（计算机软件与理论专业论文）基于cs结构的cobol语言远程新开发环境的研究与实现.pdf

西北工业大学硕士论文 摘要 c o b o l 是一种面向商业的计算机语言，在国内外软件行业中广泛使用。c o b o l 语言产生于二十世纪六十年代，后来又经过四次完善与增强，在2 0 0 2 年产生了最 新的标准一c o b o l2 0 0 2 。由于c o b o l 语言历史悠久，所以世界各国的企业、政府、 团体使用的用c o b o l 开发的软件非常之多。因此，为了支持c o b 0 1 2 0 0 2 新标准并 且提供对c o b o l 现有资产的继承，本文对c o b 0 1 2 0 0 2 集成开发环境的实现进行了 研究。该集成开发环境采用的是客户端、服务器结构，客户端是w i n d o w s 平台， 服务器是h p - u n i x 平台。 本文的重点是论述c o b 0 1 2 0 0 2 新开发环境服务器端系统的设计和实现技术， 因此对于客户端只是进行了简要地介绍，没有过多地论述。对于服务器端系统的 设计和实现，本文讨论的主要内容是：对整个服务器端的软件架构进行了分析， 阐述了主框架的设计与实现方法。对客户端与服务器之间在数据通讯时使用的电 文格式进行了分析，研究了c s ( c 1 i e n t s e r v e r ) 互通信息的内容，主要是两大类： 命令与命令执行的结果；本文将之归类，设计了客户端与服务器传输数据包时使 用的电文协议。认证功能是c o b 0 1 2 0 0 2 新开发环境的一个重要功能，本文对 p a m ( p l u g g a b l ea u t h e n t i c a t i o nm o d u l e s ) 认证架构进行了深入而透彻地研究，并 在此基础上完成了该系统的认证功能。调试器是c o b 0 1 2 0 0 2 新开发环境的重要组 成部分，本文对调试器模块的功能，基本的子功能模块，各子模块之间的调用关 系等进行了详细地设计。 关键字 ： c o b o l 语言，集成开发环境，客户端，服务器，电文协议，调试器，p a m 认证 西北工业大学硕士论文 a b s t r a c t c o b o li sak i n do fo r i e n t e d b u m n e s sp r o g r a m m i n gl a n g u a g ea n dp r o d u c e d i nt h e6 0 so ft h e2 0 t h c e n t u r y i n2 0 0 2 ，c o b o ll a n g u a g e s n e w s t a n d a r d - - c o b o l2 0 0 2w a sp r o d u c e d b e c a u s eo ft h el o n gh i s t o r yo fc o b o l ，t h e s o f t w a r eu s e db ye n t e r p r i s e 、g o v e r n m e n t 、g r o u po fm a n yc o u n t r i e sw h i c hi s d e v e l o p e dw i t hc o b o li se x t r e m e l ym u c h f o r t h es t a n d a r do fc o b 0 1 2 0 0 2a n d e x i s t i n g c o b o ls o f t w a r et h ea r t i c l e i n q u i r e s t or e a l i z ec o b o l 2 0 0 2 i n t e g r a t e dd e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t t h e s y s t e m i sb a s e dc li e n t s e r v e r a r c h i t e c t u r e 。c l l e n t e n di sw i n d o w s p l a t f o r m a n ds e r v e re n di sh p u x p l a t f o r m t h ek e yp o i n to ft h ea r t i c l ei sd e s i g na n dr e a l i z a t i o nt e c h n o l o g yo f t h ec o b 0 1 2 0 0 2h e wd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ss e r v e rs y s t e m t h e r e f o r et h e c i i e n te n di si n t r o d u c t e db r i e f l y r e g a r d i n gs e r v e rs y s t e md e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o nt h ea r t i c l ed i s c u s s e ss e v e r a la s p e c t sb e i n g ：h a v i n gc a r r i e d o f ft h ea n a l y s i so fe n t i r es e r v e rs o f t w a r ea r c h i t e c t u r e ，e x p l a i n e dd e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o nm e t h o d o ft h em a i n f r a m e h a v i n ga n a l y z e dt e l e g r a m m e s s a g e ( c o m m u n i c a t e db e t w e e n t h ec l l e n te n da n d t h es e r v e r ) f o r m a ta n d s t u d i e dc s e x c h a n g i n gt h e i n f o r m a t i o nc o n t e n tt h a tm a i n l yi s t w ob i g c a t e g o r i e s ：c o m m a n da n dc o m m a n de x e c u t i n gr e s u l t t h i sa r t i c l ec l a s s i f l e d t h e m e s s a g e a n d d e s i g n e d t r a n s m i s s i o n d a t ap a c k e tt e l e g r a mm e s s a g e p r o t o c 0 1 t h ea u t h e n t i c a t i o nf u n c t i o ni sai m p o r t a n tf u n c t i o no fc o b 0 1 2 0 0 2 n e wd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t t h i sa r t i c l eh a sc o n d u c t e dt h o r o u g ha n dt h e t h o r o u g ht or e s e a r c ht h ep a m a u t h e n t i c a t i o na r c h i t e c t u r ea n dc o m p l e t e dt h i s s y r s t e m c e r t i f i c a t i o nf u n c t i o ni nt h i sf o u n d a t i o n t h ed e b u g g e ri s t h e c o b 0 1 2 0 0 2n e wd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t si m p o r t a n tc o n s t i t u e n t d e b u g g e r m o d u l ef u n c t i o n b a s i c s u b f u n c t i o nm o d u l e ， e a c hs u b m o d u l e c a l l i n g ( c a l l e d ) r e l a t i o n s h a v eb e e nc a r r i e do nd e t a i l e dd e s i g n i nt h e a r ti c l e k e y w o r d ： c o b o l l a n g u a g e ， c li e n t ，s e r v e r ，m e s s a g ep r o t o c o l ，d e b u g g e r ，p a m a u t h e n t i c a t i o n ，i n t e g r a t e dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t 2 西北t 业大学硕上论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 c o b o l 是一种面向商业的语言，自2 0 世纪6 0 年代就广泛应用于计算机应用领 域。c o b o l 语言不断地演变并吸收计算机技术发展的最新成果，使自己变得很强大。 现在的编程语言非常之多，c o b o l 与其他语言不同的是，它是针对商业界地使用而 开发的语言，是商业应用程序开发的首选语言。长期以来，国内外广泛使用c o b o l 开发商业软件。 到目前为止，历史上出现过四次c o b o l 标准： 1 1 9 6 8 年，美国标准协会批准了c o b 0 1 分会开发的标准，发布号为x 3 2 3 1 9 6 8 这个文档定义了c o b o l 内核和八个功能模块。 2 1 9 7 4 年对上一个标准进行了修订，发表了a n s ic o b o l x 3 2 3 - 1 9 7 4 文本， 把功能模块扩充到1 1 个。 3 1 9 8 5 年对c o b 0 1 - 7 4 进行了修正，产生了c o b o l - 8 5 ，使c o b o l 语言更加完 善。 4 2 0 0 2 年产生了c o b o l 语言的最新标准c o b 0 1 2 0 0 2 ，与第三个标准c o b 0 1 8 5 相比，c o b 0 1 2 0 0 2 增加了1 4 9 项内容，变更了4 0 项内容。有以下这些方面：多文 字处理功能、解除书写限制、位操作功能、浮点数的操作、地址指针、用户自定 义类型、用户自定义函数、异常处理、数据合法性检查、条件编译、和c 语言等 的连接、文件共享与排它、报表扩展等。 c o b 0 1 2 0 0 2 的出现使c o b o l 成为一种功能更加强大的语言，但目前的c o b o l 开 发工具只支持c o b 0 1 8 5 ，因此必须研制一种新的c o b o l 开发环境以支持新的c o b o l 标准。 随着信息技术的飞速发展，软件开发规模及开发队伍地逐渐增大，软件开发 不再是像过去那样几个开发人员即可解决的事情，而是一项复杂的团队活动。迫 切需要一种开发规范来规范每个开发人员、测试人员与支持人员的工作，每个项 目组成员按照约定的规则按时完成自己的工作，保证整体的开发进度。而使用高 效的软件开发工具，是使软件开发能够顺利进行的重要因素，它能提高程序员的 开发效率，降低开发成本，对商业应用程序的开发也不例外。因此，有必要研制 一种新的c o b o l 语言开发环境来适应这种需求。 目前，c o b o l 应用程序一般存在于u n i x 环境中。因此，开发基于u n i x 环境的 1 西北工业大学硕士论文 c o b o l 开发工具是一件很有意义的工作。众所周知，u n i x 操作系统的网络功能非 常强大，并且上面曾经提到，现代的软件开发是多人的协同开发，而又由于u n i x 环境一般是构筑在小型机或大型机上的，构造费用是昂贵的，若为每个开发人员 都配备一个完整的u n i x 环境，开发费用势必很大，一个变通的方法是，各个开发 人员在p c 机上远程登陆到u n i x 系统上进行开发。一般来说，u n i x 操作界面没有 w i n d o w s 操作界面友好，因此，为了给开发人员一个友好的开发环境，让开发人员 在客户端使用w i n d o w s 平台进行开发是一个理想的选择。 在上述背景下，本文提出了一种基于c s 结构( 客户端服务器结构) 的c o b o l 语言的新开发环境。从整体上说，它分为两个部分：客户端与服务器。客户端是 个人计算机，操作系统为w i n d o w s 2 0 0 0 、w i n d o w sx p 等；服务器是h p 小型机，操 作系统为h p u n i x 。此集成开发环境大致包括这几个部分：开发界面( 人机界面) 、 认证机制、文件管理、编辑器、编译器、调试器。程序在编辑器中书写完毕后， 要通过编译器的编译，生成可执行程序后才能运行，初次运行结果往往不能达到 预期的结果，这时就要使用调试器对可执行程序进行调试，找到程序的错误之处， 进行更改，再编译、运行、调试，这样反复进行，直到达到满意的结果。 i 2 研究意义 预计2 l 世纪有3 0 0 万人在用c o b o l 语言开发软件。世界各国的企业、政府、 团体使用的用c o b o l 开发的软件是庞大的，估计有千亿条现存的c o b o l 代码，这 么巨大的c o b o l 资产必须要继承，不然财产的损失是无法估计的。因此做好c o b o l 的研究工作是很有意义的。从而，对c o b o l 开发环境的研究是项非常重要的工作。 给c o b o l 程序员提供一个高效的开发工具，对提高软件质量，保证工程进度都是 至关重要的。 在研究背景中曾提到，c o b o l 新开发环境采用c s 结构，分两个部分，服务器 端为h p u n i x 平台，客户端为w i n d o w s2 0 0 0 x p 平台。通讯协议采用t c p i p 协议。 这其实是一个远程开发环境，用户在客户端进行软件开发，核心功能在服务器上 执行。 采用c s 结构，客户端充分利用了w i n d o w s 平台上人机界面可视化的集成开 发环境，使程序员从琐碎的工作中解脱出来，只关心程序的编写过程，势必提高 开发效率。服务器端使用h p u n i x ，运行集成开发环境的核心机能。 远程开发环境给团队开发提供了方便。开发人员只在个人电脑上编写代码或 进行编译与调试等操作，但其实这些编译与调试操作都以命令的形式传给了服务 西北工业大学硕士论文 器，由服务器完成这些操作的执行。这样可以充分利用服务器性能高的优势。 1 3 论文组织结构 本论文是按照作者承担的主要研究和开发工作来安排的，共分为7 章，每一 章的内容如下： 第1 章，绪论。本章简要介绍了本文的研究背景和研究意义，以及论文内容 的安排。 第2 章，c o b o l 语言新开发环境系统概述。本章介绍了c o b o l 语言新开发环 境的系统概要设计，提出了它的总体框架、运行环境、所使用的实 现技术等。 第3 章，服务器端主框架设计与实现。本章介绍了服务器主框架的设计思路 及主要的实现技术。 第4 章，客户端与服务器端的电文设计。本章介绍了客户端与服务器端通讯 时使用的数据包的设计方法。 第5 章，认证机制设计与实现。本章介绍了认证功能的实现机制，采用p a m 认证架构。 第6 章，调试器机制设计与实现。本章介绍了调试器机能的实现机制。 第7 章，结束语。本章总结了全文的主要工作，并展望了后续的研究工作， 指出了进一步的研究内容。 由于该系统规模较大，系由多人合作完成，作者所做的工作是( 若以本文的组 织结构来说的话) ，参与了第3 章服务器端主框架设计与实现和第6 章调试器机制 设计与实现，承担了第4 章客户端与服务器端的电文设计和第5 章认证机制设计 与实现。 两北t 业人学坝 ：论文 第2 章c o b o l 语言新开发环境系统概述 2 1 系统框架概述 c o b o 语占新丌发环境( 以下称c o b 0 1 2 0 0 2 开发环境) 包括客户端与服务器端两 部分。客户端只是为用户提供一个方便、友好的开发操作界面，所有的核心机能 都在服务器端处理。服务器端模块处理与客户端地通讯以及各个独立的核心功能， 核心功能包括：编译、调试、认证、共享文件的管理等。 图2 1 是c o b 0 1 2 0 0 2 开发环境物理部署图，给出客户端与服务器端物理上的一 个直观的结构图景。 服务器 倒2 - l c o b 0 1 2 0 0 2 开发环境物理部署图 如上图所示，客户端w o r k b e n c h 存在于客户机上，使用的操作系统是 w i n d o w s 2 0 0 0 x p ，通过网络连接登录到服务器上。服务器是h p 小型机，使用的操 作系统是h p u n i x 。服务器与客户端的通讯采用t c p i p 协议。服务器上有特定的 端口监听着客户端的连接。 图2 2 是c o b 0 1 2 0 0 2 开发环境的系统软件结构图。在h p 服务器上启动服务器 主进程s e r v e rp r o c e s s ，出该进程来监听客户进程的连接。它可以针对每个客户 西北工业大学颁士论文 端创建两个进程为之服务，一个是服务进程，提供文件管理、编译等服务，另一 个是调试进程，专门用来提供调试服务，这两个进程通过两个网络套接字( s o c k e t ) 与客户端进行通讯。 图2 - 2 c o b 0 1 2 0 0 2 开发环境的系统软件结构图 2 2 客户端功能概述 客户端w o r k b e n c h 是集成化开发环境的w i n d o w s 图形界面，给c o b o l 程序员 提供方便的编程环境。w o r k b e n c h 要使用由服务器端设定好的端口号、账户、密码 登录到服务器上，然后用户才能在客户端进行相关的操作，如编写c o b o l 程序、 编译c o b o l 程序、执行、调试程序等。这些操作的执行实际上大都是在服务器上 进行的，只是用户看不到而已。这些操作做为命令发送到服务器上，由服务器执 行，然后将相应的结果返回到客户端。客户端w o r k b e n c h 的主要功能分述如下。 w o r k b e n c h 的主窗口是多文档窗口，其中的子窗口可以独立出来，自由浮动， 子窗口的位置与大小也可以恢复其缺省值。在同一个窗口中放置多个窗口时，可 以使用c t r l + t a b 键进行焦点切换。 用户可以使用w o r k b e n c h 的定制功能对主窗口进行定制，可以定制的项目有 西北工业大学硕。t 论文 菜单、菜单的快捷键、工具条、状态条、加速键等。提供恢复这些可以定制的项 目的缺省值的功能。 提供上下文帮助功能： f l 帮助 ，显示与选中的项目相关的信息，这些项目 可以是，窗口、对话框、消息框、菜单、工具条等； s h i f tf 1 帮助 ，会启动一 个帮助助手，用之点击一个项目则会出现相关的帮助信息。 提供定制w o r k b e n c h 环境的功能，如，可以定制w o r k b e n c h 的缺省工作目录， 外挂应用程序等。 2 2 2 工程管理 工程是创建的一个应用程序的各种信息的集合。每个工程的信息都是独立的。 工程中包括的信息有：生成的文件的路径；环境变量；构成应用程序的文件名 称 设定的断点信息：其它相关信息。在主窗口中有一个子窗口( 登录文件窗口) 显示工程中包含的文件信息，如图2 - 3 所示。 图2 - 3 登录文件窗1 ：3 此子窗口有三个标签，从左向右依次是登录文件标签、c l a s s v i e w ( 类结构) 标 签、数据标签。点击一个标签会出现对应的子窗口。在上图所示的登录文件窗口 中，最上面的“h e l l o ”是工程名，其中的文件组成以树型结构显示。文件的种类 可以从其旁边的位图直观地看出来，如。 可以对工程进行编辑，如添加文件、 保存在一个文本文件中。 中间有一个“m ”的位图表示是主程序。 删除文件等。可以将工程的信息打印或 可以对工程进行m a k e ，生成可执行程序。主窗口的底端有一个o u t p u t 窗口会 西北工业大学硕_ 论文 把m a k e 的信息显示出来，如显示“c o m p i l i n gs t a r t ：h o m e t e s t a c o b ”类似的 信息；编译时产生的错误消息也会在此窗口中显示出来。 2 2 3 编辑器 编辑器要给c o b o l 程序员提供方便编写c o b o l 程序的功能。由于这是一个c s 结构的开发环境，所以在客户端打开服务器上的文件时，要把文件传送到客户端， 同时将文件显示在编辑器中供程序员编辑。同样，保存文件时，也要将文件从客 户端传送到服务器上。编辑器的功能分类简述如下： 1 打开文件时，文件对话框上有标识只读属性的c h e c k b o x 控件，提供以只 读或读写方式打开文件的接口。当文件以读写方式打开时，要防止其他用户 同时写此文件。 2 以前的c o b o l 程序编辑器都是只提供固定格式的编辑器，现在的编辑器要同 时支持c o b o l 程序的固定编辑格式与自由编辑格式。 3 编辑窗口的主要功能有： 打开本机文件时，编辑窗口的t i t l e b a r 上显示文件的完整路径。打开远 程文件时，t i t l e b a r 显示成“文件名 s e r v e r 名”。一个文件被同时打开 多个时，这多个文件的t i t l e b a r 依次为“文件路径”十“：n ”( n = l ，2 ，) 。 若这些文件被关闭的只剩一个时，t i t l e b a r 显示成文件路径。 固定格式编辑时，自动显示程序行的连续编号，如，当前的程序行的编号 是0 0 0 0 1 0 ，则下一行程序的行号要自动显示成0 0 0 0 2 0 。 c o p y 文( c o b o l 语言中的种文件) 可以展开与缩约显示。 其它的一些功能，如，插入符、标尺、t o o l t i p 的一些常规功能；提供多 种多个窗口的排列方式；文本域的多种选择方式：编辑方式的定制等。 4 文件新建、保存、另存等的功能。 5 输入途中，提供c o b 0 1 2 0 0 2 关键字提示补齐功能。 2 2 4 版管理 大型的团队式的开发，必须要提供代码版本管理的功能，以防止代码版本的 混乱。若用户需要高级的版本管理功能，则可以使用外部版本管理软件，系统提 供了相应的客户端的接口以方便程序员使用。可以使用的版本管理软件有 c v s ( c o n c u r r e n tv e r s i o n ss y s t e m ) 等。这些版本管理软件其实是作为w o r k b e n c h 西北工业大学顾：l ：论文 的外挂软件形式存在的。提供的主要版本管理功能有： 版本管理工具的登录：指定要使用的版本管理工具。 c h e c k i n ：使用指定的版本管理工具将文件c h e c k i n 库中。 c h e c k o u t ：使用指定的版本管理工具将文件从库中c h e c k o u t 。 获得最新状态：取得文件的最新版本。 2 2 5 认证 客户端要使用服务器上的资源，必须要先经过认证，登录到服务器上才能进 行。要登录到服务器上必须提供要连接的服务器名、用户账号、密码等。客户端 要等待服务器上的认证模块对用户的认证结果，才能进行下一步的操作。 连接登录对话框如图2 4 所示。当认证成功时。服务器名、用户账号会在客 户端保存，这样下次连接时直接从下拉框中选择即可，但密码需要再次输入。 2 2 6 调试器 图2 - 4 连接登录对话框 调试器是集成开发环境的一个重要组成部分。它提供的主要功能有： 1 ) 开始调试。 2 ) 调试c o p y 文。 3 ) 设定或取消断点。 4 ) 执行程序。 5 ) s t e p 执行。 6 ) n e x t 执行。 西北工业大学顾e 论文 7 ) n e x t 执行一个命令单位。 8 ) 执行到光标处。 9 ) 忽视断点执行到光标处。 i 0 ) r e t u r n 执行，从被调用函数中返回，执行到函数调用语句的下一条语句 处。 1 1 ) 强制停止。 1 2 ) 再次启动可执行程序。 1 3 ) 调试结束。 1 4 ) 取消所有的断点。 1 5 ) 取消当前编辑窗口中的断点。 1 6 ) 设定或取消断点的条件表达式。 1 7 ) 数据参照，观察变量值。 1 8 ) q u i c k 数据参照：把鼠标指针停留在一个变量名上，此时旁边会弹出一个 小窗口，显示出此时变量的值。 前文已经指出，本文是按照作者负责的工作安排的，而作者主要负责服务器 端的研发，所以本文只专注于服务器端的论述，客户端在文中只是略微介绍一下 功能，不进行过多的论述。 2 3 服务器端机能概述 c o b o l 2 0 0 2 开发环境的客户端只是提供了各种功能的接口，这些功能的实现 都是在服务器端完成地。所以章节2 2 中提到的大部分功能在服务器端都有相应 的模块与之对应，如调试器模块、认证模块、版管理模块等。 s e r v e r 端有一个服务器主进程作为一个服务一直运行，客户端的w o r k b e n c h 向服务器端指定端口发送连接请求，服务器主进程接受请求、进行认证后，向客 户端提供相应的服务，如文件管理、编译、调试等。以下是对服务器端各个功能 模块的概要说明： 认证模块：负责接收客户端的认证请求，认证通过则继续，否则断开连接。 文件管理模块：负责文件命令的解析、文件传送等功能。 版本管理模块：当用户使用版本管理软件时，版本管理功能由版本管理软 件提供。 编译模块：完成c o b o l 工程的编译。 调试模块：负责解析出具体的调试命令，发送给w d b 调试器。将调试命令 西北丁业大学颤：l 论义 的执行结果发送给客户端。 下文将对服务器端的部分机能进行详细介绍，所以此处只是对服务器端的结 构进行概述。详细的论述请参见第3 章服务器端主框架设计与实现、第4 章客户 端与服务器端的电文设计、第5 章认证机制设计与实现、第6 章调试器机制设计 与实现。 西北t 业人学坝一i 论立 第3 章服务器端主框架设计与实现 3 1 主框架( 服务器主进程) 服务器端主框架的主要作用是整合服务器端各个功能模块，使各个功能模块 有机地组合在一起，和谐有序地工作：并且还要负责监听客户端的连接请求与客 户端进行通讯。服务器端主框架的搭建是以一个服务器主进程为主线索，其余部 分为分支而完成地。主进程代表了服务器端主框架。本章介绍的内容也是以该服 务器主进程及其子进程为核心的。服务器端的模块构成如图3 - 1 所示： 西北工业人学硕 论文 图3 - 1 服务器端模块构成图 从图3 一l 上可以直观地看到，服务器端模块包括的核心功能模块有：认证、 调试、编译、文件管理等。 服务器主进程为每个客户端进程启动一个服务进程，服务进程与各客户端 w o r k b e n c h 通过s o c k e t 通讯。服务进程提供的服务包括认证、文件管理( 库管理) 、 版本管理、编译、环境变量设置等。 如果用户需要调试，服务器主进程为每个客户端进程启动一个调试进程，调试 进程与各客户端w o r k b e n c h 通过s o c k e t 通讯。 以下是对服务器端各个功能模块的概要说明： 1 ) 认证模块：服务器主进程负责接受客户端的连接请求，建立服务进程。服 务进程首先调用认证模块，对用户进行认证，认证通过则继续，否则，断开连接。 2 ) 文件管理模块：该模块负责文件命令的解析、传送文件等。同时也提供了 简单的版本管理功能。 3 ) 版本管理模块：当用户使用版本管理软件时，版本管理功能由版本管理软 件提供。版本管理软件有c v s 等。 4 ) 编译模块；服务进程调用编译模块，完成c o b o l 工程的编译。 5 ) 调试模块：该模块负责解析出具体的调试命令并发送给w d b 调试器并将调 试命令的执行结果发送给客户端。 3 1 1 功能简介 服务器主进程作为一个服务在服务器端存在，客户端的w o r k b e n c h 向服务器 指定端口发送连接请求，服务器端接收请求、认证后，向客户端提供相应的服务， 如文件管理、编译、调试等。 h p u x 服务器启动后要启动s e r v e r 端的服务器主进程。该进程针对每个客户 端可以创建两个进程为其服务。一个是服务进程，提供文件管理、编译等服务， 另一个是调试进程，专门用来提供调试服务。这两个进程通过两个s o c k e t 与客户 端进行通讯。服务器主进程如果监听到来自客户端的请求，则首先为客户进程创 建对应的服务进程，然后服务进程调用认证模块进行认证，其后再根据命令的类 型提供相应的服务。 西北_ t 业大学硕士论立 3 1 2 服务器主进程的设计说明 服务器主进程控制服务器端的总流程，它不直接与用户交互，只是作为一个 独立的进程存在、运行。从高层来说它主要实现三个方面的功能： 1 监听客户端的连接。 2 创建服务进程。客户端的所有非调试服务都由服务进程处理。 3 创建调试进程。客户端的所有调试服务都由调试进程处理。 由于服务器主进程在服务器端以服务的形式存在，它统一管理服务器端创建 的进程。因而，服务器主进程应是系统的一个服务，作为一个守护进程存在，在 后台运行。守护进程是生存期较长的一种进程，通常在系统引导装入时启动，在 系统关闭时终止。服务器主进程作为守护进程存在，等待客户端的连接认证请求 并对客户端的服务请求进行处理。 。3 1 3 服务器主进程的实现说明 由前述可知，服务器主进程的功能主要包括：监听客户端的连接请求；根据 客户端的请求创建服务进程或调试进程与客户端直接进行通讯，并为其提供相应 的服务。因此实现服务器主进程的流程也是针对这两点而展开实现的。说明如下： 1 启动主进程后，对f c t ( 文件控制表，用于文件管理，本文不对它进行详 细介绍) 等数据结构进行初始化。 2 主进程需要创建一个监听s o c k e t ，直对指定端口进行监听。当监听到有 客户端的请求时，就接收该连接请求，根据r e c v ( s 0 c k e ts ，c h a rf a r * b u f ，i n tl e n ， i n tf l a g s ) 中b u f 的值，判断是调试请求还是非调试请求，如果是调试请求，则创 建调试进程。如果是非调试请求，则创建服务进程。创建完进程后，主进程继续监 听下一个客户的连接请求。请参见图3 - 2 服务器主进程的流程图及其流程描述。 流程描述： 对系统进行初始化操作，如对数据结构f c t 初始化等。 监听客户进程的连接请求( 1 i s t e n 0 ) 。 当有客户连接时，建立连接。 根据接收b u f 值的不同，创建服务进程或调试进程。 服务器主进程继续监听其他客户端的连接请求。 西北工业人学硕f ：论文 3 2 服务进程 3 2 1 功能简介 图3 - 2 服务器主进程流程图 前文已有提及，服务进程处理所有与调试无关的命令请求，并将操作结果返 回给客户端。服务进程根据客户端传输过来的数据包，按照协议格式进行拆封， 解析出用户请求进行什么操作( 如编译，认证，版本管理等) ，然后再调用相应的 功能模块执行操作。 注：本文所述的数据包格式、协议格式和电文格式意思相同，电文格式请参 见第4 章客户端与服务器端的电文设计。 西北工业大学硕上论文 3 2 2 设计与实现 服务器主进程接受客户端的连接请求后，获得一个s o c k e t 描述符，在创建服 务进程以后，这个s o c k e t 描述符将供该进程使用。服务进程使用这个s o c k e t 描 述符与客户端直接进行通讯：接收客户端的请求命令，然后调用相应功能模块执 行操作，最后将执行结果发送给客户端。 服务进程的职责分为两个方面： 1 与客户端通讯 服务进程使用服务器主进程创建的s o c k e t 描述符与客户端进行通讯。客 户端w o r k b e n c h 在与服务进程进行s o c k e t 通讯时，将传输内容按照双方规定好 的通讯协议格式进行封装( 请参见第4 章客户端与服务器端的电文设计) 。 2 调用各功能模块 功能模块主要有：编译模块、认证模块和版本管理模块等。 服务进程接受客户端发送的命令，按照协议格式解析出用户请求的是哪一 种操作，根据不同的请求调用不同的模块，可由如下的伪码表示： s w it c h ( c o d e ) c a s e 0 ：调用编译模块 c t s e ，u ：调用认证模块 c a s e s ：调用s f l 文件库管理模块 c a s e v ：调用外部版本管理模块 c a s e e ：调用环境设置模块 c a s e t ：关闭s o c k e t ，断开连接 在每个具体的模块内，解析出具体的命令及参数，然后进行具体的操作，将 执行结果进行封装，发送给客户端。 注：关于c o d e 的具体含义请参见章节4 2 3 。 图3 3 是服务进程的流程图： 西北+ e 业大学硕士论文 图3 - 3 服务进程流程图 流程描述： 服务进程接受客户端的数据。 如果该客户没有经过认证，则根据传送的认证参数调用认证模块进行认证， 若认证成功，初始化环境变量等，然后转到处，接受客户端发送的下一个 数据。若认证不成功则断开连接。 如果该客户已经过认证，解析命令类型。 a 如果是编译命令，调用编译模块( 请参见图3 4 编译执行顺序示意图的说 明。此处的编译流程以发送“编译命令”为例进行说明。当在客户端发送了 编译命令后，客户端必须等待直到有返回结果，才能执行下一条命令( 除了 发送调试命令，因为调试命令的处理由调试进程对应，相关说明请参见章节 3 3 调试进程) ) 。 西北t 业大学顾l 论文 客户端w o r k b e n c h服务器端服务进程 1 发送编译命令。1 服务进程接收命令 2 经判断该用户已经过认证。 3 解析出发送的命令为编译命令。 2 等待编译结果。4 调用编译模块。 5 编译模块解析出具体的编译命令 ( 参数) 。 6 调用编译器。 7 编译器将执行结果返回给编译模 块。 3 ，接收编译结果。8 编译模块将执行结果直接发送给 客户端。 9 服务进程等待接收下一条用户发 送的命令。 图3 - 4 编译执行顺序示意图 b 如果是针对s f l 文件管理的命令，调用库管理模块( 请参见图3 5 库管理 命令执行顺序示意图的说明。此处以客户端发送“文件保存命令为例进 行说明。当客户端发送了保存命令后，必须等待直到有结果返回才能执行 下条命令( 除了发送调试命令，因为调试命令的处理由调试迸程对应，相 关说明请参见章节3 3 调试进程) ) 。 客户端w o r k b e n c h服务器端服务进程 1 发送“文件保存”命令。 1 服务进程接收命令。 2 经判断该用户已经认证过。 3 解析出用户命令为文件命令。 4 调用文件管理模块。 5 文件管理模块解析出客户端发送 的是“文件保存”命令。 2 发送完保存命令后，紧接着发 6 直接通过s o c k e t 获得文件i ；l j 容。 送要保存的文件内容。 7 保存文件。 3 等待结果。 4 接收命令结果。 8 将正确保存结果返回给客户端。 9 服务进程等待接收下一条用户发 送的命令。 西北工业大学硕十论文 图3 - 5 库管理命令执行顺序示意图 c 如果是版本管理命令，过程与上述的文件管理过程相似，此处不再赘述。 d 如果是设置环境变量命令则对各个变量进行赋值。 e 如果是结束命令，则关闭s o c k e t ，断开连接，服务进程与调试进程结束。 在处理完条命令后，服务进程等待客户端发送下一条命令，即调转到。 3 3 调试进程 3 3 1 功能简介 为了更方便地让用户进行调试，专门建立了一条调试通道，只传送与调试有 关的命令和结果，这样用户在调试的过程中还可以进行其它与调试无关的操作， 如打开文件等操作，达到了并行操作的目的，提高了工作效率。这条调试通道是 客户端与服务器建立的第二条连接，调试进程使用另一个s o c k e t 描述符与客户端 通讯。 3 3 2 设计与实现 1 设计思路：服务器主进程创建调试进程后，调试进程再创建一个进程， 调试进程与该进程是父子关系。它们通过管道来通讯，在子进程内启动w d b 调试器。调试进程等待接收客户端发送的调试命令。子进程一直读管道，直 到管道内有数据。调试进程将解析好的调试命令写入管道，子进程从管道中 得到命令，交给w d b 执行，然后将执行结果写入管道，调试进程读管道，取 得调试执行结果，然后封装调试结果，发送给客户端。 2 调试进程流程图请参见图3 6 所示。 流程描述如下： 调试进程创建以后，首先调用f o r k 0 产生一个子进程，它们通过管道来通 讯，在子进程内启动w d b 调试器。调试进程一直等待接收客户端发送的 调试命令。子进程一直读管道，直到管道内有数据。 如果调试进程接收到客户端发送的调试命令，则解析调试命令，然后将该 命令转换成w d b 调试器能够识别的格式。 将转换好的命令写入管道。 调试进程阻塞，等待子进程返回命令执行结果。 l r 西北工业大学硕士论文 子进程读管道，将读到的命令交给w d b 执行，然后将w d b 执行结果写入管 道。 调试进程读管道，取得调试执行结果，然后封装调试结果，发送给客户端。 图3 - 6 调试进程流程图 3 调试命令处理过程详述 对于调试命令完整的处理过程，分两种情况进行描述： 西北工业大学硕上论文 1 ) 在发送“开始调试”命令时，客户端已经通过认证的情况。此时服务 器直接处理调试命令。图3 - 7 说明这种情形的调试过程。 客户端w o r k b e n c h服务器端 l 。执行“开始调试”命令。 1 服务器主进程监听客户端的连接 2 客户端检查与服务器已经连 请求。 接上。 2 服务器主进程监听到有客户端连 3 与服务器建立调试连接。 s o c k e t 2 接，产生s o c k e t 2 。 4 发送调试类型的请求， 3 接收请求，经判断为调试类型。 4 创建调试进程( 以后所有的调试 命令都由调试进程与客户端通过 s o c k e t 2 传送) 。 5 在调试进程的开始处创建一个子 进程，在子进程内启动w d b 调试 器。 6 调试进程等待客户端发送调试命 令。 5 发送“开始调试”命令。 s o c k e t 2 7 接收命令，解析出“开始调试” 6 等待命令的执行结果。 命令并转换成w d b 能识别的命令 格式。 8 将转换后的“开始调试”命令传 给w d b 。 9 调试进程等待w d b 的执行结果。 l o 调试进程获得w d b 的执行结果并 7 获得执行结果。 s o c k e t 2 进行封装。 1 1 将封装好的执行结果发送给客户 8 ，更新w o r k b e n c h 界面。 端。 9 发送下一条命令。 1 2 返回到7 处等待下一条调试命令。 图3 7 调试命令执行顺序示意图( 1 ) 西北工业大学硕士论文 2 ) 在发送“开始调试”命令时，客户端没有经过认证的情况。此时，服 务器会先对用户账号进行认证，然后再处理调试命令。图3 - 8 说明这 种情形的调试过程。 客户端w o r k b e n c h服务器端 1 执行“开始调试”命令。 1 服务器主进程监听客户端的连接 2 客户端检查出与服务器还未 请求， 连接上。 2 服务器主进程监听到有客户端连 3 与服务器建立连接。 接，产生s o c k e t l 。 4 发送认证请求。 s o c k e t l 3 接收请求，经判断不是调试请求。 4 创建服务进程( 以后所有的非调试 命令都由服务进程与客户端通过 s o c k e tl 传送) 。 s o c k e t l5 服务进程调用认证模块。 5 取得认证成功的信息。 6 返回认证结果。 7 服务器主进程继续监听客户端的 连接请求。 6 与服务器建立调试连接。 8 服务器主进程监听到有客户端连 接，产生s o c k e t 2 。 7 发送调试类型的请求。 s o c k e t 2 9 接收请求，经判断为调试类型。 1 0 创建调试进程( 以后所有的调试命 令都由调试进程与客户端通过 s o c k e t 2 传送) 。 1 1 在调试进程的开始处创建一个子 进程，在子进程内启动w d b 调试器。 以下与图3 7 同。 以下与图3 7 同。 图3 - 8 调试命令执行顺序示意图( 2 ) 西北 业大学硕二l 论文 第4 章客户端与服务器端的电文设计 4 1 电文功能简介 前文已经提到，客户端与服务器的通讯使用t c p i p 协议，使用s o c k e t 通讯。 在用户使用c o b 0 1 2 0 0 2 开发环境的过程中，客户端与服务器要频繁地传输数据， 为了使传输的数据在使用时不引起混淆，必须使用二者都能理解的数据包格式， 因此必须设计一种二者都遵循的命令传输协议c t p ( c o m m a n dt r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) 。 客户端与服务器进行s o c k e t 通讯时，传输内容和过程要按照双方预先规定好 的c t p 格式。该协议的基本作用就是使服务器明确本次通讯中客户端请求进行何