基于J2EE轻量级框架的异构数据库中间件的研究
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摘 要
随着计算机软硬件技术的飞速发展，网路技术的普及、客户端/服务器技术、
分布式技术和高性能计算机在企业用户中得到了广泛应用。同时，在这些硬件系
统上，还运行着不同的操作系统和应用软件，依靠不同的网络结构，然而在很多
情况下却要求在这些异种平台之间协同地完成工作。在计算机的应用过程中，企
业内部会产生大量的数据，如何通过网络连接，使各部门之间对这些数据实现共
享和传输，来实现用户内部信息的整合，提高企业的管理水平已经成为研究的重
点。现有的异构数据中间件已经能够不能完全满足用户的需求，现有的中间件大
多是在 J2EE 模式下进行开发的，数据的访问模式多为非面向对象的数据集访问模
式 JDBC，或者是采用 EJB 技术进行开发，这些技术在开发效率已经后期维护上都
存在着先天的不足。
本文首先介绍了中间件的发展过程，以及现有的中间件产品和国内的发展水
平，并且分析了现有的中间件技术中所存在的问题和不足；接着介绍了 J2EE 轻量
级框架的基本概念、框架结构以及其相关技术，并分析了持久层应用框架的优点
以及 Hibernate 技术；结合以上的分析，我们给出了异构数据库中间件系统的三
个关键技术的改进，利用密封类替代工厂类达到数据访问层松耦合性的优化；通
过在 Mjoin 算法中加入一个中间结果哈希表达到异构数据库数据流优化查询算法；
利用 Spring 提供的代理生成器，设计出了一个远程访问的代理，隐藏了 RMI 具体
功能的实现，使得远程访问更加简便。最后我们根据科技园区异构数据库自身的
特点，给出了一个中间件系统的设计实例，该系统是基于 J2EE 轻量级框架——
Spring 进行开发的，它在功能上分为三个子系统，分别为异构数据库数据采集中
间件，异构数据库数据通信中间件和异构数据库数据查询处理中间件，这三个中
间件分别是基于前面给出的中间件的三个关键技术的改进开发实现的，从而为异
构数据库中间件系统提出了一个可以参考的模型。
关键词: 异构数据库 中间件 Spring Mjoin RMI
ABSTRACT
Today, compute technologies are quickly developed in hardwares and softwares.
Web technologies are widely used. Hence client/server technologies, distribusion
technologies and high-quality computes are applied by more and more enterprises. In
these hardwares, different operating systems and applied softwares are running, relying
on different web strctures. But it is necessary to cooperator among these paltforms in a
lot of cases. When the compute is used, a lot of data is produced by enterprises. Then
how do you realize share and communication of data by web connection for
conformitying inside users' information, It becomes a central reseaching field for
improving management of enterprises. The present heterogeneous database
middlewares can not satisfy. The present heterogeneous database middlewares is
developed in J2EE modeling. Then most of the visiting mode is non-OOP JDBC
RowSet , the another is EJB, The efficiency of these technologies in the development of
the latter part of its maintenance, there has been a lack of a priori.
First,This paper describes the development of middleware,and existing middleware
products and the domestic levels of development and an analysis of existing middleware
technologies in the problems and deficiencies; Then introduced concepts of the
lightweight J2EE framework , its structure and related technologies, analyzes the
advantages of persistence layer application framework and Hibernate technology; Base
on the above analysis, we give the improvements in three key technologies of
heterogeneous database middleware system:use sealed class instead of factory class to
optimize the loose coupling on the the data access layer; Query Algorithm for
heterogeneous database data stream use intermediate results cache based on Mjoin;
use the proxy generator which is provied by Spring to design a remote access proxy,
hiding the realization of specific functions of RMI to make remote access more
convenient. Finally, we based on heterogeneous database of Technology Park's
characteristics, gives a middleware system design example,the system is developed by
Spring,a lightweight J2EE framework, it is divided into three subsystems based on its
function,the heterogeneous database middleware for collection data,the heterogeneous
database middleware for communication data,the heterogeneous database middleware
for dealing with heterogeneous data,The three middleware are given in front of
middleware based on three key technologies to achieve improvements in the
development, so as to heterogeneous database middleware system can refer to a
proposed model.
Keywords: Heterogeneous Database middleware Spring Mjoin
RMI
目 录
摘 要
ABSTRACT
第一章 绪论 .....................................................................................................................1
§1.1 研究背景 ............................................................................................................................. 1
§1.2 中间件技术的发展现状 .....................................................................................................2
§1.3 J2EE 的发展及 Spring 技术的提出 ...................................................................................3
§1.3.1 J2EE 的发展 ...............................................................................................................3
§1.3.2 Spring 的出现 .............................................................................................................4
§1.4 研究内容 ............................................................................................................................. 4
§1.4 论文结构 ............................................................................................................................. 5
第二章 J2EE 轻量级框架相关概念及关键技术 ............................................................6
§2.1 J2EE 框架相关概念及关键技术 ....................................................................................... 6
§2.1.1 经典的 J2EE 体系构架 ..............................................................................................6
§2.1.2 常用的 J2EE 核心技术简介 ......................................................................................7
§2.2 J2EE 轻量级框架 ............................................................................................................... 8
§2.2.1 Spring 框架简介 .........................................................................................................9
§2.2.2 Spring 的特点 ...........................................................................................................10
§2.2.3 Spring 的核心思想 ...................................................................................................11
§2.2.4 Spring 的AOP ..........................................................................................................12
§2.3 持久层应用框架 ...............................................................................................................12
§2.3.1 关系数据库 .............................................................................................................. 13
§2.3.2 面向对象应用程序中的持久化 .............................................................................. 13
§2.3.3 Hibernate 技术 ..........................................................................................................15
§2.4 本章小结 ........................................................................................................................... 19
第三章 中间件关键技术的研究 ...................................................................................20
§3.1 数据访问层松耦合性的优化 ...........................................................................................20
§3.1.1 面向节接口设计的重要性 ...................................................................................... 20
§3.1.2 面向接口程序设计的模块结构 .............................................................................. 21
§3.1.3 Factory 模式 ............................................................................................................. 22
§3.1.4 数据访问层松耦合性的优化以及实现 .................................................................. 23
§3.1.5 业务逻辑层访问接口的实现 .................................................................................. 25
§3.2 基于中间结果缓存的异构数据库数据流自适应连接查询算法 .................................. 25
§3.2.1 基本思想 .................................................................................................................. 26
§3.2.2 Mjoin 算法 ................................................................................................................27
§3.2.3 CMjoin 算法 .............................................................................................................28
§3.2.4 CMjoin 算法性能分析 .............................................................................................31
§3.3 基于 Spring 的RMI 远程访问机制 ................................................................................ 32
§3.3.1 基于 Spring 的RMI 机制的体系结构 ....................................................................33
§3.3.2 基于 Spring 的RMI 机制的优点 ............................................................................33
§3.3.3 基于 Spring 的RMI 机制数据通信中间件的设计 ................................................34
§3.4 本章小结 ........................................................................................................................... 37
第四章 异构数据库系统中间件的设计和开发 ...........................................................39
§4.1 系统功能设计以及目标 ...................................................................................................39
§4.1.1 系统功能设计 .......................................................................................................... 39
§4.1.2 系统目标设计 .......................................................................................................... 39
§4.2 系统整体设计 ................................................................................................................... 40
§4.2.1 系统开发环境 .......................................................................................................... 40
§4.2.2 系统总体结构设计 .................................................................................................. 40
§4.3 系统的实现 ....................................................................................................................... 42
§4.3.1 数据库的设计 .......................................................................................................... 42
§4.3.2 持久化类的创建 ...................................................................................................... 45
§4.3.3 利用 Hibernate 往数据库中存储数据对象 ............................................................ 47
§4.3.4 科技园区异构数据库数据采集中间件的实现 ......................................................47
§4.3.5 科技园区异构数据库数据通信中间件的实现 ......................................................53
§4.3.6 科技园区异构数据库数据处理中间件的实现 ......................................................55
第五章 总结与展望 .....................................................................................................59
参考文献.........................................................................................................................61
作者在读期间科研成果简介.........................................................................................64
致 谢...........................................................................................................................65
第一章 绪论
1
第一章 绪论
§1.1 研究背景
随着计算机软硬件技术的飞速发展，网络技术的普及，C/S 技术、分布式技术
和高性能计算机在企业用户中得到了广泛应用，使得计算机技术不断向高端领域
发展，用户的应用环境变得异常复杂，许多组织有这种类繁多的硬件系统。同时，
在这些硬件系统上，还运行着不同的操作系统和应用软件，依靠不同的网络结构，
然而在很多情况下却要求在这些异种平台之间协同地完成工作。在计算机的应用
过程中，企业内部会产生大量的数据，这些数据可能分布于企业的不同部门之间，
如何通过网络连接，使各部门之间对这些数据实现共享和传输，来实现用户内部
信息的整合，提高企业的管理水平已经成为研究的重点。
现在多数企业采用的都是基于数据库的传统客户机/服务器模式，它是 20 世
纪 90 年代初发展起来的一种计算机软件系统体系结构，它把具体功能进行划分，
一部分功能放在服务器进行处理，一部分放在客户机进行处理。很显然，客户机/
服务器模式不依赖于企业外网的环境，在能不能上网的情况下都可以正常工作。
客户机/服务器体系结构虽然是一种开放式的结构，但是由于客户机和服务器都具
有单一性和特定性，它需要在客户机和服务器端有相应的特定软件对其进行支持，
在不同的操作系统或者客户机、服务器环境下，需要开发不同的版本。因此传统
的客户机/服务器模式在移植性、扩展性等方面的缺点就已经凸现出来。针对传统
客户机/服务器模式移植性、扩展性差等缺陷，我们在客户机和服务器之间加入了
一个中间层——中间件，将客户机和服务器的部分功能转移到中间件上来，从而
形成了三层的客户机/服务器模式。
在基于数据库的三层客户机/服务器模式中，中间件是数据处理的核心，它负
责着数据集成、数据通讯和数据处理等工作，它向开发者提供了一个扩展性、移
植性良好的系统构架，更加适合复杂的异构数据库的开发 [1]。
现在企业的异构数据库处理软件多是分布式的，它不同于传统的数据库穿理
软件的开发，所以给开发者带来了一定的开发难度。J2EE 的出现在一定程度上改
变了这种局面，它的面向对象编程思想和组件编程，以及对异构环境有良好的支
持，都更加适合于复杂的的异构数据库的开发。但是传统的 J2EE 技术使用的是 EJB
基于 J2EE 轻量级框架构的异构数据库中间件的研究
2
组件，EJB 技术原本是为内部分布式的事务性应用程序所设计的，而数据处理访问
只是其一个下层服务，所以用户在开发数据库中间件时很难用 EJB 模型对数据模
型进行优化和控制[1]。
§1.2 中间件技术的发展现状
中间件这一技术名词在国外出现在 20 世纪 90 年代初，当时用来指一种软件，
把它放在系统软件与应用软件之间。有了这层处于中间的软件，就能使远距离相
隔的应用软件可以协同工作，这样在应用层就可以实现分布式处理了。为了避免
混淆，国外学术界给了中间件明确的定义：中间件是一种独立的系统软件或服务
程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客
户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。
国外的中间件技术发展得比较早，在 20 世纪 80 年代末就已经出现其雏形，
由于国际上一些计算机巨头在技术上及资金上的优势，使他们在中间件竞争中处
于统治地位。成立于 1995 年的 BEA，从 Novell 手里购买了 Tuxedo 后，BEA 利用
其强大的资金、技术优势，开始在全球市场推广中间件产品，很快成为全球最大
的独立中间件厂商，个别产品的市场份额甚至占到全球市场的 70%。计算机业巨
头IBM 早在上个世纪 90 年代初，就及时调整了其产品策略，将中间件产品作为其
今后开发的重点之一。据 IDC 估计，全球中间件和商业软件收入将从 1999 年的
27 亿美元增长到 2004 年的近 97 亿美元，增长 255%。而业内人士认为，未来基于
Internet 的电子商务体系将有 79%建筑在中间件的基础之上。国际上做中间件的厂
商已有几十家，Microsoft 、HP、SUN、Oracle 等国际大公司也早已涉足电子商务
中间件。
在我国，中间件技术一直被认为是软件行业最有前途的领域。国内中间件市
场的应用，一直以金融、电信的市场份额为主，两者之和超过了 50%。国内知名
中间件厂商和公司都把注意力集中到这两个行业，中间件技术在金融、电信的应
用中日趋成熟和完善。近期国内中间件在石化、公安、税务、交通、电力、社会
保险、铁路、烟草、物流和制造行业的大中型企业将会产生更多的需求机会，大
有后来居上之势。2004 年3月19 日，中国软件行业协会中间件软件分会在京召开
成立大会，正式宣告成立。中国软件产业已从应用软件开发扩展到基础软件领域，
中国中间件软件市场也正朝着正确的方向快速健康地发展[1]。
进入二十一世纪后，我国中间件市场的发展进入了一个新的时期。经过几年
的酝酿，国内中间件市场业已迈过萌芽期，进入快速发展的成长期。2004 全年，
摘要：
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摘要随着计算机软硬件技术的飞速发展，网路技术的普及、客户端/服务器技术、分布式技术和高性能计算机在企业用户中得到了广泛应用。同时，在这些硬件系统上，还运行着不同的操作系统和应用软件，依靠不同的网络结构，然而在很多情况下却要求在这些异种平台之间协同地完成工作。在计算机的应用过程中，企业内部会产生大量的数据，如何通过网络连接，使各部门之间对这些数据实现共享和传输，来实现用户内部信息的整合，提高企业的管理水平已经成为研究的重点。现有的异构数据中间件已经能够不能完全满足用户的需求，现有的中间件大多是在J2EE模式下进行开发的，数据的访问模式多为非面向对象的数据集访问模式JDBC，或者是采用EJB技术进...
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作者：牛悦
分类：高等教育资料
价格：15积分
属性：68 页
大小：681.79KB
格式：PDF
时间：2024-11-19
