（计算机软件与理论专业论文）web应用系统研究及在线识别系统的实现.pdf

ab s t r a c t t h e e me r g e n c e o f i n t e r n e t h a s b r o u g h t t h e w o r l d i n t o b r a n d 一 n e w t i me s d u r i n g t h i s p e r i o d www i s o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t f a c t o r s t h a t a c c e l e r a t e i n t e r n e t t o b e p o p u l a r i z e d wi t h t h e a d v a n c e me n t o f i n t e r n e t a n d n e t w o r k t e c h n o l o g y we b h a s b e e n m a k i n g g r e a t p r o g r e s s w i t h d y n a mi c i n t e r a c t i v e w e b s i t e a n d r e a l t i me s c a l a b l e t r a n s a c t i o n s y s t e m w h i c h w a s u s e d t o p u b l i s h a n d s e a r c h i n f o r ma t i o n a t f i r s t n o w we b i s e f f e c t i n g o n a n d c h a n g i n g p e o p l e s l i f e t h e r e f o r e i t h a s b e e n o n e h o t r e s e a r c h w h i c h h o w t o b u i l d c o m p l e x we b a p p l i c a t i o n s y s t e m b a s e d o n e x i s t i n g d i s t r i b u t e d e n v i r o n me n t o f i n t e r n e t a l o n g w i t h t h e r a p i d d e v e l o p me n t o f c o m p u t e r t e c h n o l o g y e v e r y w a l k o f l i f e r e q u i r e s t h e r a p i d i t y o f s o f t w a r e d e v e l o p me n t f a s t e r a n d p r o d u c t q u a l i t y h i g h e r b u t t r a d i t i o n a l s o f t w a r e d e v e l o p m e n t s m e t h o d s h a v e n t f i t c o m p o n e n t t e c h n i c t h a t o c c u r r e d i n 9 0 s i s l i k e l y t o r e s o l v e t h i s p r o b l e m c o m p o n e n t i s p l u g a n d p l a y e l e m e n t t h a t m a k e s u p o f s o f t w a r e a n d i s b i n a r y s y s t e m c e l l t h a t c a n b e i n d e p e n d e n t l y p r o d u c e d d i s t r i b u t e d s o l d a n d a s s e mb l e d n o w t h e r e a r e t w o m a i n c o m p o n e n t s t a n d a r d s c a r b a a n d c o m o f w h i c h c a r b a i s p r i ma r i l y u s e d o n u n i x p l a t f o r m c o m o n wi n d o w s wi n nt e n v i r o n me n t a t p r e s e n t c o m p o n e n t t e c h n i c h a s b e e n a p p l i e d i n m o s t a r e a s o f c o mp u t e r s o f t w a r e i t i s v e r y e a s y t o b u i l d c o m p l e x s c a l a b l e d i s t r i b u t e d we b a p p l i c a t i o n s y s t e m i f c o m p o n e n t t e c h n i c i s i n t e g r a t e d w i t h we b s y s t e m i n t h i s t h e s i s w e mo s t l y d i s c u s s t h e d e v e l o p m e n t a l p r o g r e s s o f w e b t e c h n i c a n d p o p u l a r w e b t o o l s a t p r e s e n t a t t h e s a m e t i me s i m p l y i n t r o d u c e c o mp o n e n t t e c h n o l o g y o f c o m t h a t i s u s e d o n wi n d o w s wi n n t p l a t f o r m f a r a n d w i d e t h e n w e i n t e g r a t e we b a n d c o m p o n e n t t e c h n i c t o d i s c u s s h o w t o c o n s t r u c t c o m p l i c a t e d d i s t r i b u t e d we b a p p l i c a t i o n s y s t e m b a s e d o n c o m a t l a s t w e d e t a i l e d l y i n t r o d u c e a m a t e r i a l s y s t e m n a me d o c r o n l i n e a b o u t i t s i mp l e me n t a t i o n p r o j e c t ke y wo r d as p c o mp o n e n t c om mt s 第一章概迷 1 1 w eb 八十年代 i n t e r n e t的诞生 在信息技术领域成为一个新的起点 工业化社会从此开始了向 信息化社会的发展 进入九十年代之后 随着 信息技术的发展和信息量的高度膨胀 i n t e r n e t 以 惊人的速度发展起来 并且围绕着 i n t e r n e t出现了 许多新的技术和应用 可以说 信息产业已 经进入了 一个新的时代一一网络中心计算的时代 www wo r l d wi d e we b 系统作为网 络信息服务的基础 在这个时期也得到了 迅速地发展 www 是一个基于 i n t e r n e t i n t r a n e t 的 全球连接的 分布的 动态的 多平台的交互式超媒体信息系统 它利用多种协议传输和检 索分布在世界各地 www 服务器的 信息资源 www 的出 现推动了i n t e r n e t的普及 同样在 i n t e r n e t 网络技术进步的带动 下和州门 对信息量需要的不断增力 a we b技木也经历从静态文档 动态交互式页面和实时可伸缩事物处 理三个阶段的发展 第一阶段的we b技术 主要是用于静态we b页面的浏览 用户使用客户机端的浏览器 可以 访问i n t e r n e t 上的每个we b站点 在每一个站点上都 有一个主页面作为进入这个 we b 站点的入口 在每一个 we b 页面中 都包含相关的信息及超 链接 通过超链接用户可以很方 便地访问其它we b资源 信息资源的组织形式就是以一个主页 为首 其它 we b页面为节点 用超链接把它们链接成一个树状结构的信息链 we b页面都是 由h t ml编写 它提供了 控制超文本格式的信息 利用这些信息 可以 使开发者 编写出能在浏览 器上显示各 种风格的 we b页面 所以h t ml和浏览器的发展也决定着 we b技术的发展 这一阶段 we b服务器基本上只是一个 h t t p的服务器 它负责接收客户端浏览器的 访问请 求 建立连接 响应用户的要求 查找 所需的静态 we b页面 返回 给浏览器进行显示 we b技术发展的第二阶段是动态交互式页面阶段 在 这 一 阶 段 脚 本 语 言 j a v a s c r i p t v b s c r i p t 和j a v a 等 语言 在 客 户 端 浏览 器 提 供 了 对动态交互式页面的支持 脚本语言可以 嵌入到 h t ml文件中 浏览器负责解释执行 如果 主页 用到j a v a程序 浏览器先把 j a v a程序下栽到客户端由 客户端的虚拟机负责解释执行 最 后在把结果显示给用户 在客户端对页面进行控制 有效地增加了 用户的动态交互需求 同时减 少了 许多复杂的中间环节及对we b服务器的过分依赖 在 we b 服务器端对交互功能的支持主要是通过公共网关接口 c g i c o mm o n g a t e w a y i n t e r f a c e 应用 程 序 编程 接口a p i a p p l i c a t i o n p r o g r a m i n t e r f a c e 等 解 决方 案 客户端提交的交互式信息 一般是通过表单提交 由 服务器端解释执行 把解释的结果转换 成h t ml格式 返回 给客户端由 浏览 器显示 现实世界中大量的信息都存储在数据库中 数据库技木适合对大量的数据进行组织和管理 we b技术拥有较好的信息发布途径 因 此把数据库技术和we b技木结合在一起成为技木发展 的必然趋势 当时出现的we b数据库访问有c g i 服务器专用a p i j d b c等技木 把数据 库技术引入到we b系统中 利用数据库对各种复杂的数据进行有效地管理和检索 将这些数据 按照远端客户的要求实时地产生带查询的动态页面 随着动态信息内容的不断增加和对数据库内 容的发布的需求 we b数据库技术成为这一阶段的核心技术 并且至今仍然是 we b技术研究 的热点 we b技术发展的第三阶段是提供实时可伸缩的事务处理 随着 i n t e r n e t的迅速发展 人们渴望网络能给自己的生活带来更多的便利 在这一阶段 we b应用的突出表现就是电子商务的出现 随着we b技术 分布式对象技木以 及安全保密技 术的发展 实时的事务处理 可伸缩性 可扩展性 安全性与客户认证等技术难题逐步得到解 决 为在 we b 上实现电 子商务提供有了有力的技术保障 电子商务使得 we b应用深入到人 们的日 常生活中 we b不再是仅仅用来信息的发布和查询 它还可以帮助用户解决实际问题 进行实时的事务处理 例如在线翻译 在线杀毒 网 上邮局等 在这一阶段的特点是 we b 系 统越来越复杂 组件技术和分布式对象技术应用到we b系统中 we b系统的体系结构多数采 用三 卿 多 层分布式体系结构 从目 前的情况来看 we b站点的建设正 在逐步趋向 复杂化 we b开发不再是仅仅制作简 单的h t ml文件和c g i 脚本 如何更好地利用现有的大量的分布式环境一一i n t e r n e t 开发 出性能优良的we b应用系统已 经成为新的热点 1 2 w eb we b对象技术是最新一代we b应用的 关键技术 所谓we b对象技术 就是利用分布式 组件对象技术 扩展 we b服务器的功能 形成三 层 we b体系结构 系统由 客户层 应用逻 辑层 资源层组成 we b浏览器作为客户层 提供图 形用户界面 负责与 用户进行交互 浏览 器通过h t t p协议向 应用 逻辑层的h t t p服务器 发出 业务 请求 应用逻辑层处理客户请求 完 成业务 逻辑 向 客户 端返回h t ml页面 在 应用逻辑 层中的 组 件对象封装了 相关的 业务逻辑 它们之间可以通过内 部协议彼此通信 并能 够访问资源层的数据库对象或其它资源 以协同完成 客户请求 we b对象计算 体系 结构是以 分 布式组件 对象技术为基 础架 构 增加了 应用逻辑层 将客户 与资源层隔开 降低了we b服务器的负载 避免了we b服务器的性能 缺陷对整体性能的影 响 同时 该体系结构具有连接缓冲 负载均衡 安全管理等功能 从而大大提高了we b应用的 灵活性 可伸缩性和可扩展性 目 前 比 较流行的we b对象技木有j a v a c o r b a c o m d c o m c o m o c o r b a c o m m o n o b j e c t r e q u e s t b r o k e r a r c h i t e c t u r e 为 公 共 对 象 请 求 代 理 结 构 它是由 业界6 0 0多家 公司 组成的 对象 管理组织o mg所制定的一 个带有开放软件总线的分 布式结构 c o r b a组件可以 使用c c 十 十 j a v a 等多种语言 作为的开发工具 同j a v a 语言 结合使用之后 可以 使c o r b a很容易 地进入we b应用 形成分布式计算模式 c o r b a的 突出特点 就是它的跨平台 性 能够解决异构网络的之间的 通讯问 题 c o m 是微软推出的开放的组件标准 有很强的扩充和扩展能力 c o m 规定了 对象模型和 编程要求 使c o m对象可以与其他对象相互操作 这些对象可以 用不同的语言实现 其结构也 可以 不同 d c o m是微软与其他业界厂商合 作提出的一种分布组件对象模型 它是c o m 在分 布计算方面的自 然延续 为分布在网 络不同 节点的两个 c o m 组件提供了 互操作的基础结构 d c o m增强c o m 的 分布式处理性能 支 持多 种通信协议 加强 组件通信的安全保障 但从系 统内部的实现机制而言 d c o m 所采用的技术仍符合 c o m 樟式 c o m f h 件枯太同 c o r b a相比 组件易于实现 并且存在着大量的可用的第三方组件 缺点是一般仅能够运行 在wi n nt环境下 c om 是微软组件技术的倡导一种新的设计概念 把 c o m 组件提升到应用层 把底层细 节留给操作系统 使 c om 与操作系统的结合更加紧密 c om 的底层结构仍然以 c om 为 基础 但在应用方式上则更多地继承了 mt s mi c r o s o f t t r a n s a c t i o n s e r v e r 的处理机 制 包括 mt s的对象环境 安全模型 配置管理等 c o m 把 c o m d c o m 和 mt s三 者有机地统一起来 同时也新增了 一些服务 如负载平衡 内存数据库 事件模型 队列服务 等 形成一个概念新 功能强的组件体系结构 使得 c o m 形成真正适合于企业应用的组件技 术 目 前c o m 随着wi n d o w s 2 0 0 0 一同发布 是未来发展的趋势 当前 c o r b a技术主要用在 u n i x平台 上 在 wi n d o w s wi n n t平台上使用较为广 泛的是c o m 技术 1 3 关于论文 本篇论文主要讨论如何在 wi n n t环境下构造复杂的we b应用系统 介绍一些动态网 站 建设工具 组件对象技术以 及we b应用系 统体系结构 并且基于上述技术 详细介绍一个具体 的we b应用系统 在线识别系统及其具 体的实现方案 实现该系 统的主要目 的就是把印刷体 文字 西文 识别功能集成到we b系 统上 实现在线识别的功能 用户可以通过浏览器把识别 图 像文 件上传到在线识别服务器 上 经过识别处理之后 从浏览器中查看识别结果 网站建设简介 www 即 wo r l d wi d e we b 中文简称万维网 www 的最初创建是为了解决 i n t e r n e t 上的信息传递问题 www 是随 h t t p和 h t ml的出现而一起出现的 we b服 务器利用h t t p传递h t ml文件 we b浏览器使用h t t p检索h t ml文件 从 we b服 务器一旦 检索到信息 we b浏览器就会以 静态 文本 图 像 和交互式显示各种又 寸 象 随着文本 图象 影像 声音和交互式应用程序的统一 www 已 经成为一种有效的信息 交换方式 正是由 于 www 的出现 我们才可以浏览各种信息来源 并且通过各种超链接能够 很容易 地从一种信息来源转到另一种信息来源 而且 www 上的信息可以 用多 种格式表示 易 于浏览和理解 i n t e r n e t的发展 促进了 we b 技术的形成和发展 www 的兴起 又进一步促进了 i n t e r n e t 的 发 展 和 普 及 最初的we b仅仅是作为信息查询和检索系统而存在的 随着 i n t e r n e t 的迅猛发展 网 络 带宽不断增加 接入技术日 新月 异 在强大的平台支持之下 互联网用户对网上站点的内 容和形 式提出了 新的要求 现在 如果用户希望建立一个we b站点 那么 仅仅依靠传统的静态页面已 经远远不能满足要求 你需要考虑到如何实现对数据库的访问 以及如何对用户的客户端输入作 出 及时的响应等等 你的站点必需 健壮可靠 动态交互性强 同时还要具备良 好的可扩展性 目 前 已 经有多种服务器端的 脚本编程技术可以使用户实现自己 的梦想 眼前的问 题可能已 不再是是否存在可用的技术 而是变成到底选择那种技木最能满足自己的需要 2 1动态网 站技术 目 前 最常用的有以 下几种种动态网 站技术 c g i a s p p h p和j s p 下面就对当 前比 较流行的这月 户 卜 动 态网 站建设技木进行分析比 较 2 1 1 c g i c o m m o n g a t e w a y i n t e r f a c e 通用网关接口c g i 是最早流行的一种网 站交互技术 它规定了 外部应用程序与 we b服 务器间标准的接口规范 只要遵守这个标准规范 程序员就可以利用各种编程工具 例如 p e r l c c 十 f o r t r a n等进行c g i 编程 实现we b服务器 浏览器和外部服务程序间 的交互 利用c g i 可以 把数据库集成到we b系统上 实现动态we b数据库应用 同时c g i 程 序具有良 好的系统平台 性和服务平台 性 c g i 程序几乎可以 运行在任何操作系统上 如d o s wi n d o w s wi n n t u n i x等 而且几乎所有的we b服务器都支持c g i 但是c g i 的缺点也是十分明显的 we b服务器必须为客户的每个c g i 请求 在服务器 端 启动一个c g i 进程 造成服务器端运行效率低 同时c g i 程序的开发者需要一些底层的开发经 验 所以c g i 程序的开发难度较大 2 1 2 a s p a c t i v e s e r v e r p a g e s 动态服务器页面a s p 是 一 种 we b服务器端的开发环境 是新一代的动态 we b数据库 应用开发方案 同时利用 a s p也可以产生和运行动态的 交互的 高性能的we b服务器应用 程序 a s p 可以采用任何脚本语言作为开发它的开发语言 只要提供相应的脚本驱动引擎 e n g i n e a s p自 身 提 供了v b s c r i p t 和j a v a s c r i p t 的 驱 动 a s p 可 以 将 脚 本 直 接 嵌 入h t ml文 件 h t ml 的 开 发 和s c r i p t 的 开 发 在 同 一 过 程 就 可 以 完 成 可以 通 过 使 用 服 务 器 端组件技术 扩展 we b服务功能 建立复杂的we b应用程序 同时as p支持面向对象 多 用户和多线程 当然 a s p也继承了 微软产品的一贯传统 只能运行于微软的 we b 服务器产品 i n i n t e r n e t i n f o r ma t i o n s e r v e r wi n nt 和 p ws p e r s o n a l we b s e r v e r wi n 9 8 上 u n i x下也有c h i l i s o f t 的插件来支持a s p 但是a s p本身的功能有限 必 须通过a s p c o m的组合来扩充 而u n i x 下的c o m实现起来非常困难 2 1 3 p h p h y p e r t e x t p r e p r o c e s s o r p h p是一种跨平台的服务器端的嵌入式脚本语言 它大量地借用c j a v a和p e r l 语言的 语法 并祸合p h p自 己 的 特性 使we b开发者能 够 快速地写出动 态生 成页面 p h p是一种能快速学习 跨平台 有良 好数据库交互能力的开发语言 p h p的语法简单 书写容易 易于学习 目 前 p h p支持绝大多数数据库 而且p h p是完全免费的 用户可以 从 p h p官方 站点 h t t p w w w p h p n e t 自 由 下 载 p h p可以 与we b服务器a p a c h e 及其 它扩展库采用静态连编的方式紧密结合在一起 使用这种方式可以最大化地利用了c p u和内 存 同 时 有 效 地 利 用了a p a c h e 的 高 性 能 的 吞 吐 能 力 同 时 外 部 的 扩 展 也 是 静 态 连 编 从 而 达 到 了 最快的运行速度 由于与数据库的接口 也使用了 这样的方式 所以 使用的是本地化的调用 这 也让数据库发挥了 最佳效能 但是 p h p缺乏 规模支持 其次缺乏 多层结构支持 对于大负荷站点 解决方法只有一 个 分布 计算 数据库 应用逻 辑层 表示逻辑层彼此分开 而且同 层也可以 根据流量分开 组 成二 维阵 列 而p h p则缺乏 这种支 持 还有 就是p h p提供的 数据库接口 支持不统一 这 就使 得它不适合运用在电子商务中 2 1 4 j s p j a v a s e r v e r p a g e s j s p是 s u n公司基于 j a v a语言推出的新一代网站开发语言 它完全解决了目 前 a s p p h p的一个通病一一脚本级执行 j s p可以 在 s e r v e r l e t 和j a v a b e a n s 的支持下 完成功能 强大的站点程序 j s p可以 将内 容的生成和显示进行分离 同时强 调可重用的组件 采用标识简 化页面开发 j s p可以支持一次 编写到处运行 并且具有良 好的可伸缩性 j s p可以在大多数的 操作系统上运行 但是 正是由 于为了 完成可伸缩性 增加了系统的繁杂性 目 前 除了c g i 采用外部服务程序实现网 站交互之外 a s p p h p j s p三种技木都提供 在h t ml代码中混合某种程序代码 由 语言引擎解释执行程序代码的能力 但j s p代码被编译 成 s e r v e r l e t 并由j a v a虚拟机解释执行 这种编译操作仅在对 j s p页面的第一次请求时发 生 在a s p p h p j s p环 境下 h t ml代码主要负责 描述信息的显示样式 而程序代 码则 用来描述处理逻辑 普通的h t ml页面只依赖于we b服务器 而as p p hp j s p页面需 任务被截止或者被放弃时 服务器才毁坏这一任务对应 s e s s i o n对象 s e s s i o n对象 最常见的用途之一就是用来存储已登录用户的权限 这样就可以方便地解决 we b应用 程序的安全问题 s e r v e r 对象 s e r v e r 对象允许脚本来生成a c t i v e s e r v e r 组件的实例 并且利用新 的功能进行 对 a s p环境的 扩 展 s e r v e r 对象 拥有 两个重要方 法 即ma p p a t h和 c r e a t e o b j e c t ma p p a t h可以将 we b s e r v e r的虚拟路径还原成实际路径 c r e a t e o b j e c t可能是最重要的一个方法 用它可产生服务器组件的对象实例 s e r v e r c r e a t e o b j e c t p r o g l d 其中p r o g 1 d指 定了 组 件 标 识 组 件可以 是e x e 程序 也可以是 d l l动态链援库 这些程序必须在操作系统中注册后 c o m 才会在 系 统 资 料 库 r e g i s t r y 维 护 这 些 信 息 在很多情况下 为了实现商务性的应用 都需要用到数据库方面的操作 而 as p提供的 a d o组件正是实现这种操作的重要手段 尸 一 一 第三章c om 介绍 在wi n n t平台上构造we b应用系 统 如果想要扩展we b服务器的功能 建设复杂的 可伸缩的 具有事务处理功能的多层 we b应用系统 必须利用服务器端组件技术扩展和平滑 we b服务 器 的 应用 功能 在wi n d o w s 平台 上 广泛 使 用的 组 件技 术是c o w c o m p o n e n t o b j e c t mo d e l 即 组 件 对象 模型 它 是由mi c r o s o f t 提出 的 组 件 标准 不仅 定 义了 组 件程 序之间进行交互的标准 并且也提供了组件程序运行所需的的环境 因此 下面就对c o m 原理 及其相关的应用作一下简单介绍 3 1 c o m 概述 组件是独立于特定的程序设计语言 和应用系统 可重用的和自 包含的软件成分 组件是基于 面 向 对 象 的 支 持 托 放 d r a g a n d d r o p 和 即 插 即 用 p l u g a n d p l a y 的 软 件 开 发 概 念 基于组件技术的开发方法 具有开放性 易升级 易维护等优点 它是以组合 原样重用现存组 件 继承 扩展地重用组件 设计 制作领域专用组件 组件为荃 础 按照一定的集成规 则 分期 递增式地开发应用系统 缩短软件开发周期 在开发过程中 遵循以组件为核心原 则 组件实现透明原则以及增量式设计原则 c o m 是个开放的组件标准 有很强的扩充和扩展能力 c o m 规定了 对象模型和编程要 求 使c o m对象可以与其他对象相互操作 这些对象可以 用不同的语言实现 其结构也可以 不 同 基于c o m mi c r o s o f t 进一步 将o l e技术发展到o l e 2 其中c o m 实现了o l e对 象之间的底层通信工作 同时 继 o l e之后 mi c r o s o f t 又推出了 一系列以c o m 为基础的的 技术 并统称为 a c t i v e x 技术 现在 c o m 技术已 经渗透到 wi n d o w s操作系统的各个方 面 c o m 已 经成为wi n d o w s 平台的组件模型标准 c o m 标准包括规范和实现两大部分 规范部分定义了 组件和组件之间 通信的 机制 这些规 范不依 赖于任 何特定的语言 和操 作系 统 只要 按照规范 任何语言都 可以 使用 c o m 标准的实 现部分是c o m 库 c o m 库为c o m 规范的具 体实现提供了 一些核心服务 c o m 规范包括 c o m 核心 可连接对象 结构化存 储 统一数据传输 名字对象技术等 c o m 核心规定了 组 件对象与 客户通过二进制接口 标准进行交互的原则 可连接对象是c o m组件和客户程序之间进 行双向 通信的基础 结构化存储定义了复合文档的 存储格式以 及创建文档的接口 统一数据传输 约定了 组 件之间数据交换的 标准接口 名字对象技术给予对象一个系统可识别的唯一标识 3 2 com对象及接口 下面我们首先对c o m规范中的核心内 容c o m对象和c o m接口 作介绍 3 2 1 c o m 对象 在c o m规范中 并没有 对c o m对象进行严格的定义 但c o m提供的是面向 对象的 组 件模型 c o m 组件提供给客户的是以 对象形式封装起来的实体 客户程序与c o m 组件程序进 行交互的实体是c o m 对象 它并不关心组件模块的名称和位置 即位置透明性 但它必须知 道自己 在与哪个c o m 对象进行交互 类似于c 语言中类 c l a s s 的概念 c o m 对象也包 括属性 也称为状态 和方法 也称为操作 对象的状态反映了 对象的存在 也是区别于其他 我 们 不 用 编 写 任 何网 络 或 者r p c c r e m o t e p r o c e d u r e c a l l 远 程 过 程 调 用 的 代 码 就可 以 实现在网络上进行程序之间的通信 3 3 2类厂 c l a s s f a c t o r y 类厂就是c o m 类的工厂 是c o m 对象的生产基地 c o m 库通过类厂来创建 c o m 对 象 对应每一个 c om 类 有一个类厂专门用于该 c om 类的对象的创建操作 类厂本身也是 一 个c o m对 象 它 支 持 一 个 特 殊 的 接 口 i c l a s s f a c t o r y 其 定 义 如 下 c l a s s i c l a s s f a c t o r y p u b l i c t u n k n o w n v i r t u a l h r e s u l t s t d c a l l c r e a t e i n s t a n c e u n k n o w n p u n k n o w n 0 u t e r c o n s t i i d v i r t u a l h r e s u l t s t d c a l l l o c k s e r v e r b o o l b l o c k 0 接口i c l a s s f a c t o r y 有 一 个 重 要 的 成 员 函 数c r e a t e i n s t a n c e 用 于 创 建 对 应 的c o m对 象 因为每个类厂只针对特定的 c o m 类对象 所以 c r e a t e i n s t a n c e成员函数知道该创建什 么 样 的c o m对 象 在c r e a t e i n s t a n c e 成 员 函 数 中 第 一 个 参 数p u n k n o w n o u t e r 用 于 对 象 类 被 聚 合 的 情 形 一 般 把p u n k n o w n 0 u t e r 设 置 为n u l l 第 二 个 参 数i i d 为 对 象 创 建 完 成 之 后 客 户 应 该 得 到 的 初 始 接 口i i i 第 三 个 参 数p p v存 放 着 返 回 的 接口 指 针 i c l a s s f a c t o r y 的另一个成员函数l o c k s e r v e r 用于控制组件的生存周期 c o m规定 每一个c o m对象应该有一个相应的类厂对象 如果一个组件程序实现了 多个 c o m对象类 则相应地有多个类厂 类 厂 通 过d 1 l g e t c l a s s o b j e c t 引 出 函 数 来 使 用 类 厂 对 象 d i l g e t c l a s s o b j e c t 函 数 是 组 件程 序实 现的引出 函 数 下 面 是d i l g e t c l a s s o b j e c t 函 数 的原 型 h r e s u l t d i i g e t c i a s s o b j e c t c o n s t c l s i d 当 不再需要组件程序了 则调用 l o c k s e r v e r f a l s e 实现减锁 操作 引入锁定操作之后 判断一个组件程序是否可以被卸出内 存就增加了 一个条件 既要判断组 件程序中是否还存在组件对象 还要判断组件程序的锁计数器是否为 0 只有当 两个条 件都满足 时 组件程序才可以被卸出内 存 3 3 3 进程内 组件和进滔 汐 卜 组件 组件程序有两种实现方式 进 程内组件和进程外组件 如果使用动态 链接库的形式实现组件 程序 则客户程序调用组件层的服务时 会把组件程序装 入到自己 的进程中 所以 客户程序和组 件程序运行在同一个进程空间内 把这种组件程序称作为进程内组件 实现组件程序的另外一种 形式是 e x e程序 这种组件程序被调用时有自己的进程空间 所以 客户程序和组件程序运行在 不同的进程空间中 把这种组件程序称作为进程外组件 3 3 3 1进程内组件 因为进程内组件和客户程序运行在同一个进程地址空间中 所以一旦客户程序和组件程序建 立 起 通 信关系 之 后 客户 程 序 得到 的 接口 指 针直 接指向 组 件 程序中 接口 的v t a b l e o v t a b l e包 含 了 所有的 接口 成员函 数地址 客户代码可以直接调用这些成员函数 所以其效率非常高 有时也 把这种进程内组件程序称为进程内服务程序 所以这种形式的组件程序应用非常广泛 因为 d l l程序是运行时刻被客户程序装入到内 存中 所以d l l模块本身也是独立的 它并不依赖 于客户程序 比如 进程a可以 使用某个d l l程序 进程b也同 样可以 使用该d l l程序 甚至 任何一个程序都可以使用这个 d l l程序 但是首先必须知道一些 d l l程序的信息 因 此 客户程序与d l l程序之间必 须标准的约 定 而且 这种约 定也要 建立 在二进 制一 级的基 础 上 以 便所有的编程语言都可以支持d l l程序的创建和调用 进程内 组件的优点就是运行效率高 但是由于进程内组件直接运行在客户程序内 所以 组件 程序中的 严重错误有可能引起客户进程的崩溃 因此 组件程序要对客户程序的稳定性负责 3 3 3 2进程外 4 琳 进程外组件 让组件程序独占 一个进程 而不使用客户程序的进程空间 因 为它运行在客户 进程的外面 所以也把这种组件程序称为进程外服务程序 在wi n d o w s平台 上 一般用 e x e 来实现进程外组件 因 为进程外组件和客户程序位于不同的进程空间之中 它们使用不同的地址空间 所以组件 和客户之间的通信必须跨越进程边界 因此会涉及到以下一些问题 1 一 个 进程如 何 调 用另一 个进 程中 的函 数 2 参 数如 何 从一 个 进 程 传 递到 另 一 个进 程中 在 wi n d o w s平台上 进程间的通信方法很多 包括动态数据交换 d d e 命名管道 n a m e d p i p e 共 享内 存等 等 c o m 采 用了 本 地 过 程 调 用 l o c a l p r o c e d u r e c a l l l p c 和 远 程 过 程 调 用 r e m o t e p r o c e d u r e c a l l r p c 的 方 法 进 行 进 程 之 间 的 通 信 其中 l p c用于在同一台 机器 上不同 进程之间的通信 l p c用于在不同 机器上不同 进程之间的通信 l p c与r p c的机理相同 但是r p c需要通过网络传递信息 因此 r p c要比l p c复杂 l p c相当 于一个优化了 的r p c 图3 2显示了 进程外组件与客户 程序之间协作结构图 3 4 2 客户1 服务器特性 可以很容易看出 c o m 对象和客户之间的相互作用是建立在客户 服务器模型的基础上 的 客户 服务器模型的一个很大的优点 是稳定性好 而稳定性正是 c o m 模型的目 标 尤其对 于跨进程的程序通信 稳定性更会带来性能上的高可靠性 然而 c o m不仅仅是一种简单的客 户 服务器模型 有时客户也可以反过来提供服务 或者服务方本身也需要其他对象的一些功 能 在这些情况下 一个对象可能既是服务器也是客户 c o m 能够有效地处理这些情况 客户 服务器模型是一种发 展比 较成功的软件模型 因为这种模型有以下一些优势 1 稳定性 可 靠性好 客 户 服 务器 模型 简化了 应用 把任务 进行分离 客户和服务器 各司其职 共同完成任务 2 软件的 可 扩 展性更 好 一 个 服 务器 进 程可以 为 多 个 客 户 提 供服务 客户也可以 连 接到 不同的服务器上 这种模型的连接非常灵活 3 提 高 性能 根 据硬 件的 配置 可以 把 繁重的 任务 放 到 高配置 的 一 端 用低配置 的 设备 完 成一些简单的任务 因此 这种模型使软件运行更加合理 4 在网 络上实现时 可以降 低网 络流量 在网 络 上只传 输客户和服务程序所关心的 数 据 5 用于 数 据 库时 可以 实 现 事 务 t r a n s a c t i o n 机 制 提 供 数据 备 份能 力 等 3 4 3 语言无关性 c o m 规范的定义不依赖于特定的语言 因 此 编写组件对象所使用的语言与编写客户程序 使用的语言可以 不同 只要它们都能 够生成符合c o m规范的 可执行代码即可 c o m标准与面 向对象的编程语言不同 它所采用的是一种二进制代码级的 标准 而不是 源代码级的标准 在面 向 对象 编程 o b j e c t o r i e n t e d p r o g r a m m i n g o o p 语言中 定义的 对象 只能 在同 样的 语 言中被重复使用 这就大大限制了 对象的 重用 当然 o o p语言可以被用于创建 c o m 组件 因此这两种技术实际上是互相补充的 c o m 对象把o o p语言中的对象封装起来 并提供一致的接口 使得它可以 被各种不同的语言 所使用 例如 用c 十 实现的c o m组件中 的 对象 可以 很 容易 地在其他的 语言如j a v a中 被 使用 因 此 c o m的语言无 关性实际上为我 们 跨语言 合 作开发 提供了 统 一标准 当我们设计和开发一个应用系统时 在开始编写代码之前 首先我们要选择合适的语言 语 言的选择对整个项目 可能会产生很大的影响 而且 开发人员本身对语言也有喜好 让开发人员 放弃他所熟悉的语言而去学习一门新的编程语言 并非明智之举 只要所选择的语言能支持 c o m组件的生成 则按c o m组件模型 构造的系 统就 允许 使用此 种编程语言 3 4 4 进程透明性 在客户用医务器模型的软件结构中 运行在客户端的代码和运行在服务器端的代码 既可以 在同一个进程中 也可以 在不同的进程中 如果它们运行在同一个进程中 则由于组件和客户共 享了进程的资源 因而无论对于编程还是运行效率都是很有益的 但实际情况往往并不这样简 单 因为服务程序并不总是作为 d l l被装入到客户进程中 它也经常是一个 e x e可执行程 序 因此 跨进程操作是很必要的 口 c o m 所 提 供 的 服 务 组 件 对 象 在 实 现 时 有 两 种 进 程 模型 进 程 内 对 象 和 进 程 外 对 象 如 果 是 进程内对象 则它在客户进程空间中运行 如果是进程外对象 则它运行在同一机器上的另一个 进程空间 或者在远程机器的进程空间中 通常也按下面的方式对组件又 寸 象服务程序进行区 分 进程内服务程序 服务程序被加载到客户的进程空间 在wn d o ws环境下 通常服务程序 的代码以动态连接库 d l l 的形式实现 本地服务程序 服务程序与客户程序运行在同一台机器上 服务程序是一个独立的应用程 序 通常它是一个e x e文件 远程服务程序 服务程序运行在与 客户不同的机器上 它既可以 是一个 d l l模块 也可以 是一个 e x e文件 如果远程服务程序是以d l l形式实现的话 则远程机器会创建一个代理进 程 虽然c o m对象有不同的进程模型 但这种区 别对于客户程序来说是透明的 因此客户程序 在使用组件对象时可以 不管这 种区 别的 存在 只要遵照 c o m 规范即可 然而 在实现 c o m 对象时 还是应该慎重选择进程模型 进程内 模型的优点是效率高 但组件不稳定会引起客户进 程崩溃 因 此组件可能会危及客户 进程外模型的优点是稳定性好 组件进程不会危及客户程 序 一个组件进程可以 为多个客户进程提供服务 但进程外组件开销大 而且调用效率相对低一 此 实现这种进程透明 性的 关键在于c o m 库 c o m 库负责组件程序的定位 管理组件对象的 创建和对象与客户之间的通 信 当 客户创建组件对象时 c o m 库负责装入组件模块或者启动组 件进程 如果客户指定在远程机器上创建对象 则两台机器上的 c o m 库会协作完成远程 c o m 对 象 的 创 建 工 作 并 且 在 客 户 进 程 中 创 建 一 个 代 理 对 象 p r o x y o b j e c t 客 户 程 序 直 接与代理对象进行交互 因 此 客户程序可以 不管组件对象的进程模型 即使组件的进程模型发 生了 变化 客户程序也不需要重新编译 3 4 5 c o m 作为组件模型其焦点集中 在程序之间如何建立一种标准的通信机制 安全性并不是其 主要目 的 但既然 c o m 是一种平台 独立的软件模型 而且 c o m 提供了 跨进程甚至跨网 络的 客户 服务器软件结构 则安全性是它不可缺少的保护机制 要建立一种适合各 种操作系统的安全性机制是