基于SOA高校教材信息管理系统的研究与实现

王德建

(郴州职业技术学院，湖南 郴州 423000)

1 引言

伴随着信息技术的发展以及软硬件条件的不断提高，传统的面向功能和面向工程的软件架构受到诸多挑战，如更为先进的软件工程管理模式、日趋优异的软件开发平台和不断人性化的开发工具，系统越来越不能适应日新月异的变化和不断增长的业务需求。而一般的企业应用整合EAI(Enterprise Application Integration)[1]解决方案，在实施过程中有较长的实施周期，对于响应速度要求较高的信息系统而言，显然不够完美，从而影响到决策者对企业的宏观决策。在我国信息现代化发展进程中，信息管理系统所面临的主要问题是“如何高质量地整合各个子系统而又不影响各个系统的运行；如何优化系统的总体架构和提高代码的可重用性”。

抛却传统观念，现有的技术架构具有高耦合性，各个子系统之间具有较强的依赖性，所以基于以上特点，课题采用了面向服务的架构SOA（Service Oriented Architecture）[2]，该架构遵循请求响应模式，能够对各个服务请求做出迅速响应。通过企业服务总线ESB(Enterprise Service Bus)[3]技术，可以实现对各个服务的快速重构、资源重组以及自由扩展等。在SOA架构中，服务封装了具体的某项功能，这样业务流程演变为对各个服务的调用或者各个服务的相互组合，使得系统具有更高的灵活性，便于系统的自由扩展，而且提高了系统的响应速度。本研究基于SOA架构，应用ESB总线系统将各个高校教材信息管理子系统进行整合，实现了教材资源的数据共享，有效解决了系统可扩展性难的问题，具有一定的应用和科研价值。

2 采用相关技术

2.1 面向服务的体系结构SOA

SOA(service-oriented architecture)，即面向服务的体系结构，通过将系统或者是应用程序的某项功能封装为标准服务，并且在服务之间定义接口和一定的标准，使其能够按照一定的功能联系起来。为了达到这种效果，接口的定义必须标准化，采用第三方或者独立的方式来定义，使得这些服务能够兼容不同的软硬件平台，并且能够通过统一的方法来实现不同服务间的交互[4]。SOA架构的整体设计思路是将业务转化为一种能相互链接的服务或者是可以重复业务任务，而单个服务则是提取自系统原有的功能，是面向对象构建的。

2.2 ESB企业服务服务总线

ESB（Enterprise Service Bus），即企业服务总线，是一种体系结构模式，它的出现是伴随着传统的中间件技术、XML标准文档和Web服务技术出现。ESB的出现将很多中间件技术做出了规范，将网络中各个神经节点构造成系统。由于对相关的技术标准进行了规范，所以在实现系统的差异性和共同协调完成系统运作方面具有无可比拟的优势，能够实现不同系统间互相协作运行，实现不同服务之间的通信和整合。

ESB技术标准的问世，使得各个不同系统之间的差异得以被屏蔽，所以对于服务来说是透明的，类似于计算机系统的总线结构，集成了异构的信息系统，除此之外，ESB还具有类似计算机总线结构的其它特点，如高速大容量的传输速度、复杂数据的转换，并且兼具了消息的路由和控制管理等功能，它采用了标准化的接口，极具扩展性。现在越来越多的企业和高校在整合信息管理系统时都部署了ESB总线结构。

2.3 Web Services

Web Services能够使不同的应用实现为web应用程序，是SOA架构的主要实现方法。SOA与Web Services所要解决的问题不一样，所描述的也不是同一层次的问题。SOA主要是架构模式，是一种解决方案，而Web Services则是从技术途径对框架的实现，是一种技术手段。在SOA框架中，仅仅勾画了服务概念，以及服务的作用及与应用和其他服务的交互方式，没有对具体的实现做出实现。而Web Services则对实现以及相关技术细节做了详细的说明。从实现环节来讲，SOA模型的实现是通过HTTP调用业务对象执行远程功能调用的一种web服务模型[5]。

如图1所示为Web Services的协议栈以及构成层次。

图1 Web Services协议

其中，Web Services主要利用HTTP和SOAP协议在web上传输数据，XML和HTTP协议是其基础，其中XML提供了一种跨平台和跨语言环境编程的语言。除此之外，其协议栈还包括UDDI（一种目录服务，用它可以实现对web services的注册和查找）和WSDL（一种网络描述语言，负责对web services的描述）。

3 面向服务体系结构的框架设计

面对各个高校错综复杂的子系统，在不修改原有系统基本功能的前提下，将其封装成Web服务对外发布，由其它的服务或者应用进行调用，有效解决了各个高校的应用请求。SOA架构为信息资源的集成提供了技术途径，图2所示为高校教材信息管理系统的集成框架图。

图2 基于SOA架构的高校教材信息管理系统集成示意图

系统将各个高校的子系统或者是功能单元封装成统一的Web Services服务对外发布，同时把服务的描述文档WSDL映射到UDDI数据库中，在UDDI注册中心对各个服务进行注册，同时定义各自资源系统的Web服务接口描述WSDL文档和UDDI文档。

系统结构基于SOA架构思想，根据SOA的分层设计思想，在设计过程中把系统的架构分为系统数据库层、数据访问组件层、业务服务层、服务总线层和客户端层。

图3 基于SOA/ESB的教材信息管理系统总体架构图

3.1 应用层

通过应用层，用户除了在实现基本功能的同时,还能够很方便地实现和系统间的交互，良好的用户体验能够帮助用户更好地使用系统。通过应用层界面入口，用户能够调用用户层次的理解来实现相关服务，而不用去理解服务的具体封装，是从技术到管理方向的过渡，方便了业务系统人员的使用和对系统的管理。

3.2 业务总线层

业务总线层主要实现对服务接口的标准化，其中该功能层主要实现以下功能：实现对用户请求的处理、业务处理、服务处理、安全管理。

3.3 业务层

本层是系统的核心部分，负责将各个子系统以及老系统的集成，主要解决对系统中各个请求的业务逻辑控制和管理。通过对系统进行构架使得整合后的系统具有清晰便捷的架构和粒度适中划分能够解决业务层的重要难题。

在业务系统的整合以及系统的建模过程中需要重点解决的问题就是如何对系统进行建模，所涉及的就是对服务业务流程进行粒度的划分，主要有粗细粒度之分，粗粒度所涉及的服务和业务流程较多，适合封装接口之后直接供外部调用，而细粒度具有“精细”的业务流程，一般需要对多个服务进行组合使用才能实现某一业务的功能。

3.4 数据访问层

数据访问层是为解决业务层和数据层之间的交互而设定的，通过封装对数据源数据的操作使得业务层和数据层之间分离，这样既保证了数据的安全性，很大程度上也降低了系统的耦合性，为系统提供了稳定安全的数据访问机制。数据访问层通过对数据源的直接操作屏蔽了其它层与数据源的直接交换，保证了数据的安全性。数据访问层通过配置一些参数，将对数据的操作封装为具体的方法接口提供给上层接口，供其使用。

4 系统实现

教材信息管理系统根据其业务流程和功能将功能进行拆解，划分服务粒度。在具体的业务操作中，所有的服务由总线结构负责调度，来实现面向服务的架构，同时ESB总线结构也负责对SOA服务的生命周期进行管理，对超时或者其它原因导致的服务错误终止对该服务调用者提供服务。业务组件提供了业务流程需要的各种服务，流程引擎提供应用的流程支持。在后续的开发过程中，业务的扩展可通过业务组件和流程引擎来完成。

在ESB服务总线中，采用了微软的BizTalk Server来实现，它不仅能够实现对异构消息的处理，包括对消息的映射处理等，还能实现对业务流程和服务的发布管理，实现对系统的无缝集成。

从整合方式方面来讲，传统的方式是将各个应用系统通过开发不同应用间的接口来将各个不同的信管系统进行连接，而本研究在整合过程中基于SOA思想，按照服务的粒度来进行集成，在不同的信管系统之间采用了适配器的方式简化了这个流程，方便简洁。

在实现功能方面，传统的框架最大的缺点就是具有高耦合性，系统之间依赖性强，而且在扩展性方面具有较差的表现。而基于SOA的架构解决了以上问题，并且传统的集成方案在开发过程中是以组件甚至是更多的硬件来实现基本功能，本解决方案采取的基于服务的集成方案，在业务组合方面具有优势，提高效率、降低成本、实现业务灵活性与创新性。

5 结论

本研究基于SOA架构，应用ESB总线系统将各个高校教材信息管理子系统进行整合，在实现信息管理的同时，还实现了教材资源的数据共享，有效解决了系统可扩展性难的问题。其次将各个高校的教材信息整合在一起，将各个高校教材信息的动态情况列入规划，如在教材收支平衡方面和教材选择方面做出决策则具有更实际的意义。

本研究在实现了信息资源共享的同时还存在一些问题有待更好地完善。如本研究对系统尤其是异构系统的互联整合过程中的安全性问题的研究有待加强，对中间件的服务性能的优化还有待提高。

[1]邹江，杨璐，孙瑞志.基于SOA的企业异构资源的整合研究.计算机应用与软件，2010，27(1)：51-53，123.

[2]刘铮.基于SOA架构的WEB2.0应用系统的研究与应用.硕士.北京工业大学.2009.

[3]杜攀，徐进.SOA体系下细粒度组件服务整合的探讨.计算机应用.2006，26(3)：699-702.

[4]Tan He，Bin Tang，Leqiu Qian Study of SOA Component Dynamic Scheduling Based on Mobile Agent Coalitio，The Fourth International Conference on Electronic Business.ICEB 2004：l 193.1196

[5]IBM.Patterns：Service-Oriented Architecture and Web Services.(s9246303)2004，15-20