（计算机软件与理论专业论文）分布式java企业信息架构分析与设计.pdf

摘要 随着科学与技术的发展，信息技术已经被广泛地应用于企业管理中。因此， 企业软件系统的体积和功能复杂度都在不断地增大，从而软件设计的主要难点也 不再仅仅集中于算法和数据结构设计方面的问题，而是提高到系统层次上来，主 要着眼于整个系统架构的设计，因此，系统架构设计成为软件设计领域一个重要 的课题。对于企业信息架构设计，国际上通常采用四领域法( t l l ef o u r - d o m a i n a r c h i t e c t u r e ，简称f d a ) 和三层结构法( e n t e r p r i s e p r o j e c t - l e v e l a p p l i c a t i o n a r c h i t e c t u r e ，简称e p a ) 进行分析设计。f d a 主要从过程领域，信息知识领域， 基础设施领域，组织结构领域这四个纵向方面来进行信息系统架构设计分析。而 e p a 则从企业层，项目层，应用层三个水平层面进行系统架构设计。 根据上述两种系统架构设计方法，当前企业中存在两种主流的企业信息架 构：c l i e n t s e r v e r 和b r o w s e r s e r v e r 。对于c l i e n t s e r v e r 这种架构最大的缺点是系 统的维护和升级对于系统管理员来说比较困难，这是由于在每个客户端都有一个 客户端程序，管理员必须单独地维护每台机器上的客户端程序。而对于 b r o w s e r s e r v e r 来说，服务器往往负载过度，因为系统的大部分操作都是在服务 器端进行的，从而服务器端通常会成为系统性能的瓶颈。 本文作者创建了一个新型的信息架构叫做分布式j a v a 企业信息架构 ( d i s t r i b u t e dj a v ae n t e r p r i s ea r c h i t e c t u r e ，简称d j e a ) ，该架构不仅包含了 c l i e n t s e r v e r 对于整个系统的各个节点负载较为均衡的优点和b r o w s e r s e r v e r 系 统易于管理升级的优点，而且摒弃了c l i e n t s e r v e r 整个系统难以管理，版本难以 控制的缺点，以及b r o w s e r s e r v e r 系统的s e r v e r 端负载过大的缺点。本文展示了 d j e a 架构的整体设计理念，描述了建立基于s o c k e t 基础上的d j e a 架构的网络 传输协议j s t p ，通过采用j s s e 标准实现了d j e a 架构的网络安全传输，介绍了 d j e a 客户端嵌入式应用服务器的设计原理，并引入认证与授权相结合的客户端 用户权限体系，从而细化了系统的权限控制，最后在理论研究基础上，本文在应 用方面进一步实践，将d j e a 架构应用于某国际软件企业的财务数据管理系统 e 。 关键字：分布式架构；企业信息化；d j e a a n a l y s i sa n dd e s i g no fd i s t r i b u t e dj a v ae n t e r p r i s ea r c h i t e c t u r e a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yh a sb e e n w i d e l yu s e di nt h ee n t e r p r i s em a n a g e m e n t h e n c e ，t h e s i z ea n dc o m p l e x i t yo f e n t e r p r i s es o f t w a r es y s t e mh a v eb e e ni n c r e a s i n g ，a n dt h es o f t w a r ed e s i g np r o b l e mh a s g o n eb e y o n dt h ea l g o r i t h m sa n dd a t as t r u c t u r e so ft h ec o m p u t a t i o n ：d e s i g n i n ga n d s p e c i f y i n gt h eo v e r a l ls y s t e ma r c h i t e c t u r ee m e 唱e sa san e wk i n do fp r o b l e m w eu s u a l l yu s et h ef o u r - d o m a i na r c h i t e c t u r e ( f d a ) a n de n t e r p r i s e p r o j e c t - l e v e l a p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r e ( e p a ) t oa n a l y z et h ea r e h i t e c t u r e f d ad i v i d e st h e e n t e r p r i s ei n t of o u rd o m a i n s a n dt a i l o r sa na r c h i t e c t u r em o d e lf o re a c h t h ed o m a i n s a r ei n d e p e n d e n ta n dt h e r e f o r ec a nb ed r i v e nb yt h ee x t e r n a lf a c t o r sf o rw h i c he a c hi s d e s i g n e d 。t h ef o u rd o m a i n so ft h ef d aa r e a sf o l l o w i n g ：p r o c e s sd o m a i n ， i n f o r m a t i o n k n o w l e d g ed o m a i n ，i n f r a s t r u c t u r ed o m a i n ，o r g a n i z a t i o nd o m a i n e p a c l a s s i f i e sb u s i n e s sa n di ta r c h i t e c t u r ei n t oan u m b e ro fd i f f e r e n tl e v e l s ：e n t e r p r i s e a r c h i t e c t u r e ，d e f i n i n gt h eo v e r a l lf o r ma n df u n c t i o no fs y s t e m sa c r o s sa ne n t e r p r i s e a n dp r o v i d i n gaf r a m e w o r k ，s t a n d a r d sa n dg u i d e l i n e sf o rp r o j e c t - l e v e la r c h i t e c t u r e s ； p r o j e c t - l e v e la r c h i t e c t u r e ，r e f i n i n g a n dc o n f o r m i n gt oa n dw o r k i n gw i t h i nt h e d e f i n e de n t e r p r i s ea r c h i t e c t u r e ；a p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r e ，d e f i n i n gt h ef o r ma n d f u n c t i o no ft h ea p p l i c a t i o n st h a tw i l lb ed e v e l o p e dt od e l i v e rt h er e q u i r e df u n c t i o n a l i t y o ft h es y s t e m w h e nd e s i g ne n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，t r a d i t i o n a l l yw ew i l lc o n s i d e rt h e f o l l o w i n gt w om a j o ra r c h i t e c t u r e s ：c l i e n t s e r v e ra n db r o w s e r s e r v e r , a n dm a k ea d e c i s i o na b o u tw h i c ho n ew o u l dm a t c ht h es y s t e m sr e q u i r e m e n tb e t t e r h o w e v e r , b o t ho ft h e s et w oa r c h i t e c t u r e sh a v et h e i ro w nd i s a d v a n t a g e s t h em a j o rd i s a d v a n t a g e o fc l i e n t s e r v e ra r c h i t e c t u r ei st h a ti t sv e r yd i f f i c u l tf o r t h ea d m i n i s t r a t o rt om a i n t a i n a n du p d a t et h es y s t e mb e c a u s et h e r ei sa na p p l i c a t i o ni ne a c hu s e r sc o m p u t e ra n dt h e a d m i n i s t r a t o rh a st ou p d a t ee v e r yc o m p u t e r w h i l ef o rb r o w s e r s e r v e r , t h e r ei sa h e a v yl o a di nt h es e r v e rb e c a u s ea l lt h eo p e r a t i o n sa r ef i n i s h e db yt h es e r v e rm a c h i n e ， a n dt h e nt h es e r v e ru s u a l l yb e c o m e st h eb o t t l e n e c ko ft h es y s t e m s o ，a u t h o rc r e a t e da n e wa r c h i t e c t u r ec a l l e dd i s t r i b u t e dj a v ae n t e r p r i s ea r c h i t e c t u r e ( d j e a ) w h i c hn o t o n l yc o n t a i n st h ea d v a n t a g e so fc l i e n t s e r v e ra n db r o w s e r s e r v e r , b u ta l s og e t sr i do f t h e i rd i s a d v a n t a g e s t h ed i s t r i b u t e dj a v ae n t e r p r i s ea r c h i t e c t u r ed e s i g nw a sf i n i s h e d a n di m p r o v e db yt h ea u t h o rd u r i n gt h ep e r i o do fs t u d y i n ga n dp a r t i c i p a t i n gi nt h e e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e mc o n s t r u c t i o n t h i sd i s s e r t a t i o nf i r s t l yi n t r o d u c e st h ep r o g r e s so ft h ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n ，a n d t h e na n a l y z e st h ed i f f e r e n c eb e t w e e nc l i e n t s e r v e ra n db r o w s e r s e r v e ra r c h i t e c t u r e a f t e rt h a t ，t h ep a p e re x p l a i n st h eb a s i cd e s i g np r i n c i p l e sa n dt e c h n o l o g yr o a d m a po f a r c h i t e c t u r e d e s i g n a n ds h o w st h eo v e r v i e wo fd i s t r i b u t e dj a v ae n t e r p r i s e a r c h i t e c t u r e f u r t h e r m o r e ，t h ei m p l e m e n t a t i o no fd i f f e r e n tp a r t so fd i s t r i b u t e dj a v a e n t e r p r i s ea r c h i t e c t u r eh a sb e e ne x p l a i n e d t h e f i n a lp a r to ft h i s p a p e r i st h e s u m m a r yo fw o r k st h a th a sb e e nd o n ea n dt h ep l a n n i n gf o rt h ef u t u r ew o r k s k e yw o r d s ：d i s t r i b u t e da r c h i t e c t u r e ；e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n ；d j e a 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。 本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明 确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。 声明人( 签名) ：浓垫岣，一 矽占年月乙日 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大 学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电 子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学 校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索， 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适 用本规定。 本学位论文属于 l 。保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 不保密( ) ( 请在以上相应括号内打“ ) 作者签名：浓蓥坼日期：杪形年 乡 新签名跚狮期：w 驴多 f 月2 ，日 月u 第一章绪论 第一章绪论 随着信息化技术的不断普及，企业信息系统不断地扩大升级到企业生产的各 个环节，企业信息系统扩大的同时，带来了企业内部信息系统架构混乱，难以管 理，以及难以系统扩展升级等问题。本章着眼于描述企业信息系统架构设计这一 课题的背景，讨论信息系统架构设计的意义，及企业信息化的现状。 1 1 研究背景及选题意义 由于信息技术的不断进步和发展，信息化革命正在逐渐打破并重组现存的国 际经济秩序和结构，使其从物质型向信息型经济转变。随着经济的全球化趋势， 企业的改造，重构，工业化进程越来越依赖于信息化，企业的生存和发展也就越 来越取决于信息化的成败f l l 。因此，对于在信息化方面不够完善的企业，在瞬息 万变的国际市场环境中，往往很难做出及时的对策，以至于被挤到被淘汰的边缘。 企业信息化主要包括了销售，生产，服务等企业运营的各个方面，而其实质是企 业管理的信息化，是企业将融合了世界先进管理思想的信息技术应用于管理，提 高企业管理效率，从而提高企业效益。企业管理的信息化在某种程度上意味着企 业的全面信息化。在企业实施信息化这一过程中，往往是对企业运营流程的一个 再重组过程，这其中往往牵涉了企业的各个部门组织，因此，设计出一个灵活的， 适合企业自身需求的信息化架构是很重要的。 早在1 9 6 0 年代，诸如e w 戴克斯特拉就已经提出软件架构设计这个概念了。 自1 9 9 0 年代以来，部分由于在r a t i o n a ls o f t w a r ec o r p o r a t i o n 和m i c r o s o i t 内部的 相关活动，系统架构这个概念开始越来越流行起来。卡内基梅隆大学【2 】和加州大 学埃尔文分校【3 】在这个领域做了很多研究。卡内基梅隆大学的m a r ys h a w 和 d a v i dg a r l a n 于1 9 9 6 年写了一本叫做s o f t w a r ea r c h i t e c t u r ep e r s p e c t i v eo n a n e m e r g i n gd i s c i p l i n e 4 的书，提出了系统架构的很多概念，例如软件组件，连接器， 风格等。加州大学埃尔文分校的软件研究所所做的工作则主要集中于架构风格， 架构描述语言以及动态架构。 系统架构是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设 分布式j a v a 企业信息架构分析与设计 计。系统架构是一个系统的草图。系统架构描述的对象是直接构成系统的抽象组 件【5 1 。各个组件之间的连接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。在实现阶 段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如某个类或者对象。在面向对象领域 中，组件之间的连接通常用接口来实现。 系统架构是构建企业信息系统的基础，与设定建筑项目的设计原则和目标一 样，一个系统架构就是作为满足企业内不同客户需求的实际系统设计方案的基础 【6 】。系统架构是一个容易理解的概念，多数工程师会从直觉上来认识它，但要给 出精确的定义很难，特别是，很难明确地区分设计和架构：架构属于设计的一方 面，它集中于某些具体的特征。 在“软件架构简介”【7 】中，d a v i dg a r l a n 和m a r ys h a w 认为系统架构是有关 如下问题的设计层次：“在计算的算法和数据结构之外，设计并确定系统整体结 构成为了新的问题。结构问题包括总体组织结构和全局控制结构；通信，同步和 数据访问的协议；设计元素的功能分配：物理分布；设计元素的组成；定标与性 能；备选设计的选择。” 但架构不仅是结构；i e e ew o r k i n gg r o u po na r c h i t e c t u r e 把其定义为“系统 在环境中的最高层概念” i e e e 9 8 。架构还包括“符合”系统完整性，经济约束 条件，审美需求和样式。它并不仅注重对内部的考虑，而且还在系统的用户环境 和开发环境中对系统进行整体考虑，即同时注重对外部的考虑【8 】。 在r a t i o n a lu n i f i e dp r o c e s s 9 1 中，软件系统的架构( 在某一给定点) 是指系统 重要构件的组织或结构，这些重要构件通过接口与不断减小的构件与接口所组成 的构件进行交互。 一般而言，系统架构有两个要素：( 1 ) 它是一个软件系统从整体到部分的最 高层次的划分，一个系统通常由元件组成的，而这些元件如何形成，相互之间如 何发生作用，则是关于这个系统本身架构的重要信息，具体而言，就是要包括架 构元件( a r c h i t e c t u r ec o m p o n e n t ) ，连接器( c o n n e c t o r ) ，任务流( t a s k - f l o w ) ，这些 架构元素构成了系统的核心，而连接器则是描述这些元件之间通讯的路径，通讯 的机制，通讯的预期结果，任务流则描述系统如何使用这些元件和连接器完成某 一项需求【l o 】；( 2 ) 它是建造一个系统所做出的最高层次的，以后难以更改的， 商业的和技术的决定，在建造一个系统之前会有很多重要决定需要事先做出，而 第一章绪论 一旦系统开始进行详细设计甚至建造，这些决定就很难更改甚至无法更改，显然 这样的决定必定是有关系统设计成败的最重要决定，必须经过非常慎重的研究和 考察【1 1 1 。 在本文中，作者通过考察比较现阶段主流的系统架构，分析它们各自的优缺 点，并根据作者参与企业的多个信息系统项目设计，设计出了一种新型的企业系 统架构叫做分布式j a v a 企业信息架构( d i s t r i b u t e dj a v a e n t e r p r i s e a r c h i t e c t u r e 简 称d j e a ) 。 1 2 研究现状及存在问题 由于企业规模不断扩大，业务不断拓展，企业面临的要解决的问题日益复杂， 从而为企业业务服务的企业信息系统也在不断复杂化，并且越来越难以管理。因 此，设计出一个将复杂的业务逻辑与底层结构良好分离，将复杂的构件分割成各 i 个简单小构件的组合，是架构设计师要考虑的问题。 b i y e r 和r g o t t l i e b 提出采用四领域架构分析方法( t h ef o u r - d o m a i n a r c h i t e c t u r e ， 简称f d a ) 来分析架构设计 1 2 1 。f d a 反映了商务流程的集成性， 系统的引擎，数据源( 例如数据库和知识库) ，可视化工具，对话框管理，基础 构建和组织资源等。f d a 主要从四个领域纵向来分析架构：过程领域( p r o c e s s d o m a i n ) ；信息知识领域( i n f o r m a t i o n k n o w l e d g ed o m a i n ) ；基础构建领域 ( i n f r a s t r u c t u r ed o m a i n ) ；组织领域( o r g a n i z a t i o nd o m a i n ) 。其中，过程领域包 含了商务流程，编码商务规则的任务，依赖于提供各种不同商业功能的工具等， 它包括了应用程序在操作，管理控制，和战略计划的各个层面，这些都表现为正 式或非正式的交流通道，或者是信息过滤和战略的形式。信息知识领域包含了 商业规则和商业数据以及各种类型的信息，它们的用途，相互依赖关系，以及它 们的定义，所有者，分布和组合，元数据，系统数据，操作数据也包含在这个领 域里。基础构建领域包含了硬件设计，系统软件，数据存储资源，网络和沟通， 用户界面以及其它相关技术，该领域是支持其他各领域的活动和界面的平台。组 织领域包括了商业用户，用户的角色，用户的权限，组织结构和组织边界，以及 他们的相互关系，合作伙伴关系，客户，供应商及企业内部的其他股东。f d a 通过这纵向的四个领域来分析企业的系统架构设计 1 a l 。 分布式j a v a 企业信息架构分析与设计 a n d r e w m a c a u l a y则提出采用企业项目，应用架构 ( e n t e r p r i s e p r o j e c t - l e v e l a p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r e 简称e p a ) 方法【1 4 】，从三个 方面横向分析企业信息架构设计。其中企业架构是从整个企业的角度，包括企业 内部的各个成员组织，为项目层面的架构提供了个框架，标准和指导，从企业 角度看架构设计，可以促进各部门的信息系统协调工作。项目层面的架构则定义 了一个项目的各个功能，是企业信息系统架构的部分，与之相关联，细化了企 业架构，并与之一起工作。应用架构定义了某个特定需求的应用的各个功能，该 架构的某些功能可能被定义于企业和项目层面的架构。e p a 通过这三个横向层面 分析了系统架构设计。 根据上述两种分析方法，现有的主流的企业系统架构有c s ( c l i e n t s e r v e r ) 和b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 两种。c s 即客户机和服务器架构，通过这种架构可以充 分利用客户端和服务器端两端硬件环境的优势，将任务合理分配到客户端和服务 端来实现，降低了系统的通讯负载。目前大多数应用软件系统是采用c s 形式的 两层架构，而现在软件应用系统正逐渐向分布式的w e b 应用发展，w e b 和c s 应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件；因此，内部和 外部用户都可以访问新的和现有的应用系统，通过现有应用系统中的逻辑可以扩 展出新的应用系统，这是当前应用系统的发展方向 1 5 l 。传统c s 体系架构虽然 采用的是开放模式，但只是系统开发一级的开放性，在特定的应用中无论是客户 端还是服务器端都还需要特定的软件支持。由于没有提供用户真正期望的开发环 境，c s 架构的软件需要针对不同的操作系统开发不同的软件版本，而且随着企 业业务变化的加快，软件的更新速度也加快，使得客户端的软件变得难以维护。 b s 架构是随着i n t e r n e t 技术的兴起，对c s 架构的一种变化改进的架构。 在该架构下，客户端工作界面是通过w e b 浏览器来实现的，少部分的商务逻辑 在浏览器端通过j a v a s c r i p t 实现，而主要的商务逻辑则是在服务器端实现，形成 三层架构。从而大大减轻了客户端电脑负荷，降低了对客户端硬件的配置要求， 减少了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体拥有成本( t o t a lc o s t o f o w n e r s h i p ，简称t c o ) 1 1 6 。 c s 架构软件的优势为应用服务器运行数据负荷较轻。最简单的c s 架构的 数据库应用由客户应用程序和数据库服务器程序两部分构成，二者可分别称为前 第一章绪论 台程序和后台程序。运行数据库服务器的机器称为应用服务器。一旦服务器程序 被启动，就随时监听响应客户程序发来的请求；客户应用程序运行在用户的机器 上，对应于数据库服务器，称为客户端，当需要对数据库中的数据进行任何操作 时，客户程序就自动地寻找服务器程序，并向其发出请求，服务器程序根据预订 的规则做出应答，返回结果，因此，应用服务器数据负荷较轻。c s 架构的劣势 是高昂的维护成本且投资大。采用c s 架构要选择适当的数据库平台来实现数据 库的数据真正的“统一”，使分布于两地的数据同步完全由数据库系统去管理， 但逻辑上两地的操作者要直接访问同一数据库才能有效实现这一功能。比如要建 立“实时”的数据同步，就必须在两地间建立实时的通讯连接，保持两地的数据 库服务器在线运行，系统管理员通常既要对服务器进行维护管理，又要对客户端 进行维护管理，这样维护成本高，维护量大。而且传统的c s 架构要针对不同的 操作系统开发不同版本的软件，由于产品的升级速度快，代价高和低效率已经不 适应工作需要。在j a 、，a 这样的跨平台语言出现后，b s 架构对c s 架构有很大 冲击，对其形成威胁和挑战 1 r l 。 b s 架构软件的优势为维护升级简单。软件系统改进升级越频繁，b s 架构 的系统越能体现其方便性。b s 架构的软件只需要管理服务器即可，因为所有的 客户端都只是浏览器，不需要做任何客户端方面的维护，无论用户的规模有多大， 分支机构数量有多少，都不会增加维护升级的工作量，所有的操作都只需要针对 服务器进行。因此b s 架构对于用户的人力，物力，时间，费用的节省是显而易 见的。b s 架构软件的劣势是应用服务器运行数据负载较重。由于b s 架构软件 只安装在服务器端上，系统管理员只需要管理服务器就可以，主要商务逻辑运作 在服务器端完成，极少部分商务逻辑在浏览器端实现，因此所有的客户端只要有 浏览器，系统管理员只需做硬件维护，但应用服务器运行数据负荷较重，一旦服 务器发生“崩溃”等故障，则整个系统将无法运行0 8 1 。 在具体实现设计系统架构方面，有两种技术可供选择：j a v a e e ( j a v a e n t e r p r i s ee i d t i o n ) 1 1 9 1 2 0 和n e t 2 1 技术。n e t 和j a v a e e 是当前企业信息化市 场上两种主流技术，在表现形式上，j a v a e e 是一组规范，而n e t 更象是一组产 品【2 2 】。但两者的目的都在于为了企业信息化提供分布式，高可靠性的解决方案。 两种平台主流的开发语言j a v a 和c 撑在架构上有着极大的相似：虚拟机技术， 分布式j a v a 企业信息架构分析与设计 基于沙箱的安全模型，分层的命名空间，垃圾回收等。方面，c 群的大多数关 键字来源于c + + ，使其在书写上有别于j a v a ，但另一方面，c ；5 f 的严格类型转换概 念来自于j a v a ( c # 的原始类型的定义更严格，并且据微软声明没有影响到效 率) 1 2 3 。作为一种新语言，c 锄口入了基于x m l 的标记，可以被编译器用来直接 生成文档，c 拌的另一个特点，一站式软件( o n e s t o p - s h o p p i n gs o f t w a r e ) 强调了 自解释( s e l f - d e s c r i b i n g ) 的编码方式，即头文件，i d l ( i n t e r f a c ed e f i n i t i o n l a n g u a g e ) ，g u i d 和其他复杂的接口无需再被引用，即c 撑、v b n e t 等代码片 段可以任意地被加入到其他语言中，这是多种语言混合编程的模式中的一次进 步，但其维护性也较为困难。 微软的n e t 的平台提供了c 撑，v b n e t , c o b o l 等多种开发语言，c 撑是新 的，而其他的每一种语言都是在原有的基础上改造而来。对于传统语言如b a s i c ， c o b o l 等语言先天的缺少面向对象的内涵，在n e t 平台下变成面向对象的语言。 基于面向对象的软件分析设计开发测试是完全不同于基于传统过程性语言的质 变，所以这一过程的转变对传统程序员而言是痛苦而漫长的过程。在传统程序员 面前，微软看似提供了丰富多彩的解决方案，但对于实际问题而言，可能并不具 备真正完善的解决方案。一个简单的解决方法就是：直接使用c 撑。但对于独立 软件开发商而言，其转换成本不容忽视。其次，在一个软件项目中使用多个语言， 开发商必须同时拥有多种语言专家和多个独立的难以互相支援的开发小组，这样 会是软件维护成本成非线性的曲线增长。因此，多样性是双刃剑，在企业信息化 实施时需仔细斟酌。 j a v a e e 的最大卖点是跨平台，当开发商完成了符合j a v a e e 规范的软件时， 企业可以根据自身的需求和实力选择不同的应用服务器。从基于o p e ns o u r c e 的 免费软件到高端满足b 2 b 需求的商业套件来搭建自己的平台。但由于j a v a e e 的 规范还不够完善，各个j a v a e e 服务器的提供商为了使其提供其各自理解的完整 的功能，不得不添加些额外的特性，这就使得使用了这些特别功能的应用软件， 绑定到了特定的应用服务器上。随着j a v a e e 规范的发展，这种差别会逐渐缩小。 就企业而言，内部众多系统的整合，系统的延展性，安全性是更需要注意的 议题，而这些都是j a v a e e 的优势，也是n e t 的不足。在效率方面，j a v a e e 阵 营主张通过硬件的效能增加来弥补软件的不足。开放标准，功能强大，易于移植 第一章绪论 这些都是j a v a e e 的卖点【2 4 】。 因此，在企业信息化的技术方面，选择j a v a e e 作为技术基础是较为安全可 靠的选择。 1 3 主要研究内容及特点 对于企业的b s 应用，从当前的技术水平看，特别适用于系统同用户交互量 不大的应用，对于需要大量频繁、高速交互的应用系统，采用这种模式并不一定 是最好的选择。采用i n t r a n e t 应用模式并不一定要全部取代传统的c s 架构， 从某种意义特别是从近期的发展看，二者应用界限并不清晰，而且往往是互相补 充、相辅相成的。事实上，企业信息化采用a s 架构并不是要求把应用都转到 w e b 应用服务器上来，而是要根据情况来选择。 企业在选择信息化系统平台模式时，要考虑到b s 架构的优势，也要考虑到 c s 架构的成熟性，因此根据企业自身的业务特点，设计出一种能同时包含c s 与b s 架构优势的体系架构是很重要的。i n t r a n e t 系统的出现，其技术日益走 向成熟，无疑是企业信息化建设的首选模式。但目前情况下，完全抛弃c s 技术 及其系统架构模式也是不实际的。一方面，原来的系统能满足使用要求的应保留 使用；另一方面，c s 技术能解决许多目前i n t r a n e t 系统还不易解决的问题。 此外，i n t r a n e t 系统的优越性表现在对信息的发布、数据的收集、数据共享方 面。事实上，只有将主要以数据库为处理对象的统计、分析、控制作为主体的业 务处理技术( c s 技术) 与采用w e b 技术的信息查询、发布系统的有机结合，才 是企业信息化的最佳解决方案【2 5 。 从1 2 节讨论可以看出，j a v a 语言有跨平台的优越性，更适合企业未来业务 的发展变化，而目前存在的c s 和b s 架构各有其优劣势，因此，如何设计出既 包含c s 的优势( 即充分利用客户端的硬件资源) 又包含b s 架构的优势( 即系 统易于维护) ，具有重大的现实应用价值，是企业信息化过程中不可缺少的一个 重要研究课题。本论文是在针对企业当前信息化中存在的这一重大问题进行了深 入的理论研究和项目实践基础上，得出的一套新的应用系统框架分布式j a v a 企 业信息架构( d i s t r i b u t e dj a v ae n t e r p r i s ea r c h i t e c t u r e ，以下简称d j e a ) 。 本文研究的主要方法是通过对c l i e n t s e r v e r 和b r o w s e r s e r v e r 两种架构的研 分布式j a v a 企业信息架构分析与设计 究，综合了两者优点，且摈弃了两者各自的缺点，提出了新的架构，即d j e a ， 该架构的特点如下： 1 在用户的c l i e n t 端分布一个自行设计的嵌入式应用服务器，该应用服务 器可以通过占用较小的c p u 和较小的内存快速启动，用户通过该嵌入 式应用服务器完成系统的大部分业务逻辑操作； 2 在服务器的s e r v e r 端分布了源文件资源管理器和数据库服务器，源文件 资源管理器用于管理c l i e n t 端的系统文件版本管理，采用了d e l t a 算法， 高效地解决了c l i e n t 端的程序管理问题； 3 c l i e n t 端与s e r v e r 端设计了j a v as o c k e tt r a n s f e rp r o t o c o l ( 简称j s t p ) ，该 协议通过使用s o c k e t 传输，采用d e l t a 算法，有效地解决了c l i e n t 端与s e r v e r 端的文件传输的效率问题； 4 通过采用j s s e 安全标准，通过采用安全证书，有效地保证了c l i e n t 端与s e r v e r 端的数据传输安全； 5 在c l i e n t 端采用a j a x 技术，极大地改善了用户体验。 1 4 本文结构安排 本文共分为七章。第一章是绪论部分，首先阐述了当前企业信息化状况，信 息化过程中主要采取的技术，将j a v a e e 与n e t 这两种当前主流的企业信息系统 技术进行比较，得出了j a v a e e 的跨平台优势，比较了c s 和b s 两种系统架构， 描述了c s 架构和b s 架构两种架构各自的优劣势，说明了设计出结合两种架构 优势的分布式j a v a 企业信息架构d j e a 的必要性。第二章从系统总体设计的高 度阐述了系统设计的原则，d j e a 提出的意义及设计目标。第三章介绍了d j e a 客户端与服务器端网络传输机制设计。第四章描述了d j e a 的嵌入式应用服务器 设计。第五章介绍了d j e a 的客户端的用户体验设计和安全体系设计。第六章介 绍了d j e a 的应用案例。第七章对论文进行了总结并展望了未来进一步的研究工 作。 第二章分布式企业信息架构研究 第二章分布式企业信息架构研究 本章将介绍架构设计的般原则，并对目前主流的c l i e n t s e r v e r 和 b r o w s e r s e r v e r 的典型架构设计进行分析比较，提出良好的架构设计的标准；接 着重点介绍了d j e a 的总体设计方案，包括整个架构的运作流程，客户端与服务 端如何协调工作等。 2 1 架构设计原则 架构是一套构建系统的准则。通过这套准则，可以把一个复杂系统划分为一 套简单的子系统的集合，子系统之间应该保持相互独立，并与整个系统保持一致。 而且每个子系统还可以继续细分，从而构成一个复杂的企业级架构。当考虑构建 企业级的软件系统时，除了要考虑系统的架构及其应具有的功能行为以外，还要 关注整个架构的可用性，性能问题，容错能力，可重用性，安全性，扩展性，可 管理维护性，可靠性等各个相关方面1 2 6 1 。 2 2 主流架构设计分析 c l i e n t s e r v e r 架构( 简称c s ) 是客户机和服务器架构。它是软件系统体系 架构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到c l i e n t 端和 s e r v e r 端来实现，降低了系统的通讯开销。目前大多数应用软件系统都是 c l i e n t s e r v e r 形式的两层架构，服务器通常采用高性能的p c 、工作站或小型机， 并采用大型数据库系统，如o r a c l e 、s y b a s e 、i n f o r m i x 或s q ls e r v e r 。客 户端需要安装专用的客户端软件。传统的c s 体系架构虽然采用的是开放模式， 但这只是系统开发一级的开放性，在特定的应用中无论是c l i e n t 端还是s e r v e r 端都还需要特定的软件支持。由于没能提供用户真正期望的开放环境，c s 架构 的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件，加之产品的更新换 代十分快，已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使用。而且代价高，效 率低。典型的c l i e n t s e r v e r 架构如图2 1 所示。 a 】“a _ k 镕b * 目n * 2 j * 图21c l i e n t s e r v e r 架构设计图 镕| 4 c o 1 ei n t r o d t int 。d i ti bt p ds y s t c md e s i g n 2 0 0 6 2 7 ) 随着i n t e r n e t 越来越广泛的应用，原来基于局域同的企业网开始采用 i n t e r n e t 技术构筑和改建自己的企业网，即i n t r a n e t 。于是，一种新兴的体系 架构b r o w s e r s e r v e r 应运而生并获得飞速发展，成为众多厂家争相采用的新 型体系桨构。木质上，b r o w s e r s e r v e r 也是一种c 1 i e n t s e r v e r 柴构，它是一 种由传统的一层c 1 i e n t s e r v e r 架构发展而来的三层c i i e n t s e r v e r 架构在w e b 上应用的特例。在b r o w s e r s e r v e r 的系统中，用户可以通过浏览器向分布在阿 络r 的许多服务器发出请求。b r o w s e r s e r v e r 架构极大地简化了客户机的工作， 客户机上只需安装、配置少量的客户端软件即可，服务器将担负更多的工作，对 数据库的访问和应用程序的执行将在服务器上完成。 在b r o w s e r s e r 7 e r 三层体系架构下，表示层( p r e s e n t a t i o n ) 、功能层 ( b u s i n e s sl o g i c ) 、数据层( d a t as e r v i c e ) 被割成三个相对独立的单元：第一 层，表示层即w e b 浏览器，在表示层中包含系统的显示逻辑，位于客户端，它的 任务是山w e b 浏览器向网络上的某一w e b 服务器提出服务请求，w e b 服务器对用 户身份进行验证后用i i t t p 协议把所需的主页传送给客