（通信与信息系统专业论文）基于j2ee的铁通资源管理系统的设计与实现.pdf

1 1 课题背景 第一章绪论 随着信息时代的到来，新业务和新技术迅速推广应用，通信 网业务种类、数量急剧增加，全网干线通信设备日益更新，通信 网络正变得性能更强、分布更广和规模更为庞大。全网的干线通 信设备经历了从明线传输到电缆传输，从电缆传输到光纤传输， 从模拟设备到数字设备的发展过程。近几年，通信干线又从p d h 设备逐步转换到s d h 同步传输设备及d w d m 密集波分复用设 备。随着用户生活水平的提高，电话初装量的不断增加，各种新 型用户，例如网吧、话吧等不断涌现，按入网设备和线缆变得越 来越庞大、复杂。 而现有的长途通信网络资源、长途通信业务、设备数据的管 理还是依靠对链路台账、设备履历、停机台账、电路应急倒代台 账等各种台账进行手工记录、人工管理；故障申告或调令下达还 是靠电报、电话和人工传递：各种网络性能指标是靠人工统计和 计算：并且没有一套先进的管理手段对有关市场及客户的信息进 行有效的管理。目前的号线管理也基本停留在人工台帐管理之上， 初装电话时需要查询大量台帐，并人工进行选路配置，效率比较 低下，而且不能保证交接箱、分歧头等接入网设备和线缆的有效 利用和管理。 通信网管理正面临着使运行管理及维护现代化、标准化、简 北京交通大学硕士学位论文 单化和自动化的直接的和紧迫的需求。所以有必要建设一套长途 通信业务、号线资源管理计算机综合管理信息系统，改善和提高 生产、指挥效率、从而进一步发挥既有通信设备的作用，有效的 管理和分配整个网络资源，使网络管理从单项的、人工的、独立 的、局部的和数据的，走向综合的、智能的、统一的、整体的和 可视化的，为铁通公司网络运行指挥管理提供先进的手段。 1 2 课题主要研究工作 1 2 1 课题目标 基于j 2 e e 多层结构，结合g i s ( 地理信息系统) 技术，使用 m a p x t r e m ef o rj a v a 中间件，设计并实现铁通瓷源管理系统。系 统的设计目标是对各种干线资源包括局结点、机房、设备、管道、 线缆、电路进行有效的可视化管理，可以方便地添加、删除、配 置网络资源，并提供完善的查询统计功能。 1 2 2 本文的研究工作 在项目开发过程中，做为项目负责人参与了从系统分析到编码实现的 全过程。具体的工作包括： 系统三层模型的设计 系统需求分析与u m l 建模 持久层的设计与实现 地图操作的设计与实现 北京交通大学硕士学位论文 1 3 本文组织 本文主要围绕基于j 2 e e 三层模型的铁通资源管理系统的设 计与实现进行了阐述。 第一章介绍了课题背景和目标。 第二章简要介绍了系统用到的主要技术：j 2 e e 平台和 m a p x 订e m ef o rj a v a 中间件。 第三章介绍了系统的分析与设计。系统采用u m l 分析与设 计。 第四章详细介绍了系统两个关键模块的实现，包括数据库访 问的实现和地图操作的实现。 第五章总结了系统的优势与不足。 北京交通大学硕士学位论戈 ；翌剥答謦理 姓坠鹱酉桶妥副朝攀喾菇鬻e 蟮牲曼型，馥羯矧监馘筠“箱 垂羹翱霍j 季骱耋娃i 鞠鞘藕豁；礤蒙臻暮薹签醋馨掌矗霾甥球噬m 燮蕊丽巧壤啪渤嗽缒显赫矧引姘菩基亭巍氧帮德；墅轻矩蜡一 扼捌醚彰| 螂 磊罄鼎攀晕士廷j 弹x 鳓够麴奄蒜谗罐陌堪灞 馑擦罐噶， 建岛罐嚆滢厢毯琅睡穗；褒簿雒懈锫忙磷澎硐镯灌遵淫潆 涸，毳圈副蚋琵媸葡处理地图数据的插件m a p x 根据用户数收取 费用，采用c s 模式，每一个客户端都需要购买一个擂件，费用昂贵。 采用b s 模式，并且采用瘦客户端模式( 参见第二章) ，客户 端只需要浏览器，没有业务逻辑，即使系统在服务器端进行了升 级也不会影响客户端的使用。 采用b s 模式，只需要在服务器端使用m a p x t r e l n ef o rj a v a 插件，只需要购买一份拷贝。大大降低了系统的费用。 综上，系统采用基于j 2 e e 的多层w 如g i s ( 地理信息系统) 架构。系统的结 x 北京交通大学颈士学位论文 e j b 规范定义了3 种不同类型的e j b ：会话b e a i l ，实体b e 姐 消息驱动b e a n 。如图所示： 图2 2 e j b 的b e a i l 结构 会话b e a i l 代表短暂的与客户的会话，当客户结束执行时，会 话b e a l l 及它的数据就消失了。与会话b e a n 相比，实体b e a n 代表 存储在数据库的表，如果客户结束程序或服务器关闭，潜在的服 务方法会将数据存储。 2 1 2 多层模型 j 2 e e 平台使用多层分布式的应用模式。应用逻辑根据其功能 分成多个组件，各种不同的应用组件构成分布在不同的依赖于层 的机器上的j 2 e e 程序。下面列出了位于不同层的组件： 运行在客户机上的客户层组件 运行在j 2 e e 服务器上的网络层 运行在j 2 e e 服务器上的逻辑层 运行在e i s 服务器上的企业信息层 尽管j 2 e e 应用程序可以由三层或四层构成，j 2 e e 应用程序 北京交通大学硕士学位论文 通常由三层构成，因为他们分布于三个不同的位置：客户及，服 务器，后台数据库服务器。通过这种方式运行的三层应用模式拓 展了基于客户服务的两层模式。 图2 3j 2 e e 三层结构 在传统的c l i e 州s e r v e r 两层结构中，客户端直接连接到数据 库服务器，由二者分担业务处理，这样体系有以下的缺点： c l i 锄t 与s e r v e r 直接连接，安全性低。非法用户容易通 过c i i e n t 直接闯入中心数据库，造成数据损失； c l i e n t 程序肥大，并且随着业务规则的变化，需要随时更 新c l i e n t 端程序，大大增加维护量，造成维护工作困难； 每个c l i e n t 都要直接连到数据库服务器，使服务器为每 个c l i e n t 建立连接而消耗大量本就紧张的服务器资源： 大量的数据直接c l i e 州s e n 他r 传送，在业务高峰期容易 1 2 北京交通大学硕士学位论文 造成网络流量暴增，网络阻塞。 j 2 e e 使用多层模型改善传统两层模型的不足。在多层分布式 体系中，系统资源被统一管理和使用，用户可以通过网格门户透 明地使用整个网络资源。多层分布式体系具有以下优点： 安全性：中间层隔离了客户直接对数据服务器的访问，保护 了数据库的安全： 稳定性：对于要求2 4 7 工作的业务系统，多层分布式体系提 供了更可靠的稳定性： 1 、中间层缓冲c l i e n t 与数据库的实际连接，使数据库的实际 连接数量远小于c l i e m 应用数量。当然，连接数越少，数据 库系统就越稳定。 2 、f a i l r e c o v e r 机制能够在一台服务器当机的情况下，透明 地把客户端工作转移到其他具有同样业务功能的服务上。 易维护：由于业务逻辑在中间服务器，当业务规则变化后， 客户端程序基本不做改动； 快速响应：通过负载均衡以及中间层缓存数据能力，可以提 高对客户端的响应速度； 系统扩展灵活：基于多层分布体系，当业务增大时，可以在 中间层部署更多的应用服务器，提高对客户端的响应，而所 有变化对客户端透明。 2 1 3 关键技术 j 2 e e 平台涉及的技术很多，包括j s p s e l e t 、j d b c 、 r m i i i o p 、j n d i 、j m s 等等。本节着重介绍系统用到的j s p s e 1 e t 和j d b c 。 北京交通大学硕士学位论文 s e n r i e t s e r v l e t 是一种独立于平台和协议的服务器端的j a v a 应用程 序，可以生成动态的w 曲页面。 s e r v l e t 是位于w e b 服务器内部的服务器端的j a v a 应用程序， 与传统的从命令行启动的j a v a 应用程序不同，s e r v l e t 由w 曲服 务器进行加载，该w 如服务器必须包含支持s e r v l e t 的j a v a 虚拟 机。 j a v as e r v l e ta p i2 2 的类和接口组成两个j a v a 包，即： j a v a x s e r v l e t 和j a v a x s e 1 e t t h t f p 。 j a v a x s e l e t 包提供了控制s e 1 e t 生命周期所必需的 s e r v l e t 接口，是编写s e r v l e t 时必须要实现的。 j a v a x s e l e t h 仕p 包提供了从s e l e t 接口派生出的专门用于 处理h t t p 请求的抽象类和一般的工具类。 下面主要介绍j a v a x s e r v l e t h t l p 提供的 r r r ps e l e t 应用编程 接口。h t t p s e l d 类包含i i l i t o 、d e s t m “) 、s e r v i c e ( ) 等方法。其 中 x 北京交通大学硬士学位论文 解释。 一个h t t p 错误响应，重定向到另一个u r l 、s e r v l e t 、j s p 。 ( 3 ) d e s t m y ( ) 方法 d e s t r o y ( ) 方法仅执行一次，即在服务器停止且卸装s e r 、，l e t 时执行该方法。典型的，将s e l e t 作为服务器进程的一部分来 关闭。缺省的d e s 仃o y ( ) 方法通常是符合要求的，但也可以覆盖 它，典型的是管理服务器端资源。例如，如果s e r v l e t 在运行时 会累计统计数据，则可以编写个d c s t r o y 0 方法，该方法用于 在未装入s e r v l e t 时将统计数字保存在文件中。另一个示例是关 闭数据库连接。 当服务器卸装s e r v l e t 时，将在所有s e r v i c e ( ) 方法调用完成 后，或在指定的时间间隔过后调用d e s 廿o y ( ) 方法。一个s e l e t 在运行s e r v i c e ( ) 方法时可能会产生其它的线程，因此请确认在调 用d e s t m y ( ) 方法时，这些线程已终止或完成。 ( 4 ) g e t s e r v l e t c o n f i 9 0 方法 g e t s e 1 e t c o l l f i 9 0 方法返回一个s e r v l e t c o 曲g 对象，该对象 用来返回初始化参数和s e r v l e t c o n t e x t 。s e l e t c o n t e x t 接口提供 有关s e r v l e t 的环境信息。 ( 5 ) g e t s e l e t i n f o ( ) 方法 g e t s e r v l e t i n f o ( ) 方法是一个可选的方法，它提供有关s e l e t 的信息，如作者、版本、版权。 当服务器调用s e v l e t 的s e n ，i c e 0 、d o g e t ( ) 和d o p o s t 0 这三个 方法时，均需要”请求”和”响应”对象作为参数。”请求”对象提供 有关请求的信息，而”响应”对象提供了一个将响应信息返回给浏 览器的一个通信途径。i a v a ) 【s e n r l c t 软件包中的相关类为 北京交通大学硕士学位论文 着越来越多的程序员开始使用j a v a 编程语言，对从j a v a 中便捷 地访问数据库的要求也在日益增加。 j a v a 和j d b c 的结合，使信息传播变得容易和经济。企业 可继续使用它们安装好的数据库，并能便捷地存取信息，即使这 些信怠是储存在不同数据库管理系统上。新程序的开发期很短。 安装和版本控制将大为简化。程序员可只编写一遍应用程序或只 更新次，然后将它放到服务器上，随后任何人就都可得到最新 版本的应用程序。对于商务上的销售信息服务，j a v a 和j d b c 可为外部客户提供获取信息更新的更好方法。 j d b c 是一种低级a p i ，是高级a p l 的基础。j d b c 是个 “低级”接口，也就是说，它用于直接调用s q l 命令。在这方面 它的功能极佳，并比其它的数据库连接a p i 易于使用，但它同 时也被设计为一种基础接口，在它之上可以建立高级接口和工具。 高级接口是“对用户友好的”接口，它使用的是一种更易理解 和更为方便的a p i ，这种a p i 在幕后被转换为诸如j d b c 这样 的低级接口。j d b ca p i 既支持数据库访问的两层模型，同时也 支持三层模型。 在两层模型中，j a v a 印p l e t 或应用程序将直接与数据库进行 对话。这将需要一个j d b c 驱动程序来与所访问的特定数据库管 理系统进行通讯。用户的s q l 语句被送往数据库中，而其结果 将被送回给用户。数据库可以位于另一台计算机上，用户通过网 络连接到上面。这就叫做客户机服务器配置，其中用户的计算机 为客户机，提供数据库的计算机为服务器。网络可以是i n t 瑚e t ( 它可将公司职员连接起来) ，也可以是n e m e t 。 在三层模型中，命令先是被发送到服务的“中间层”，然后由 北京交通大学硕士学位论文 驱动程序加到他们现有的数据库中间件产品中。 本地协议纯j a v a 驱动程序：这种类型的驱动程序将j d b c 调用直接转换为d b m s 所使用的网络协议。这将允许从客户机 机器上直接调用d b m s 服务器，是i n 缸| 趴e t 访问的一个很实用 的解决方法。由于许多这样的协议部是专用的，因此数据库提供 者自己将是主要来源。 2 2m a p x t r e m ef o rj a v a 通过m a p x t r e m ef b rj a v a 可以开发出适合自己的地图应用， 如使用数据可视化和地图化辅助商业决策；实现更有效的资源和 资产管理，提高运作效率等。由于m a p x l r e m ef b rj a v a 是服务器 端软件，所以对于系统的可扩展性，可维护性，稳定性，安全性 总体成本等方面都有很大优势。使用m a p x t r c m ef b rj a v a 开发出 的应用，可以适合i n t m e t 和i n t e m e t 。 m a p x t r e m ef o rj a v a 版本是一套1 0 0 纯j a v a 类。它带有一 系列可视和非可视的j a v a b e a n ，易于集成在常见的j a v a 开发环境 中，例b o r l a n dj b u i l d e r ，o r a c l ej d e v e l o p e r 和s u n 的f o n e 。 m a p x _ 【r e m ef o rj a v a 于各个层次的开发者，如精通j a v a 的开 发者可以使用m a p ja p i 定制自己的应用，一般的开发者也可以 通过j a v a b e a n 开发应用，甚至不懂j a v a 的人也可以通过创建 x 北京交通大学硕士学位论文 组件化设计 组件化的设计使m a p x t r e m e 既可以用于c i i e m s e e r 结构 也可用于b r 0 ，s e r s e n ，e r 结构。 1 连接远程数据的能力 可以将地图数据放在空间数据库里通过m a p x t r e m e 访 问。 兼容w e b 环境 兼容支持i s a p i ，n s a p i ，c g i 的w e b 环境。 建议使用能够产生j a v a 对象实例的a p p l i c a t i o n s e n ，e r ，如 a p a c h e + t b m c a t 等。 编程方便 提供创建应用向导和j s p t a g s ，可以减少编码工作。此外 还提供了j a v a b e a n 。 2 2 2 应用结构 m 印x t r e m ef o rj a v a 典型的三层结构如图2 4 所示，客户端是 浏览器，应用逻辑在中间层，包括m a p j 的使用， m a p x t r e m e s e r v l e t ，数据库放在数据层。应用可能使用s e r v l e t 、 j a v a s e “e r p a g e 或j a v a b e 蛆实现。 北京交通大学硕士学位论文 图2 4m a p x t r e m e 三层结构 用户通过浏览器上的h t m 】或a p p l e t 和地图应用交互，如向服 务器发送地图请求。w e b s e e r 接收请求，服务器端的应用程序 和地图服务器交互得到新的地图，并嵌入到h t n l l 或印p i e t 中。如 果地图放在) b m s 中，需要使用j d b c 得到地图数据。 m a p x 订e m ef o rj a v a 通过浏览器，能够支持多种w e b 应用，包 括瘦客户端、中型客户端和胖客户端。他们的不同在于传输数据 量的不同。 北京交通大学硕士学位论文 图2 5 三种客户端 在瘦客户端应用中，所有的地图生成渲染是由服务器端完成 的。客户端只是接收g i f 或j p e g 图像( 交互式的) 。在服务器 端，m a p x t r e m e 作为一个s e r v l e t 与w e b 服务器相连接，或者集 成了w e b 服务器和应用服务器的功能。 在中型客户端应用中，w e b 浏览器装载了一个j a v a a p p l e t ， 但是仍然从m a p x t r e m e 的s e l e t 获取g i f 或j p e g 格式的地图 图像。这样的环境可以允许更健壮和更灵活的用户界面，同时减 少从服务器端下载的数据量。 在胖型客户端应用中，装载了a p p l e t 后，地图以一系列矢量 的形式传输到a p p l e t 中。这样，除了从远程数据库中接收空间对 象外，所有的地图操作都由客户端印p l e t 完成。这样的环境最适 合于宽带内部网，所有的矢量数据都传输副每个客户端。要使用 这种模式，m a d x t r e m e 必须以命名用户方式注册。 北京交通大学硕士学位论文 2 2 3 主要类介绍 m a p x t r e m ej a v a 主要有四个组件：m a p x t r e m e s e l e t 、m a p j o b j e c t 、r e n d e r e r s 和d a t a p r o v i d e r s 。 m a p x t f e m e s e n ，l e t 是m a p x t r 锄ej a v a 提供的m a p p i n g s e r v e r ， 支持客户端的三种请求： 请求地图图像 请求矢量地图数据 请求元数据( 如某一个图层的字段名) 可以通过m a p j 向m 印x t r e m e s e n ，l c t 发送请求，也可以使用 m 印x t r e m e j a v ax m lp r o t o c a l 和m 印x t r e m e s e 1 e t 通讯。 m 印x t r e i n c s e n ，l e t 不会记录信息，所有的地图状态信息都需 要由客户端提供。在完成实现地图请求对，图像的输出由多线裎 的r c n d e r e rs e r v e r 处理，数据的处理由d a t a p r 0 “d e rs e r v e r 处理。 m a p x t r e m e s e r v l e t 配置在s e l e t 容器中。这样分布可以使 m a p x t r e m e s e r v l e t 稳定的工作。 m a p x t r e m e s e r v l e t 完成地图工作，而s e 1 e t 容器负责负载平 衡、容错处理和安全性。在s 呲的j a v a w 曲s e r v c r 中有s e l e t 容 器，在b e aw 曲1 0 9 i c 中也有。a p a c h e 和i i s 中没有s e r v l e t 容器， 但可以使用单独的s e r v l e t 容器插件( 如j n m 或t 0 m c a t ) 。 m 叩j 用来管理整个地图状态，如地图中心，视野范围，投影， 距离单位，图层等等。m a p j 是m a p x 雠m e j a v aa p i 中最顶级的对 象。 m a p j 可以配置和不同的r e n d e r e r 和d a t a p r o v i d e r 工作。在许 多情况下，m 印j 相对于m a p x 仃e m e s e r v l e t 是c 1 i e m 端，它向s e i e t 2 7 北京交通大学硕士学位论文 发送请求( 包括地图状态) ，然后从s e n r l e t 获得地图图像和数据。 m a p j 是基于组件设计的，所以也可以直接访问地图数据，产 生图片。所以m a p j 可以配置成许多应用。 另外，m a p j 仅负责管理地图状态，所以占用较少内存。所以 很适合在多层结构的应用中工作在中间层。 r e n d e r e r 负责显示数据，m a p x t r e m e j a v a 有四种r e n d e r 。 l l o c a l r 船d e r e r 该r e n d e r 使用d a t a p r o v i d e r 从本地直接获 得数据，然后输出到j a v a g r a p h i c 2 d 对象上。 2 m a p x t r e m e i m a g e r e n d e r e r使 用该r e n d e r e r， m a p x t r e m e s e n ，1 e t 负责渲染图像。实际上，在m a p x t r e m e s e r v l e t 中是使用l o c a l r e n d e r e r 输出指定格式图像的。 3 i n t r a s e r v l e t c o n t a i n e r r e n d e r e r 这种r e l l d e r e r 可以用在 s e r v l e t 传递中。 4c o m p o s i c c r e n d e r e r 这种r e n d e r e r 可以只更新有数据变化 的图层，如实现g p s 目标监控。 d a t ap r o v i d e r 是关联m 印j 和地图数据的对象。m a p j 中每一 个图层都有一个d a t a p r o v i d e r ，d a t a p r o v i d c r 连接数据源并返回矢 量地图数据。 m a p x t r e m e j a v a 提供了连接如下数据源的d a t a p r o v i d c r ： m 印i n f 0 1 a b l e o r a c l e 8 iw i 也s p a t i a lo p t i o n i n f 0 肌i xu 埘v e r s a ls e r v e rs p a t i a l m 珊d a t a b l a d e d b 2 s p a t i a l 、) i h r ee x t c n d e r 包含坐标信息的j d b c 表 e s r is h a p e 文件 北京交通大学硕士学位论文 第三章系统分析与设计 本章首先分析了系统的具体需求。然后使用u m l 对系统进 行建模，采用用例图描述系统的需求，并在用例图的基础上找出 系统中的领域模型。最后根据m v c 模式设计系统的包结构。 3 1 系统具体需求 系统的总的目标是对铁通公司各种干线资源包括局结点、机 房、设备、管道、线缆、电路进行有效的可视化管理，可以方便 地添加、删除、配置网络资源，并提供完善的查询统计功能。 系统按照功能划分主要包括五部分：节点管理，设备管理， 故障管理，线缆管理和系统管理。各部分具体需求如下： 3 1 1 结点管理 省节点、地区节点、局节点和机房统称为节点。节点的管理 包括打开结点，添加、删除节点，查找结点和查看节点属性等。 打开结点：打开选中结点，进入下一层。首先关闭原结点所属层， 添加结点 删除结点 结点属性： 然后显示下属层，合适设置缩放尺度。 以图形化操作添加结点。 删除指定结点。删除结点时，系统自动判断网络连接 和使用情况。节点中含有下一级节点时不允许删除。 显示结点基本属性，并可进行对基本信息进行修改， 北京交通大学硕士学位论文 并验证修改权限。 查找结点：按指定条件进行结点查找，将结果以列表方式显示。 3 1 2 设备管理 设备管理负责管理机房内各种类型通信设备。 添加设备：添加新设备。设备类型以图形库的方式提供，可根据 需要扩展新设备类型。 删除设备 移动设备 设备属性 设备查询 设备配置： 时隙配置 删除设备。当设备内含有机框卡板时不能删除。 移动设备，任意调整机房布局。 显示设备属性。 按指定条件查询设备。分简单查询和复杂查询两种， 均支持精确查询和模糊查询。 配置设备的机框、卡板、卡板端口及其连接属性。系 统以图形方式显示当前用户机框卡板信息。 进行端口时隙配置。 3 1 3 线缆管理 线缆管理负责管理长途和局间线缆。线缆主要包括光缆和电 缆两种。 添加线缆 删除线缆： 线缆属性： 添加新线缆。线缆类型以图形库的方式提供，可根据 需要扩展新线缆类型。线缆位置由用户选择的两个端 点决定。 删除线缆。当线缆正在使用时无法删除。 显示线缆属性。 北京交通大学硕士学位论文 线缆查询：按指定条件查询线缆。分简单查询和复杂查询两种， 均支持精确查询和模糊查询。 3 1 4 故障管理 故障管理负责设备的故障申报、恢复和统计。 故障申报：申报设备故障。将设备工作状态设为“故障”，设备图 故障修复 故障统计： 标将会变成红色，相应结点也变成红色，提示结点内 有非正常设备。系统会给出影响范围。 恢复设备故障。将设备工作状态设为“正常”，设备、 结点图标恢复原貌。 对设备故障申报或修复操作进行历史列表。 3 1 5 系统管理 系统管理负责维护使用系统的用户信息和日志。 用户管理：对目前可以使用本系统的用户进行管理，包括添加、 删除、修改操作。 权限设置：对员工分配权限。 系统日志：以列表方式显示所有员工韵全部操作过程。 3 2 系统结构 铁通公司的各种资源在地理上十分散并且和地理位置联系紧 密，例如各种设备的位置。使用传统的m i s 系统用文字的形式标 识设备的位置使得设备的选择非常的不直观。所以系统采用g i s 技术实现。 北京交通人学硕l 上学位论文 ( 1 ) 表明用例的某部分是可选的( 或者可能可选) 的系 统行为。将模型中的可选行为和必选行为分开。 ( 2 ) 表明只有在特定条件下( 有时候是异常情况下) 才执 行的分支流，如触发警报。 ( 3 ) 表明可能有一组行为段，其中的一个或者多个段可以 在基本用例中的扩展点处插入。所插入的行为段( 以及插入的顺 序) 将取决于在执行基本用例时与主角进行的交互。 3 3 2 系统用例图 根据上一节的系统具体需求，系统的参与者包括设备管理员 和系统管理员。设备管理员与系统的交互主要包括： 登录、查看端局、查看机房、查看设备、故障申报和故障恢复等。 其中查看设备又包括查询设备和选择设备子用例。故障申报和故 障恢复又包括选择设备子用例。 系统管理员与系统的交互主要包括： 登录和管理用户 系统总的用例图如下图所示： 北京交通大学硕士学位论文 替代流程用例中报少使用的逻辑路径，那些在变更工作方 式、出现异常或发生错误的情况下所遵循的路径。 以下一章将详细讨论的选择设各和故障申报用例为例。 用例1 ：选择设各 主要参与者：系统管理员 用例描述：设备管理员从地图上选择设备。该用例是查看设备 故障申报，故障恢复的子用例。 前置条件：a c t o r 已登录 基本流程： 1a c t o r 进入机房管理页面 2a c t o r 输入设备的位置 3 系统查找该位置的设备 4 系统标注选择的设备 替代流程： 3 a 系统查找不到当前位置的设备 1 系统提示重新输入设备位置 后置条件：系统标注选择的设备 北京交通大学硕士学位论文 3 4 系统领域模型 领域模型是现实世界概念类或领域中现实对象的可视化表 示。领域模型说明问题域里有意义的概念类。通常可以用不定义 操作的一组类图来表示。可以表示：领域对象或概念类i 概念类 之间的关联：概念类的属性。 非正式的，个概念类就是一个观点、事物或者对象。概念 类的正式定义可以按照它的符号、内涵和外延来考虑： 符号代表一个概念类的单词或图片 内涵概念类的定义 外延概念类应用的一组实例 通常可以通过两种途径识别概念类：使用概念类分类列表和 识别名词短语。其中根据名词短语识别概念类简单实用。 领域模型的建立主要经过四步： i 用概念类分类列表或名词短语识别找出当前需求中的候选 概念类。 2 在领域模型中描述这些概念类。 3 在概念类之间添加必要的关联来记录那些需要保存记忆的 关系。 4 添加用来实现需求的必要属性 根据上一节得到的用例的文本描述，从中选出名词短语作为 概念类的候选。将其中一些舍弃，一些作为概念类的属性。最后 得到系统的领域模型。如图所示： 北京交通大学硕士学位论文 图3 3 系统领域模型 北京交通大学硕士学位论文 3 5 系统包结构 3 5 1m v c 设计模式 系统构架基于m v c 设计模式。m v c ( 模型视图一控制器) 是x e r o xp a r c 在八十年代为编程语言s m a l l t a l k 一8 0 发明的一 种软件设计模式，它强制性的使应用程序的输入、处理和输出分 开。m v c 应用程序分成三个核心部件：模型、视图、控制器。 视图是用户看到并与之交互的界面。在视图中其实没有真正 的处理发生，作为视图来讲，它只是作为一种输出数据并允许用 户操纵的方式。 模型表示企业数据和业务规则。在m v c 的三个部件中，模 型拥有最多的处理任务。被模型返回的数据是中立的，就是说模 型与数据格式无关，这样一个模型能为多个视图提供数据。由于 应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用，所以减少 了代码的重复性。 控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需 求。所以当单击w 曲页面中的超链接和发送h t m l 表单时，控 制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定 调用哪个模型构件去处理请求，然后用确定用哪个视图来显示模 型处理返回的数据。 m v c 的处理过程，首先控制器接收用户的请求，并决定应 该调用哪个模型来进行处理，然后模型用业务逻辑来处理用户的 请求并返回数据，最后控制器用相应的视图格式化模型返回的数 据，并通过表示层呈现给用户。 4 l 北京交通大学硕士学位论文 3 5 2m v c 模式的实现 在本系统中，包图如图所示： v i e w 包括两部分j s p 和m a p d i 印l a y 。j s p 负责显示数据和与用 户交互，j s p 中不包含任何业务逻辑。m 印d i s p l a y 封装了显示地图 的相关类。 c o n t r o l 包括三部分：m a p c o n t r o l 、c o n t r o l s e n r l e t 和m a n a g e 。 其中m a p c o m r o l 包负责实现地图相关逻辑。c o r l t m l s e r v l e t 负责程 序流程的调度，调用相应的模型和处理。m a n a g e 负责执行相应的 业务逻辑。 模型部分为e n t i t y 包。主要包括上一节确定的领域模型中的概 念类。 在m v c 之外，还有一个p e r s i s t e n c e 包。用于管理模型的持久 化。模型保存在关系数据库o r a c l e 中，用j d b c 进行访问。为了避 免将持久层的变动波及到业务逻辑层，将数据库访问进行了封装， 每一个e n t i t y 包中的类对应于一个d a 0 类。数据库的访问将在下 一章详细介绍。 北京交通大学硕士学位论文 v i e w c o n t r o l 淅o d e l 图3 4 系统包图 北京交通大学硕士学位论文 第四章关键模块实现 本章介绍了系统两个关键模块的实现。 第一部分介绍了数据库访问的实现。j 2 e e 中对数据库的访问 通常采用e j b ，尤其是c m p 实体b e a n 。考虑到应用服务器的造 价以及系统的规模，本系统没有使用e j b ，而是使用j d b c 直接 访问数据库。同时使用d a o 模式对j d b c 进行了封装。 第二部分介绍了地图操作的实现。由于相关资料很少( 实际 上只有产品的联机文档d e v e l o p e rg u i d e ) ，使用m a p x t r e m ef o r j a v a 实现地图操作是本系统的难点所在。 4 1 数据库访问的实现 系统使用j d b c 访问0 r a c l e 。j d b c 负责持久性数据访问和 管理，根据数据库类型的不同，s q l 语句的词法和语法也会有所 不同，这就造成了程序代码和数据访问代码之间的依赖关系；当程 序组件，即实体b e a n 、会话b e a n 或s e r v l e t 、j s p 等需要访问数据 源时，它们会使用正确的应用程序接口来得到连接并管理数据源， 但这样也会造成这些组件与数据源物理实现之间的依赖关系，从 而使得应用程序很难从一个数据存储实体移植到另一个数据存储 实体中去；当数据源的物理实现变化的时候，应用程序也必须相 应地加以改变。 4 1 1 d a 0 模式 数据访问对象( d a t aa c c e s so b j e c t ，d a o ) 模式将数据访问逻辑 4 5 北京交通大学硕士学位论文 的代码。同时也提高了应用系统的整体可读性和开发率。 集中处理所有数据访问。由于所有的数据访问操作都移交给 数据访问对象，这样应用系统其他部分就与数据访问实现隔离开 来，而全部相关操作都与数据访问对象集中处理，这样也使得相 关操作更加容易被维护和管理。 d a o 设计模式的缺陷： 添加了额外的层面。数据访问对象在数据用户和数据源之间 添加了一个层面，也就增加了一些额外的设计和实现的负担。 4 1 2 事务和异常处理 d a o 所执行的每一个操作，如创建、更新或者删除数据都 与一个事务相关联。事务界定是定义事务边 x 北京交通大学硕士学位论文 用程序的其余部分。只有在可以合理地预期调用者可以处理异常 时，d a o 接口中的方法才应该抛出检查过的异常。如果调用者 不能以有意义的方式处理这个异常，那么考虑抛出一个未检查的 ( 运行时) 异常。 4 1 3 d a o 实例 以设备的持久化为例。总共包括接口d a o ，抽象类 a b a 仃a c t d a o 和类e q u i p d a o 、d b u m 、d a o f a c t o r y 五个类。其 中涉及到了工厂模式和模板方法。类图如下： 4 9 北京交通大学硕士学位论文 中定义一个实现了算法骨架的方法( 模板方法) ，该方法包括可变 和不可变部分。模板方法调用其它方法，其中一些方法在子类中 覆盖。由此，子类覆盖的可变方法可以在可变点加入自己的特定 行为。例如，f i n d b y p k 方法是接口对应方法的实现，完成异常包 装，数据库资源的获得与释放，同时它调用了抽象方法 f i n d b y p k d b 。f i n d b y p k d b 由具体的d a o 覆盖( e q u i p d a o ) ， 实现从具体的数据库表中根据主键查找记录并包装成e q u i p 返回 的操作。 a b s t r a c tp u b l i cc l a s sa b s t r a c t d a 0 i m p l 锄e n t sd a o c o n n e c “o nc o n n n m x 北京交通大学硕士学位论文 ) 类d a o f a c t o r y 用于获得d a 0 的实例。没有直接在业务逻辑层调 用n e w 生成实例，而是用f a c t o r y 进行封装是考虑到系统的可扩 展性。即使将来持久层的机制变化了，例如采用别的数据库，只 需修改d a o f a 鼬o r y 返回适当的d a o 实现，持久层的变化不会波 及到业务逻辑层，减少了层与层之间的耦合。 p u b l i cc l a s sd a o f a c t o r y p u b l i cs t a t i cd a og e t e q u i p d a 0 0 ( r e t u mn e we q u i p d a 0 0 ； ) 其它实体类的d a 0 类e q u i p d a o 是真正使用s q l 与数据库交互的类。覆盖了超类的 抽象方法。 p u b l i cc l a s se q u i p d a o e x t e n d sa b s 他衙d a o s 订i n gs e l e c t = ”s e l e c t + f r o me q u i p 帆r ee q u i p i d = ? ”； i n s e r td e l e t eu p d a t e p u b l i co b j 。c tf i n d b y p k 2 d b ( o b j e c tp k ) 廿w ss q l e x c 印t i o n i n ti d = ( ( i n t e g e r ) p k ) i n t v 矾u e o ； p s t = c o n n p r e p a r e s t a t e m e n t ( s e l e c t ) ； p s t s e t i n t ( 1 ，i d ) ； r s = p s t e x e c u t e q l l e l 了o ； r c t u mc r e a t e e q u i p f r o m r s ( r s ) ； 北京交通大学硕士学位论文 覆盖其它继承来的抽象方法 ) 持久层类的应用在下一节的地图操作模块的实现中介绍。 4 2 地图操作的实现 4 2 1 地图的组成 在一幅地图中，可以有多个图层，每个图层只显示部分信息， 例如街道、建筑、行车路线、行政区界等。下面是一个图层的示 例，四个图层组成一个地图。 图4 4 地图中的图层 地图由多个图层组成，而每个图层由多个地图图元组成。图 元分为点图元、线图元和面图元。还是以上图为例，自上而下， 图层1 和图层2 由点图元组成，图层3 由面图元组成而图层4 由 线图元组成。 地图中的图元与三种数据相联系。 图元的地理信息，包括位置和类型( 点、线、面) ； 北京交通大学硕士学位论文 图元的业务属性，以表示国家的图元为例，业务属性可能 包括国家的名称、人口、首都等 图元的显示方式。包括图元本身的显示和标签的显示。例 如填充的图标和颜色，线和面图元还包括线的类型等。 4 2 2 地图的m a p x t r e m e 表示 地图以图层为单位存储于数据库或文件系统。一个图层上的 所有f e a t u r e 构成整个图层。在概念上，图层相当于表，所以可以 将f e a t u r e 理解为记录r e c o r d 。实际上地图中的层在o r a c l e 中 就是一个表，表的每一条记录是本图层的一个图元。图层表的结 构正好对应于上节所述的图元所关联的三类信息。 对应于地图的概念，m a p x 仃e m e 用m a p j 类表示。m a p j 实际 上对应于个x m l 文档。其中记录了组成地图的各个图层的存 储位置以及所有图层的公共信息，例如坐标系。 m 印x t r e m e 用l a y e r 表示地图的图层。每一个l a y e r 是同一 种图元的集合。同时l a y e r 中还包括该图层的渲染信息，使得图 层可以根据用户的需要显示不同的信息。 m a p x t r e m e 用f e a 眦e 表示图元。图元的显示是三方面共同 作用的结果。首先是本图层的显示方式。存在于数据库的辅助表 m a p i n f b m a p c a t a l o g 中。然后是本图元的显示方式，存在于本图 层对应的表中。最后，也就是最上层的显示，是该图元所在的主 题的显示方式。 m a p x t r e m e 中的t h e m e 指的是满足一定条件的图元的集合所 对应的显示方式。例如，在世界地图中将所有人口超过一亿的国 北京交通大学硕士学位论文 涉及的主要类包括e w e q u i p j s pj sp m a n 鸥e e q u i ps e “i e t ，e q u i p 实体类，e q u i p d a of a i l l l r e d a 0 数据访问对象和m a p j 地图类。 e w e q u i p j s p 接受用户的输入，返回结果。主要结构是一个包含图片输入的 f o m l ，主要代码如下： 在f o m 中嵌入t y p e 为i m a g e 的i n p 吡t 。接收用户的鼠标点击事件。 用户在图上点击鼠标后，f o 蛐提交，并将鼠标点击的相对于图片 的位置保存在r e 日u e s t 中。 m a n