利用Java实现分布式系统

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利用MQ实现分布式应用系统间数据传输

作者：许峰

来源：《中国科技纵横》2012年第05期

摘要：本文简要介绍了MQ的基本概念、结构特点、工作原理、基本配置及其在实际中的应用，并详细论述了应用系统在利用IBM MQ中间件实现系统间数据交互设计时需要思考的内容和解决思路，及数据传输应用过程中需要注意的几个问题。

关键词：MQ应用系统

1、引言

随着计算机网络和分布式应用的不断发展，远程消息传递越来越成为应用系统中不可缺少的组成部分，WebSphere MQ（以下简称MQ）是IBM公司享有盛誉的商业通信中间件，提供一个具有工业标准、安全、可靠的消息传输系统。它以消息的方式接收、发送数据，具有组网灵活,能将应用和底层的网络分开,程序间通信独立于网络,可靠性强且传输效率高等特点，并具有开放性、扩展性、先进性、安全性、可管理性和易于维护开发等特性。已被世界范围的许多大型企业广泛采用。

2、MQ部署结构

利用MQ在分布式应用系统间实现MQ数据传输，需要各应用系统设置专用传输服务器，安装MQ SERVER和统一传输平台接口软件发送、接收数据，由专门的数据读写程序负责将需要传输的数据从应用服务器指定目录下读出放到MQ队列或将数据从MQ队列取出放到应用服务器指定目录下，供应用系统使用。

3、MQ数据传输设计

随着信息系统建设与应用水平的不断发展，应用系统传输中涉及的数据类型也在不断增多其中包括文本、文档和图片等，数据量也变的越来越大。当大数据量的信息需要通过MQ服务器进行系统间交互时，就会面临数据传输时间长、受网络因素影响严重、容易造成MQ通道阻塞及系统数据安全性等问题。

3.1 MQ报文名格式

一般情况下在MQ报文名格式设计时需要考虑以下几个方面的内容：

信ｌ息ｌ科ｌ学　利用ＪＡＶＡ实现数据库构件　科　唐娟　（湖南理工职业技术学院信息工程系，湖南湘潭４ｌ１１０４）　摘要：在基于软件重用的基础上，对软件开发中数据库的通用操作进行分析，提出了一个数据库通用操作构件模型，有效地简化了数据库应　用程序的开发，提高了数据库软件的开发效率。　关键词：ＪＡＶＡ；数据库；构件　前言　近年来，为解决软件危机，提高软件重用，面　向构件的开发和组装技术得到了蓬勃发展，成为　软件开发中的主流技术。构件是可复用的软件组　成部分，可被用来构造其他软件。构件可以是被封　装的对象类、类树、一些功能模块、软件框架软件　构架、文档、分析件、设计模式由等。软件构件有两　￣－ｇｒ￣：ａ有用性，指构件完成的功能是有用的，也　就是其功能可出现在很多应用软件中；ｈ易用性。　指构件要有很好的包装，能很方便地使用它。目前　软件构件的标准大致有：微软提出的ＣＯＭ／ＣＯＭ＋、　微软与ＩＢＭ提出的ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ等ｍ。在这些不同　数据库应用系统的开发过程中每时每刻都要处理　和数据库的信息交互，—般来说这些数据库系统　在功官甚上都有相似性，经常使用的是数据库中的　查询、添加、删除、修改这几种通用的操作；而这些　操作往往都具有重复性，而且关于数据库的一些　操作都具有烦琐性，这在数据库应用系统的开发　过程当中占据了很大一部分时间。针对这种情况，　有必要实现数据库通用操作的构件化。目前已经　有—些针对数据库构件的研究，但还不能满足软　件开发＾、员的要求。所以，我们在基于软件重用的　基础上对数据库通用操作进行了分析，提出了一　个数据库通用操作构件模型，并且实现了该构件　模型。该构件具有良好的用户编程接口，避免了数　据库应用系统开发中烦琐的重复工作。　Ｉ数据库通用构件模型设计　数据库通用操作构件是—个复合构件，它由　几个成员构件以及成员构件之间的协作关系组　成。其模型定义如下－．ＤＢＧＯＰ＝｛ＴＯＰ，ＤＢＣ，ＴＰ，　ＤＢＤＰ，ＤＢＤ｝这里ＤＢＧＯＰ表数据库通用操作构件　模型，其包含的八个成员模型分别是—个单独的　构件，功能描述如下：ＴＯＰ：数据表操作构件，实现　通用操作；ＤＢＣ：数据库连接池构件，提供数据库　连接；ＴＰ：数据表分析构件，分析数据表中的属性；　ＤＢＤＰ．描述文件分析构件；ＤＢＤ：数据库信息描述　构件。　Ｉ．Ｉ数据表操作构件。在数据库应用系统开发　过程中，经常涉及到表的操作有：查询、添加、删　除、修改。每一种操作几乎都是利用数据表属性来　完成的，例如：关于表Ｓｔｕｄｅｎｔ对应的操作语句有：　Ｓｅｌｅｃｔ嘱性列表ｌ１　ｆｒｏｍ　Ｓｔｕｄｅｎｔ　ｗｈｅｒｅ属性＝值；　Ｉｎｓｅｒｔ　ｉｎｔｏ　Ｓｔｕｄｅｎｔ嘱性列表］ｖａｌｕｅｓ　ｆ值列表１；　Ｄｅｌｅｔｅ　ｆｒｏｍ　Ｓｔｕｄｅｎｔ　ｗｈｅｒｅ属性：值；ｕｐａａｔｅ　Ｓｕ—　ｄｅｎｔ　ｓｅｔ属性＝值ｗｈｅｒｅ属性＝值。我们结合各种操　作语句的标准格式可以抽取出更为一般的规律：　即在执行任何ＳＱＬ语句的过程中，只要提供足够　详细的属性信息，都可以正确地得到结果。因此可　以定义—个关于数据表操作构件的模型。数据库　通用操作模型由六元组构成：ＴＯＰ＝｛ＮＡＭＥ，Ａｒ丌，　ＳＥＬＥＣＴ，ＵＰＤＡＴＥ，ＤＥＬＥＴＥ，ＩＮＳＥＲＴ｝这里ＴＯＰ　是数据表操作构件，它以—个类的形式存在，其内　部元素定义如下：ＮＡＭＥ：用于存储数据表的名称；　Ａ　ｒｒ：用于存储数据表中所有属性的名称；ＳＥ—　ＬＥＣＴ：用于执行所有关于数据表的查询操作，并　返回—个结果集合；ＵＰＤＡＴＥ：用于执行关于数据　表中数据更新的操作，返回更新后的结果；　ＤＥＬＥＴＥ：用于执行　ＩＮＳＥＲＴ：用于执行关于数据表数据添加的操作。　１２数据库连接池构件。在利用数据库通用构　件操作时，都要建立一次数据库连接。为了解决问　题，可以采用数据库连接池技术。数据库连接池的　基本思想就是为数据库连接建立—个“缓冲池”。　预先在缓冲池中放人一定数量的连接，当需要建　立数据库连接时，只需从“缓冲池”中取出—个，使　用完毕之后再放回去。我们可以通过设定连接池　的最大连接数来防止系统无止境的与数据库连　接。我们可以定义ＤＢＣ的模型如下：ＤＢＣ＝　（ＤＢＣＮ，ＤＢＣＩ，ＤＢＣＣ，ＤＢＣＰ）其内部元素定义如　下：ＤＢＣＮ：数据库连接池中初始的连接数目；ＤＢ—　ＣＩ：数据库连接池中最大许可连接数目；ＤＢＣＣ：数　据库连接池当前已有连接数目；ＤＢＣＰ：数据库连　接当前所有有效的连接。　Ｉ３数据表分析构件。该构件主要是通过程序　运行过程中提供的数据表名称，验证数据表的存　在性，分析该表中的属性名称、类型等信息并进行　存储。数据表分析构件模型定义如下：１’Ｐ＝（ＩＮ，　ＴＡ　ｒｒ，ＤＣ，ＧＡＴｒ）其内音　谅定义如下ｄＮ：壹　据表　名称；ＴＡ　ｒｒ：数据表属性列表；ＤＣ：数据库的一次　连接；ＧＡｒｒｒ：提∞蛾撇的屙　掂息　Ｉ４数据库信息描述构件。该构件为一个　ＸＭＬ描述文件，描述构件中的数据库信息，包括：　数据库名称、登陆名和密码，以及数据库中所包含　的数据表。该构件具有严格的层次定义关系，其模　型关系描述如下：ＤＢＤ＝（ＤＢＮ，ＤＢＵ，ＤＢＰ，ＤＢＴ）其　内部元素定义如下：ＤＢＮ：数据库名称；ＤＢＵ：数据　库登陆用户名称；ＤＢＰ：数据库登陆用户密码；　ＤＢＴ数据库中包含数据表，具有多先性。　１．５描述文件分析构件。该构件实现对数据库　信息描述构件进行解析处理，用于提供给其他构　件所需的数据库相关信息，例如：数据库连接池构　件。该构件模型描述为：ＤＢＤＰ：（Ｄ０ＭＲ，ＧＤＮ，　ＧＤＵ，ＧＤＰ，ＧＤＴ）其内部元素定义：ＤＯＭＰ：ＸＭＬ文　件解析器；ＧＤＮ：存储解析得到的数据库名；ＧＤＵ：　存储解析得到的登陆名称；ＧＤＰ：存储解析得到的　登陆密码；ＧＤＴ：存储解析得到数据表名列表。从　于以上各子构件模型，建立数据库通用构件模型。　２构件的实现　２１配置构件信息。相关信息使用ＸＭＬ文件　来配置，并将所有配置信息存放在ｄａｔａｂａｓｅ．ｃｆｇ．　ｘｍｌ文件中，结构如下：　＜ｄａｔａｂａｓｅ＞＜ｎａｍｅ＞ｄｂｔｅｓｔ＜／ｎａｍｅ＞＜ｃｏｎｎｅｃｔ－　ｄｉｒｖｅｒ＞ｏｒｇｇｉｔａｎｍ　ｍｙｓｑ１．Ｄｒｉｖｅｒ＜ｃｏｎｎｅｃｔ－－ｄｉｒｖｅｒ＇＞　＜ｃｏｎｎｅｃｔ－ｕｒｉ＞ｊｄｂｅｍｆｆｓｑｌ：／／ｌｏｅａｌｈｏｓｔ：３３０６／　ｘｔｚｙ＜ｃｏｎｎｅｃｔ－ｄｉｒｖｅｒ＞＜ｃｏｎｎｅｃｔ－－ｕｓｅｒ＞ｓａ＜／ｃｏｎ－　ｎｅｃｔ－－ｕｓｅｒ　该配置信息提供了数据库的连接参数和数　据库中包含的表名以及连接池中的连接数目和最　大数目等信息，利用这些信息其他构件可以进行　初始化操作，但是每个构件对数据库的细节都是　透明的，功能的集合随着配置文件的不同而不同，　可以轻而易举地融合到不同的应用当中。　２２整合子构件。在整个复合构件中的每个子　构件都单独地实现了独立的功能，为了能达到预　期的效果，必勿驭寸各子构件进行整合。在传统的构　件实现过程中，此种整合—般都采用硬编码的方　式，所有的流程均在编码的过程中确定。为了使得　数据库通用操作构件更具灵活性，利用ＩＯＣ（控制　反转）机制使得复合构件具有灵活的可操控性，可　以轻易地融人其他先进的子构件。这里使用了　Ｓｐｒｉｎｇｙ实现的杨　ＩＯＣ框架，利用ＩＯＣ控制整个　系统的结构，有利于以后在子构件的于ｒ级换代的　过程中最大限度地减少对整体构件的修改，我们　要做的仅仅是在Ｓｐｒｉｎｇ　ｂｅａｎｓ配置文件中做简单　的修改，从而轻易地实现对整个构件的升级，扩展　整个构件功能，避免影响其他子构件。　３构件的应用实例　由于构件具有良好的独立性，它可以快速地　构建出数据库应用系统，同时它也可以轻易地和　现有其它成熟的框架融合起来一起应用，从而有　效地提高软件开发的效率。这里提供具体配置　ＤＢＣＰ核心构件及其业务逻辑层如下１：＜ｂｅａｎｓ＞＜　ｂｅａｎ　ｉｄ＝”ｄｂｐ，ｔ　ｃｌａｓｓ＝”ｃｏｍ．ｘｔｚｙ．ｐａｒａ．ＤＢｐａｒｅ”×　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｎａｍｅ＝”ｃｏｎｆｉ￣’＞＜ｖａｌｕｅ＞ｄａｔａｂａｓｅｓ．ｅｆｇ　ｘｍｌ＜／ｖａｌｕｅ＞＜／ｐｍｐｅｔｔｙ￣ｂｅａｎ＞＜ｂｅａｎ　ｉｄ＝’＇ｐｏｏｌ＇’　ｃｌａｓｓ＝”Ｃｏｒｎ　ｘｔｚｘ．ｃｏｎｔｅｘＬＤｂｐｏｏｌ＇’＞＜ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｎａｍｅ：：：”　ｄｂＰａｒｅ＇’＞＜ｒｅｆ　ｂｅａｎ＝　’ｄｂｐ　＇／＞＜／ｐｒｏｐｅｒｔｙ＞＜／ｂｅａｎｘ　ｂｅａｎ　ｉｄ＝”ｄｂｃｐ＇’ｃｌａｓｓ＝”ｃｏｍ．ｘｔｚｙ．ｂｅａｎｓ．ＤＢＦａｃｔｏｒｙ＇’＞　＜ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｎａｍｅ＝”ｄｂＰｏｏｌ”＜ｒｅｆ　ｂｅａｎ＝’＇ｐｏｏｌ’　—，√　ｐｒｏｐｅｒｔｙ×＾）ｅｌ蛐×－业务逻辑层＞……………　ｂｅａｎｓ＞　结束语　鉴于数据库操作的频繁、复杂ｌ生等问题，提　出了—个数据库通用操作构件的设计思想。通过　该构件能够很好地避免匕述问题，简化操作。有利　地避免了程序员的重复劳动，提高了代码生产效　率。在下一步工作过程中主要是针对该构件进行　严格的压力测试，同时开发数据库高级功能，使它　能够适用于大型的数据库项目中，提高该构件的　敏捷性和稳定陛，扩展该构件的使用面。　参考文献　［１附昌爱，金茂忠，刘超．软件体系结构研究综述　软件学报，２００２，（１３）７：１２２８－－１２３７．　『２１刘瑜，张世琨，王立福等基于构件的软件框架与　角色扩展形态研究　软件学报，２００３，（１４）８：　１３６４—１３７０．　作者简介：唐娟（１９７３～），女，工学学士，主要　研究方向：数据库设计以及安全ｌ生分析。　责任编辑：程鹏　—．

第２２卷第１期　２　０　０　７年３月　青岛大学学报（工程技术版Ｊ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＱＩＮＧＤＡＯ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（Ｅ＆Ｔ）　Ｖｏｌ＿２２　Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２　０　０　７　文章编号：１００６—９７９８（２００７）０１—００４１一Ｏ４　利用ＨＴＴＰ隧道技术实现Ｊａｖａ的分布式对象计算　

余　俊，耿金花，任敬喜　（青岛大学复杂性科学研究所，山东青岛２６６０７１）　

摘要：为解决现有的分布式对象计算环境不能穿越防火墙的问题，提出了一种新的分布　式对象计算的方法，并给出了Ｊａｖａ中实现远程对象调用的具体编程步骤。该方法以　ＨＴＴＰ隧道为通信基础，运用ＣＯＲＢＡ的思想构建３层结构的模型，可以穿越防火墙。经　在ＪＤＢＣ网络驱动程序开发中的实际应用，检验该方法有效、可行。　关键词：ＨＴＴＰ隧道；分布式对象计算；ＣＯＲＢＡ；Ｂ／Ｓ；防火墙　中图分类号：ＴＰ３ＩＩ　文献标识码：Ａ　

随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ迅速发展，全球已经步入以网络为中心的计算机时代。分布式对象计算成为计算机领域　研究的一个热点，ＯＭＧ的ＣＯＲＢＡ、ＳＵＮ公司的ＲＭＩ／ＥＪＢ／Ｊ２ＥＥ和Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司的ＣＯＭ＋是当今最主　要的分布式对象计算环境［１　］。ＣＯＭ＋只适用于Ｗｉｎｔｅｌ平台，ＲＭＩ／ＥＪＢ／Ｊ２ＥＥ应用于纯Ｊａｖａ环境，ＣＯＲ—　ＢＡ作为ＯＭＧ组织制定的分布式对象计算的标准，支持异构分布环境下应用的开发和配置。Ｂ／Ｓ模式是　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上主流的软件结构，其严格的Ｂ／Ｓ模式有两点要求：①考虑到跨平台和符合Ｂ／Ｓ模式的最基本的　思想，各种应用不应要求在浏览器端下载安装插件；②企业内、外网之间会设置防火墙，防火墙限制能够打　开的端口，可能只让使用唯一的端口（即ｗｅｂ服务器使用的端口）。Ｊａｖａ的Ａｐｐｌｅｔ和Ｓｅｒｖｌｅｔ分别是在客户　端（浏览器）和服务器端（Ｗｅｂ服务器）运行的程序［４］。要想使用Ｊａｖａ在客户端和服务器端之间实现分布式　对象计算，同时又满足Ｂ／Ｓ模式的两个要求，显然ＣＯＲＢＡ、ＲＭＩ／ＥＪＢ／Ｊ２ＥＥ和ＣＯＭ＋技术不能满足条件。　本文采用ＣＯＲＢＡ的思想、使用ＨＴＴＰ隧道技术在Ａｐｐｌｅｔ和Ｓｅｒｖｌｅｔ之间实现分布式对象计算的方法。该　方法符合Ｂ／Ｓ模式的要求，可以穿越防火墙。　１　ＨＴＴＰ隧道技术　１．１　ＨＴＴＰ隧道　隧道（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ）是通信双方间的一条逻辑通道。ＨＴＴＰ隧道就是使用已有的ＨＴＴＰ协议作为通信双　方间的通道，在ＨＴＴＰ协议基础上创建一个子协议来执行特定任务，该子协议将包含双方的通信规程。客　户端将信息放入ＨＴＴＰ请求中，通过ＨＴＴＰ协议发送到服务器端；服务器端接收请求并分离出相关信息，　执行相应的操作如调用某个对象的方法。服务器端将运行的结果放入ＨＴＴＰ响应中，通过ＨＴＴＰ协议返　回给客户端，客户端接收响应并分离出运行的结果。其模型如图１所示。　ＨＴＴＰ隧道作为通道给双方提供基于ＨＴＴＰ协议的通路，使双方间　的通信成为可能，并且ＨＴＴＰ协议屏蔽了其底层协议。因此可以将精力　集中在位于ＨＴＴＰ协议上的子协议的细节上，而不用关心客户端和服务　器端之间是如何传送数据包的。　１．２　ＨＴＴＰ协议工作流程　１．２．１客户端工作流程　ｃｌｉｅｎｔ　Ｓｅｒｖｅｒ　

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分布式数据采集测试系统的设计与实现

作者：闫佳妮

来源：《科技创新导报》2017年第16期

摘 要：环控试验室需同时完成PT100热电阻信号、K型热电偶信号、电压信号、电流信号等数百个通道的信号测试任务。测试信号路数庞大、测试的信号空间分布较为分散、信号传输距离长，且测试环境较为复杂。若使用传统的测试系统，会出现试验现场布线复杂、信号长距离传输抗干扰能力差等问题。该文设计了一套测试系统，系统采用分布式现场采集、总线传输的系统架构，有效解决了这些问题。

关键词：分布式测试 抗干扰 以太网

中图分类号：M74 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（a）-0156-03

1 概述

舱室综合环境试验室是用于飞机舱内舒适性测试及相关理论研究的试验平台。舱室环境试验均有大量需要测量的物理量或需评估的参数，如温度、压力、湿度、通风量等，为了测量这些物理量并对舱室综合环境进行评估，需配置大量的测试传感器及仪器仪表等测量设备。该文研究的测试系统就是用于完成舱室综合环境试验室试验过程中参数的采集、存储和处理等工作。

舱室综合环境试验室测试系统需能够同时完成PT100热电阻信号、K型热电偶信号、电压信号、电流信号等数百个通道的信号测试任务。测试信号路数庞大、测试的信号空间分布较为分散、信号传输距离长，且测试环境较为复杂，因此，为解决以上问题，该文设计的测试系统采用分布式现场采集、总线传输的系统架构，系统具备较强的防潮、抗干扰性能，系统扩展灵活满足不同测试需求。

2 测试系统架构

测试系统由采集终端、测试服务器及测试主机组成。采集终端由信号调理设备和信号采集设备组成，采集各种传感器的输出信号。测试服务器硬件配置为性能较高的服务器级计算机，完成测试数据的统一管理。测试主机安装测试软件，实现对采集终端的控制，同时可以对保存在测试服务器上的测试数据进行提取。