基于ＸＭＬ與Ｊ２ＥＥ技術的數據交換中心的設計與實現

摘 要：為實現在異質異源數據庫間的數據交換，使用戶可以透明地訪問數據，提出一種建立數據交換中心的解決方案。在該數據交換中心的構建中，綜合采用了XML，J2EE，XSLT等技術。通過使用XML作為數據的載體，運用XSLT樣式表對XML進行轉換，并使用反射機制調用EJB中的業務邏輯以使得數據交換節點之間方便地通信。最后，基于此思想，設計并實現了該數據交換中心，在某大學校園網中進行運用，收到了良好的效果。

關鍵詞：數據交換中心；XML；J2EE；XSLT；載體；EJB；反射機制；數據交換節點

中圖法分類號：TP335 文獻標識碼：A 文章編號：1001-3695(2006)10-0203-02

Design and Realization of Data Exchange Center Based on XML and J2EE

HU Liangya，XIAO Weidong，HE Xiaoye

(Dept. of Management Science Engineering， National University of Defense Technology， Changsha Hunan 410073， China)

Abstract:In order to realize data exchange between databases which are of heterogeneity and to make it possible to access data transparently， a solution of constructing data exchange center is put forward. In the course of constructing this data exchange center， we use XML，J2EE and XSLT compound. To communicate conveniently between data exchange nodes， we use XML as the carrier of data， apply XSLT to transform the XML， and make use of reflection mechanism to invoke the business of EJB. Finally， based on this concept， we design and implement the data exchange center， and apply it in the CWISs of some university， and then it works well.

Key words:Data Exchange Center;XML;J2EE;XSLT;Carrier;EJB;Reflection Mechanism; Data Exchange Node

就大型企業的信息化而言，信息系統建設通常具有階段性與分布性的特點，這就導致“信息孤島”現象的存在。“信息孤島”造成系統中存在大量冗余數據、垃圾數據，無法保證數據的一致性，從而降低了信息的利用效率和利用率。為解決這一問題，我們有必要對數據集成和數據交換進行研究。數據集成的核心任務是要將互相關聯的分布式異構數據源集成在一起，使用戶能夠以透明的方式訪問這些數據源。集成是指維護數據源整體數據的一致性，提高信息共享利用的效率；透明的方式是指用戶無須關心如何實現對異構數據源數據的訪問，只關心以何種方式訪問何種數據。實現數據集成的系統為用戶提供統一的數據源訪問接口，執行用戶對數據源的訪問請求。

但是依據數據集成的思想，勢必會帶來另外一個問題，即數據冗余。因而，就引發我們研究另外一種更為優化的方式以實現對異構數據源的透明訪問，這就是數據交換中心。

1 相關技術簡介

1．1 J2EE簡介

J2EE(Java2 platform Enterprise Edition)是美國SUN公司推出的一種全新概念的模型，與傳統的互聯網應用程序模型相比有著不可比擬的優勢。它是一整套技術的總稱，包括建立企業應用系統的各個方面。使用J2EE技術能使我們快速建立企業應用系統。其目標是提供一個基于Java的服務器端應用結構，支持平臺獨立、可移植、多用戶、安全和標準的企業級應用。SUN設計J2EE的初衷是為了解決兩層模式(Client/Server)的弊端。在傳統的兩層模式中，客戶端擔當了過多的角色而顯得過于臃腫。在這種模式中，第一次部署時比較容易，但難以升級或改進，可擴展性也不理想，而且經常基于某種專有的協議——通常是某種數據庫協議，它使得重用業務邏輯和界面邏輯變得非常困難。現在，J2EE的多層企業級應用模型將兩層化模型中的不同層面切分成很多層，一個多層化應用能夠為不同的服務提供一個獨立的層。

J2EE典型的結構分為四層［1］：①運行在客戶端機器上的客戶層組件(Client Tier)。②運行在J2EE服務器上的Web層組件（Web Tier）。③運行在J2EE服務器上的業務邏輯層組件（Business Tier）。④運行在EIS服務器上的企業信息系統層軟件（Enterprise Information System，Tier，EIS Tier）。其中Web Tier和Business Tier合稱為中間層（Middle Tier）。

1．2 XML簡介

1998年2月萬維網協會(W3C)發布了XML 1.0標準，XML是一種元標注語言，該語言提供一種描述結構數據的格式，是W3C定義的用于優化Web上傳輸的SGML(通用標記語言標準ISO 8879：1986)的子集。XML確保結構數據是一致的且獨立于應用程序或供應商，可編碼各種情況(從簡單至復雜)的內容、語義和架構的數據標準。

XML提供了數據自描述功能，2001年5月W3C正式發布XML Schema(XML大綱)標準，使XML數據能描述自身的結構，并且使軟件了解其結構成為可能，而不用任何事先內建數據結構的描述。XML作為一種可擴展性標記語言，其自描述性的特點使其非常適用于不同應用間的數據交換；同時，其自解釋性使客戶端在收到數據的同時也能理解數據的邏輯結構與含義，從而使廣泛、通用的分布式計算成為可能。

1．3 XSLT介紹

XSL是表達樣式表的語言。每一個樣式表均描述了展現一類XML源文檔的規則。XSL由兩部分組成，其中一部分就是XSLT語言。其功能是由源文檔構建結果樹，如圖1所示。

XSLT作為XSL的一部分，是一種用來對XML文檔進行相互轉換的語言。XSL定義了描述樣式的詞匯集。而XSLT則描述了怎樣將一個文檔轉換為用該詞匯集的XML文檔。使用XSLT，開發者可以描述一種從現有的XML文檔建立新的結構化文檔的方法，由XSLT引擎來實現。其應用很靈活，生成的結果可以是XML，HTML，甚至是文本文檔。XSLT是將模式(Pattern)與模板(Template)相結合實現的。模式與源樹中的元素相匹配。模板被實例化產生部分結果樹。結果樹與源樹是分離的，結果樹的結構均可與源樹的結構截然不同。在結果樹的構造中，源樹可被過濾和重新排序，還可增加任意的結構與樣式［2］。

2 基于XML與J2EE的數據交換中心解決方案

目前，在很多企業內部均存在或多或少的老系統。隨著時間的遷移，由于種種原因，這些企業又不得不開發各種新系統來滿足日益發展的各類業務需要。這樣一來，勢必會使新老系統之間的數據通信變得困難，包括：①命名沖突。新老系統的數據庫中代表相同內容的表可能字段名或表名都是不一樣的。②數據類型沖突。新老系統中相同字段的數據類型可能不同。③數據庫系統本身沖突。新老系統采用的數據庫系統不同。④網絡連接沖突。新老系統的數據庫之間根本就無法相通，即物理上絕緣。

由于XML提供使用靈活、開放，基于標準格式的互用性，并具備訪問遺留數據庫和將數據傳輸到客戶機的新方式，可使應用程序更易于維護，并且可以在結構數據上輕易提供多種視圖［2］。XML元素可將其關聯數據聲明為任何需要的數據元素。隨著XML的廣泛采用，不管發送數據的應用程序如何，一旦定位了數據，就可以在網絡上傳送到其他應用程序，以供進一步處理和查看。對于接收應用程序，只要能夠識別XML中的數據即可，至于數據來自何處以及數據如何到達XML文檔就不重要了［3］。

針對以上種種問題，前面所提的XML強大的自描述性、自解釋性與擴展性以及XSLT技術對建立數據交換中心提供了可能。下面我們來考慮最為普通的一種數據交換情況，即兩個數據交換節點（Data Exchange Node，DEN）之間的數據源在物理上是絕緣的，而且存在以上所描述的種種問題。①我們需要將一個DEN數據庫中的數據導入文件中；然后按照一定的需求從該文件中提取數據到另一方DEN中。將數據寫入文件還是比較簡單的，現在開源項目JXL已經提供了相應的API文檔供開發者使用。②由于XML強大的自解釋性與自描述性，而且其具有應用健壯性和平臺無關性。XML文檔的有效性檢查能有效地排除垃圾數據對系統的干擾，極大地提高系統的健壯性與性能；XML與具體的軟/硬件平臺是無關的，這使得用XML表達的數據具有最大的通用性。因此，我們可以采用XML作為數據交換的載體。這樣，必然的結果是雙方DEN的XML文檔均是本地化的，這就存在一個轉換機制，怎樣將一方XML轉換成另一方XML。在這一點上，XSLT正好滿足了這個要求。XSLT將模式與模板結合實現，模式與源XML中的元素相匹配，而模板被實例化產生目標XML，這樣就很容易將雙方數據源之間的關系聯系起來。當然這其中必然有一個前提，就是在數據交換中心要有一個配置表，配置雙方數據源之間的關系。③具體實現數據交換，采用EJB技術。每個EntityBean對應數據源中的一張表，對于每個EntityBean均作為一個數據傳輸對象（Data Transfer Object，DTO），對每個源DEN中的表均作為一個與之對應的DTO，并在SessionBean中具體實現數據交換的接口。

下面具體介紹數據交換接口的實現。

(1)利用XML作為所請求的數據載體，使之成為源XML。

(2)根據在配置表中讀取的配置信息，查找到所需要的XSL樣式表文件。

(3)通過該樣式表文件，運用反射機制構造目標DEN的DTO。

(4)通過該DTO調用EJB中的方法將數據導入。

除了該接口的實現外，必然要產生一個配置表的編輯器，同時產生配置文件與樣式表轉換文件。該編輯器描述了源、目標數據源之間相關聯兩張表間的關系，包括字段名之間的對應關系以及字段數據類型的關系。

3 應用實例

在某大學校園網的構建中，由于面臨的是異質異源的數據庫，我們設計并實現了數據交換中心以適應其新老系統數據交換的需要。整個數據交換中心的結構示意圖如圖2所示。

在數據交換中心配置了一個基礎數據庫，用來存儲各種基礎數據。各個DEN通過調用EJB來獲取其需要的數據資源。每個DEN之間的數據傳輸采用XML方式，并利用XSLT轉換成對方需要的XML格式，體現了較好的安全性與實效性。

4 結束語

在某大學校園網的開發過程中，為了解決該大學新老系統之間數據交換的問題，筆者設計并開發了數據交換中心以適應該大學校園網的需要。綜合采用了J2EE，XML，XSLT技術與反射機制，利用XML作為DEN之間數據傳輸的載體，并通過XSLT轉換成另外一方所需要的XML數據；最后通過該XML數據生成DTO，調用EJB中的接口進行數據交換。雖然整個系統有不足之處，但是我們相信這個設計方案還是成功的，尤其對于企業的信息化而言。對于小型企業難以支付全盤改造其信息系統的費用，數據交換中心就成為了一個比較理想的選擇；對于大型企業的信息系統改造而言，這也不失為一個節省財力的選擇。

參考文獻：

［1］趙強，喬新亮.J2EE應用開發(WebLogic+JBuilder) ［M］.北京：電子工業出版社，2003.

［2］飛思科技產品研發中心.Java Web服務應用開發詳解［M］.北京：電子工業出版社，2002.

［3］李軍懷，張景，周明全．基于XML的企業異構數據集成方法研究［J］．計算機工程，2002，28(9)：63-65.

［4］閻宏.Java與模式［M］.北京：電子工業出版社，2002．

［5］吳其慶.J2EE編程思想與實踐［M］.北京：冶金工業出版社，2003.

作者簡介：

胡良亞，男，碩士研究生，主要研究方向為分布式信息系統、信息管理與智能決策；肖衛東，男，碩士生導師，博士，主要研究方向為信息管理與智能決策、計算機網絡與應用、數據庫原理；何曉曄，男，博士研究生，主要研究方向為信息管理、指揮自動化.

注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文