SOA的数据库中间件设计和应用模型

谭　琨

(大庆师范学院 计算机科学与信息技术学院，黑龙江 大庆 163712)



SOA的数据库中间件设计和应用模型

谭琨

(大庆师范学院 计算机科学与信息技术学院，黑龙江 大庆 163712)

摘要：随着信息化建设的快速发展，产生的孤立的应用系统越来越多，信息较为分散。在此背景下，企业迫切需要集成孤立系统，面向服务架构(SOA)应运而生，在企业信息化建设中，传统数据库中间件使用中，受紧藕合应用模式影响，中间件具有较差独立性，信息系统集成困难。因此，为了满足信息系统集成需求，实现资源共享，需构建低成本通用的数据库中间件，并在此基础上对SOA的数据库中间件进行分析设计和构建应用模型，并在物资综合统计实时数据库系统中对该模型进行了应用和研究。

关键词：数据库中间件；面向服务架构；物资综合统计实时数据库系统

0引言

在信息化水平不断深化、计算机互联网技术快速发展背景下，现代企业发展、生存的关键因素是信息化，计算机信息化水平直接影响电力、证券交易、银行等领域的业务发展。同时，面对外部环境的错综复杂，各企业需要不断调整自身信息系统，以此满足新的业务需求。然而，目前的计算机环境为分布式网络计算，需要软件可在不同的网络协议、硬件平台等异构环境中运行，这样，如果运行缺少强大的数据交换平台，异构分散的信息平台将导致数据分散，难以保证数据的一致性，信息交互、集成困难[1]。中间件技术在数据库交换平台中广泛应用，且位于操作系统层、应用软件层之间，具有屏蔽网络协议、操作系统、硬件平台之间差异性等优点，调整信息需求，满足业务需要。

1SOA概述

1.1SOA定义及框架

面向服务的体系结构(SOA)，指的是利用网络分布式部署的组件模，是一个组件模型。SOA的基础是服务层，“服务”是SOA的关键，W3C指出服务即是服务提供者对一组工作进行完成，通过操作工作将服务的最终结果交付给服务请求者。在此过程中，最终结果将会导致提供者的状态、请求者状态发生变化。同时，服务层可被直接调用，彼此通信，传送简单数据、协调多种服务。而在SOA框架中，主要包括三种组成要素，即服务目录(RegistryandLookupService)、服务消费者(ServiceClient)、服务提供者(ServiceProvider)[2]。其中，服务目录主要负责连接服务提供者、服务消费者，是两者的纽带，服务消费者向其的查询服务，服务提供者向其注册服务。在此过程中，服务目录依据准则分类信息，方便信息查询，完善服务功能。而服务消费者则对中心服务进行绑定，服务提供者则是一个实体，可通过网站寻址，接受消费者的服务请求。三者之间的工作关系如图1所示。

1.2特点

SOA特点表现为：大数据量低频率访问、独立的功能实体、.基于文本的消息传递等。首先，在传统分布计算模型中，如NETRemoting等，其服务提供方式利用函数调用实现，但是，在此过程中，一个功能的完成需要服务器、客户端的多次函数调用，且在分布式环境下，调用系统的稳定性、响应速度直接影响系统的正常运行，而SOA系统大数据量方式交换信息，实现交换的一次性完成。其次，SOA的基础是服务层，服务是SOA的核心，且主要由组件构成。同时，在信息一次性完成交换中，SOA作为独立功能实体，更加要求架构系统服务功能独立性。而在传统CORBA、.NETRemoting等组件技术中，其均需一个Server、Host对这些功能实体进行存放、管理，并随着宿主运行的结束，组件结束其寿命。在此情况下，当Server、Host出现问题时，Server、Host的应用服务功能受阻。但是，SOA架构实体的自我管理能力较强，通过事务处理、集群可推动SOA的运行。最后，在基于文本的消息传递方面，受分布式环境异构系统影响，SOA的消息传递方式是基于文本方式，不是二进制方式。基于文本的消息不含任何数据类型、处理逻辑，服务间只传递文本，服务传递更加便捷。

图1　SOA构成因素的相互合作

2SOA的数据库中间件和模型

2.1SOA的数据库中间件

中间件主要连接独立系统、程序，管理计算机资源、网络通讯，位于客户机、服务器系统上，是一种独立的系统软件。对于分布式应用软件而言，其利用中间件技术实现资源共享，通过中间件的系统连接，信息在不同接口处传播，在多平台OS环境中，通过中间件实现信息交换。中间件具有平台无关性、满足大量应用需求、支持分布式计算机、良好的可靠性、支持标准的协议、较高的效率等优点，且主要包括数据库中间件、消息中间件、交易中间件等[3]。数据库中间件在两层结构模式下，是一种向客户提供访问数据库的中间件，主要针对信息的集成应用，处理模式转换、数据抽取等业务。SOA数据库中间件主要包括数据库适配器、服务API、工厂等部分。数据服务工厂为创建数据服务提供数据库，数据服务注册利用程度找到所需数据库，数据库适配器根据客户请求提供服务，并向数据目录组件传递数据服务是。

2.2应用模型

在SOA数据库中间件应用模型中，服务组件、企业级域组件是主要构成要素。同时，SOA-DBM、SMS、Web等服务组件组成服务组件群，主要工作任务是对所有进来的请求进行检查，通过检查审核后，将相关请求发送给企业级域组件。其中，SOA-DBM服务组件主要负责对集成请求、数据访问进行处理，帮助客户完成数据访问、数据库通信、数据库集成。而企业级域组件通过企业业务管理模块、企业事务规则、用户接口向服务组件暴露整个组件的功能性，从而有助于实现企业业务的动态适应性。在整个SOA数据库中间件模型运行中，利用SOA、DBM实现数据资源、客户端之间交互利用，且交互通过SOAP传统，XML为信息格式。在具体应用中，客户端通过Registry服务查找实现对工厂服务的满足，客户端通过数据服务API将所要执行的操作与底层API函数交互，并通过XML形式将数据查询结果返回给客户端。XML是一种标记语言，分开描述信息、处理信息，具有较强的可验证性、自我描述能力、可扩展性、开放性等特定。将全局模式设置为XML模式，可有助于现异构数据模式集成、转换为全局模式。

3SOA的数据库中间件设计和模型实现

3.1分析、设计总体集成构架

由于SOA是一种以服务为导向的架构，通过不同服务之间的良好契约、接口联系应用程序的不同功能单元，从而使各系统服务相互交互互补。因此，在SOA数据库中间件设计中，需要实现系统的大规模集成目标，确保SOA架构无需花费过大代价就可实现现有系统的集成，且创建一种新的模式，松散耦合模型与传输协议，确保服务组件对传输协议进行自由选择，最大程度重用服务组件[4]。此外，SOA架构还应实现信息源、业务处理之间松散耦合，提供一种独特的数据编程模型为信息保存、数据访问提供方便。在具体SOA数据库中间件系统构建中，需合理合计不同组件，完成不同服务，以面向服务为思想，设计消费者层、业务过程层、服务层、运营系统层等。根据SOA特点及集成研究，SOA数据库中间件总体架构需要利用服务组件架构、Web技术、服务数据对象编程技术等，从而设计符合企业需求应用模型集成架构(SSWSOA)，模型架构如图2所示。

图2　SOA数据库集成系统架构

3.2SOA数据中间件数据服务管理

数据库中间件的体系结构元素包括规则处理组件、数据库驱动、事件处理组件。同时，为了更好的组合信息，可灵活地在中间件中加入流程管理组件，进而在逻辑上管理、控制事件处理，扩展整个中间件功能[5]。同时，SOA数据库的数据服务管理是中间件的核心内容，其设计重点是管理服务数据。在具体设计中，根据UDDI的数据服务使用机制，应用数据服务管理，扩展UDDI查询功能，实现数据服务发布、注册。而对于服务的管理问题，主要通过基于网格的数据服务管理、外部数据库管理两种方案。在外部数据库管理中，全面分析各个节点，并在各节点中缓存数据服务，这样，利用节点便可实现查询功能，有效进行数据绑定。在此方式下，数据库访问分散于不同节点中，从而缓冲了单一的结点访问流量，解决访问高峰期瓶颈效应，确保信息畅通。此外，在数据信息集成应用中，由于数据源异构分布，所以对管理要求较高，需要设计实现数据服务管理模块的高功能。在服务管理模块具体设计、管理具体实施操作中，利用UDDI对数据服务信息进行管理，并借助UDDI接口完成数据查询、代理注册、数据代理匹配数据服务，利用数据服务方式操纵多个异构数据源。例如，首先，度数据服务进行相关描述，确保其受能在UDDI注册库中存储，依据数据服务模型定义，设计人员根据需求，在全面了解资源属性、之间关系的基础上表达资源。然后，利用新增元素模型tModel、XML文件，定义元素、解释数据服务的本体描述，组合数据服务和扩展查询。

3.3规范数据交换，实现组件模型

在具体实现SOA数据库中间件服务组件中，首先需要规范有关异构平台的数据交换，从而保证数据的发送正常。例如，设计人员可根据具体企业信息系统需求，对XML数据交换规范标准进行制定，根据XML标准完成数据映射，并进一步完成数据清洗、对比等工作，确保数据信息的互通、共享。同时，在层次的异步通信机制作用下，数据发送不受接受方状态影响，即无论接收方是开启还是停止，数据均正常的从发送方发送。此外，对数据的交换引擎进行开发，借助交换引擎的支持实现数据库之间、XML、文本文件之间的数据转换[6]。在组件模型实现中，Web服务实现技术是核心，其数据表示为XML，适用与不同应用之间的消息传递，用来描述数据、存放数据，而SOAP是消息传输方式，Web服务的标准通信协议是SOAP，利用SOAP实现分散的信息交换，且工作机制为SOAP=XML+HTTP+RPC。此外，Web服务的描述方式是WSDL，创建WSDL文件，定义message、types等元素，通过标签定义分类输入、输出参数，实现文档导入。

4SOA的数据库中间件的实现和展望

基于上面提出的面向服务的架构, 本文设计和实现了一种新型的面向服务架构的数据库中间件的原型。该中间件基于跨平台的Java语言开发实现, 以XML作为数据传输和集成的标准, 并可被不同网络上不同操作系统的计算机访问。本文已经把该中间件应用到油田物资综合统计实时数据系统中, 对物资采购实时业务的异构数据进行数据采集和实时更新。利用信息化手段整合油田物资信息资源，并实现流程数字化，从而在空间、时间上延伸环境。在此过程中，SOA的数据库中间件应用发挥至关重要作用。 利用中间件采集供应商、采购方、物资管理方信息共享，然后将信息发送到油田网络信息平台上。同时，在应用与服务层，建立支撑层、业务层、门户应用层，其中，业务层包括采购管理系统、报表管理系统、绩效考核系统、统计分析管理等，门户应用层包括后台管理、日常信息管理等。在具体建设中，先分析业务集成目标，寻找数据，集成数据源，将信息配置在SDM中。然后，操作单独数据库，通过服务调用访问数据库，并根据具体要求构建SDM，实现数据库中的业务调度。最后，建模数据信息，添加附加信息，利用XML法应用信息，从而可以实现对所有物资综合报表上报，批量的进行数据导出和统计数据实时共享等功能。

虽然本文已经实现了该面向服务的数据库中间件的原型,并已经采纳应用到项目的系统设计中, 但目前本文的研究主要集中于系统的结构设计上。因为不同领域的实际需求是很复杂的。相对于传统的中间件模型, 实际应用中的面向服务的数据库中间件仍然有大量的工作要做。将来的工作应该是构建通用的数据库中间件Web服务, 能够很容易地调用并集成到不同的应用中。

5结束语

基于SOA架构设计的数据库中间件是为解决系统之间连接而设计的一种统一、可重用接口，是面向企业服务总线设计的，它隔离具体问题与应用基础设施，以此适应技术发展与应用需求。在SOA数据库中间件设计和应用模型实现中，需要设计工作人员分析、设计总体集成构架、实现SOA数据中间件数据服务管理、规范数据交换，实现组件模型等，以此多手段解决多数据源异构信息集成问题，实现信息资源共享，为信息建设奠定基础。

[参考文献]

[1]姚友文.基于SOA的数据库中间件的研究与设计[D].苏州:苏州大学硕士研究论文,2009.

[2]方利,王文杰,高振记等.基于SOA的环境科学数据共享平台设计与实践[J].环境工程技术学报,2014(4):333-340.

[3]许承毅.基于SOA异构数据集成中间件的研究与设计[D].重庆：重庆大学硕士学位论文,2010.

[4]韩旭,王海波,柳克俊等.基于.NETFrameworkWCF的面向服务SOA中间件设计[J].小型微型计算机系统,2010,31(12):2359-2364.

[5]李捷.基于SOA应用JMX和JMS技术的RFID中间件设计[J].电子技术应用,2010,36(4):119-122.

[6]黄胜国.图书馆基于SOA的RFID中间件技术研究[J].图书馆学刊,2012,34(11):113-115,123.

SOAmiddleware,databasedesignandapplicationmodels

TANKun

(CollegeofComputerScienceandIniormationTechnology,DaqingNormalUniversity,Daqing163712,China)

(英文摘要略)

中图分类号：TP311

文献标识码：A

文章编号：2095-0063(2015)06-0010-04

收稿日期：2015-03-10

作者简介：谭琨(1976-)，女，黑龙江大庆人，教师，从事软件工程研究。

DOI10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2015.06.003