系统架构师BS及MVC论文初稿

论软件架构风格和设计模式的重要性摘要2012年3月，我司荣幸中标中国南方电网公司XX局的设备远程评价诊断图模分析系统(以下简称“FSCBM”)项目，作为公司的技术骨干，我很荣幸成为XX局该系统的系统架构师团队成员之一。FSCBM主要是利用各种在线监测装置采集回来的数据，对各种电力设备进行综合评价、诊断、风险评估，根据综合分析结果，给出对该设备的维护策略。本文以FSCBM为实例，首先对FSCBM进行简单功能模块介绍，描述了当前电力行业中软件系统架构设计以及选用系统设计模式的重要性和复杂性；然后详细介绍FSCBM所采用的B/S三层软件架构风格以及所有采用的MVC设计模式，以及在系统架构中遇到的问题和如何应对问题找到解决方案；最后介绍FSCBM上线后，所取得成果和不足。正文：一：系统背景“万家灯火，南网情深”这句标语体现出了当前电力行业关系到千万人家，在高速发展的时代，我们人类已经离不开电。然后电能否正常供应依靠的又是电力行业中各种电力设备能够正常运行。如何监测电力设备是否存在异常？如何减少电力高危设备的人员检修工作，保证电力检修人员的人身安全？等等问题。所以南方电网XX局为了解决在电力设备的检修中遇到的此类问题，通过投标方式应邀我司开发FSCBM，利用现在日新月异的互联网计算机技术，通过软件程序对电力设备进行健康监控，以此来降低电力人员检修事故，真正做到降低人力资源成本，减少事故风险，精确监测设备状态的目的。二：FSCBM系统简要概述FSCBM主要包括以下主要模块：在线监测装置中心：包括在线监测装置台账管理和在线监测装置采集的数据管理，以及数据的图形展示。变电设备信息中心：包括变电五大类设备（主变压器、避雷器、GIS、电容式电压互感器、CVT）的台账管理；设备评价中心：包括五大类设备的单个设备评价和批量设备评价以及定时任务评价等；设备诊断中心：包括五大类设备单个设备诊断和批量设备诊断以及定时任务诊断等；设备风险评估中心：包括五大类设备单个设备评估和批量设备评估以及定时任务评估等；设备监测子系统：包括与五大类设备相关的其他监测系统（山火监测、雷电监测、覆冰监测等），需要了解的情况下可以直接单点登陆到其他系统查询；部门人员管理中心：包括人员维护，部门维护，角色权限维护等，可以根据人员和部门等级控制不同的权限；系统维护：包括系统模块的配置和管理，系统各类设备评价、诊断、评估导则的维护等；根据这些模块，可以做好管理人员维护工作，根据人员只能进行角色权限分配。最主要是针对变电五大类设备(包括主变压器、CVT、避雷器、GIS组合电器、电流互感器)的在线监测装置采集回来的实时数据以及历史数据，进行综合分析，从而实现了对设备的健康评价、诊断、和风险评估，根据这三种分析得出的结果，对该设备当前的健康状况（严重，异常，注意，正常）给出分数，并针对不同的设备给出策略意见，指导工作人员是否需要检查设备或是更换设备，同时可以及时将评价结果形成报告，领导可以及时了解当前管辖区域设备的运行情况，可以根据报告做一些工作计划，对电力事故做到“预防为主，防治结合”。这里限于篇幅，就不在针对各个模块做详细的描述。基于对XX局当前情况的调研后，我们架构团队，通过讨论，决定采用B/S三层架构风格以及MVC开发模式来实现FSCBM，期间运用到了java、js、oracle以及高速缓存和分批存储等技术。三：B/S三层架构与MVC开发模式应用由于XX局涉及相关行业多，管理部门和人员众多，省局和地市局以及变电所管理严格，各级业务人员文化水平相对较高，都能使用计算机进行日常业务工作，XX局领导又要求利用信息化办公就是要为业务人员减轻工作负担，降低工作危险系数，也还要做到节约资源成本，系统要能适应业务发展变化，能适应各个不同地区和不同电压等级的变电所。B/S架构中，B代表的是浏览器，S代表的是服务器；MVC模式中，M代表模型层，V代表是视图层，C代表的是控制层。B/S架构的优点在于，利用了当今最流行且逐渐成熟的WWW和因特网，结合多种脚本语言，用一个浏览器就替代了原先需要复杂开发的客户端程序，并节约了成本，是一种全新的软件架构。基于B/S架构的软件，系统的升级、修改和维护全部在后端服务器进行。业务人员在使用的时候，只需要了解业务操作和进行系统培训，则可以使用计算机进行信息化办公，真正做到了解放用户。这些优点也正符合了XX局用户的需求，所以我们整个架构团队就选择了B/S架构。如何利用好B/S架构和经典的MVC设计模式在FSCBM中，发挥此架构的优势，使得FSCBM能够适应电力行业的发展现状，能够适应未来电力业务的变化，使得FSCBM有较长的生命力。我们架构团队决定，使用主流的能够适应跨平台的JAVA开发语言并结合前端JS脚本，采用主流的SSH开发框架，利用ORACLE11G做为数据存储。MVC模式的好处就，把数据持久化，业务逻辑控制，和最终结果展示进行了分离。使得各个层级能够相对独立，高内聚低耦合。使得整个系统的架构比较清晰，有利于后期开发人员设计；使得FSCBM能够适应企业的变化，当业务逻辑改变的时候，我们不需要改动视图展示层和模型层，只需要修改业务逻辑控制层即可（同理其他层次的变更也可以相对独立的处理）；FSCBM的每个模块都按照此类设计，这样相似模块之间就可以快速复用，这样就可以高效的开发，节约时间和人力成本，提高效率。M层依托ORACLE的强大数据处理功能和Hibernate的配置文件，利用数据连接池技术，只进行数据的持久化和查询工作。ORACLE的强大处理能力保证了系统的响应，Hibernate的配置技术又减轻了开发人员写SQL的麻烦。这两者的结合使得整个模型层有了新的活力。但，任何事物都具有两面性，ORACLE再强大，当数据量巨大的时候，当读写频繁的时候，还是会遇到瓶颈；Hibernate配置再方便，但一旦遇到系统出现问题的时候，就难以定位问题，会给以后的开发调试和维护增加工作量。C层则利用了Struts和Spring配置技术以及Serverlet配合，Struts做好与前端的操作相应Action的跳转功能，将不同的业务处理分配给不同的Action处理类，使得业务功能处理相对独立，互不干扰。也利用了Spring依赖注入，使得业务处理类能够跟Bean类和Serverlet紧密结合在一起。做到业务逻辑跳转和处理能快速高效。当然利用配置技术的好处是方便是显而易见的，但是这会同样遇到出现问题定位难，当类与多个类相关的时候，配置文件冗长，难以阅读和维护。V层则采用了浏览器和JSP以及JS技术，JSP可以将用户的需求和业务以图形界面的方式呈现，JS可以辅助JSP完成一些不需要到控制层处理的功能，使得整个系统的展示更加友好，功能更加强大。在FSCBM中，由于客户大多数是利用系统对设备进行监控，也就是看的多。所以一个良好的视图层设计，可以给客户一个良好的体验，使得客户愿意去接受系统和使用系统，可以让系统的推广更加容易。通过以上的论述我们可以清楚的了解B/S架构和MVC设计模式重要性也同样了解它们带来的一些问题。任何架构和设计模式都不可能做到十全十美，我们只能去权衡其中的利弊，利用各自的优势。针对M层出现的问题，我们主要是采用日志输出解决方式，当出现问题的时候可以查找详细日志。针对C层配置依赖注入类过多，我们则要学会精简业务，或是独立业务，使得业务之间相关性尽量小，降低耦合度。针对V层现实相应问题，我们采用了高速缓存技术，将经常需要查询的数据，先缓存，只要业务数据未变，则直接从缓存中提取，不需要再次访问数据库。从而提升用户体验并能减轻数据库读写负担。在以上架构的指导下，我们顺利的完成了FSCBM软件的开发，并顺利交付客户。从系统上线到现在的运行情况下来看，FSCBM还是能满足XX局的日常监控和设备的健康的评价。并且在系统的功能性、可靠性、性能、交