基于Web Services的实时数据访问技术的研究

摘要

随着互联网软件技术及其应用迅速发展，基于Web Services的分布式计算模式日益成为软件技术和应用发展的趋势，Web Services为分布式计算提供了一种新的范例。WebServices技术是一种面向开放互联网协议的软件应用，它通过XML消息及协议完成与其它应用软件的交互，实现更大范围内系统间的互联、互通和互操作。 在企业的信息化发展过程中，信息集成是企业发展的总趋势，如何把工业企业生产现场中各种异构环境下的实时数据集成起来，形成统一的实时数据库，实时地通过局域网和广域网传送到全企业和上级主管部门，达到真正的网络化管理，是目前中小型企业面临的问题。多数的企业信息集成方案都是采用传统的中间件技术，集成双方之间实现的是紧耦合机制，导致系统的柔软性、互联性和可扩充性受到限制。而Web Services技术作为一种新型的分布式对象技术，具有完好封装、松散耦合和高度可集成能力等特点，能够很好地满足企业成员的动态性要求，并解决成员之间应用集成的架构相异问题，从而使企业的应用集成环境具有良好的可扩展性和易维护性。基于WebServices的实时数据访问技术，采用面向服务架构(SOA)的软件设计方法，能够把使来自工业现场的实时数据信息发布为Web服务，同时也为企业的ERP、ORM、PDM等系统提供实时数据访问服务，服务请求者可以在B/S模式下访问实时数据库。 目前，基于Web Services架构下系统服务响应的实时性还不能完全满足企业信息集成的要求，本文在分析Web Setvices性能现状的基础上，着重从优化Web Services性能方面入手来研究如何提高服务调用的实时性；影响Web Services的时间响应速度的因素主要有三个：网络传输时间、消息处理时间和服务执行时间。在网络传输阶段，通过压缩XML文件来缩短网络传输的时间，提出了压缩SOAP消息和模式压缩的方法；在消息处理阶段中，XML解析、反序列化、序列化是三个最消耗时间的阶段，是Web Services性能的瓶颈，尤其是在有效负荷增大的时候。要提高Web Services的性能，优化XML解析、序列化与反序列化过程是关键。本文引入VTD-XMI解析器，实验分析了XML解析器DOM、SAX和VTD-XML 各自的特点，在速度和性能方面VTD-XML能较好满足实时性的要求，根据工业现场实时数据访问的特点和VTD-XML解析器的工作原理，设计了基于VTD-XML的解析模板缓存来加快XML文档的解析速度，用MD5算法为每个SOAP消息请求生成一个唯一的解析模板lD，并用VTD-XML提供的APl操作进行模板缓存的管理，实验证明了VTD-XML解析模板缓存能进一步提高Web Services的性能，满足实时数据访问服务的要求。最后在J2EE平台下使用BEA公司的Weblogic实现了基于Web Services的实时数据访问服务功能，通过在系统中配置自己开发的基于VTD-XML解析模板缓存，使得该实时数据访问服务能能够满足用户、计算机及企业的其它系统如ERP、PDM、CRM等实时性的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1选题背景及意义

1.3国内外研究状况

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.4本文主要工作及构成

1.5创新点

第2章Web Services技术研究

2.1 Web Services概述

2.1.1 Web Services的定义及特点

2.1.2 Web Services的体系结构

2.2 Web Services相关技术

2.2.1 Web Services技术的基石：XML

2.2.2 Web Services的消息传递方式：SOAP

2.2.3 Web Services的描述方式：WSDL

2.2.4 Web Services的注册发布：UDDI

2.3基于Web Services实现实时数据服务的优势

2.7本章小结

第3章Web Services的实时性能分析

3.1问题的提出

3.1.1 Web Services架构的优势

3.1.2项目的需求

3.1.3存在的问题

3.2 Web服务性能分析

3.2.1 Web服务应用模式

3.2.2 Web服务性能的衡量指标

3.2.3网络传输因素

3.2.4 XML处理因素

3.2.5 SOAP协议因素

3.2.6 Web服务运行环境因素

3.3本章小结

第4章提高Web Services实时性策略

4.1 XML压缩技术

4.1.1数据压缩技术

4.1.2模式专用压缩

4.1.3为XML专门设计压缩算法

4.1.4压缩的评估公式

4.2压缩SOAP消息

4.2.1压缩SOAP Message的方法

4.2.2压缩方法的实现

4.3利用VTD-XML提高Web服务的性能

4.3.1 VTD-XML简介

4.3.2与DOM、SAX解析器的性能比较

4.3.3基于VTD-XML的解析模板

4.3.4 Web服务响应模板模式

4.4其它缓存优化策略

4.4.1客户端缓存

4.4.2多级缓存

4.5本章小结

第5章基于Web Services实时数据访问技术的实现

5.1总体设计架构

5.2基于事件的实时数据发布机制

5.3监控数据的时效性

5.3.1数据时效性的基本概念

5.3.2实时数据服务系统中数据时效性的设计

5.4实时数据服务的实现

5.5服务调用测试

5.5.1 wsCaller工具调用测试

5.5.2测试结果分析

5.5.3远程Web服务的调用

5.6本章小结

第6章结束语

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文