将业务流程从”烟囱”状的、重复的流 程向维护成本较低的高度利用、共享服务应用转变。响应，迅速适应和传送关键 业务服务来满足市场需求，为客户、雇员和合作伙伴更高水准的服务。适应性， 更高效地转入转出让整个业务变得复杂性和难度更小，达到节约时间和资金的目 的。 对i t 部门来说好处有一下几点：复杂性降低，基于标准的兼容性，与点到 点的集成相比降低了复杂性。重用增加，通过重用以前开发和部署的共享服务， 实现了更有效的应用程序项目开发和交付。遗留集成，用作可重用服务的遗留应 用程序降低了维护和集成的成本。 2 1 3s o a 的核心技术 s o a 本身是应该如何将软件组织在一起的抽象概念。它依赖于用x m l 文档 和w