（计算机应用技术专业论文）跨平台数据库备份的设计与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着竞争压力的增加和计算机网络的迅猛发展，跨平台软件越 来趣受翻入稍韵关注。软件静平台蠢关性将有效地减少重赛开发， 更加容易地被部署剿网络环境复杂的分布斌系统中。目前，正有 诲多霆落或公司鬟力于开笈平台无关性软静懿疆究，它爨定裁了 一系列框架成标准泉支持这一点，比如s u i l 公司的j a v a 语言，再 如m i e r o s o 矗公司憋n c t 乎念。 本文的目的在于构建一个跨平台的数精库备份软件，它将作 为电信网管平台所提供的服务之一。j a v a 谗言的跨平台特性是基 于冀特定静暖( 虚拟机) 税制，它嚣前仍然成为j a v a 语言执行效率 的瓶颈，而n e t 平台目前也主要是针对于w i n d o w s 平台上的开发 工佟进行稳整合，掰渡它髓舔无法满足毫臻应蔫静平台无关往需 求。为了兼顾软件的跨平台特性与性能要求，本文聚用了c + + 语 言开发跨平套数据黪冬蹬软 孛受务器搂，势宠分运蠲了a e 嚣等跨 平台软件开凝技术。 论文分析了软件的需求，提出了软件的总体匿掭；对软l 牛进 行了模块翔分，并充分结合u m l 工其，以耨向对象设计的思想完 成了软件的总体设计和各个模块设计；整个跨平台数据库铸份软 臀楚一个e 藤架耩，论文采瘸了a s n 。l 窥藏对客户端与虢务器之 间的通讯业务接口进行了设计：基于前面的设计工作，论文实现 了务令模块艨有的类，荠综会运尾了a c e 、潞酗l s 蠹+ + 等多矮跨 平台开发技术；最瞄，论文还对整个系统i l 行较为全面的功能测 试与性能测试。 关键词：踌平台；a c e ；d b t o o l s 血+ + ；数据库备份与还原； a s l l ；u m l 西南交通大学硕士研究生学位论文第| l 页 a b s t i a c t p e o p l ea r ep a y i n gm o r ea t t e n t i o nt op l a t f 0 n i n d 印e n d e n t s o f c w a r ea st l ci n c r c a s i n gp r e s s u r eo fc o m p e t i t i o na n d “i p i d d e v e l o p m e n t0 fc o m p u t e r n e t w o r k t h ep l a t f o m 卜i n d 印e n d 州t c h a r a c t e ro fs o 矗w 盯ew i l lr e d u c et l l er 印e t m v ed e v e l o p m e n tw o r k e 伍c i e l l t l y a n dm a l ( e si tt 0b ee 蹈i l yd 印1 0 y c dt oad i s t r i b u t e ds y s t e m w i mc o 珥l i c a t e dn e t w o r ke n v i r o m e i l t n o w ， m a l l y 目f o u p s o r c o m p a n i e s a r cd e d i c a t c d t o m er e s e a r c ho fd e v e l o p i l l g 口l a t r 恤一i n d e p e n d e ms o r w a r e ，a n dh a v ee s t a b l i s h e d as e r i e so f 丘a m e w o f k so rs t a n d a r d s ，s u c ha sj a v ao fs u nc o r p o r a t i o na n d n e t p l a t 矗黝o f m i c r o s o f tc o r p o r a t i o n t h i s 血e s i si sa i m e dt ob u i l dad a t a b 船eb a c k i l pt 0 0 1i 1 1 d e d e n d e n t o fp l a t f o m ，w h j c hw i l lb e 嬲o n eo fs e r v i c e s 也et c l e c o mn c t w o r k m a n a 黜e n tp l a t f o r mp r o v o i d e s t h ed e p e n d e n c eo fp l a t f o mo f j a v a i sb 勰e do nt h es p e c i a lv m ( v i 巾l a lm a c l l i n e ) m e c h a n j s m ，w 撕c hi ss t i l l m eb o 札l e n e c ko fe x e c u t i n ge 历c i e n c eo fj a v a1 趾印a g e w h e r e a s ，n e t p l a t f o mm a i n l ya i m sa t 血ei n t e g 删o no fd e v e l o p i i l gw o r ko n w i n d o w sp l a t f o r n la tp r e s e l l t ，m e r e f o r e ，t h e ya l lc a nn o tc o m p l e t e l y m e e tt 1 1 ep l a t f o m i n d e p c n d c n tr e q u i r e m e n to ft e l e c o ma p p l i c a t i o n s i n 0 r d e rt om e e tt h er e q u i r e m e n to ft l l ep l a t f o n ni i l d e p c n d 饥c ea 1 1 d p e r f o m l a n c e ，t m sm 髓i sa d o p t sc + + 船m ed e v e l o p i n gl a n g u a g ct o d e v e l o pt l l es 鲫e r - e n do ft l l ep l a t f o n n i l l d 印c n d c n td a t a b a s eb a c k u p s y s t e m ，a 1 1 dm a l 【e sg o o du s eo ft e c h n i q u e so fi n d 印c n d e n c eo f p l a t f o 姗，s u c h 髂a c e ，e t c t h et 1 1 e s i s 龇a l y s e sm es o f t w 盯er e q l l i r 鼬e n t sa i l di n 订o d u c e st 1 1 e o v e r a l l t a r g e to f 也es o f t w a r e a r e rc a r r y i go u tt h em o d u l e sd e v i s i o n o ft l l es o 胁a r e ，t l l et l l e s i s 觚s h 韶t h eo v e r a l ld e s i g na i l dt h em o d u l e s d e s i g ni n t e 铲a t e dw i lu m l t o o la c c o r d i n gt ot 1 1 eo o d e s i g nm e m o d s s i i l c et l l ew h o l ed a t a b a s eb a c k l l pt 0 0 li n d 印c i l d e mo fp l a t f o m li so f c y sm o d e ，m ea s n 1s t a i l d a r di sa d o p t e dt od e s i g nt | 伦c o m m u n i c a t i o n i n t e l 如eb e t w e e nc l i e n ta n ds e r v c r 血t 1 1 i st h e s i s b 踮e do nt h e p r e v i o u sd e s i g n ，t h et i l e s i si m p l e m 髓t sa nt h ec l 醛s e so f t l l e s em o d u l e s ， b ya p p l y i n gs e v e r a lt e c t l l l i q l 璩so fi n d 印e n d e n c eo fp l a t f o m ，8 u c h 躯 a c e ，d b l 0 0 l s 1 l + + ， e t c f i m l l y ，t l l i sm e s i sa l s oc a r r i e so u t c o m p r e h e 璐i v es o 脚a r et e s t s ，i i l c l u d i n gm n c t i o nt e s ta n dp e r f o m l a n c e 器瘩交滋大学硕士硪突嶷学位论文 第ll 燹 t e s t 薹辩w 嚣堪s ：鞭鑫耄瓤r 球泌畦谨罐d e 瓣； a ( 澄；黼蕊s 酚十； d a t 魏b a s eb a c k u p ；a s n 1 ；u m l 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 课题背景 第l 章绪论 当前，由于业界的竞争压力的存在，软件的跨平台能力【4 “”j 或者说可移植性正越来越成为一种普遍的需求。软件通常不仅要 设计成能在多个平台上运行，必要时还要能在开发过程中改变目 标平台。软件的跨平台能力可以减少重复的开发，降低企业的投 资成本；由于网络的迅猛发展，许多系统都运行在一个分布式的 环境中，可以说网络中复杂的软硬件环境对软件的可移植性提出 的强烈的要求。因此，在项目之初，我们就应该考虑系统是否将 运行在多个目标平台，如果是，就应该考虑设计跨平台的软件方 案。 如今，在各个领域内，都广泛使用数据库管理系统来管理数 据。目前，具有代表性的数据库管理系统产品包括m ss o l s e e 一8 1 、s y b 勰e 【3 6 3 刀、o r a c l e 等等。在数据库的应用中，备份与 还原是保证数据安全的重要手段。一些行业。如电信行业，在日 常业务运行中会产生大量的数据，对数据备份与还原会提出较高 的要求。尽管一些大型数据库如o r a c l e 、m ss q ls e n ，e r 本身已提 供了数据库备份还原的工具，但并不能满足电信上一些业务的需 要，本课题就是在这样一些特定的业务需求驱动下产生的。 目前，已存在这样一些特定的数据库备份与还原工具，可以 用来管理一些分布式应用下的数据库，但它们并不能满足电信领 域内的应用。首先，电信上的很多服务运行在多种操作系统平台 之上1 3 s “】，如u n i x 、l i n u x 、w 证d a w s 等等，而已有的那些工具往 往只能与某一种操作系统平台的数据库交互。因此亟需开发一种 平台无关的数据库备份与还原工具；再者，现有的一些数据库备 份工具不能满足特定用户需求，如支持多种数据库、同时支持磁 盘与磁带的备份等，因此有必要自行研发这样的一套系统；还有， 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 一些既有的备份与还原工具的效率可能不能满足电信上的应用需 要；并且还要考虑到成本、自主知识产权等等的问题。 为此，本课题拟自主开发一套跨平台数据库备份工具软件，并 准备将它集成到某公司的电信网管平台中，成为独立的网管服务 之一。 1 2 论文的主要研究内容 本论文在介绍了跨平台软件设计通常所涉及的技术基础上，以 一个实际的跨平台数据库备份软件为课题，对它进行了设计与实 现。主要的研究内容如下： _ 介绍了软件的总体需求，包括软件的总体目标、功能及性能的 需求，它明确了研究与设计的方向。 一在对软件需求分析的基础上，对软件的模块组织及划分进行了 描述：采用面向对象的编程思想，充分结合切讧l 设计工具对 软件进行总体模块设计和各个子模块的类设计，对各个模块的 主要用例给予了1 邛d i ，描述。事实证明，本文所采用的设计思 想是可扩展、可维护的，能够适应未来的需求变更。 _ 使用a s n 1 规范对软件前后台通讯的业务接口进行了设计。 _ 结合文章对于总体和各个予模块的类设计，实现了所有类的功 能。在实现过程中，示范了跨平台软件设计中可以运用的如 a c e 、d b t 0 0 l s h + + 等多种技术或方法，对于读者有很好的参 考借鉴价值。 搭建了两套不同的平台测试环境，对跨平台数据库备份软件进 行了较为全面的测试。 1 3 论文结构组织 本文后续章节结构安排如下： 第二章简要介绍与本文相关的一些基础知识，包括数据库的 备份与还原、a c e 技术的起源、特性以及其对于跨平台软件设计 的良好支持等等，还介绍了a s n - l 语法记法的一些知识。 第三章首先对软件的需求进行了描述；在此基础上对软件进行 西南交通大学硕士研究生学 焱论文 第3 页 了模块的组织和划分，并给出软件的总体u m “1 5 ，1 6 ，1 7 1 n i f i e d m o 娃e l i n g 妇垮a 秽) 类图设计；之矮，裂雳渤l 技拳踺各模块进 行了设计。 第四章在第三濑设计的基础上，对各模块进行了实现，绘出 了务模块中主要类的属性和方法，并对一黧方法实现对应注意的 问题给出了说明。 第五拳对较箨避雩亍了添试，说爨了灏_ 蓑蓼境，班功麓器往能 为主线，并考虑到了不同的运行平台。 第六拳砖文章熬工非戏果进行了慧络，共夔爨了改进的方囊 和对跨平台软件的发展展望。 堕堕窒塑查兰! ! 主坚室皇兰焦丝塞墨! 生一 第2 章相关知识基础 2 1 数据库备份和还原的基本概念 备份5 4 1 是一种灾害预防操作，恢复删则是一种消除灾害的操 作。备份是恢复的基础。 2 1 1 数据库备份 数据库备份就是制作数据库结构和数据的拷贝，以便在数据库 遭到破坏的时候能够修复数据库。数据库的损坏是难以预测的， 因此必须采取能够恢复数据库的措施。备份的内容不但包括用户 数据，还包括一些重要的数据库组件，比如控制文件、数据文件 等。 数据库备份分为“物理备份”和“逻辑备份”两种类型。 物理备份西h y s i c a lb a c k u p ) 物理备份是指将实际物理数据库文件从一处拷贝到另一处 ( 通常是从磁盘到磁带) 的备份。操作系统备份、冷备份、热备 份都属于物理备份。 操作系统备份。这是一种简单而费时的各份方法，进行此类 备份时，系统不能使用。它是在单用户的方式下，利用操作系统 工具将整个操作系统的磁盘文件备份到磁带上的方法。这个备份 可以补充其它备份，以形成一个更灵活的各份策略。 数据库冷备份，也称作脱机备份。脱机各份与操作系统各份 类似，不同之处在于脱机备份只是将与数据库相关的文件备份到 磁带，用户可以在操作系统级访问系统，但是不允许访问数据库。 进行此类数据库备份时，一定要保证数据库实例已经关闭，否则 进行的各份无效。 数据库热备份f o n l i n eb a c k u p ) ，也称作联机备份。它允许用户 在备份时访问数据库。是一种边工作边备份的工作模式。不过， 当有大量的更新批作业运行时进行此类各份，它的效率就比较低， 因为在热备份的过程中会产生许多重做记录。 因为在热备份的过程中会产生许多重做记录。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 逻辑备份 逻辑备份是利用e x p o r t ( 导出) 等工具执行s q l 语句的方式将数 据库中的数据读取出来，然后再写入一个二进制文件中；在需要 恢复的时候，可以利用i m p o n ( 导入) 等工具从这个二进制文件读入 数据，并通过执行s q l 语句的方式将他们写入到数据库中。它可 以在数据库中完成特定对象( 如表、存储过程) 的备份，或者把 对象从一个数据库移植到另一个数据库。与物理备份相比，通过 备份导出的数据库和数据文件完全脱离了关系，可被导入其它的 数据库，甚至运行于其它操作平台的数据库中，因此具有更大的 灵活性。 通常，一旦备份过程计划好并测试通过，就需要将其自动化， 特别是对于大型数据库的热备份。一般是利用操作系统脚本使其 自动化。 2 1 2 数据库还原 数据库还原或恢复是指加载数据库备份到系统中的进程。数据 库的恢复实际上包括了两个层面：数据库修复和数据库恢复。 数据库修复：数据库修复是指利用备份的数据库文件来替换已 经损坏的数据库文件，这项操作主要是在操作系统级别完成的。 数据库恢复：数据库恢复是指利用重做日志文件的增量备份来 重新建立已经丢失的数据。这项操作主要是在数据库管理系统级 别完成的。 对于发生介质损坏的数据库来说( 即数据库文件丢失和损坏) ， 通过数据库修复可以弥於数掇疼的貔理缺失，即数据疼文件豹损 坏与丢失；而通过数据库恢复娜可以弥补数掭库的逻辑损失，即 数据摩中的逻辑数据的损坏与谣失。 对数据库进行耪攥备扮，绦留静只是数据簿在遴行备份辩翔酶 一个精确副本。通过数据库修复可以将数据库恢复到进行备份的 露夸瓣裁。鳘楚兹栗褥数据露恢复裂发生教溱翡薅令对刻，裁必 须通道应用归档重做翻志和联机重做的方式谶行数据库恢复。也 裁是谈，先蜷数据疼恢复到邀每备份敕那个瓣亥，然嚣再在数握 西南嶷通大学硕士研究生学位论文第6 页 库备份的基础上，通过应用重做数据而重现从备份时刻开始到故 障发生之懿瓣这一段时闼中掰窍的数握修渡操终，从恧将数据库 恢复翻故障发生之前的状态。 2 。2 越e 技术篱介 2 。2 1a c 嚣的开发背景 a c e 【l q l l 是今功能强大瑟丰富毂c + + 开发工爨包，具蠢与众 不阀的发展史。它起源于d o u 9 1 a sc s c h m i d t 博士在加里福尼亚 州大学i r v i n e 分校避行的研究和开发活动。d o u g l 8 s 从事器秘设 计模式、实现、以及对面翔对象技术的的实验性分析，舀的是推 动商性能、实时分布式对象计算框架的发展。d o u g l a s 的研究一开 始藏是在尼耱硬 孛鞠蕊( 秘e r a t i n gs y s t e 甄搽 擘系统) 平台上震 开的，在研究过程中遇到了以下一贱迄今仍困扰许多开发者的问 题： 对于进程、线程及通信机制的管理相当复杂，并鼠也很难定位， 容易出错。 在操作系统婶l ( 应用编程接口) 层面上编程增加了偶发的复杂 性。 黉将璞秘移植爨薪静平螽帮平台叛本稳警困难。 a c e 技术就是在这样的需求背景之下威蕴而生的，并以开放源 玛静方式蠢公众发鸯。 2 。2 。2a c 嚣的组织结构 越e 应用嚣发题熬设计采耀了分层絮捻，妇豳2 一l ： 鼯南交邋大学硕士研究擞学位论文第7 页 黼冬 a c e 层次结构盈 鑫下露主，圈2 。| 鸯孩下鞭层组藏： o s 适配层该层直接建立在用c 写成的本地a p i 之上，对 不霹匏擞终系统遴牙适醚，垮a c 嚣中其它层及缝l 孛与o sa p i 相关联的平台专有属性分离开来。a c eo s 适配滕的可移植性 使a c e 可运行程诲多平螽上。 包装拜瘸层该层提供了许多岛o s 适配层相两的特性，但 通过面向对象的封装，鼹加易用，而且是类型安全的。a c e 愆装篱纯了应悉鹣并发，痤矮嚣黻逶过肖选择蟪继承、聚合 和或实例化下面的组件来组合和使用这然包装。 撰絮层一a c e 攥絮集戏并增强了较 豪髅次瓣c + + 趣装终鼹， 支持将并发分布式服务动态配置进应用。a c e 掇架组件便利 了通信软l 牛的开发，它们无霰修改、重编译、繁链接，戏频 繁撼重启运行中的应用，就可被更新和扩展。 分布式组件和服务层该层提供了些完整的、可复用的服 务。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 每一层厕都复用更低层面中的类，抽象出更通用的功能。这意 味麓体可以灵活遗选择蹶馒瘸的技零，在不阕层露柬瓣决翊题。 2 2 。3a c e 的优辫及特点 使用a c e 技术有以下一魑好处： l 增强可移植往 在a c e 组件的帮助下，很容易在一种o s 平台上编写并发网 络瘦弱，然爱抉速蟪将宅赛穆禳到器耱其德豹鼹洋台上。露显， 因为a c e 鼹开放源码的自内软件，你无需担心被锁定在特定的操 作系统平台竣编译器上。 _ 更好的软件质豢 a c e 的设计使用了许多w 提高软件质量的关键模式，这螳质量 因素包捂通信软释灵活性、可扩震健、重髑性帮模块性。 更高的效率和可预测性 矗e e 经仔缀浚诗，支持广泛熬瘟雳联务震羹 支持磁盘及磁豢冬傍。磁盘程磁带帮怒豢豢蹙豹存键设备， 西南变通大学硕士研究生学位论文第11 页 尤其魑磁带，具有容獭大、成本低等特点，在实际应用中使 鼹相当广泛。 支持定时备份功能。同m ss q ls e r v e r 、s y b a s e 等数据库软件 一样，软件应支持按每曰、每周、每月定制的定时备份计划， 这包括定时备份计划的添加、删除，阻及定刺丑重闻到达对自 动执行备份任务。 支持远程复利麓缝，帮蠲产可叛选择楚否萼簪备份远程复麓蜀 用户指定的地方。 支持数摆瘁斡集合凭签瑾。囊予实嚣蟋援是，对于个痤蠲 服务来说，通常是多个数据库共同为威用提供数据或服务， 而不是单个数据库，它们之闻跫一个威用下的有机单元。毽 此，可以把它们加入判一个集合中进行管理，当进行器份和 还原时，是以该集合为单位，对这些集合下数据库共阊进行 备餐黧迩骧。 备份设备管理。软件成支持磁盘、磁带备份设计的添加、删 除、雯凝等设餐管理工撵。 系统日志功能。它为解决问题、分析问题提供线索，特别是 u 姬x ，s o l 斑s 下的定位警段相对不多，它姆提供寅效的阅题定 位信患。 3 1 0 软镣运行环境薏隶 掇据主述软释驽瓤，数搽鬻备狳轻律翡运行嚣境簧求懿下： 一w l n d o w s 平台 l 、较穆要求 操作系统：w i n d o w 8n t 数撰疼：m ss q ls a 挥髓2 0 0 0 2 、硬讳要求 奔腾2 o a 萎z 以上c p u ，5 1 2 m 内襻 涮x 培o l 撕s 平台 l 、软件要求 搽稼系统：s 琏蠢s8 。0 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 2 页 数据库：s y b 勰e1 2 0 2 、硬馋要求 s u n 工作站 如果为了将数据库备份软件加入到网管中，还需要分别在 w i n d o w s 或u n i x s o 】a r i s 上安装n 2 0 丽管平台软件。 3 。2 软件总体设计 3 2 。l 软件网络搬扑结构图 数据库备份软件总体浆甩c s 架构。其中，客户端可以用来 营懑多个数据痒备份较 宰黢务器端，每个袋务器糍对应予一令数 据库应用服务器。因此，软件的总体网络拓扑结构图如图3 1 所示： 服务器端( u n i x ) 图3 1 跨平台数掭库备份软件丽络拓莽结构阐 在跨乎密数蕹瘁备携较箨熬嚣发过程审，终蠹承燕了羧务器 端的开发工作。客户端由另外一位开发人员负责，并使用j a v a 语 言实现，由予j a v a 语言本囊是可移捷鲍，艨戳客户溃弱群鼷鸯乎 西南交通大学硕士研究生学位论文 第13 页 台冤关性。由于客户端部分不是作者的工作内容，所以本文对此 不徽过多阐述。除特别谈骥，委则本文藤续赝逑熬设计与实现 内容均是针对服务器端的。 3 2 2 软件模块及其调糟关系 如蘸躲述，戴楚豹软件模块翡是指数据痒备徐较徉服务器端 的模块( 亦称后台模块) ，它们包括：通讯镎理、配鼹文件管理、 爱户谈涯、器谂设餐管理、任务警疆、集会管理、螽傍策酶管理、 日忠模块，它们之间的调用关系如图3 2 ： 舞3 1 2 软传模块调用关系鞠 图3 - 2 甲，遇m 冒鞋供状姒页髓m 琏攒删娃业勺翮除、消息的 接收、解析、分发处理及威答，它使得前簸台的通讯成为可能。 由道谲管理模块解桥客户端请求屠分发戮蕊较模块、彳王务餐理模 块、备份设备管理模块、集合管理模块或铸份策略管理模块进行 处攥。其串，鉴投模块受囊客户壤瓣合法瞧认 歪；任务管理模块 西南交通大学颂士研究生学位论文 第1 4 页 将实现数据库备份成还原的功能，其中包括手动的磁盘或磁带备 份，并且该模块还慧要检粪当翦是秀毒定孵备份计划到达，如果 有就自动执行该备份到指定的磁盘戚磁带设备；备份设备管理模 块负责磁盘、磁带铸份设器的增加、删除、更新等；多个数据库 可戳定义为一个数掇库集会，集合管理模块将负责瓣集合鹃管理； 备份策略管理模块用于定制不同的定时备份策略，该模块将实现 备铨策略熬壤麓、测除、要颟及查溺臻我。 软件采用配置文件来保存服务器端信息。服务器端对客户端 的命令响应也掩涉及对配鬟文 牛蛉态谗、壤趣、删除、更新等操 作。配置文件管理模块主要处理配嚣管理请求消息和对配鬣文件 进行管理。 数据霹管理模块和目恚模块怒公共模块，它们将被其它模块 所使用，协助完成棚关功能。其中，数据艨管理模块将实现连接 薮浮数据露、虢行数据痒辫本等数据痒耪美豹操幸霉；磊恚篱瑾模 块用于产生系统曰悫，便于后期的维护和问题定位。 壶塑3 也霹知，逶毒廷警溪模块怒整个软馋戆协调者，由该模块 来分发相关命令到特定的模块进行处理。 3 2 3 总体u 眦类圈设计 由图3 2 ，分剐辩各个横块静用钐j 进行考查，抽象出每个模块中 的类，并可以用类图来描述备个模块中这些类之间的关系。软件实 瑗豹慧俸骐哇0 1 5 ，1 6 ，4 7 l 类莲翔囤3 3 掰示： 西南交通大学颂士研究生学 焱论文第1 5 页 图3 3 后台总体u m l 摊图 奁图3 - 3 孛： 1 ) c c o m m u n i c a t i o n 负责启动后台服务，监听客户端的连接， 并为每一个客户端涟接启动一个通讯线程必之鼹务，即该线程懿 入翻为v o i d 幸t r a n s p o r t ( v o i d + ) 。 2 )c e n l b b a c k u p a p p 负责软件的韧始化任务：实例化 a f o s s o r m a n 8 9 e r ；实铡纯c m s g p r o c e s s o r 各个子炎，帮 c b a ：k p o l i c y m 籼g e r 、c t a s k m a l l a g e r 、c s e 讧a n a g e r 、c a u t h 嘶z a t i o n 、 c b 威d 鹳漱赫a g e r 纛个漤惠楚理纂实爨；读取裙始羧务器甏鬣，耪 始化相关变缀，实例化c d b m a i l a g e r 具体予类并与数据库建立连 接；实铡化c b g m a n a g e r t 裁建c e 璐沁a 垃锄实铡，襄旗后台 的通讯服务。 3 ) c m s 妒r o c e 8 s o r 是所有消息处理嚣的抽象类，其具体子类 为c b a 诤o i i c y m 龃a g c r 用予铬份策略管理、c 风枞粕a g e r 主要用 于实现对备份与还原任务的锵理、c s e 咀a 1 1 a g e r 用于数据库集合的 警瀵、e a h 氇硪z 鑫畦o n 受蠹对客户赣瘸户避 亍鍪较、 西南交通大学硕士研究生学位论文 第16 页 c b a k d c v m a l l a g e r 负责备份设备的管理。 4 ) c p r o c e s s o r m a i l a g e r 对所有消息处理器统一管理，负责不 同客户端命令码与各个消息处理器指针的映射关系表，并根据客 户端的不同命令请求码将消息包分发到相应的消息处理器进行处 理，并以c m s 驴r o c e s s o r 作为统一接口，从而使扩展更加简单，这 里也是面向对象( 0 b i o c t - 0 r i e n t e d ，0 0 ) 编程对于多态性的运用。 5 1c c l i e n t 是客户端的抽象，它实现与客户端交互的接口， 如接收请求、发送请求，并保存客户d 、客户端d 等附属信息。 6 )c m s g p a c k a g e 是对于消息包的抽象，它应该至少实现解 析请求消息包、构造应答消息包的功能接口。 7 )v o i 扩t r 趾s p o r t ( v o i d ) 是服务器端的服务线程，它将无限 循环读取客户端数据流：同时它也是c e m 毋b b a c k u p a p p 类的友 元函数，因此它可以访问其私有成员，包括c p r o c e s s a r m a i l a g c r 、 c c l i e m 、c l 0 9 m a l l a g e r 等实例，由c p r o c e s s o 订讧猢g e r 派遣到相应 的处理器处理后做出响应，并在完成响应后再次等待客户端的请 求。 8 )c d b m a n a g c r 负责与数据库交互，它将定义出一些与数 据库交互的统一接口，如连接数据库、查询数据库信息、数据库 备份、数据库还原、断开数据库连接、创建数据库备份脚本、创 建数据库还原脚本、执行数据库脚本、获取数据库备份或还原脚 本等功能：不同的数据库可以分别作为c d b m a i l a g e r 的予类化实 现，目前本文实现对s y b a s e 和m ss q ls e e r 的支持，分别对应 子类c s y b a s e 和c s q l s e r v e r 。 9 )l o g m a l l a g e r 负责日志管理，它应该具有读、写日志的功 能接口。 1 0 ) 系统的配置选项通过配置文件进行保存，系统中几乎所 有的客户端请求都涉及到配置文件的读写操作。为了实现对配置 文件的读写，对配置文件进行抽象。c c o n f i g f i l e 对应于一个配置 文件，一个配置文件可以由多个配置项组成，一个配置项对应于 一个c r e c o r d ，每个配置项又可能由多个字段构成，每个字段表示 为一个c f i e l d ；系统为备份设备管理、集合管理、备份策略管理等 等分别创建一个配置文件保存配置，每个c c o l l f i g 代表了一个配置 西南交通大学硕士研究生学位论文 第17 页 项文件；c c o n f i g m 孤a g e r 包含了所有的配置项文件，并对外提供 了一系列接口，如初始化配置项列表、读取或更新或删除或增加 某一配置文件内容。 3 3 公共类的设计 3 3 1 数据库管理类的u m l 描述 不论是对s y b 勰e 和m ss q ls e c r 的磁盘及磁带备份，还是为 了以后扩展支持其它的数据库，这里应抽象出与数据库交互的统一 接口。数据库管理管理类的u 1 l 类图描述如图3 4 所示： 图3 - 4 c d b m a i l a g e r 类图 c d b m a n a g e r 及其子类将被其它模块调用，完成与数据库交互 的功能。 c d b m a n a g e r 定义与数据库交互的统一接口，不同的数据库根 据自身特性给予不同实现。 3 3 2 日志管理类的i t m 描述 网志管理类将被其它类使用用于读、写日恚的操作，其类图描 述如圈3 5 新示： | l c l o g ，i a n 旃g e f l 、蒯t e l o g ( ) 瞅q u e 黟l o 囊e l 棚噬) 蛩屠季雪 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 8 页 图3 5 日志类类图 3 。4 遁讯管理模块u 酗l 描述 遂谖管联模块包摄c c u 越c 鑫t i o 羲、c c l i 锺t 、c m s 妒8 c 疑a g e 等 类。通讯管理模块与客户端建立通讯并通讯交互的过程如下： 1 1c c o m m u i c 撕o n 调用g t a r t s e n ，e “) 启动后窃服务线程，监听客户 的连接，并剖建一个各溺的c c l j 髓t 对象。 2 ) 当有客户端连接进来，创建一个线程函数v o i d 率t r a l l s p o n ( v o i 扩 斓孓) 嚣之l 箍务，c c l i 对象指针作为参数转入该线疆爨数。该 线程将负责接收客户端的消息流。 3 ) 强牧到客户端熬港息流，c c l i e n 毫调震f v 嚣蠲u e s t ) 解辑淡感滚， 并构造个c m s g p a c l ( a g c 消息龟实例。 4 ) c p r o c e s s o r m 勰a 辨f 调用d i s p a t c h m s g 。方法，c m s 妒呔c a g e 实例 及c c i i e n t 对象作为参数传入，将渚怠包分发到特定的处理器 进行处理。 5 ) 特定瀚游惠凳邋器模块楚理完藏藩，稳遗消惠波答包。 6 ) 最后，c c l i e m 通过调用自身的8 e n d r e s p o n s e ( ) 方法向客户端发 睡响应。 创建新线程将使用线程类a c et l l r e a d a c et h r e a d 是a c e 中的重要的线程类之一，可鞋用该类来产生一个线程，在簿匹章 实现部分将驻详细鳓介绍该类。图3 6 是通讯管理模块对该过程的 序列图描述： 黼南交通大学硕士研究嫩学位论文第1 9 瓤 _ 厂j 亘霹 r j 区f 1r j u 一_ 1 l 望攥譬童璺蚓l 一一 望嬲譬! 窒墅窿璧墅墼霁黧筹坚燮l 图3 6 通讯管理模块瀵惠处理j 葶捌图 3 5 配置文件管理模块u m l 描述 3 5 1 配置文件格式说明 本文采用x ) ( ) ( c 德文件来保存有关的配鬣信息。文件格式如 下： f 配置名称1 字段1 一字段值 字莰2 哼段德 西南交潋大学硕士研究缴学位论文 第2 0 页 【配鬣名称2 字段l = 字段馕 字段2 = 字段值 字段3 = 字段值 【配鼙名称3 j 字段l = 字段馕 正如前面所述，一个配置篱理文件中可以包含多个配置项，每个 配置项又可以包含多个字段。 3 5 2 配置义件管理模块姒l 序列图撒述 配置文件管理模块包括c c o 施g m 粕a g e r 、c c o 碱g 、 c c o 挂纛露i l e 、c r e c o 砖、c f i e 撼五个癸，莫孛c f i d 怒薅配鬟文锌 中字段的抽象，c r e c o r d 是对某配置项的抽象，c c o n f i 驴i l e 是对 一个激置文孛毂抽象，这三个类与c c 臼瓶g 、e c o n g m 瑟3 窖e r 耱终 完成对一个配置文件的读、筠操作。软件对集合管理、备份设备 管理、磁盘备份设置、备份繁略管理等分别创建了一个配置文件 来保存信惠，c c o n 瓤代表了某一个配萋文件；c c o n 蠡搿a n a g e r 用来锻理所有的c c o 脯g 实例，并对外提供了一系列接口供其它模 块戆诱蘧鼓竞藏对配灌文终黪管理。 配置文件管理模块存在多个用例，如初始化配置文件列表、响 应懿螽对一个配置文传遴褥读取添热、更叛、溅除戆操作等。这 些用例具有一定的相似性，就以响应读取一个配置文件某配鼹项 来说，c c o n f i g m a n a g 。r 调用g e t e o n 摄g l n f o o 方法来h 斑应该过程， g e t c o n 蠡出f o ( ) 的处理流程如下： 1 ) 判断前台的消息命令码，调用g e t c o n f i g ( ) 方法从配星文件列表 孛取得翱寝c c 髓触实镶 2 ) 由c c o n 夙可以生成相应的c c o 柏蛙驴i l e 对象， 3 ) c c o 珏曩爨l 。调爨潮蘧b 嘲艇) 方法按关键字读取懿嚣文俘疆梅 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 1 页 造一个c r e c o r d 对象 4 ) c r e c o r d 对象调用s e t l 7 i e l d b y n 锄e ( ) 方法生成c f i e l d 对象加入 到c r o r d 所维护的字段列表中，如该配置项有多个字段，循 环该过程。 5 1 最后，封装响应包，交回通讯管理模块完成响应。 图3 7 采用序列图描述了这一过程： i 矗_ | 一i i 地批【 一| i 成 i 篮四跹曲冀皑ll ii 盛嘲豳l 豳瞳 醴o 柏| 白0 k 一一 杜m 0 0 州i g l 吲 陡二= 。二i3 d日t c 口哺抒h ) 屠； _ l ；杜 耳豫d 珀。胛d 0 _ _ l 6 d 嗣眈叽| 0r q ) e 目7 - 9 s b p s 岛 7 毹1 e k b ) 帖h 两 o 8 c f 喇) 9【a = i 目d i m 惜l 。 1 1 托n j ”( 】x r d i n 时a l 粤，一 1 2 p a c kr 辟p ( r b e m 皓s 妁lp a c k a g b 、 1 _ l一_ ，| i l _ 图3 7 响应读取配置文件序列图 3 6 用户认证管理模块u m l 描述 用户认证模块的核心类c a u t l l 嘶z a t i o n 继承自 西南嶷通大学硕士研究生学位论文 第2 2 页 c m s 妒m c e s s o r ，是具体的消息处理器之一。鉴权模块主要处理客 户壤的登录请求淡怒，验疆客户端爨录数攥痒鍪份震台懿密码，该 过程由p a s s w o r d c o n f i m 0 来响应。p a s s w o r d c o n 丘珊0 验证登漾密码 的王作流程如下： 1 ) m s 驴a c k a 窘e 作为响应消息包宙m s g p i s p a t c h ( ) 镑入。 2 ) c o n f i g m a n g e r 调用g e t c o n 丘甙) 返回保存潜用户认证信息的配置 文静静e c o n 甄对蒙。 3 ) 调用c c o n 她对象g e t c o n f i g f i l e o 方法并创建c c o n f i 萨i l e 对象 4 ) c c 雌f i g 秘l e 调麓r d r 毒e 翔氍) 返圉c r 毒e o 砖实铡。 5 ) c r e c o r d 调用g e 原i e l d b y n 黜e ( ) 返回配鬣文件保存的密码。 6 ) 比较m s 妒a c k a g e 所携带的客户端密码葶从配燮文件中取出的 密码，如耱同，刚通过簇权，将返回登泶成功的应答消息；否 则，没槲通过，将返回鼗录失败的应答消息。 蘑3 焉篷这一逮灌戆痃麓圈攒逑： 三土 l l 二盆逝l l 上垡自毒鼬l l；暨嘲l i i 避国蓝叠臁| i g 鞠醚鲰| | |i ：l ! 叠幽隐蠡氆| 榔s 时d _ 1 0 图3 8 密码验证过程序列圈 西南交邋大学硕士研究擞学位论文 第2 3 页 3 7 备份设备管理模块u m l 描述 备份设备管理模块的核心类c b a k d e v m 潋a g e r 继承自 c m s 艚m c e s s o r ，是其体的消息处理器之一。祷份设备管理模块主 要楚壤客户臻对于备徐浚善鹃一系歹蓦命令，爨有添麴设备、趸薪 设备、获取备份设备信息、删除设备、获取磁盘设鬣信息、获取 磁盘蕊蹬魏邀程复裁绩惠、滚矍磁蠡透程复裁路径凡令魇爨。备 份设备管理模块应与鹧己置文件管理模块、f i i 悫管理模块协作完成 对备份设备的管理。这些用例具有一定的相似性，以更耨设餐用 镪为铆，c b a k d e v m a n a g e r 她理的流疆如下： 1 ) c m s 庐a c k a g e 作为响应消息包由调用c b a l 函e v m a l l a g 鼎的 m s g d i 印a l c l l 传入e 2 ) 调用c b a k d e v m a n a g e r 的u p d a t e b a k d e v i c e ( ) 方法。 3 ) 谖矮e b 威d 钾m 撼a g 嚣黪攥a b r e 哇m s 圆r e c o 砖方法。 4 ) 解码c m s 妒a c k a g e 构造c r e c o r d 对象。 5 ) 调用c b a l 【d e v m 矗n a g e f 懿 c h e c k d i s k d e v i c e i 甜i d j a n d c r e a t e ( ) 方法。 6 ) 调用c b a k d e v m a n a g e f 的a d d c o n l i 烀i l e 均e ) 方法。 7 ) 满两c e o 艟g m a 鞋a g e f 的恕d r o r d ( ) 方法。 8 ) 调用c c o n f i g m a l l a g e r 的g e t c o n f i g ( ) 生成c c o n 矗g 对象。 筇谖鼹e e 雠矗g 对象躬誉c l c 熊f i g 嚣l o ( 方法势刽建e e o n 蠡g 戮l e 薄 象。 l e e o n | i 萨i e 调用u p d a 翻鼢c r o d ) 更薪配置文件。 1 ) c b a 姻e v m a n a g e r 诵丽e c o n 靠g m a i l a g e f 酌i n i t c o n 斑撕s t ( ) 方法。 1 2 ) 调髑c e m 国b 黔脚蜘p 豹霉c 重谢蠢鞋a g e ) 方法遮西 c 飘呔m 翁嚣a g e f 实铡。 1 3 ) c b a k d e v m 黼g e r 调用 a i l a g e r 实例的1 0 a d t a s k l i s t ( ) 方 法。 1 4 ) c b a k d e v m a n a g e r 调 用 c t a s k m a n