（计算机软件与理论专业论文）web应用程序的并发控制以及在erp中的应用.pdf

塑璺盔兰堡主篷苎 量：! 量2 裾s w e b 应用程序的并发控制以及在e r p 中的应用 计算机软件与理论专业 弼 突生蓝天据导教瑟虚戎三 w e b 乎螽上的e r p 系统是一个蒸孳= w e b 环境的宪全开放，可动态扩展豹 e r p 系统。在w e b 平台上的应用程序体系结构中，系统各应用按照表示层，娥 务层，服务屡分层次实涟，表示层按照h t m l 的形式槐造，蛾务层按组 孛形式 封装，服务震按照分稀模式配置，应用组件与系统集成框架究全分离，各应焉 组件通过集成框架进纷通讯，系统与舛部具有多种集成途径。w e b 与分布式系 统的结合，也给并发撩涮带采些新的特性，啦务操作的跨连接引出多事务。 仅仅保证数据库级事务的完整性是不够的，c o m + 技术虽然提供了事务管理机 镪，也不能确保交易的原子链。本文绳密了一个基予游印的并发控铺协议，辩 决了这个问题，并且从e r p 语义的角度提出按交易加时印，通过控制加时印的 粒度，霄戳减少多餍户之溺静冲突，鬟离程序舞发度。 x m l 代袋e x t e r t s i b l em a r k u pl a n g u a g e ( e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e 的缩 写，瑟为爵扩震的标记语言) 。) 函心楚一套定义语义标记灼援您，这些标记将 文档分成许多部件并对这些部件加以标识。它也是元标记语言，即定义了用予 定义箕继每特定领域蠢关魏、语义熬、缮穗稔豹标记谗言的霹法语言。本文游 这项技术应用到w e b 上的e r p 系统中，作为一种中间数据载体，下载至客户 蘧成为数据薅，可以对h t m l 元素遴行数据绑定，程网页闻馕弱x m l h t t p 传送x m l 文档，取代f o r m 传送数据方式，并将此作为种批量更新的通用 四川大学硕士论文 模式。优点在于提交的数据更加结构化，数据量更丰富。数据绑定的批量提交 方式还减少了客户端与服务器的交互次数，也减少了页面切换的次数，为用户 的使用提供了方便。 关键词：e r p 分布式系统c o m + 并发控制逻辑事务时印x m l 数据岛数据绑定 i i ? 、 登型奎兰堡主笙茎 t h e c o n c u r r e n c y c o n t r o lo nw e b st e r r a c ea n di t s a p p l i c a t i o ni ne r p m a j o rc o m p m c r s o r w a r e & t h e o r y s t u d e n tl a nt i a na d v i s o r z h u a n gc h e n g s a n t h ee r p s y s t e m o nw e b st e r r a c ei sa c o m p l e t e l yo p e ns y s t e m , w h i c h i sb a s e d o nt h ew e b se n v i m r t m e n ta n di s d y n a m i c l ye x p a n s i b l e o n w e b s t e r r a c e , a p p l i c a t i o n s 龇d i v i d e di n t o t h e p r e s e n t a t i o nl a y e r , t h e b u s i n e s s l a y e ra n dt h e s e r v i c el a y e r t h ep r e s e n t a t i o nl a y e ri sc o n s t r u c t e di na c c o r d a l i c ew i 出t h ef o r mo f h t m l 。t h eb u s i n e s sl a y e ri se n c a p s u l a t e dt oc o m p o n e n t s t h es e r v i c el a y e ri s d e p l o y e di na c c o r d i n gt ot h ed i s t r i b u t i o np a t t e r n a p p l i c a t i o nm o d u l e sa r et o t a l l y d e p a r t e dw i t hs y s t e mi n t e g r a t i o nf r a m ea n dc o m m u n i c a t ew i t he a c ho t h e rt h r o u g h t h ef r a m e t h es y s t e mh a v ep l e n t yo fi n t e g r a t i o nw a y sw i t ht h ee x t e r i o r , t h e c o m b i n a t i o no fw e ba n dd i s t r i b u t e ds y s t e ma l s ob r i n g sc o n c u r r e n c yc o n t r o ls o m e n e wc h a r a c t e r s i np r o f e s s i o n a lw o r k , o p e r a t i o n so f t e ni n c l u d es e v e r a lc o n n e c t i o n s 。 t h e r e f o r eo p e r a t i o n si n e l u d em u l t i - t r a n s a c t i o n i ti si n s u f f i c i e n tt om e r e l y 棼e r a n t e e t h ec o m p l e t e n e s so ft h ed a t a b a s ep h y s i c a lt r a n s a c t i o n a l t h o u g hc o m + st e c h n i q u e s u p p l i e st r a n s a c t i o nm a n a g e m e n tm e c h a n i s m ，i t c a l ln o tg u a r r a n t e et h ea t o m i c i t yo f ad e a l ，t h i sp a p e rp r o p o s e sat i m e s m r n p b a s e dc o n c u r r e n c yc o n t r o lp r o t o c o lt o r e s o l v et h i sp r o b l e m m o r e o v e ri ts u g g e s tt om a k et i m e s t a m pa c c o r d i n gt ot h ed e a l i nt e r mo f e r p b ym e a n so f c o n t r o lt h eg r a n u l a r i t yo f t i m e s t a m p ，c o n f l i c t sb e t w e e n m u l t i - u s e r sc a nb ed e c r e a s e da n dt h ec o n c u r r e n c yd e g r e em a yb ei n c r e a s e d i i l 四川大学硕士论文 n l ex m ls t a n d sf o re x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e ( t h ea b b r e v i a t i o n o f e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e t h em e a n i n gi st h em a r kl a n g u a g et h a tm a yb e e x t e n d e d ) t h ex m l i sas e to f s e m a n t i cm a r kd e f i n i t i o nr e g u l a t i o n s t h e s em a r k s s e p a r a t et h ef i l ei n t om a n yc o m p o n e n t sa n di d e n t i f yt h e m i ti sa l s oam e t a - m a r k e d l a n g u a g e ，i e i td e f i n e sw h a t i su s e dt od e f i n eo t h e rs e m a n t i ca n ds t r u c t u r a lm a r k e d l a n g u a g e sr e l a m dw i t hs p e c i a lf i e l d s x m lt e c h n i q u ei sa p p l i e dt oe r p o nw e b s t e r r a c ei nt h i sp a p e r a sak i n do f m e d i a ld a t ac a r r i e r , x m lf i l e sc a nb ee n c a p s u l a t e d i n t od a t ai s l a n d sw h e nd o w n l o a d e dt oc l i e n t s h t m le l e m e n t sc a l lb eb i n d e dt o t h e m d a t aa l et r a n s f e r e db ym e a n so fx m l h t i pi n s t e a do ff o r m ，a n dt h i s b e c o m e sac o m m o np a t t e r no fb a t c hu p d a t i n g t h es t r o n gp o i n t sr e s tw i t ht h e b e t t e ro r g a n i z e ds u b m i t t e dd a t aa n dt h er i c h e rd a t aq u a n t i t y f u r t h e r m o r et h i sd a t a s u b m i t t i n gp a t t e m r e d u c e st h em u t u a lb e t w e e nt h es e r v e ra n dt h ec l i e n ta n d d e c r e a s e st h ef r e q u e n c yo f p a g e s w i t c h i n g ，s ob r i n g sc o n v e n i e n c e t ot h eu s e r s k e yw o r d s ：e r p , d i s t r i b u t e ds y s t e m ， t r a n s a c t i o n ，t i m e s t a m p ， c o m + ，c o n c u r r e n c yc o n t r o l ，l o g i c a l d a t ai s l a n d s ，d a t a b i n d i n g i v 四川大学硕士论文 l 引言 作者在做毕业设计期间参加了一个w e b 上e r f 软件的研究开发工作，其 中财务系统包括总账、应收、应付、出纳、工资、固定资产等多个子系统。整 个软件是基于w e b 的e r p 产品，采用的是客户端一中间层服务器一数据库的 三层结构，所以在开发过程中引出很多新问题，比如：w e b 下分布式应用的并 发控制问题，凭证的快速录入等等。为解决这些问题，作者做了不少研究工作， 本文将针对并发控制和数据绑定技术作一介绍，并谈谈它们在本系统中的应用 情况。 w e b 平台上的e i 心系统是一个基于w e b 环境的完全开放，可动态扩展的 e r p 系统。在w e b 平台上的应用程序体系结构中，系统各应用按照表示层，业 务层，服务层分层次实施，表示层按照h t m l 的形式构造，业务层按组件形式 封装，服务层按照分布模式配置，应用组件与系统集成框架完全分离，各应用 组件通过集成框架进行通讯，系统与外部具有多种集成途径。h 丁r p 协议的无 记忆性，给并发控制带来一些新的问题。同一业务操作中可能出现多次会话， 引起多次连接，多连接又决定了多事务。由于交易跨连接，单靠数据库事务管 理不能保证交易的原子性，c o m + 也没有能有效解决这个问题的方法，本文就 这个问题提出了一种解决办法。 快速录入凭证等数据通常是财务人员的基本要求，然而频繁的提交网页保 存数据，将大量的时间浪费在建立连接与页面显示上，显然有悖此要求。另外， 常用的跨页面传送数据的方式有：通过q u e r y s t r i n g 、f o r m 、c o o k i e 、s e s s i o n 变 量等，但是它们都有传送数据量有限、不能传送有结构数据等缺点，与财务数 据的结构性有矛盾。可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，简称为x m l ) 是一种为了用来对信息进行自我描述而设计的新语言。自从万维网联合组织 ( w b d dw i d ew e bc o n s o r t i u m ，一般称为w 3 c ) 在1 9 9 8 年初完成订l 以来， 该标准便如同燎原之火，迅速从科学领域蔓延到工业领域。我们也将这项技术 应用到系统中来，作为一种中间数据载体，下载至客户端成为数据岛，可以对 h t m l 元素进行数据绑定，在网页间使用x m l 唧对象传送) 日“l 文档，取 代f o r m 集传送数据方式，并将此作为一种批量更新的通用模式。 四川大学硕士论文 全文共分为八章：第一章是引言，指出作者做的工作和本文要讨论的两个 问题；第二章说明e r p 的演变及主要原理，并谈到现有e r p 产品存在的一些 问题；第三章介绍c o m + 技术原理、并发控制的基本概念以及m t s 的事务处 理机制；第四章谈到w e b 上分布式应用的并发控制问题：第五章阐明为解决 w e b 上分布式应用的并发控制，本文提出的基于时印的并发控制协议：第六章 对x m l 技术做了概览；第七章阐述x m l 数据绑定技术在系统中应用的原因及 其优点；第八章总结了本文的主要工作。 本文主要贡献： 1 ) 提出基于时印的并发控制协议，为w e b 上应用程序中的并发控制问题 提出了一个可行的解决办法； 2 ) 将此协议应用在e r p 软件中，解决了帐务和工资等系统中的并发控制 问题； 3 ) 提出一个基于x m l 数据绑定技术的数据更新模式，为网页上的批量数 据更新提供了一个可行方案； 4 ) 在e r p 软件的多个模块中应用了x m l 数据绑定与传送技术，大大减 少了数据录入期间客户端与服务器的交互次数，传送的数据结构更清晰，并结 合应用并发控制技术保证数据正确性，受到了好评与推广。 2 四川大学硕士论文 2 e r p 演变及主要原理 2 1e r p 的演变 e r p 的形成大致经历了4 个阶段：基本m r p 阶段、闭环m r p 阶段、m r p i i 阶段以及e r p 的形成阶段。e r p 的形成是随着产品的复杂性增加，市场竞争的 加剧和信息全球化而逐步产生的。下面我们分别就e r p 的形成、有关理论和思 想分别予以介绍。 2 1 1 基本m r p 2 0 世纪4 0 年代初期，西方经济学家通过对库存随时间推移而被使用和消 耗的规律进行研究，提出了订货点的方法和理论，并将其运用于企业的库存管 理计划中。2 0 世纪6 0 年代中期，美国i b m 公司的管理专家约瑟夫奥利佛博士 首先提出了独立需求和相关需求的概念，将企业内的物料分成独立需求物料和 相关需求物料，并在此基础上总结出了一种新的管理理论：物料需求计划 ( m a r t i nr e q u i r e m e n tp l a n n i n g m r p ) 。这种理论和方法与传统的库存管理理论 有着明显的不同。其最主要的特点是，在传统理论的基础上引入了时间分段和 反映产品结构的物料清单b o m ( b i l lo f m a t e r i a l s ) ，较好地解决了库存管理和生 产控制中的难题，即按时按量褥到所需要的物料。 2 1 2 闭环m r p 在基本m r p 的形成、制定过程中，主要考虑产品结构的相关信息和库存 信息。但是实际生产中的条仵是变化的，如企业的制造工艺、生产设备和生产 规模都是发展变化的；甚至会受到社会环境的影响，如能源的供应、社会福利 待遇等的影响。基本m r p 制订的采购计划可能受供货能力或者运输能力的影 响而无法保证物料的及时供应。另外，如果制订的生产计划未考虑基本生产线 的能力，而导致在执行时经常偏离计划，计划的严肃性将受到挑战。因此，利 用基本m r p 原理制订的生产计划与采购计划往往是不可行的。随着市场的发 展及m r p 理论的应用和实践，2 0 世纪8 0 年代初形成了闭环m 肿理论。 i 刃j 不m r p 理论认为主生产计划与物料需求计划( 妇殳p ) 应该是可行的， 即考虑能力的约束，或者是对能力提出需求计划，在满足能力需求的前提下， 四川大学硕士论文 才能保证物料需求计划的执行与实现。根据上述思想，闭环m r p 要求企业根 据发展的需要与市场的需求来执行企业生产规划；根据生产规划制定主生产计 划，同时进行生产能力与负荷分析。该过程主要是针对关键资源的能力与负荷 的进行分析的过程，只有通过对该过程的分析，才能达到主生产计划基本可靠 的要求。再根据主生产计划、企业的物料库存信息和产品结构清单等信息来制 定物料需求计划；由物料需求计划、产品生产工艺路线和车间各加工工序能力 数据生成对能力的需求计划，通过对各加工工序的能力平衡，调整物料需求计 划。如果这个阶段无法平衡能力，还有可能修改主生产计划：采购与车间作业 按照平衡能力后的物料需求计划执行，并进行能力的控制，即输入输出控制， 并根据作业执行结果反馈到计划层。 闭环m r p 理论能够较好地解决计划与控制问题，它是计划理论的一次大 飞跃。 2 1 3 制造资源计划( m r p i i ) 虽然闭环m r p 在生产计划的领域确实比较先进和使用，生产计划的控制 也比较完善。闭环m r p 的运行过程主要是物流的过程，但是生产运作过程， 产品从原材料的投入到成品的产出都伴随着企业资金的流通过程，对这一点， 闭环m r p 却无法反映出来。并且企业的资金运作会影响到生产的运作，从而 要求企业根据资金情况进行生产上的调整。 1 9 7 7 年9 月，美国著名生产管理专家奥利佛怀特( o l i v e rw w i g h 0 提出了 制造资源计划( m a n u f a c t u r i n g r e s o u r c ep l a n n i n g ) ，它也简称m r p ，但是为了与 传统的m r p 相区别，我们将它称为m r p i i 。m r p - 1 1 对于制造业企业资源进行 管理具有一整套方法。它是一个围绕企业的基本经营目标，以生产计划为主线， 对企业制造的各种资源进行统一计划和控制的有效系统，也是企业物流、信息 流和资金流并使之畅通的动态反馈系统。 2 1 4 企业资源计划( e r p ) 虽然m r p 对世界经济的发展产生了深远的影响。但是，随着市场竞争的 加剧和科技的进步，m r p i i 也逐步显示出局限性。主要表现为：企业竞争范围 4 四川大学硕士论文 的扩大，要求企业的各个方面加强管理，并要求企业有更高的信息化集成，要 求对企业的整体资源进行集成控制，而不仅仅是对制造资源进行集成管理：企 业规模不断扩大，多集团，多工厂要求协同作战，统一部署，这已经超出了 m r p i i 的管理范围：信息全球化趋势的发展要求企业之间加强信息交流和信息 共享。企业之间既是竞争对手，又是合作伙伴。信息管理要求扩大到供应链的 管理，这些更是m r p i i 所不能解决的。 随着现代管理思想和方法的提出，出现了许多新的管理思想和理论，如 j i t ( j u s t i nt m a e 圾时生产) 、t q c ( t o t a l q u a l i t yc o n t r 0 1 全面质量管理) 、o p t ( o p t i m i z e dp r o d u c t i o nt e c h n o l o g y - - 优化生产技术) 、d r p ( d i s t r i b u t i o nr e s o u r c e p l a n n i n g 分销资源计划) 、m e s ( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t es y s t e m - 制造执行系统) 和 a m s ( a g i l em a n u f a c t u r i n gs y s t e m 敏捷制造系统) 等。m r p i i 逐渐接收和融合了 这些思想来完善和发展自身理论。2 0 世纪9 0 年代m r p i i 发展到了一个新的阶 段：e r p ( e n t e r g r i s er e s o u r c ep l a n n i n g - 企业资源计划) 。 2 2e r p 的基本原理和总体结构 2 2 1 e r p 的基本原理 简单地说企业的所有资源包括三大流：物流、资金流和信息流。e r p 就是 对这三种资源进行全面集成管理的综合信息管理系统。e r p 系统是一种管理理 论和管理思想，而不仅仅是一个信息管理系统。它利用企业的所有资源，包括 企业内部资源和外部市场资源，为企业制造产品或提供服务创造最优的解决方 案，最终达到企业的经营目标。 e r p 理论与系统是从m r p n 发展而来的，它除了继承了m i 蹬i i 的基本思 想外，还大大地扩展了管理的模块，如多工厂管理、质量管理、设备管理、运 输管理、分销资源管理、过程控制管理和数据采集接口等。它融合了离散型生 产和流程型生产的特点，扩大了管理的范围，更加灵活地开展经营活动，实时 地响应市场需求。它还融合了多种现代管理思想，进一步提高了企业的管理水 平和竞争力。m r i i 的核心是物流，主线是计划，伴随着物流的过程，同时存 在资金流和信息流。e r p 的主线也是计划，但是e r p 已经将重心转移到财务上， 在企业整个经营运作过程中贯穿了财务成本控制的概念。 四川大学硕士论文 2 2 1 e r p 系统的总体结构 般e r p 系统包括如下一些模块：销售管理、采购管理、库存管理、制造 管理、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、车间管理、j i t 管理、质 量管理、账务管理、成本管理、应收账管理、应付账管理、现金管理、固定资 产管理、工资管理、人力资源管理、分销资源管理、设备管理、工作流管理和 系统管理。其中账务管理、成本管理、应收账管理、应付账管理、现金管理、 固定资产管理和工资管理又可以称为企业财务管理。e r p 系统的总体结构如下 图所示： 图2 - 1e r p 系统总流程图 2 3 w e b 上e r p 中的财务系统 2 。3 1 财务系统基本概念 会计工作是经济工作的重要组成部分，财务管理是对会计工作、活动的统 称，现代会计学把企业的会计分为财务会计和管理会计。主要是为企业外部提 6 四川大学硕士论文 供财务信息的会计事务称为财务会计，而主要为企业内部各级管理人员提供财 务信息的会计事务称为管理会计。企业财务管理是基于企业再生产过程中客观 存在的财务活动和财务关系而产生的。根据企业再生产过程的资金运动，企业 财务管理的内容包括：固定资金管理、流动资金管理、专用资金管理、产品成 本管理、销售收入管理、企业纯收入和财务支出管理等。e r p 系统涉及的会计 事务既有财务会计又有管理会计，e r p 的系统中的成本管理采用的是管理会计 的方式。 财务系统贯穿了企业整个经营运作过程中，在e r p 中处于核心地位。财务 软件系统的设计可以细分为多个子系统，涉及有应收账管理、应付账管理，总 账管理、财务报表管理、固定资产管理、工资管理、出纳和银行对账单管理、 成本管理。其财务管理系统的功能模块如图所示： 图2 - 2 财务管理系统功能模块 本文涉及的财务系统遵循通用e r p 系统的特点：企业组织和业务流程重组 性、不同企业多样性、同一企业不同时间可变化性、对市场和政策变化的适应 性，系统非常灵活，可结合业务重组根据具体情况配置。具体表现在：设计的 财务系统按照2 0 0 0 年1 2 月2 9 号国家财政部颁布了新的会计制度一企业会计 制度的要求来制订，在总账系统中对基表的自定义、核算项目的自定义和工 资系统中对工资项目类别的定义等就是体现了不同企业多样性、同一企业不同 时间可变化性、对市场和政策变化的适应性，可结合业务重组根据具体情况配 置的特点。在财务系统的总账系统的业务系统中对自动转账凭证、和模式凭证、 四川大学硕士论文 凭证中的业务号和其他系统模块的相互指引充分体现了系统业务流程重组性的 特点。选择w e b 平台也体现了系统灵活性的特点。 2 3 2e r p 中基于w e b 平台上的三层结构财务系统的提出 基于w e b 平台的三层结构e r p 对传统e r p 系统提出了很大的挑战： 其一，w e b 平台上的e r p 必须运行在互联网环境，这对传统的以局域网为 运行平台的e r p 系统来说是个挑战。 其二，系统的动态性。传统的e r p 系统仅需服务一个企业，由于e r p 的 建立是企业的一个重大决策，系统一经建好不会改变；但是在w e b 运行模式下， 一套e r p 系统需要服务多个管理模式差别很大的企业，即使是同一个企业对 e i 冲系统的需求也会频繁地改变，这两个方面的因素促使新的e r p 系统必须具 有良好的动态适应性。 其三，系统的完全开发性。 其四，w e b 平台上的e r p 系统还有更加严密的系统安全问题，更加复杂的 数据共享问题及其更加严格的代码体系标准问题等等。 总之，w e b 平台上的e r p 系统是一个基于w e b 环境的完全开放，可动态 扩展的e r p 系统。在w e b 平台上的e r p 体系结构中，系统各应用按照表示层， 业务层，服务层分层次实施，表示层按照h t m l 的形式构造，业务层按组件形 式封装，服务层按照分布模式配置，应用组件与系统集成框架完全分离，各应 用组件通过集成框架进行通讯，系统与外部具有多种集成途径( 通过a p i ，数 据库，中间件，应用仿真等方式通讯) 。 2 4 国内外e r p 产品现状 现在国内外有很多成熟的e r p 产品，可是在w e b 平台上的应用大多还是刚 起步。虽然金蝶、用友等公司已有了w e b 平台上的产品，可是仍有一些问题亟 待解决。比如多会计同时工作，而彼此间千里相隔，有可能编制同样的凭证引 起修改冲突；网上订货时，也会遇到多客户同时订购同一种商品，每人订购量 都不超库存，可是总量过大，导致供不应求，库存不够的情况。对于这些并发 控制问题，并没有见到什么产品有比较好的解决方案。有的是采用假三层，即 8 朗鲻大学硕士论文 是谜客户端测燕耩下渡一个控锫，直接适接数攒摩，由数据艨的事务管理税秘 去解决，邃榉安际上迩楚器采鹳c $ 结构，只是改在了测览器审执行；更多黝 是没枣海惑剃湛个趣题。终喾焱技了不少国内夕 文欺，发现涉及w e b 威恩中弗 发控制闯联的也镁少，至予德国了解决方法的就委楚风甏麟角。本文将就就秘 题褥国个通髑的解决方案。 争 四川大学硕士论文 3c o m + 技术和c o m 十中分布式并发控制 在当今系统应用日益复杂的环境中，建立分布式多层应用架构已经成为许 多系统必须面对的事情。在w i n d o w s 平台中，从新一代的多层信息系统，即 i n t e m c t i n t r a a e t 应用系统，到结合分布式事务的电子商务应用系统，使用 m t s c o m + 做为企业对象的中介软件已经成为最流行的系统架构之一。 m i c r o s o f t 的m t s ( 2 0 m + 不但能够稳定地执行应用系统的企业对象，而且提供 了在分布式环境和异种数据库之间保护数据的事务管理能力。这让分布式应用 系统能够稳定、可靠地在复杂的环境中正确地执行。再加上m t s ( 2 0 m + 能够有 效地利用各种资源，增加中介软件的执行效率，因此使用m t s c o m + 作为中介 软件的应用系统能够提供合理的执行效率。在m i c r o s o f t 的d n a 架构以及 d n a 2 0 0 0 构架中，m t s ( 2 0 m + 已经成为核心的技术之一。 3 1c o m + 原理 3 1 1 c o m 概念 ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l 组件对象模型) 是m i c r o s o r 构造二进制兼容软件 组件的标准，是一种二进制标准的、平台无关的、分布式的、面向对象的通讯 协议。通过c o m ，各软件组件可以用一种统一的方式进行通讯。c o m 标准中 包括了规范和实现两大部分。规范定义了组件与组件之间的通讯机制，这些机 制不依赖于任何特定语言和操作系统。 3 1 2c o m 特性 语言无关性：c o m 采用了二进制代码级标准，其定义不依赖特定的语言， 为跨语言合作开发提供了统一的标准。 进程透明性：c o m 为组件对象提供了两种运行的进程模式，进程内对象 和进程外对象，但这种区别不但对于客户程序而言是透明的。而且对于在网络 上的远程服务对象也是透明的。 可重用性：c o m 是在二进制基础上实现对象的重用。 1 0 四川大学硕士论文 3 1 3d o o m 概念 d c o m ( d i s t r u b u t e dc o m 分布式c o m ) 是c o m 模型的扩展，它可以支持 不同计算机上的组件对象与客户程序之间或者组件对象之间的相互通讯，这些 计算机可以在局域网上、广域网上，甚至i n t e m e t 上进行连接。对于客户程序 而言，组件程序所处的位置是透明的，而且在开发的时候，并不需要任何处理 远程调度的代码，所以d c o m 是c o m 的无缝扩展。使用d c o m ，可以使应 用程序达到位置上的分布性，从而满足应用分布式的需求。 3 1 4d o o m 特性 d c o m 除了具有c o m 的特性外，还有其自身的特点： 1 网络位置的透明性：使得组件之间的调用关系和c o m 时是一致的。 2 d c o m 为网络环境下的应用提供了如下的支持： 可伸缩性：d c o m 允许不同的组件对象运行在不同的计算机 可配置性：d c o m 可以通过简单的配置就可以改变组件之间的连接 方式，服务器的变化，安全特性以及通讯协议。 安全性：d c o m 配合w i n d o w n t 的系统安全机制，提供了访问安 全性，激活安全性和配置安全性。 协议无关性：d c o m 除了使用t c p p 协议外，还可以使用i p x s p x ， n e t b i o s 等其他协议，并没有指定专门的通讯协议。 平台无关性：d c o m 用二进制标准隔离了平台的相关性，使得分布 式应用可以运用在多种平台。 3 1 5c 0 卅概念 c o m + 并不是c o m 的新版本，而是c o m 更高层次上的应用。c o m + 底层 结构仍然以c o m 为基础，它几乎包容了c o m 的所有内容。c o m + 集成了c o m t d c o m 和m t s ，它倡导了一种新的概念，把组件软件提升到应用层而不再是 底层的软件结构，它通过操作系统的各种支持，使组件对象模型建立在应用层 上，把所有组件的底层细节留给操作系统，c o m + 注重于分布式网络应用的设 四川大学硕士论文 计和实现，已经称为m i c r o s o f t 系统平台策略和软件开发策略的一部分。c o m + 继承了c o m 几乎全部的优势，同时又避免了c o m 实现方面的一些不足。 3 1 6c 0 m + 的基本结构 c o m + 把c o m ，d c o m 和m t s 统一起来，形成真正适合于企业应用的组 件技术。c o m + 的组成结构图如下： c o m + 目录 负载平衡 内存数据库 对象池 队列组件 新的事件模型 组件管理和配置 事务支持 资源分发管理 安全模型 易于管理 m t s c o m d c o m 易于接口的编程模型 远程支持 基本的组件服务 图4 - 1c o m + 的组成结构图 3 1 7c o m + 特性 ( 1 ) 真正的异步通信。c o m + 底层提供了队列组件服务，这使客户和组件有 可能在不同的时间点上协同工作，c o m + 应用无需增加代码就可以获得这样的 特性。 ( 2 ) 事件服务。新的事件机制使事件源和事件接受方实现事件功能更加灵 活，利用系统服务简化了事件模型，避免了c o m 可连接对象机制的琐碎细节。 ( 3 ) 可伸缩性。c o m + 的可伸缩性来源于多个方面，动态负载平衡以及内存 数据库、对象池等服务都为c o m + 的可伸缩性提供了技术基础，c o m + 的可伸 缩性原理上与多层结构的可伸缩性特性一致。 ( 4 ) 继承并发展了m t s 的特性。从c o m 到m t s 是一个概念上的飞跃，但 实现上还欠成熟，c o m + 则完善并实现了m t s 的许多概念和特性。 豳川大学硕士论文 ( 5 ) 可管理和可配置往。管理和配置是藏用系统开发完成后静行为，在软俘 维护成本不断增加的今天，c o m + 应用有助于软件厂商和用户减少这方面的投 入。 ( 6 ) 易于开发。 3 2c o m + 中o b j e c t p o o l i n g ( 对象池) 3 2 。1 o b j e c tp o o l i n g 韵概念 o b j e c tp o o l i n g ( 对象池) 是指创建和维护一组类实例，这样客户端从对缘请 求驻务对，就胃酸按羧囊一令撂承器立餮遮行对象，嚣不嚣要等德系统创建鼹 象。当给出的对象很难创建时，对象池可以极大地提高性能。 3 2 2o b j e c tp o o i i n g ( 对象池) 的优点 ( 1 ) 热逮每令客户蠲爰j c 掌象熬遴发，缭躐羯产调羯对象躺霹溺。 ( 2 ) 减少了获得昂贵资源的花销( 如数攒库连接，端口的连接) 。 ( 3 ) 当燃户谤求翦颈分怒对象。 ( 4 ) 充分利用硬件资源自动地酉已簧对象池。 ( 5 ) 如速了即时激活对象重颏激活豹对间。 3 3 并发控制基本概念 数据库是一个袋享资源，可以由多个厢户使餍。这些用户程序可以一个一 个地串行执行。每个时刻只有一个用户程；葶运行，执行对数据库盼存取。其它 用户程序必须等刭这个用声程序结束以后方能对数据库存取。如粟个用p 程 序涉及大擞数据的输入输出交换，则数据库系统的大部分时间将处于休闲状态， 为了充分乖用数据麾资源，应该允许多个掰户程序并行遗存取数据库，这样就 会产生多个用户程序并发地存取同数据的情况。若对并发操作不加控制就会 存麓帮读取不正确熬数据，破坏数舞痒静嶷整瞧( 一致性) 。 四川大学硕士论文 3 3 1 事务的概念和特性 事务是一个抽象的概念，它是指一组数据操作的整体。事务具有四个特性： 原子性( a t o m i c 时) 、一致性( c o n s i s t e n c y ) 、隔离性( i s o l a t i o n ) 和永久性( d u r a b i l i t y ) ， 这些特性简写为a c i d 原子性指事务操作是个不可分割的整体，事务中的所有数据更新操作要 么被成功提交，要么事务失败，所有的数据更新操作被回滚到事务之前的原始 状态。 一致性是指将系统从某一致性状态转变为另一状态。因此，任何单一事 务( 或事务队列) 都保持系统在某致性状态下。事务处理不会破坏数据的一 致性 隔离性是指如果两个事务同时执行，一个事务引起的变化对另一事务来 说是独立的。 永久性是指一旦事务提交，即使系统失败也不会改变其效果。 3 3 2 几种数据不一致性 因多个事务对同一数据地交叉修改( 并发操作) 而引起地数据不正确或数 据修改丢失就称为数据的不一致性。主要有以下几种不一致性： 丢失修改，两个事务t l 和t 2 读入同一数据并修改，t 2 提交的结果破坏了 t l 提交的结果，t l 的修改被丢失。上面预订机票例子就属此类。 不能重复读取，事务t i 读取某一数据，事务t 2 读取并修改了同一数据，t j 为了对读取值进行校对再读此数据，得到了不同的结果。例如t l 读取b = 1 0 0 ， t 2 读取b 并把b 改为2 0 0 ，t 1 再读b 得2 0 0 与第一次读取值不一致。 读“脏”数据。事务t i 修改某一数据，事务t 2 读取同一数据，而t i 由于某 种原因被撤消，则t 2 读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据，例如t i 把c 由1 0 0 改为2 0 0 ，t l 读到c 为2 0 0 ，而事务t l 由于被撤消，其修改宣布无效， c 恢复为原值1 0 0 ，而t 2 却读到了c 为2 0 0 ，与数据库内容不一致。 所谓并发控制就是要用正确的方式调度并发操作，避免造成数据的不一致 性，使一个用户事务的执行不受其它事务的干扰。另一方面，对数据库的应用 1 4 四川大学硕士论文 有时允许某些不一致性，例如，有些统计工作涉及数据量很大，读到一些脏数 据对统计精度没什么影响，这时可以降低对一致性的要求以减少系统开销。 3 3 3 加锁 并发控制的主要方法是采用加锁机制。 加锁：事务对数据库操作之前，先对数据加锁获得这个数据对象的一定控 制其他事务不能更新此数据直到该事务解锁为止。 1 、加锁的类型 a 共享性加锁( 共享锁，或称x 锁卜r l o c k b 排他性加锁( 排他锁，或称s 锁卜一w l o c k 2 、加锁类型决定控制方式，用相容矩阵表示控制方式： w l o c l (r l o c k w l o c knny i l o c 壬cnyy yyy 表5 - 2 3 、活锁与死锁 a 、活锁：某一事务的请求可能永远得不到，该事务一直处于等待状态。解 决方法：先来先服务策略。 b 、死锁：两个事务处于相互等待状态，永远不能结束。解决方法： 1 ) 将所有数据一次性加锁降低了并发度 2 ) 预先规定一个加锁顺序 3 1 诊断法 3 3 4 串行操作和并行操作 l 、对多个事务处理的两种方法 四川大学硕士论文 乱串行操作；一个个地处理一组事务地任意串行操作都可以保证数据的 一致性。 b 并行操作：利用分时的方法同时处理多个事务 2 、调度：把并发操作的若干事务的全部事务按某一顺序排定的运行次序 3 、当且仅当某组事务的一定交叉调度产生的结果和这些事务的某一串行调 度的结果相同，则称这个交叉调度是可串行化的。 4 、只有可串行化的并行操作是正确的，而不可串行化的将破坏数据的一致 性( 可串行化是并行事务正确性的准则) 。 例： t l ：读b ：a = b + i ；写回a ： t 2 ：读a ：b = a + i ：写回b ： ，t 1 _ t 2 ：a ；3 ，b = 4 串行操作_ l t 2 _ t 1 。b ：3 。a - 4 t i 己 t lt 2t lt 2 尉o c k br i o c kp d o c k b y - b = 2y = b = 2y = b = 2 l 附。酿b尉o c k au h l o c k b w 1 0 c k ax = a = 2砌0 c k a a 产y + lu n l o c k b r l o f k a 写回a ( = 3 )咖o c k a a = y + i u n l o c k a写回a ( - 3 )等待 r i o c k au h l o c k a u h l o c k a x = a = 3a = y 年1 u n l o c k a 写圈a ( = 3 ) x = a = 3 w o c k bw l o c k bu n l o c l c a i b x + lb 鼍x + 1锕o c k b 写圈b ( - 4 )写圈b ( - 3 ) b 司“1 u n l o c k bu n l o c k a写国b ( = 4 ) u n t o c k bu l l l o c k b a 阜行调度b 雨弱；行化的调度c 可 署行化舶疆渡 表5 - 4 1 6 四川大学硕士论文 s 、两段镁铷汉： 作用：保证可串行性。内容：所肖事务成遵守下列规则： 在霹强何数据迸彳亍读、写操作之前，事务首笼簧获得该数据豹如锁，焉置 在释放一个加锁以后，事务不再获得强何其 瞧加锁。 “两段”锁的含义：事务分为两个阶段，第一个阶段获褥貊锁，也称扩震 输段：第二狳段是释敬燕续，也称鼓缀阶段。 例： t 1 的加锁序列： r i o c ka r l o c kb w l o c kc u n l o c kb u n l o c k a u