数据库中间件的研究与设计及其在数字林业中的应用
|
摘要
由于基于Web的数据库应用技术的成熟，它的市场需求越来越大，软件开发公司也希望通过提高项目的开发速度以增加市场占有率，传统的开发技术显然不能很好的满足需求。本文从当前林业系统存在的问题出发，仔细研究了XML与XSLT技术以及当前比较流行的Struts框架和Hibernate技术，设计了一个数据库中间件，从而实现了基于Struts和Hibernate的网页自动生成技术，并将其应用到数字林业的营林子系统上，同时该组件也具有透明地提供对象与关系数据库的映射，以统一的接口方式支持多种数据库的功能。
本文首先对国内外中间件现状进行了分析，指明了现在中间件系统存在的问题与不足。然后对本论文所涉及到的关键技术，例如中间件技术、XML技术、XSLT技术，Struts和Hibernate技术等进行了分析和介绍。这些技术都是当前的主流技术和新技术，使系统有更好的可伸缩性及扩展性，同时这些技术的介绍也为系统的实现打下了良好的基础。最后，本文介绍了如何综合运用这些技术来完成系统的设计与实现。本文利用XML与XSLT技术特点，采用Hibernate的XML配置文件作为输入文件并通过语法分析转换为输入文件的语法分析树，语法分析树再通过代码生成器的分析，转换成生成代码的语法分析树，这样代码书写器就可以通过生成代码的语法分析树获取输入文件的信息，生成所需要的Jsp和Java代码。
本论文在系统开发过程中，综合运用了多种先进技术，包括基于J2EE平台的Java前端开发技术、XML技术、XSLT技术、Struts技术以及Hibernate技术，在此基础上研发一种数据库中间件，并应用于数字林业下的一个子项目中，从而实现了中间件技术与数字林业系统的整合，在林业项目开发技术上实现了创新。同时对于代码自动生成技术领域，基于Struts和Hibernate的网页自动生成技术是一种新生事物，将会有很好的发展。
本课题的研究，不仅满足了B／S模式多层数据库应用系统日益增长的需求，而且能够节省大量重复的人力编码，将为程序的开发带来良好的经济效应，减少开发周期，大大降低程序开发成本，具有良好的应用和实践价值。
Due to the maturity of Web-based database application technology, its market demand is more and more big. The software companies also want to increase the speed by increasing market share in the development of the project. Obviously the traditional development technology can't satisfy the demand. This study embarked from the current question of forestry system and had studied the technology of XML and the XSLT as well as the current quite popular Struts and Hibernate carefully. It has designed the data access middleware technology, thus achieving Web Page Automatic Generator based on Struts Framework and Hibernate technology. It will be applied on the afforestation subsystem of digital forestry. At the same time, this module had also transparently provided with the objects and the relational database mapping and supported many kinds of database functions by unified connection.
At first, this study analyzed the status of the world-wide middleware, and pointed out the existing problems and deficiencies of middleware system. Then it analysed and introduced the key technologies involved in this study, such as middleware technology, XML, XSLT, Struts Framework and Hibemate technology. These technologies are in the mainstream of current technologies, so that the system has a better scalability and extensibility. While the introduction of these technologies also laid a solid foundations for the realization of system. Finally, this study introduced how to use these technologies to accomplish the design and realization of the system.
Using the characteristics of XML technology and XSLT technology, this study adopted configuration files of XML of Hibernate as input files and transformed it into the grammar analysis-tree of input files through the analysis of grammar and then the grammar analysis-tree had been transformed into the grammar analysis-tree of production code through the analysis of code generation. Then code writers can take the informations of input files and build the code of Jsp and Java needed through the grammar analysis of code generator.
During the exploiting process of this system, this study had used many advanced technologies including Java front developed technology based on J2EE, XML technology, Struts Framework and Hibemate technology and have developed a technology of data access middleware. Through using it into a subsystem of digital forestry, middleware can integrate with the system of digital forestry and it realized the innovation of the technologies in forestry. At the same time, Struts and Hibernate based on Web Page Automatic Generator in Automatic Code Generation Technology are new things which will have a very good development.
This study will not only meet the increasing demands for B/S multilayer database applications, but also can save a lot of duplications of human codes. The development of process will bring good economic effect and will reduce the cycle of development and will reduce the costs of the exploitation of process greatly. So it has a good value of application and practice.
本文首先对国内外中间件现状进行了分析，指明了现在中间件系统存在的问题与不足。然后对本论文所涉及到的关键技术，例如中间件技术、XML技术、XSLT技术，Struts和Hibernate技术等进行了分析和介绍。这些技术都是当前的主流技术和新技术，使系统有更好的可伸缩性及扩展性，同时这些技术的介绍也为系统的实现打下了良好的基础。最后，本文介绍了如何综合运用这些技术来完成系统的设计与实现。本文利用XML与XSLT技术特点，采用Hibernate的XML配置文件作为输入文件并通过语法分析转换为输入文件的语法分析树，语法分析树再通过代码生成器的分析，转换成生成代码的语法分析树，这样代码书写器就可以通过生成代码的语法分析树获取输入文件的信息，生成所需要的Jsp和Java代码。
本论文在系统开发过程中，综合运用了多种先进技术，包括基于J2EE平台的Java前端开发技术、XML技术、XSLT技术、Struts技术以及Hibernate技术，在此基础上研发一种数据库中间件，并应用于数字林业下的一个子项目中，从而实现了中间件技术与数字林业系统的整合，在林业项目开发技术上实现了创新。同时对于代码自动生成技术领域，基于Struts和Hibernate的网页自动生成技术是一种新生事物，将会有很好的发展。
本课题的研究，不仅满足了B／S模式多层数据库应用系统日益增长的需求，而且能够节省大量重复的人力编码，将为程序的开发带来良好的经济效应，减少开发周期，大大降低程序开发成本，具有良好的应用和实践价值。
Due to the maturity of Web-based database application technology, its market demand is more and more big. The software companies also want to increase the speed by increasing market share in the development of the project. Obviously the traditional development technology can't satisfy the demand. This study embarked from the current question of forestry system and had studied the technology of XML and the XSLT as well as the current quite popular Struts and Hibernate carefully. It has designed the data access middleware technology, thus achieving Web Page Automatic Generator based on Struts Framework and Hibernate technology. It will be applied on the afforestation subsystem of digital forestry. At the same time, this module had also transparently provided with the objects and the relational database mapping and supported many kinds of database functions by unified connection.
At first, this study analyzed the status of the world-wide middleware, and pointed out the existing problems and deficiencies of middleware system. Then it analysed and introduced the key technologies involved in this study, such as middleware technology, XML, XSLT, Struts Framework and Hibemate technology. These technologies are in the mainstream of current technologies, so that the system has a better scalability and extensibility. While the introduction of these technologies also laid a solid foundations for the realization of system. Finally, this study introduced how to use these technologies to accomplish the design and realization of the system.
Using the characteristics of XML technology and XSLT technology, this study adopted configuration files of XML of Hibernate as input files and transformed it into the grammar analysis-tree of input files through the analysis of grammar and then the grammar analysis-tree had been transformed into the grammar analysis-tree of production code through the analysis of code generation. Then code writers can take the informations of input files and build the code of Jsp and Java needed through the grammar analysis of code generator.
During the exploiting process of this system, this study had used many advanced technologies including Java front developed technology based on J2EE, XML technology, Struts Framework and Hibemate technology and have developed a technology of data access middleware. Through using it into a subsystem of digital forestry, middleware can integrate with the system of digital forestry and it realized the innovation of the technologies in forestry. At the same time, Struts and Hibernate based on Web Page Automatic Generator in Automatic Code Generation Technology are new things which will have a very good development.
This study will not only meet the increasing demands for B/S multilayer database applications, but also can save a lot of duplications of human codes. The development of process will bring good economic effect and will reduce the cycle of development and will reduce the costs of the exploitation of process greatly. So it has a good value of application and practice.
引文
[1] 张旭．构筑数字高速通道促进林业跨越式发展-浅谈数字林业中的网络应用平台[J]．林业科技管理．2002，(2)：35～37
[2] 李维宏，徐如志．中间件技术及其发展动态[J]．微计算机应用．2002，23(3)：138～141
[3] 贺岚．基于构件的软件设计模型[J]．计算机研究与发展．1998，135(5)：451～454
[4] 王伟民．中间件及在软件开发中的作用[J]．今日科技．2003，(4)：40～41
[5] 魏勇，张权．中间件技术研究[J]．电子技术应用．2004，11：1～4
[6] DeTurck, F.Volckaert, B.Demeester, P.VanhaStel, Stefaan. A generic middleware_based platform for scalable cluster computing[J]. Future Generation ComputerSystems. March2002: 549～560
[7] Nahrstedt, K.Xu, Wichadakul, D.Li. QoS-aware middleware for ubiquitous and heterogeneous environments[M]. IEEE Communications Magazine. November 2001: 140～148.
[8] Desmond Dsouza. Enterprise Integration[J]. SoftwareDevelopment, 1999:20～23
[9] 王艳华．基于中间件技术的分布式数据集成研究与实现[D]．武汉理工大学硕士论文2006：16～17
[10] Slama D,Garbis J,Russell P.CORBA企业级解决方案[M]．北京：机械工业出版社，2000：8～15
[11] Maffeis S, Schmidt DC. Constructing reliable distributed communication systems with CORBA[M]. IEEE Communications Magazine, 1977, 14: 456～467.
[12] 李红和，邵佩英．利用EJB存取大规模数据对象的方法[J]．计算机工程，2002，9：162～164
[13] 周警伟，罗晓沛．实施一个面向对象框架的方法[J]．计算机仿真，2002，3：107～109
[14] 周忠丽，张建伟，陈鹏．采用内存数据访问对象提高数据库访问速度[J]．四川大学学报(自然科学版)，2002，39(3)：435～438
[15] Fowler, Martin. Patterns of Enterprise Application Architecture[J]. Addison-Wesley. 2003
[16] Scott W. Ambler. Mapping Object to Relational Databases[EB/OL]. Http://www.AmbySoft.com/mappingObjects.pdf
[17] 曾杰．数据库访问中间件的研究与设计[D]．西北工业大学硕士论文．2005，3：6～12
[18] 颜开．数据访问中间件的设计与实现[D]．四川大学硕士论文．2005，4：14～16
[19] 董丽．基于XML与中间件的异构数据源整合系统的设计与实现[D]．武汉科技大学硕士论文．2005，5：14～17
[20] XML Journal[M]. Jan 2003 1 p5(1): 60～82
[21] (美)H.M.Deitel&P.J.Deitel等．XML编程技术大全[M]．清华大学出版社2001：247
[22] DTD/XML Schema links[EB/OL], http://cocoon.apache.org/link/dtd-schema.pdf
[23] Feng Tian, David DeVPitt, Jianjun Chen. The Design Performance Evaluation of Altertnative XML Storage Strategies[J]. ACM STGMOD Recd. 2002, 31 (1): 5～10.
[24] John E.SimPson(美)著．郭漫雪，周林明译．XSL技术实现[M]．机械工业出版社．2002．
[25] XML技术内幕[M]．机械工业出版社．2002，1
[26] 叶蕾等．基于XML的异构数据集成领域的应用研究[J]．吉林师范大学学报(自然科学版)2003，8(3)：21～23
[27] 邓芳．XML文档到数据库数据转换研究[J]．北京邮电大学学报，2004，27(1)：84～88
[28] Ronald Bourret. Mapping DTDs to Databases[EB/OL]. http://www.xml.com/pub/a/2001/05/09/dtdtodbs.html
[29] 石玉晶，牛存良，马新娜．使用XML进行异构数据库间数据传送[J]．现代计算机，2003．1：79～80
[30] eXtensible Stylesheet language (XSL) [EB/OL]. 2005. http://www.w3c.org/tr/xsl
[31] 李伟，郑宁．运用XML和XSLT技术实现WEB页面的重用[J]．计算机应用，2004，24(3)：103～105．
[32] Michael F. Presenting data records using XSLT expressions[J]. Web Techniques, Aug 2002, Vol 4
[33] Chuck White(美)著．王健，王军等译．XSLT从入门到精通[M]．北京机械出版社，2003：47～98
[34] David Owens. XSLT: Working with XML and HTML[J]. Technical Communication. Nov 2002, Vol 49
[35] 李迎秋，李树华．STRUTS架构剖析与应用[J]．长春师范学院学报(自然科学版)．2005，24(2)：20～22
[36] 王栋，于双元．基于MVC模型2的Struts框架应用[J]．现代计算机．2004：77-80
[37] Sun Microsystems Inc. Java Servlet API Specification [EB/OL]. http://java.sun.com/products/servlet
[38] 余俊，于瑞涛．利用Servlet开发三层Web应用[J]．青岛大学学报，2002，25(2)：7-10
[39] 马黎明，熊前兴．基于Struts架构的Web应用系统开发研究[J]．交通与计算机．2004，22(1)：96～98
[40] 孙卫琴．精通Struts：基于MVC的Java Web设计与开发[M]．电子工业出版社．2004
[41] 王霓虹，王彦博．基于Hibernate和Struts的Web应用[J]．信息技术．2006，30(6)：72～75
[42] 孙卫琴．精通Hibernate：Java对象持久化技术详解[M]．电子工业出版社，2005
[43] James Elliott. Hibernate: A Developer's Notebook[M]. New York: Wiley Computer Publishing. 2004:33-101
[44] O'Reilly．Hibernate:程序高手秘籍(英文影印版)Hibernate:A Developer's Notebook[M]．东南大学出版社，2005：18～79
[45] 夏听、曹晓钢、唐勇编著．深入浅出Hibernate[M]．东南大学出版社，2005：24～56
[46] 陈亚强．在Hibernate中实现复杂的数据映射[M]．北京：机械工业出版社，2003：56～89
[47] 施兴健，徐良贤．Hibernate在Struts中的研究和应用[J]．计算机工程．2004，30：165～167
[48] 阳王东，唐伟佳．基于Hibernate实现对异构数据库的集成[J]．计算机系统应用．2005，(1)：48～51
[49] 辛峰，刘常玲．“数字林业”研究概述及前景展望[J]．河北林业科技．2005，(6)：39～40
[50] 张锡英，王霓虹．数字林业中异构数据库的解决方案研究[J]．森林工程．2005，21(1)：69～72
[51] 沈锐．基于J2EE物流系统持久层的Hibernate解决方案[J]．电脑知识与技术．2005，(3)：13～15
[52] 董洪杉，窦延平．利用Hibernate的J2EE数据持久层的解决方案[J]．计算机工程．2001，30：17～18
[53] 边爽．智能异构数据集成系统中性能优化方法的研究[D]．大连海事大学硕士论文．2005：7～13
[54] Inderjeet Singh, Beth Steams, Mark Johnson. Designing Enterprise Applications with the J2EE Platform[M]. Second edition. Sun Microsoft. 2004:15～20
[55] Peter W.Fach. Design Reuse Through Frameworks and Pattems. IEEE Computer Society Press[J]. 2001,(1): 71～76
[56] Diego Bonura, Rosario Culmone, Emanuela Merelli. Patterns for Web application. ACM Press[J]. 2002:739～746
[57] Kai Kockimies. A Patterns-based J2EE Application Development Environment[J]. Novdic Journal of Computing. 2002, (9) : 248～260
[58] 赵仲孟，沈海滨，王瑞，霍秋艳．利用XML扩展基于MVC模式的Web应用框架[J]．计算机工程与设计．2003，7：83～86
[59] Kenab M, Braham T, Bazex P.Parameterized formatting of an XML document by XSL rules[J]. Lecture notesincomputerscience. 2004:204～218
[60] Edd Dumbill. Getting started with XSLT stylesheets and Javaservlets[J]. Web Techniques. Dec 2002 Vol 4: 163～168
[2] 李维宏，徐如志．中间件技术及其发展动态[J]．微计算机应用．2002，23(3)：138～141
[3] 贺岚．基于构件的软件设计模型[J]．计算机研究与发展．1998，135(5)：451～454
[4] 王伟民．中间件及在软件开发中的作用[J]．今日科技．2003，(4)：40～41
[5] 魏勇，张权．中间件技术研究[J]．电子技术应用．2004，11：1～4
[6] DeTurck, F.Volckaert, B.Demeester, P.VanhaStel, Stefaan. A generic middleware_based platform for scalable cluster computing[J]. Future Generation ComputerSystems. March2002: 549～560
[7] Nahrstedt, K.Xu, Wichadakul, D.Li. QoS-aware middleware for ubiquitous and heterogeneous environments[M]. IEEE Communications Magazine. November 2001: 140～148.
[8] Desmond Dsouza. Enterprise Integration[J]. SoftwareDevelopment, 1999:20～23
[9] 王艳华．基于中间件技术的分布式数据集成研究与实现[D]．武汉理工大学硕士论文2006：16～17
[10] Slama D,Garbis J,Russell P.CORBA企业级解决方案[M]．北京：机械工业出版社，2000：8～15
[11] Maffeis S, Schmidt DC. Constructing reliable distributed communication systems with CORBA[M]. IEEE Communications Magazine, 1977, 14: 456～467.
[12] 李红和，邵佩英．利用EJB存取大规模数据对象的方法[J]．计算机工程，2002，9：162～164
[13] 周警伟，罗晓沛．实施一个面向对象框架的方法[J]．计算机仿真，2002，3：107～109
[14] 周忠丽，张建伟，陈鹏．采用内存数据访问对象提高数据库访问速度[J]．四川大学学报(自然科学版)，2002，39(3)：435～438
[15] Fowler, Martin. Patterns of Enterprise Application Architecture[J]. Addison-Wesley. 2003
[16] Scott W. Ambler. Mapping Object to Relational Databases[EB/OL]. Http://www.AmbySoft.com/mappingObjects.pdf
[17] 曾杰．数据库访问中间件的研究与设计[D]．西北工业大学硕士论文．2005，3：6～12
[18] 颜开．数据访问中间件的设计与实现[D]．四川大学硕士论文．2005，4：14～16
[19] 董丽．基于XML与中间件的异构数据源整合系统的设计与实现[D]．武汉科技大学硕士论文．2005，5：14～17
[20] XML Journal[M]. Jan 2003 1 p5(1): 60～82
[21] (美)H.M.Deitel&P.J.Deitel等．XML编程技术大全[M]．清华大学出版社2001：247
[22] DTD/XML Schema links[EB/OL], http://cocoon.apache.org/link/dtd-schema.pdf
[23] Feng Tian, David DeVPitt, Jianjun Chen. The Design Performance Evaluation of Altertnative XML Storage Strategies[J]. ACM STGMOD Recd. 2002, 31 (1): 5～10.
[24] John E.SimPson(美)著．郭漫雪，周林明译．XSL技术实现[M]．机械工业出版社．2002．
[25] XML技术内幕[M]．机械工业出版社．2002，1
[26] 叶蕾等．基于XML的异构数据集成领域的应用研究[J]．吉林师范大学学报(自然科学版)2003，8(3)：21～23
[27] 邓芳．XML文档到数据库数据转换研究[J]．北京邮电大学学报，2004，27(1)：84～88
[28] Ronald Bourret. Mapping DTDs to Databases[EB/OL]. http://www.xml.com/pub/a/2001/05/09/dtdtodbs.html
[29] 石玉晶，牛存良，马新娜．使用XML进行异构数据库间数据传送[J]．现代计算机，2003．1：79～80
[30] eXtensible Stylesheet language (XSL) [EB/OL]. 2005. http://www.w3c.org/tr/xsl
[31] 李伟，郑宁．运用XML和XSLT技术实现WEB页面的重用[J]．计算机应用，2004，24(3)：103～105．
[32] Michael F. Presenting data records using XSLT expressions[J]. Web Techniques, Aug 2002, Vol 4
[33] Chuck White(美)著．王健，王军等译．XSLT从入门到精通[M]．北京机械出版社，2003：47～98
[34] David Owens. XSLT: Working with XML and HTML[J]. Technical Communication. Nov 2002, Vol 49
[35] 李迎秋，李树华．STRUTS架构剖析与应用[J]．长春师范学院学报(自然科学版)．2005，24(2)：20～22
[36] 王栋，于双元．基于MVC模型2的Struts框架应用[J]．现代计算机．2004：77-80
[37] Sun Microsystems Inc. Java Servlet API Specification [EB/OL]. http://java.sun.com/products/servlet
[38] 余俊，于瑞涛．利用Servlet开发三层Web应用[J]．青岛大学学报，2002，25(2)：7-10
[39] 马黎明，熊前兴．基于Struts架构的Web应用系统开发研究[J]．交通与计算机．2004，22(1)：96～98
[40] 孙卫琴．精通Struts：基于MVC的Java Web设计与开发[M]．电子工业出版社．2004
[41] 王霓虹，王彦博．基于Hibernate和Struts的Web应用[J]．信息技术．2006，30(6)：72～75
[42] 孙卫琴．精通Hibernate：Java对象持久化技术详解[M]．电子工业出版社，2005
[43] James Elliott. Hibernate: A Developer's Notebook[M]. New York: Wiley Computer Publishing. 2004:33-101
[44] O'Reilly．Hibernate:程序高手秘籍(英文影印版)Hibernate:A Developer's Notebook[M]．东南大学出版社，2005：18～79
[45] 夏听、曹晓钢、唐勇编著．深入浅出Hibernate[M]．东南大学出版社，2005：24～56
[46] 陈亚强．在Hibernate中实现复杂的数据映射[M]．北京：机械工业出版社，2003：56～89
[47] 施兴健，徐良贤．Hibernate在Struts中的研究和应用[J]．计算机工程．2004，30：165～167
[48] 阳王东，唐伟佳．基于Hibernate实现对异构数据库的集成[J]．计算机系统应用．2005，(1)：48～51
[49] 辛峰，刘常玲．“数字林业”研究概述及前景展望[J]．河北林业科技．2005，(6)：39～40
[50] 张锡英，王霓虹．数字林业中异构数据库的解决方案研究[J]．森林工程．2005，21(1)：69～72
[51] 沈锐．基于J2EE物流系统持久层的Hibernate解决方案[J]．电脑知识与技术．2005，(3)：13～15
[52] 董洪杉，窦延平．利用Hibernate的J2EE数据持久层的解决方案[J]．计算机工程．2001，30：17～18
[53] 边爽．智能异构数据集成系统中性能优化方法的研究[D]．大连海事大学硕士论文．2005：7～13
[54] Inderjeet Singh, Beth Steams, Mark Johnson. Designing Enterprise Applications with the J2EE Platform[M]. Second edition. Sun Microsoft. 2004:15～20
[55] Peter W.Fach. Design Reuse Through Frameworks and Pattems. IEEE Computer Society Press[J]. 2001,(1): 71～76
[56] Diego Bonura, Rosario Culmone, Emanuela Merelli. Patterns for Web application. ACM Press[J]. 2002:739～746
[57] Kai Kockimies. A Patterns-based J2EE Application Development Environment[J]. Novdic Journal of Computing. 2002, (9) : 248～260
[58] 赵仲孟，沈海滨，王瑞，霍秋艳．利用XML扩展基于MVC模式的Web应用框架[J]．计算机工程与设计．2003，7：83～86
[59] Kenab M, Braham T, Bazex P.Parameterized formatting of an XML document by XSL rules[J]. Lecture notesincomputerscience. 2004:204～218
[60] Edd Dumbill. Getting started with XSLT stylesheets and Javaservlets[J]. Web Techniques. Dec 2002 Vol 4: 163～168