（计算机软件与理论专业论文）基于j2ee数字社区网上办证系统的研究与实现.pdf

摘要 社区是政府面向广大居民的窗口。相应的，数字社区是电予政务与 电子商务的神经末梢，是政府为民办事的窗1 3 ；它为居民生活提供了便 利，为居民就业提供了新的渠道，为社区创收营造了新的增长点。因而 建设数字社区具有重要的意义。 本课题将数字社区系统的特性定位在易用性、先进性、健壮性、可 扩展性，以及安全性这五个方面，并通过深入研究各种先进技术和设计 思想，设计和实现了数字社区的应用子系统之一一网上办证系统。 本文首先介绍了数字社区系统的研发背景，概述了j 2 e e 体系结构和 w e b 服务的特性。接着，提出了建设数字社区系统的指导方针，给出了 数字社区系统的网络拓扑结构以及功能结构。通过对o m gc o r b a 、 m i c r o s o f t n e t 、s u nj 2 e e 三种分布计算技术组件模型的深入比较，得 出了j 2 e e 是建设电子政务系统最佳平台的结论，给出了基于j 2 e e 架构 的数字社区系统软件体系结构设计。根据网上办证子系统的功能需求和 系统设计目标，重点介绍了本系统数据库的概念结构设计、逻辑结构设 计，以及物理结构设计，最后详细阐述了该系统的总体设计、视图设计、 模块设计、w e b 服务设计、系统安全性设计、以及系统的部署和运行情 况。 关键词 数字社区，j 2 e e 设计模式，s t r u t s 架构，e j b 组件，w e b 服 务 a b s t r a c t c o m m u n i t yi s t h e g o v e r n m e n t s w i n d o wt oam a j o r i t yo fr e s i d e n t s c o r r e s p o n d i n g l y ，d i g i t a lc o m m u n i t y s y s t e m i st h en e r v e t w i g o f e g o v e r n m e n t e - b u s i n e s sa n dt h e w i n d o wo fg o v e r n m e n t ss e r v i c et o r e s i d e n t s w h i c h p r o v i d e s c o n v e n i e n c et o r e s i d e n t s l i f e ，i n c r e a s e s t h e o p p o r t u n i t y o fe m p l o y m e n t ，a n de n h a n c e sc o m m u n i t yr e v e n u e a c c o r d i n g l y ， d i g i t a lc o m m u n i t y sc o n s t r u c t i o ni so fg r e a ts i g n i f i c a n c e t h em a i ng o a lo f t h i sp r o j e c ti st od e s i g n & i m p l e m e n to n es u b s y s t e mo f d i g i t a lc o m m u n i t ys y s t e m c e r t i f i c a t i n g o n l i n es u b s y s t e mb a s e do n j 2 e e i no r d e rt om a k et h es y s t e me a s y u s e ，a d v a n c e d ，r o b u s t ，e x t e n s i b l e a n ds e c u r e ，w e d e e p l y r e s e a r c hav a r i e t yo fa d v a n c e dt e c h n o l o g i e sa n d d e s i g nt h i n k i n g f i r s t l y ，t h e r & d b a c k g r o u n d o f d i g i t a lc o m m u n i t ys y s t e m i s i n t r o d u c e d a n dt h ea r c h i t e c t u r eo fj 2 e e & t h e p r o p e r t yo fw e b s e r v i c e sa r e s u m m a r i z e di nt h e t h e s i s s e c o n d l y ，t h eg u i d e l i n eo fc o n s t r u c t i n gd i g i t a l c o m m u n i t ya n dn e t w o r kt o p o l o g y f u n c t i o n a ls t r u c t u r eo ft h es y s t e ma r e p r e s e n t e d t h r o u g had e t a i l e dc o m p a r i s o na m o n gc o m p o n e n tm o d e l so f o m g c o r b a ，m i c r o s o f t n e t ，a n ds u nj 2 e e ，i ti sc o n c l u d e dt h a t3 2 e ei s t h eo p t i m a lp l a t f o r mf o rc o n s t r u c t i n ge g o v e r n m e n ts y s t e m s a c c o r d i n gt o r e q u i r e m e n t sa n a l y s i sa n dd e s i g nt a r g e to fc e r t i f i c a t i n go n l i n es u b s y s t e m ， t h ed e s i g n so f c o n c e p ts t r u c t u r e 1 0 9 i cs t r u c t u r e & p h y s i c a ls t r u c t u r eo ft h e s u b s y s t e m sd a t a b a s ea r ee x p l a i n e dw i t he m p h a s i s a tl a s t ，s u m m a r yd e s i g n ， v i e wd e s i g n ，m o d u l ed e s i g n ，w e bs e r v i c e sd e s i g n ，s y s t e ms e c u r i t yd e s i g n ， a n dd e p l o y m e n t & r u no ft h es u b s y s t e ma r ee l a b o r a t e d k e yw o r d sd i g i t a lc o m m u n i t y ，j 2 e ed e s i g np a t t e r n ，s t r u t sf r a m e w o r k e j b c o m p o n e n t ，w e bs e r v i c e s l v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的 研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标 注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的 研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名：兰圣圣日期：2 。4 年三月沙日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学 位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大 学可以将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、汇编学位论 文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 一、 签名：z 生生 导师签名； 日期：2 0 0 4 年2 月础日 第一章引言 1 1 研发背景概述 第一章引言 本课题来源于国家科技部西部地区“数字鸿沟”项目，由成都市科 技局下达给电子科技大学一卫士通信息安全实验室与成都东软软件股份 有限公司合作完成。目前己开发出了该系统的示范性版本，并在成都市 数字社区示范性工程中得到了成功的应用。 数字化社区 1 1 是利用计算机、通信及网络、自控、i c 卡等相关技术， 通过传输网络，将多元信息服务与社区管理、物业管理和安防、住宅智 能化系统集成，为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以 实现快捷高效的超值服务与有效管理，提供安全舒适的家居环境。 国外各先进城市在建设数字城市、智能城市时结合自身特点制定了 相应的发展目标和推进计划，并相继开始了“数字家庭”、“数字社区” 和“数字城市”的综合建设实验，取得了重要进展。下面简要介绍美国、 新加坡、日本的数字城市建设情况： 美国：a 1 c o r e 于1 9 9 8 年9 月正式提出了“数字化舒适社区建设” 即数字城市的倡议，约有6 0 个城市正在进行数字化建设，已经 建成了一批“智能化生活小区数字社区的示范工程”，力争在2 0 0 5 年实现电子政府。 新加坡：首先提出“智能城市”的概念。政府在1 9 9 6 年6 月丌 始实施新加坡一号工程( 简称s 一1 工程) ，1 9 9 9 年4 月建立了e 市民中心，到2 0 0 0 年6 月已在网上开展了1 3 0 种公共服务项目。 此外，政府计划斥资1 5 亿美元在2 0 0 5 年内建成电子政府。 日本：已经建成了一批“智能化生活小区数字社区”示范工程， “网上虚拟京都”由日本电信与京都大学等合作开发，2 0 0 0 年有 2 0 以上的家庭装备了“电子小屋”，计划到2 0 1 0 年，“电子小 屋”将在全社会普及。 我国的数字城市建设受到政府、专家学者的极大关注，建设部已把 “城市规划、建设、管理和服务数字化工程”作为一项重要内容列入“十 五”计划之中。国内各大城市积极投入到数字城市建设之中，纷纷喊出 第一章引言 了数字北京、数字上海( 上海信息港) 、香港数码港等口号，制定了相应 的行动目标和实施方案，进行了各具特色的实践。成都市也开展了“一 四五”信息化工程。 通过比较分析国内外数字社区的发展现状，我1 1 发现目前国内数字 社区存在着以下的不足： 业务单一，以静态发布为主； 基于网站的设计，没有为用户提供一站式门户； 多个应用系统没有整合，不能协调工作环境： 技术落后，并未应用j 2 e e 、w e bs e r v i c e 、x m l 等新技术； 缺乏统一的用户管理和系统维护。 社区是政府面对广大社区居民的窗口。为了方便广大社区居民的生 活，目前政府已经将一些证件的办理权划归给社区管理，如老年优待证， 残疾证等等。另外，各个社区为了丰富居民的业余文化生活，方便管理， 电会办理一些证件，如社区活动证等。传统的证件办理方式程序繁琐， 效率低下，目的单一。 在网络技术日益成熟的今天，我们有必要利用各种网络资源和技术 将办理证件的各种手续最大限度的迁移到网上，从而简化办证手续，提 高办证效率，同时也为联机查询，社区管理和决策分析提供及时可用的 资源。 1 2j 2 e e 概述 1 2 1j 2 e e 的简介 j 2 e e 是s u n 公司提出的一种企业级分布计算模型，旨在利用j a y a2 平台来简化各种与多级企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问 题。它与传统的互联网应用计算模型相比有着得天独厚的优势。 e 如图1 - 1 所示，基于j 2 e e 的应用系统通常是三层甚至多层结构 “3 l 。包括前端数据表现层和后端数据源以及它们之间的一层或多层， 这些中间层提供了把应用业务逻辑和数据与企业信息系统e i s 相结合的 功能，从而把客户端从复杂的业务逻辑中分离出来，利用成熟的i n t e r n e t 技术使用户在管理上所花费的时间最小化。j 2 e e 架构，针对多层应用的 这种特点，使用组件技术将整个系统有机地分割在不同的层次，并且为 2 一 第一章引言 不同层次的组件提供了公共服务接口和开发环境，大大降低了开发这种 中间层服务的成本和复杂程度，因而使得应用可以快速的开发和部署。 螂暑c f ” l w , t , b o 洲m r ：i 嚣0 0 n 训肿r 固 + 霉啼 囟 扣- 低 lh 1 一 l 峥 、一黜鼎蒯 陲 笨 l 幽莹l 羹 重i | | l 陆襄嘲蚤卡魏g i 瓣i i j l 翟9 一 6 ”一 口躐 艇 洋腑_ b 聃a m l c n n b k 峙f i 喇h m i 茹刍辅 l 奔州 | 点 g 若l。i 一l 图1 1j 2 e e 框架结构 j 2 e e 通过定义一种标准的结构来实现它的功能、体现它的优势，如下： j 2 e e 应用编程模型：一种用于开发多层次，瘦型客户用户程序 的标准设计模型。 j 2 e e 平台：一个标准的平台，用来整合j 2 e e 的应用程序，指定 一系列的接口和方法。 j 2 e e 兼容性测试套件：一套兼容测试组件，用来检测产品是否 同j 2 e e 平台兼容。 j 2 e e 参考实现：用于示范j 2 e e 的能力。 1 2 , 2j 2 e e 的优势 j 2 e e 为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的商务系统提供了良 好的机制： 3 一 第一章引言 保留现存的i t 资源：由于企业必须适应新的商业需求，利用已 有的企业信息系统方面的投资，而不是重新制定全盘方案就变得 很重要。这样，一个以渐进的( 而不是激进的，全盘否定的) 方 式建立在已有系统之上的服务器端平台机制是公司所需求的。 j 2 e e 架构可以充分利用用户原有的投资，如一些公司使用的 b e at u x e d o 、i b mc i c s i b me n c i n a 、i n p r i s ev i s i b r o k e r 以及 n e t s c a p e a p p l i c a t i o ns e r v e r 。这之所以成为可能是因为j 2 e e 拥有 广泛的业界支持和一些重要的、企业计算、领域供应商的参与。每 一个供应商都对现有的客户提供了不用废弃已有投资，进入可移 植的j 2 e e 领域的升级途径。由于基于j 2 e e 平台的产品几乎能够 在任何操作系统和硬件配置上运行，现有的操作系统和硬件也能 被保留使用。 高效的开发：j 2 e e 允许公司把一些通用的、很繁琐的服务端任 务交给中间件供应商去完成。这样开发人员可以集中精力在如何 创建商业逻辑上，相应地缩短了开发时间。高级中间件供应商提 供以下这些复杂的中间件服务： 状态管理服务让开发人员写更少的代码，不用关心如何 管理状态，这样能够更快地完成程序开发。 持续性服务 让开发人员不用对数据访问逻辑进行编码就 能编写应用程序，能生成更轻巧，与数据库无关的应用程序，这 种应用程序更易于开发与维护。 分布共享数据对象c a c h e 服务让开发人员编制高性能的 系统，极大提高整体部署的伸缩性。 支持异构环境：j 2 e e 能够开发部署在异构环境中的可移植程序。 基于j 2 e e 的应用程序不依赖任何特定操作系统、中间件、硬件。 因此设计合理的基于j 2 e e 的程序只需开发一次就可部署到各种 平台。这在典型的异构企业计算环境中是十分关键的。j 2 e e 标 准也允许客户订购与j 2 e e 兼容的第三方的现成的组件，把他们 部署到异构环境中，节省了由自己制订整个方案所需的费用。 可伸缩性： 企业必须要选择一种服务器端平台，这种平台应能 提供极佳的可伸缩性去满足那些在他们系统上进行商业运作的 4 第一章引言 大批新客户。基于j 2 e e 平台的应用程序可被部署到各种操作系 统上。例如可被部署到高端u n i x 与大型机系统，这种系统单机 可支持6 4 至2 5 6 个处理器。( 这是n t 服务器所望尘莫及的) j 2 e e 领域的供应商提供了更为广泛的负载平衡策略。能消除系统中的 瓶颈，允许多台服务器集成部署。这种部署可达数千个处理器， 实现可高度伸缩的系统，满足未来商业应用的需要。 稳定的可用性：一个服务器端平台必须能全天候运转以满足公 司客户、合作伙伴的需要。因为i n t e r n e t 是全球化的、无处 不在的，即使在夜间按计划停机也可能造成严重损失。若是意外 停机，那会有灾难性后果。j 2 e e 部署到可靠的操作环境中，他 们支持长期的可用性。一些j 2 e e 部署在w i n d o w s 环境中，客 户也可选择健壮性能更好的操作系统如s u ns o l a r i s 、i b m o s 3 9 0 。最健壮的操作系统可达到9 9 9 9 9 的可用性或每年只需 5 分钟停机时间。这是实时性很强商业系统理想的选择。 1 2 3j 2 e e 的多层架构 图1 1 描述了一个典型的基于j 2 e e 的三层应用的体系结构。其中 a p p l e t ，j s p ，s e r v l e t ，e j b 等组件为应用开发组件，其他组件均由中间 件厂商或数据库提供商实现。由此图可见，整个j 2 e e 应用很自然的可 划分为三层：表示层、业务逻辑层以及数据层。 表示层由客户端程序和表示层逻辑组件j s p s e r v l e t 构成。客户端的 浏览器或应用负责发起请求和服务返回数据的显示；j s p s e r v l e t 负责处 理数据输入输出的验证和格式化。 业务逻辑层由应用系统的e j b 组件构成。开发者遵循e j b 规范对应 用系统的业务进行建模，实现业务流程和处理功能。 数据层负责企业信息的存储和管理。具体包括数据库系统、企业资 源计划( e r p ) 、大型机事务处理( m a i n f r a m et r a n s a c t i o np r o c e s s i n g ) 、 及其他遗留信息系统( l e g a c y i n f o r m a t i o ns y s t e m s ) 。 j 2 e e 平台由对象中间件厂商实现的应用服务器提供。j 2 e e 应用服务 器对三层应用体系的支持可以由下至上划分为三层次： 位于最低层的是j a v a 标准环境，即j 2 s e 。它包括了解释执行j a v a 5 第一章引言 程序的j v m 、j a v a 语言支持的基本a p i 库和开发工具。j a v a 标 准环境提供了开发和运行j a v a 程序的最基本的支持。 位于中间的是j 2 e e 规范所规定的标准企业服务。它包括了通信 服务r m i i i o p ( r m i 、i i o p 、r m i i i o p ) 、事务管理接口j t a 和分 布事务服务j t s 、数据库访问服务j d b c 、消息服务、名字目录 服务、邮件服务激活框架( j a v am a i l a c t i v a t i o nf r a m e w o r k ) 以 及认证与授权服务j a a s ( j a v aa u t h e n t i c a t i o na n da u t h o r i z a t i o n s e r v i c e ) 。这些服务是j 2 e e 组件操作其他组件和服务的接口的标 准a p i 。 位于j 2 e e 标准服务之上的便是w e b 容器和e j b 容器。w e b 容器 为应用系统的表示层逻辑组件s e r v l e t j s p 提供了运行环境和上 下文；而e j b 容器为应用系统的业务逻辑组件e j b 提供了运行 环境和上下文。 目前的j 2 e e 处于不断完善期，又包含了一些新的服务如j m x 、j c a 等。但是其核心思想并没有变，上述服务仍是j 2 e e 的核心服务。 1 _ 3w 曲服务概述 电子商务电子政务驱动了w e bs e r v i c e 的发展，而w e bs e r v i c e 的基 石是w e b 技术、i t 技术和对象技术的融合。 1 3 1w e b 服务的起源 w e b 应用的巨大成功和不断发展，使其渗透到商业领域和个人生活 的各个方面。人们只要使用浏览器，就可以享受到各种各样的w e b 服务， 例如网上购物，网上交易，网络游戏，预定车票，网上聊天和交友等等。 与此同时，由于w e b 技术所带来的优势( 如：统一的客户端和较好的维 护性) ，使一些传统的应用纷纷转型到b s 结构上。 然而，在发展中，逐步暴露了一些问题。所有这些w e b 页面都是为 人准备的，是让人去阅读，去输入，去判断。因此各种反映视觉效果的 内容占用了大量的网络带宽，例如各种图片，字体信息，文字排版样式 等。而真正含有高价值的一些信息，被深深埋在这些显示信息中，很难 被其他应用和程序所使用。更重要的是，各种w e b 服务之间缺少交互和 通讯的机制。 6 一 第一章引言 程序之间的互相通信是很重要的。因此，现在需要的是专门为应用 程序制定的w e b 服务。 随着应用程序之间通讯的需求越来越大，这就需要制定统一的标准 和协议。h p 公司是最先提出这个观点的公司，他们制定了有关“e s p e a k ” 的标准来保证应用程序之间的交互，并声称将成为下一代i n t e r n e t 信息 交互的标准。而随后，m i c r o s o f t 意识到此计划的美好前景，便推出了n e t 战略；i b m 很快就发布了w e bs e r v i c e st o o l k i t ( w s t k ) ，和w e bs e r v i c e s d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ( w s d e ) ，申明对w e bs e r v i c e s 的全力支持。与 此同时，o r a c l e 也开发出自己的d y n a m i cs e r v i c e s ，并和o r a c l e8 ir e l e a s e 2 集成在一起。在这以后，w 3 c 统一制定了w e bs e r v i c e s 的各种标准。 而s u n 公司在宣布了自己的w e bs e r v i c e s 的框架以后，将w e bs e r v i c e s 的标准溶入j 2 e e 的环境，使w e bs e r v i c e s 有了广泛支持的基础和平台。 1 3 2w e b 服务的基本原理 w e bs e r v i c e s 是通过一系列标准和协议来保证程序之间的动态连接 7 1 。实现一个完整的w e b 服务体系需要有一系列的协议规范来支撑。w e b s e r v i c e s 协议栈如图1 2 所示。 图1 2w e bs e r v i c e s 协议栈 其中，绿色部分( 从下往上数第 且广泛使用的传输层和网络层的标准 一7 、二层) 是先前已经定义好的并 i p 、h t t p 、s m t p 等。而蓝色部 第一章引言 分( 从下往上数第三、四、五、六层) 是目前开发的w e b 服务的相关标 准协议，包括服务调用协议s o a p 、服务描述协议w s d l 和服务发现 集成协议u d d i ，以及服务工作流描述语言w s f l 。而橙色部分( 从下 往上数第七、八层) 描述的是更高层的待开发的关于路由、可靠性以及 事务等方面的协议。黄色部分( 从右往左数第一、二、三层) 是各个协 议层的公用机制，这些机制一般由外部的正交机制来完成。 下面简单介绍一下这其中最基本的协议包括：s o a p ，w s d l ，u d d i ： s o a p ( s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c 0 1 )s o a p 是消息传递的协 议，它规定了w e bs e r v i c e s 之间是怎样传递信息的。简单的说， s o a p 规定了： 1 传递信息的格式为x m l 。这就使w e bs e r v i c e s 能够在任何平 台上，用任何语言进行实现。 2 远程对象方法调用的格式。规定了怎样表示被调用对象以及 调用的方法名称和参数类型等。 3 参数类型和x m l 格式之间的映射。这是因为，被调用的方法 有时候需要传递一个复杂的参数，例如，一个p e r s o n 对象。 怎样用x m l 来表示一个对象参数，也是s o a p 所定义的范围。 4 异常处理以及其他的相关信息。 w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) w s d l 是w e b s e r v i c e s 的定义语言。当你实现了某种服务的时候( 如，股票查询 服务) ，为了让别的程序调用，你必须告诉大家你的服务的接口。例 如，服务名称，服务所在的机器名称，监听端口号，传递参数的 类型，个数和顺序，返回结果的类型等等。这样别的应用程序才能 调用你的服务。w s d l 协议就是规定了有关w e bs e r v i e e s 描述的 标准。 u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r y , a n di n t e g r a t i o n ) 简 单说，u d d i 用于集中存放和查找w s d l 描述文件，起着目录服 务器的作用。 8 第一章引言 图1 3w e bs e r v i c e s 角色关系图 正如图1 3 所示，一个w e bs e r v i c e s 的生命周期是这样的： 实现一个w e bs e r v i c e s ，使其能够接受和响应s o a p 消息( 现在 有很多工具都可以帮助实现) 。 撰写一个w s d l 文件用于描述此w e bs e r v i c e s 。( 现在有很多工 具可以自动生成w s d l 文件) 。 将此w s d l 发布到u d d i 上。 其他的应用程序( 客户端) 从u d d i 上搜索w s d l 。 根据w s d l ，客户端可以编写程序( 现在有很多工具可以自动生 成调用程序) 调用w e bs e r v i c e s 。 1 3 3w e b 服务的缺点 由于是基于x m l 的应用，w e bs e r v i c e s 与生俱来地在拥有x m l 带来 的一切优势的同时，不可避免地继承了x m l 所带来的一些限制。 w e bs e r v i c e s 通常需要大量的c p u 资源。因为x m l 数据要经过 多步处理才能被系统使用。首先是效验( v a l i d a t e ) ，检查它的格 式是否符合x m l 的规范，以及根据应用程序定义( d t d 或 s c h e m a ) 检查是否符合语义上的规范；然后还要进行解析 ( p a r s e ) ，从x m l 文档分解出单个的元素；最后还要转换成应 用程序所需要的二进制表达。 9 篇一章引言 w e bs e r v i c e s 还意味着占用较多的内存资源。在进行x m l 解析 的时候，会产生大量的临时内存对象。特别是在处理d o m 对象 的时候。这些大量的临时对象对于象j a v a 这类自动回收内存的 语言和系统其实是种负担，大量的临时对象将会使系统每隔一 段时间就会进行内存回收，从而降低系统的性能。当然，现在有 的w e bs e r v i c e s 的产品( 如a x i s ) 采用了s a x 技术，大大减少 了内存的占用量。 网络资源的消耗也是w e bs e r v i c e s 应用的一些限制。因为基于 x m l 数据的传递通常数据量要比二进制的协议( 如r m i i i o p ) 要大的多。这种额外的消耗在网络资源比较紧张或网络传输比较 频繁的应用中会产生一定的影响。 除了x m l 带来的限制，w e bs e r v i c e s 本身也具有一些缺点： 到目前为止，w e bs e r v i c e s 还可以说是一种无状态( s t a t e l e s s ) 的 服务。所谓s t a t e l e s s 就意味着不保存客户端服务调用者的任何信 息。这是由w e bs e r v i c e s 的本质所决定的。w e bs e r v i c e s 在本质 上是要为应用程序之间提供数据通讯的标准，为企业应用之间动 态地提供大颗粒度的服务，所以w e bs e r v i c e s 并不适合于非常精 细的基于会话的方法调用以及复杂的事务( t r a n s a c t i o n ) 处理。 虽然现在有些w e b 服务产品实现了有状态的服务。但，这样功 能缺少标准的支持，当前版本的w s d l 还无法表示这些复杂的 服务。 数据绑定也存在一些不足。因为所有的数据传递都用x m l 格式， 因此，需要在二进制数据和x m l 数据之间有个转换。但是，并 不是所有的二进制数据都能方便地用x m l 来表示，并不是所有 的j a v a 对象都能被x m l 所表示。因此，经常在转换过程中会 出现语义丢失的情况。 1 3 4w e b 服务适用的场台 其实，已经有很多成功的w e bs e r v i c e s 的应用和越来越多的开发商 的加盟，证明w e bs e r v i c e s 一定会成为新一代w e b 信息通讯的主流。 经过不断的发展，w e bs e r v i c e s 一定能克服自身的弱点，得到更广泛的 应用。但就目前来说，w e bs e r v i c e s 比较适合用于下列形式的应用： 1 0 基于w a n 和i n t e r n e t 的应用 要在i n t e r n e t 上创建基于二进制协议的r m i i l o p 的应用，般都会 遇上一个大麻烦一防火墙。客户端浏览器极大可能在i s p 防火墙后，大多 数防火墙都只能允许和外部的h t t p 连接，因此想要i s p 防火墙后的客 户端能和防火墙外的r m i i i o p 的应用端口进行连接的话，就要改变i s p 的安全策略，让客户端能够连接除了8 0 以外的其他端口。可是当运行 r m i i i o p 的应用的服务器为了安全也在防火墙之后的d m z 中的话，那 这个连接就更加复杂了，要跨越两个防火墙。而w e bs e r v i c e s 由于使用 的是h t t p 协议，传递的是纯文本的x m l 数据，因此拥有穿透防火墙 的良好性能。 基于异构平台的应用 x m l 语言本身就是跨平台、跨语言的数据表示方法，在加上通用的 h t t p 等协议，使得w e bs e r v i c e s 天生就适用于基于异构平台的应用。 如果你的客户端包含了各种不同的平台，例如，你希望你的服务即可以 被j a v a 程序所调用，又可以由v b 和c o m 程序所调用。你有两种选择： 种是为不同的平台提供相应的a p i ，还要为不同的语言提供a p i ；如 果提供w e bs e r v i c e s ，所有平台和语言都可以调用了! 需要强安全特性的应用 很多人都认为，安全性是w e bs e r v i c e s 的弱项。其实不然，经过不 断的完善和各种新的协议的出台，w e bs e r v i c e s 完全可以用于安全性很 强的应用环境下。并且，由于w e bs e r v i c e s 使用h t t p 协议进行传输， 所以可以和容易就使用已经很成熟的基于h t t p 的各种安全技术。 e a i ( 企业应用集成) 这是目前w e bs e r v i c e s 应用最看好的方向之一。大多数企业内部都 有着各种各样的应用系统，它们是在不同的领导在任期间，由不同的软 件开发商开发，因此运行在不同的平台和系统上，系统的开发语言也各 不相同。由于现代企业信息自动化要求的提高，各个系统之间的互动和 相互通讯便提到日程上。因此，保护原有投资，重用遗留系统是当前很 多中大型企业的重要任务。由于遗留系统的运行平台是异构环境，因此 企业应用集成的代价一般来说是很高的。但如果使用w e bs e r v i c e s 作为 应用集成的手段，将会大大降低集成的消耗。w e bs e r v i c e s 与平台和语 第一章引言 占无关的特性，以及各种平台和环境下的开发工具都是企业应用集成的 利器。 另外，在开发新的应用系统的时候，仍然需要考虑和其他系统的集 成，需要考虑调用其他系统的功能，和被其他系统所调用。使用w e b s e r v i c e s 作为系统与外部交流的接口，能够使新的系统和别的系统之间 保持松耦合的关系，保持较高的可扩展性。 行业内部b 2 b 应用 行业内部的应用是w e bs e r v i c e s 的另外一个方向。因为在个行业 中，商业业务是很相似的，因此在行业内部很容易形成服务的标准，使 所有的业内企业共同遵守：但怎样实现服务和使用什么样的系统，决定 权在于各个企业自己。例如，电信运营商之间的结算服务，银行之间的 转帐服务等都可以形成行业标准，以w s d l 的形式公布出来。各个企业 之间可以选择不同的平台进行服务的实现。 1 3 5 提高w e b 服务的性能 要想提高w e b s e r v i c e s 应用的性能，需要对整个系统做全盘的考虑。 一般来说，有以下几点需要注意： w e bs e r v i c e s 的颗粒度 选择w e bs e r v i c e s 的颗粒度是提高w e bs e r v i c e s 应用的性能的主要 手段。因为w e bs e r v i c e s 使用的传输协议为h t t p 或s m t p 等，这些协 议都是面向无状态的连接协议，每一个请求都要建立一个新的连接。因 此w e bs e r v i c e s 的调用不能象数据库j d b c ( o d b c ) 接口一样可以进行 精细而复杂的方法调用( 例如，先获得c o n n e c t i o n ，再获得结果集，然 后一行一行获取结果) 。w e bs e r v i c e s 比较适用于大颗粒度的应用，在一 个调用中便获得所有的信息( 比如说银行之间的转帐，在一次调用中就 将包括金额和认证等所有的信息都传输过去) 。 谨慎使用x m l 接口 系统之间的接口可以使用x m l ，这样可以增加系统的灵活性；但不 要使用x m l 作为系统内部的接口，因为这不会带来任何好处，尽量使 用二进制作为系统内部的接口，避免不必要的x m l 文档的解析和效验； 在处理x m l 的时候，尽快将x m l 转换成内部对象，x m l 的传递只会 一1 2 ， 第一章引言 增加系统的开销。 最大可能性使用c a c h e 当有些信息是只读的，或者在一段时间内保持不变，就可以使用 c a c h e 。无论是客户端的c a c h e 还是服务器端的c a c h e ，都能大大 提高系统的性能。 1 4 本章小结 本章首先阐述了基于j 2 e e 的数字社区系统的研发背景，包括课题来 源、选题依据、国内外动态等，以及该课题在实际应用方面的意义和价 值。随后概要论述了基于j 2 e e 的数字社区系统研究与设计的技术基础， 具体包括分布对象中间件的概念与分类、j 2 e e 的体系结构、基本特性和 相关服务、以及w e b 服务的起源、基本原理、缺点、使用的场合和提高 性能的思路。通过对数字社区系统的研发背景和技术基础的介绍，本章 为后续章节的开展作了良好的铺垫。 1 3 第二章数字社区系统体系结构与网上办证系统设计目标 第二章数字社区系统体系结构与网上办证系统设计目标 2 1 数字社区系统建设的指导方针 根据我们对数字社区的理解，特提出“活”的社区的概念，即：数 字社区是电子政务与电子商务的神经末梢；是政府为民办事的窗口：是 增加就业机会的桥梁；更重要的是社区创收新的增长点。 据此，我们提出数字社区建设的“十六字方针”： 带活人气、增加就业、逐步创收、自我发展。 2 - 2 数字社区系统技术架构 2 2 1 数字社区系统的网络拓扑结构 社区服务网络平台依托政府现有网络建设( 网络拓扑图见图2 1 ) 。 社区服务网络平台的体系结构是由一个统一的管理平台支撑，由区中心 和远程应用终端组成的一个信息交换和信息处理系统。 图2 1 社区网络拓扑图 1 4 第二章数字社区系统体系结构与网上办证系统设计目标 数字化社区网络组网方案主要要素有：局域网、广域网连接、网络 管理和安全性。从总体上看，具有以下特征。 第一，它采用高性能、全交换的方案，充分满足了用户需求。 第二，网络管理简单，可以采用可视化管理器，基于易用的浏览器 方式，以直观的图形化界面管理网络。 第三，带宽压缩技术，有效降低广域网链路流量。 第五，随着城市社区的发展，所有网络设备均可在升级原有网络后 继续使用，有效实现投资保护， 第六，系统安全，应用了适合城市社区的低成本网络安全解决方案。 整个社区信息服务网采用集中式硬件管理，社区应用服务器i b m a s 4 0 0 放在区政府网络中心( i d c ) 。各个居民小区服务中心的系统管理员 远程登录到网络中心服务器各自的l i n u x 系统分区，管理各自的服务 内容，进行日常维护工作。 其应用优势如下： 各个社区无须配备单独的服务器。 硬件统一管理，统一维护。 小区系统管理员可只专注服务内容的管理。 2 2 2 数字社区系统的功能结构 整个数字社区系统由数字社区系统公共平台，以及动态发布系统、 网上配送系统、特殊事件应急系统，网上办证系统等若干个应用子系统 组成( 如图2 2 所示) 。数字社区系统公共平台负责为各个应用子系统提 供公共服务( 如，安全服务，数据库服务，日志服务等) ，管理应用子系 统的对外接口，派遣应用子系统之间的相互调用，并监控各个应用子系 统的工作情况。 第二章数字社区条统体系结褊每潮上办 驻系统设诗强舔 图2 - 2 数字社区的功能结构 作为数字社区系统的主要研发人员，本人负责数字社区系统公共平 台的设计，以及网上办证系统的设计与实施。具体对应于图2 2 中的阴 影部分。 2 - 2 3 软件体系结构的选择 2 2 3 1 软件行业发展现状 随着计算机软件技术的发展和企事业单位信息化的不断发展，企事业 单位使用的软件，如：e r p 、p d m 和c r m 等应用和管理系统也越来越 多。虽然这些系统是应用在不同的领域，管理着不同的对象，但是它们 之间也有很多相互交叉，甚至重复的信息和数据。而各个应用系统又是 相互独立运行，因此企事业单位内部的这些系统相当于一个个“信息孤 岛”，相互之间没有畅通的信息交流与共享。这样的后果是在企事业单位 中经常会出现信息和数据的更新不同步甚至不一致，从而造成各个部门 之间的矛盾，给企事业单位中不同部门的人员在进行交流时带来很多问 题，给客户也经常提供一些前后不一致的信息，使客户无所适从，严重 影响企事业单位的形象和信誉；此外企事业单位的这些应用系统都是 c s 应用模式的，不便于企事业单位对外的信息发布和企事业单位员工 从企事业单位外部对信息进行操作和管理。另一方面是企事业单位间的 交流与合作的日益增加，协同商务和各种新的制造模式( 如：敏捷制造， 虚拟企事业单位等) 的需要和建立自己的企事业单位信息门户等要求企 事业单位的应用系统是一个基于b s 应用模式的开放式系统，以便利用 i n t e r n e t 这个世界上最方便的通信和信息载体获得竞争优势。 一1 6 第二章数字社区系统体系结构与网上办证系统设计目标 企事业单位要解决这些矛盾，一种办法是对现有系统推倒重来：将企 事业单位的各个信息系统全部更新成一个统一的管理系统，各个部门都 在这个统一的系统上工作，但考虑到成本、实施周期和难度因素，这不 是一种切实可行的解决方案，另一种办法是企事业单位从整体来考虑企 事业单位的整个信息系统，根据实际需要，对各个应用系统进行总体规 划，选择一个合适的集成平台，把企事业单位的各个“信息孤岛”有机 的集成起来。这种解决方案不管是从实施难度，还是从实施成本、周期 和技术上考虑都是切实可行的。 另外，软件系统的复杂性不断增长、软件人员的频繁流动和软件行业 的激烈竞争迫使软件企业提高软件质量，积累和固化知识财富，并尽可 能地缩短软件产品的开发周期。 于是集软件复用、分布对象计算、企业级应用开发等技术为一体的基 于中间件的软件开发( c b s d ，c o m p o n e n tb a s e ds o f t w a r ed e v e l o p m e n t ) 应运而生。这种技术以软件架构为组装蓝图，以可复用软件构件为组装 模块，支持组装式软件的复用，大大提高了软件生产效率和软件质量。 2 2 3 2 当前主流的分布计算技术平台 考察当前主流的分布计算技术平台，主要有三大流派，它们是对象管 理组( o m g ) 的c o r b a 、s u n 公司的j 2 e e 和微软的n e t 。它们都是支 持服务器端中间件技术开发的平台，但都有其各自的特点，将分别阐述 如下： t 0 m g 的c o r b a c o r b a 分布计算技术是o m g 组织在众多开放系