基于分布式系统三层体系结构之中间件-

1、基于分布式系统三层体系结构之中间件*颜 伟 , 苏兆锋, 诸葛涛( 曲阜师范大学信息网络中心,273165,曲阜市;鲁东大学管理学院,264025,山东省烟台市摘要:介绍了中间件技术的发展及优势,以及基于分布式系统中间件的设计.在文中介绍了一个实用的基于中间件的校园管理系统的中间件的设计方案.关键词:三层体系结构;分布式系统;COM/DCOM;组件中图分类号:T P393.09 文献标识码:A 文章编号:1001 5337(200701 0118 031 软件的三层体系结构1.1 传统的C/S模式在传统的数据库应用体系中,客户端与数据库完全分开,基于该种体系的数据库应用系统虽然开发周期较短.但

2、是,随着数据库应用的发展、数据容量与客户端数量的增加,该种体系结构显示出了许多根本缺陷,主要体现在:(1 可扩充性:数据连接会占用大量服务器的系统资源,当数据连接达到一定数量时,数据库服务器响应速度与处理速度将大打折扣.(2 可维护性:基于传统C/S的数据库应用系统,业务规则通常置于客户端应用程序中,一旦客户的业务逻辑有所改变的话,将引起应用程序的修改以及后台触发器的修改,要将所有程序模块都重新修改、编译、连接.(3 可重用性:传统C/S的设计模式,数据库操作、业务操作规则等都固化在客户端应用程序中.如果客户提出了新的B/S应用需求,则需要在WEB服务器中重新进行数据库访问、业务规则、合法性校

3、验等编码,而所做的工作与客户端应用程序中的功能重复,从而加大了工作量.1.2 三层体系结构所谓三层体系结构,是在客户端与数据库之间加入了一个!中间层,也叫组件层.三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理.通常情况下,客户端不直接与数据库进行交互,而是通过中间层与数据库进行交互.这样做主要有以下好处:(1 由于数据访问是通过中间层进行的,因此客户端不再与数据库直接建立数据连接.也就是说,建立在数据库服务器上的连接数量将大大减少.例如一个500个客户端的应用系统,500个客户端分别与中间层服务器建立DCOM连接,而DCOM通讯所占用的系统资源有限,并且是动态建立

4、与释放连接,因此客户端数量将不再受到限制.同时,中间层与数据库服务器之间的数据连接通过!连接池进行连接数量的控制,动态分配与释放数据连接,因此数据连接的数量将远远小于客户端数量.(2 可维护性得以提高.因为业务规则、合法性校验存在于中间层,因此当业务规则发生改变时,只需更改中间层服务器上的某个组件(如某个DLL 文件,而客户端应用程序不需做任何处理,有些时候,甚至不必修改中间层组件,只需要修改数据库中的某个存储过程就可以了.(3 良好的可重用性.如果需要开发B/S应用,则不必要重新进行数据访问、业务规则等的开发,可以直接在WEB服务器端调用现有的中间层(如可以采用基于IIS的WebClass开

5、发,或直接编写ASP代码.(4 事务处理更加灵活,可以在数据库端、组件层、M T S(或COM+管理器中进行事务处理. 1.3 工作机制与特点中间件是在计算机硬件和操作系统之上,支持应用软件开发和运行的系统软件,它能够使应用软件相对独立于计算机硬件和操作系统平台,为当今第33卷 第1期2007年1月 曲阜师范大学学报Jo ur nal o f Qufu Nor mal U niversityVol.33 No.1Jan.2007*收稿日期:2005 12 30作者简介:颜伟,男,1972 ,讲师.主要研究方向:网络技术应用和信息管理.的大型分布式应用搭起了一个标准的平台,把大型企业分散的系统和

6、技术组合在一起,实现大型企业应用软件系统的集成.中间件具有标准的程序接口和协议,可以实现不同硬件和操作系统平台上的数据共享和应用互操作.在具体实现上,中间件是一个用API定义的分布式软件管理框架,具有强大的通信能力和良好的可扩展性.客户端上的应用程序从网络中某个节点处获取一定的数据或者服务,这些数据和服务可能处于一个运行着和客户端不同的操作系统的服务器上,客户/服务器应用程序中负责查找数据的那一部分只要通过调用中间件API访问一个中间件系统,由中间件完成到网络中查找目标数据源或者服务的任务,进而传输客户请求,重组答复信息,最后将结果送回给应用程序.三层模型,即:客户层#中间件#服务层.三层客户

7、/服务器结构构建了一种分割式的应用程序.系统对应用程序进行分割后,划分成不同的逻辑组件,主要分为三层:(1 用户服务层:提供信息浏览、服务定位.主要是实现用户界面,并保证用户界面的友好性、统一性.(2 业务处理层:实现客户的全部业务逻辑.(3 数据服务层:实现数据定义、存储、备份、检索等功能,主要有数据库系统实现.2 中间件的设计与实现技术2.1 分布式对象技术(1 OMG(对象管理组织的COBRA技术COBRA标准由低到高分为3个层次:a.对象请求代理(ORB.规定了分布对象的定义(接口和语言映射,实现对象间的通讯和互操作,是分布对象系统中的!软总线.CORBA的优点是大而全,互操作性和开放

8、性非常好,缺点是庞大而复杂.(2 Sun公司的Java技Jav a是Sun公司自己定的,演变得很快.Java 的优势是纯语言的,跨平台性非常好.Java分布对象技术通常指远程方法调用(RMI和企业级Jav aBean(EJB.RM I提供了一个Java对象远程调用另一Java对象的方法的能力,与传统RPC类似,只能支持初级的分布对象互操作.Sun公司于是基于RM I,提出了EJB.基于JAVA服务器端组件模型, EJB框架提供了象远程访问、安全、交易、持久和生命期管理等多种支持分布对象计算的服务.(3 微软公司的COM/DCOM技术:COM技术是微软在OLE技术上发展而来,经历了OLE2/CO

9、M、ActiveX、DCOM和COM+等几个阶段,目前COM+把消息通讯模块M SMQ和解决关键业务的交易模块M TS都加进去了,是分布对象计算的一个比较完整的平台.微软的COM 平台效率比较高,同时它有一系列相应的开发工具支持,应用开发相对简单.但它的弱点就是跨平台性较差.2.2 分布式组件对象模式119第1期 颜 伟,等:基于分布式系统三层体系结构之中间件(1 缩短开发时间:由于编程人员可将先行开发的部件装配到新的程序中,从而加速了新程序的开发. (2 降低集成费用:在将组件集成为一个完整的方案时,不同开发商采用了一致的标准接口,减少了特殊的定制工作.(3 开发更具灵性:只需简单调整全部应

10、用的一些组件,即可为企业不同领域的应用提供特定的解决方案.(4 降低软件维护费用:各组件的软件功能是相对独立的,在维护和升级一个组件时,不必变动整个应用,降低了费用,维护简便.3 校园管理软件中间件的结构3.1 软件实现目标针对大多数校园日常办公软件平台以Win dow s 为主,以及DCOM 组件与Activ eX 可以实现无缝连接,校园管理软件中间层实现技术选用微软公司的DCOM.服务端用DCOM 调用相关数据库.客户端IE 嵌入ActiveX,完成数据的简单处理和数据显示.3.3 系统开发工具1 图 13.5 校园管理软件中间层此系统的数据库涉及了学生基本信息,教师信息,专业设置,年级班

11、级,课程设置,成绩,学校基本信息,用户等方面共建立了80多个表格.DCOM组件的功能划分与特点图 2设计实现了基本功能处理和常用功能处理的DCOM 中间件,数据库变动引起的软件修改集中在基本功能处理层,业务变动引起的软件修改集中在常务功能处理层校园管理软件中间层按照实际业务逻辑分为图2所示5个功能模块.各个模块功能如下:(1 M is 组件:提供数据库中所有基本表信息的添加、删除、修改功能.针对每个数据库基本表提供一个对应接口,除上述3种基本操作外,每个接口根据相应业务逻辑提供附加基本功能,但所提供功能不涉及两个或两个以上基本表之间发生关联.(2 M isEx am 组件:提供有关学生成绩及考

12、试等业务所需功能,包括成绩录入、查询、排名和考试信息设置等.(3 M isQuery 组件:提供各种综合信息的多项组合查询.(4 M isStudent 组件:提供学生基本信息管理,日常考勤记分、综合测评和统计功能.(5 M is2组件:提供招生管理,财务交费以及学校管理等功能.M is 组件为其余4个组件提供基本功能,是负责业务逻辑实现的基础功能模块.4个独立组件利用M is 所提供的基本功能分别实现各自业务逻辑,同时也可以直接访问后端数据库系统.上述的逻辑划分DCOM 组件使得后续的业务功能扩展更为灵活,由于数据库结构已经形成,其发生变动的可能性相对较小,因此可以根据实际功能需要在以Mis

13、 组件为基础的模块上任意添加、删除业务逻辑组件.同时,如果后端数据库发生变动,只需要修改Mis 组件的相应内部实现,其外部表现形式不需更改,这使得其余依赖M is 组件的功能模块的修改工作量很小,甚至不需要修改.(下转第124页Innovating the Experiment Teaching of PlantPhysiology and Cultivating Innovative AcademicianWA N G X ing an, QI U N ian w ei, M A Zong qi(Colleg e of Life Science,Qufu Normal U niver sit

14、y,273165,Qufu,S han don g,PRCAbstract:Fo r cultivating the innov ative academician,it is necessary to adhere to innovating exper im ent teaching of plant physiolog y.T hey can be done by eliminating the content w hich is not fit to the demand of development o f plant phy siolo gy;enriching the advan

15、ced experimental instr uments and technique;ex plo r ing new teaching m ethod;dev elo ping the cr eative consciousness and operating ability.The ex perience is summarized in this paper.Key words:plant physio logy;ex periment innovation;inno vative academician(上接第120页参考文献:1汪芸.CO RBA技术及其应用面向二十一世纪的软件总线

16、M.南京:东南大学出版社,1999.2Ro ber t J O berg.COM+高级编程M.刘谦,苏建平,等译北京:电子工业出版社,2001.3韩坚华,汤庸,许孝元,等.基于internet/intr anet的CO M支持的通用考试(练习系统的设计与实现J.计算机工程与应用,2004,40(21:230 232.4Box Don.CO M本质论(Essent ial CO MM.潘爱民,译.北京:中国电力出版社,2001.5M ichaelis M.CO M+编程指南M.北京:机械工业出版社,2002.6郎波,吴琦,陆悠,等.分布式对象柔性化访问控制方法J.北京航空航天大学学报,2004,

17、30(5:452 455. 7徐颖蕾,张群,卞飞.基于Petr i网的应用软件开发及其关键技术J.曲阜师范大学学报(自然科学版,2005, 31(2:53 56.The Middle ware of Three layers System Structure Based on Distributed Systems YA N W ei , S U Zhao f eng, ZH UGE T ao( Information Netw ork Center,Qufu Norm al Un iversity,273165,Qu fu;School of M anagement Ludong University,264025,Yantai,S handong,PRCAbstract:In this paper,the history and dev elo pment of middlew are and a b/s applicatio n of thr ee la