基于J2EE轻量级框架的异构数据库中间件的研究

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3.0 牛悦 2024-11-19 4 4 681.79KB 68 页 15积分

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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

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

§1.1 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

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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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