基于門(mén)戶的Ｗｅｂ集成體系及其適應(yīng)性技術(shù)的研究

摘要：基于門(mén)戶的Web集成強(qiáng)調(diào)在盡可能保護(hù)原有投資、原有信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行透明整合。提出一種基于門(mén)戶的Web集成體系，并研究與實(shí)現(xiàn)了有針對(duì)性的適應(yīng)性模塊以提高對(duì)Web應(yīng)用集成及外部變化的適應(yīng)性。該研究對(duì)于整合Web應(yīng)用系統(tǒng)，提高整合效率與可靠性有著重要意義。

關(guān)鍵詞：門(mén)戶;Web集成;Portlet;適應(yīng)性

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001－3695(2007)07－0208－03

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，基于Web應(yīng)用系統(tǒng)正逐漸成為構(gòu)建內(nèi)容與應(yīng)用系統(tǒng)的主流方式。隨著這些往往由多種語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的異構(gòu)Web系統(tǒng)的大量涌現(xiàn)，同時(shí)也形成了諸多的信息孤島[1] ，從整體上降低了信息處理的效率。從傳統(tǒng)應(yīng)用整合的解決方案出發(fā)，想把這些彼此相對(duì)獨(dú)立、不能共享信息與協(xié)作的應(yīng)用系統(tǒng)整合起來(lái)，是件相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事情。

基于門(mén)戶的Web集成為解決整合問(wèn)題帶來(lái)了新思路，其著重于在保護(hù)原有投資、原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上透明整合的特色大大降低了應(yīng)用集成所帶來(lái)的時(shí)間與成本上的高消耗[2]。在此基礎(chǔ)上針對(duì)整合對(duì)象（Web應(yīng)用系統(tǒng)）的公共共享、不斷變化和日益增長(zhǎng)等特征，探索解決門(mén)戶Web集成體系適應(yīng)性問(wèn)題[3]將會(huì)大大提高應(yīng)用整合的效率。本文從異構(gòu)Web應(yīng)用系統(tǒng)透明整合角度，研究并提出一種基于門(mén)戶的Web集成體系，并在此基礎(chǔ)上探索了有針對(duì)性的適應(yīng)性模塊，以提高對(duì)Web應(yīng)用集成及外部變化的適應(yīng)性。

1Web集成體系的提出

傳統(tǒng)應(yīng)用集成體系主要包含四個(gè)層次[1]：用戶界面層次，統(tǒng)一分散的視圖；數(shù)據(jù)層次，集成分散的數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)源；業(yè)務(wù)過(guò)程層次，整合分散的業(yè)務(wù)流程；方法或函數(shù)層次，以請(qǐng)求/響應(yīng)機(jī)制或適配器跨系統(tǒng)調(diào)用分散的業(yè)務(wù)邏輯。但由于傳統(tǒng)應(yīng)用集成關(guān)注范圍不僅限于Web應(yīng)用系統(tǒng)，在整合Web應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些不足之處：成本高，傳統(tǒng)應(yīng)用集成廣泛依賴對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的功能修改，通過(guò)設(shè)計(jì)功能適配器達(dá)到整合的目的，而這些適配器設(shè)計(jì)本身就相當(dāng)困難甚至可能超過(guò)Web應(yīng)用自身；時(shí)間久，定義接口方法與交互機(jī)制相當(dāng)耗費(fèi)時(shí)間，而且很難適應(yīng)Web環(huán)境下復(fù)雜多變的現(xiàn)實(shí)；實(shí)現(xiàn)難，傳統(tǒng)應(yīng)用集成對(duì)局域范圍之外的應(yīng)用整合的功能修改要求幾乎很多都是不可能實(shí)現(xiàn)的，而Web應(yīng)用普遍分布相當(dāng)分散。

Web集成可以看做是針對(duì)Web應(yīng)用整合所興起的獨(dú)特有效的新理念，其出發(fā)點(diǎn)在于異構(gòu)Web應(yīng)用系統(tǒng)雖基于不同技術(shù)構(gòu)建，但均通過(guò)HTTP協(xié)議交互信息以及HTML/XML協(xié)議展現(xiàn)內(nèi)容。從這一共同點(diǎn)出發(fā)Web整合的關(guān)鍵就在于如何發(fā)現(xiàn)與利用現(xiàn)有Web應(yīng)用所具有的基于HTML協(xié)議的內(nèi)容展現(xiàn)與交互，獲取整合所需要的分散內(nèi)容、數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)邏輯等資源。

2基于門(mén)戶的Web集成體系

2．1基于門(mén)戶的Web集成總體結(jié)構(gòu)

門(mén)戶是以高度個(gè)性化的方式，提供交互訪問(wèn)相關(guān)信息、應(yīng)用軟件以及商業(yè)流程功能的軟件平臺(tái)技術(shù)。其實(shí)現(xiàn)基于組件的模塊化模型，可以將門(mén)戶組件（提供其自定義內(nèi)容視圖的內(nèi)容容器）便捷地插入到門(mén)戶基礎(chǔ)架構(gòu)中。門(mén)戶組件通過(guò)門(mén)戶引擎（門(mén)戶服務(wù)器）運(yùn)行，由組件容器進(jìn)行管理，根據(jù)權(quán)限數(shù)據(jù)與個(gè)性化數(shù)據(jù)處理請(qǐng)求與輸入以及呈現(xiàn)適當(dāng)?shù)妮敵觥＊?/p>

在基于門(mén)戶的Web集成體系中，門(mén)戶平臺(tái)作為應(yīng)用Web集成技術(shù)整合Web應(yīng)用的組件載體，負(fù)責(zé)將Web集成所整合的資源以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)界面予以展現(xiàn)；門(mén)戶組件則具體實(shí)現(xiàn)Web集成技術(shù)方法以與實(shí)現(xiàn)相應(yīng)接口的目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯或封裝的Web服務(wù)進(jìn)行整合。如圖1所示，用戶請(qǐng)求經(jīng)由門(mén)戶引擎綜合權(quán)限數(shù)據(jù)與個(gè)性化數(shù)據(jù)，訪問(wèn)由組件容器管理的門(mén)戶組件，再由其通過(guò)相應(yīng)的集成接口與交通服務(wù)、訂票服務(wù)等業(yè)務(wù)邏輯、服務(wù)進(jìn)行交互。

基于門(mén)戶的Web集成體系通過(guò)豐富多樣的聚合集成接口讓門(mén)戶平臺(tái)與分散的Web應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)縫交互，進(jìn)而提供一站式的服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)所整合的應(yīng)用系統(tǒng)所提供的分散功能需求。門(mén)戶平臺(tái)將分散的內(nèi)容數(shù)據(jù)信息以壓縮簡(jiǎn)單的形式予以呈現(xiàn)與聚合，并支持事務(wù)、遠(yuǎn)程Web訪問(wèn)。此外通過(guò)門(mén)戶平臺(tái)基于更改外觀的首選項(xiàng)、權(quán)限等豐富選項(xiàng)提供個(gè)性化和可定制的用戶體驗(yàn)，能滿足不同的體驗(yàn)需求。

實(shí)現(xiàn)Web集成的結(jié)果是充分挖掘利用了存在于分散Web應(yīng)用系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)化的資源和業(yè)務(wù)邏輯，進(jìn)而提供更高層次的資源管理、挖掘、展現(xiàn)手段，以及跨系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)信息資源價(jià)值利用的最大化。

2．2Web集成組件類型與接口設(shè)計(jì)

基于門(mén)戶的Web集成體系按照目標(biāo)整合對(duì)象（應(yīng)用系統(tǒng)或Web服務(wù)）的不同，提供多種類型的應(yīng)用集成組件與相應(yīng)接口。按照所實(shí)現(xiàn)的Web集成技術(shù)的不同，門(mén)戶組件通常有IFrame集成組件、內(nèi)容聚合組件、Web服務(wù)組件等類型。

IFrame集成組件通過(guò)配置屬性參數(shù)可以靈活變更所嵌入的對(duì)象，無(wú)須關(guān)注目標(biāo)對(duì)象內(nèi)部（ASP、PHP或JSP）的具體細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)條件下的資源整合；通過(guò)將嵌入對(duì)象按照一定流程進(jìn)行編排，能實(shí)現(xiàn)頁(yè)面層次的業(yè)務(wù)流程。對(duì)應(yīng)的接口設(shè)計(jì)主要協(xié)調(diào)解決集成組件訪問(wèn)外部資源的認(rèn)證與定位問(wèn)題。

內(nèi)容聚合組件（基于RSS等標(biāo)準(zhǔn)）通過(guò)基于訂閱的內(nèi)容交換過(guò)程、個(gè)性化的內(nèi)容過(guò)濾與多內(nèi)容來(lái)源搜索定制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的內(nèi)容聚合，提高內(nèi)容處理與信息共享交流的效率。對(duì)應(yīng)的接口設(shè)計(jì)主要協(xié)調(diào)解決組件與目標(biāo)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)匹配以及訪問(wèn)認(rèn)證等問(wèn)題。

Web服務(wù)組件基于Web與WSRP開(kāi)放服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，支持面向邏輯、數(shù)據(jù)與用戶呈現(xiàn)的Web服務(wù)。通過(guò)可配置的Web服務(wù)屬性參數(shù)避免了Web服務(wù)變更導(dǎo)致重新修改編寫(xiě)客戶端的煩瑣過(guò)程。基于Portlet的代理機(jī)制查找與綁定遠(yuǎn)程WSRP Web服務(wù)，具有良好的互操作性。此外，借鑒負(fù)載均衡機(jī)制，Web服務(wù)組件能在目標(biāo)Web服務(wù)繁忙時(shí)進(jìn)行備選Web服務(wù)的健康度探測(cè)，優(yōu)先選擇性能優(yōu)良的Web服務(wù)執(zhí)行。對(duì)應(yīng)的接口設(shè)計(jì)主要解決訪問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)Web服務(wù)，以及建立在Web服務(wù)請(qǐng)求與響應(yīng)機(jī)制的WSRP服務(wù)的一系列過(guò)程協(xié)調(diào)問(wèn)題。

這些集成組件與對(duì)應(yīng)接口可以采用JSP、Struts等模式實(shí)現(xiàn)，并根據(jù)與目標(biāo)應(yīng)用交互方式的不同分為直接交互方式與經(jīng)服務(wù)總線交互方式。利用門(mén)戶組件可插拔特性結(jié)合Web集成便捷、低成本、大大提高了Web應(yīng)用整合的效率。

3基于門(mén)戶的Web集成體系適應(yīng)性技術(shù)的研究

3．1適應(yīng)性模塊的組成

適應(yīng)性可以看做是當(dāng)外部環(huán)境變化時(shí)實(shí)體的結(jié)構(gòu)或行為可以隨之改變以適應(yīng)變化的特性與能力。基于門(mén)戶的Web集成在進(jìn)行Web應(yīng)用整合時(shí)會(huì)面臨適應(yīng)性方面的問(wèn)題，比如針對(duì)具體Web應(yīng)用需重復(fù)開(kāi)發(fā)和部署Web集成組件，當(dāng)故障或問(wèn)題發(fā)生時(shí)無(wú)法定位故障或問(wèn)題所在位置等。從分析所處生存環(huán)境變化入手，門(mén)戶Web集成的生存環(huán)境可以大致歸結(jié)為三個(gè)較明顯的不確定性：由于集成目標(biāo)對(duì)象的不確定導(dǎo)致了用于Web集成組件的不確定性；由于門(mén)戶平臺(tái)自身的開(kāi)放與可插拔所帶來(lái)的監(jiān)視管理控制與審計(jì)的不確定性；由于門(mén)戶目標(biāo)受眾復(fù)雜不確定所帶來(lái)的門(mén)戶個(gè)性化要求與安全的不確定性。

按照生存環(huán)境與其變化的方式，門(mén)戶Web集成適應(yīng)性的類型與模式有兩種：本身能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境變化，也就是完全自適應(yīng)；需要對(duì)其修改、配置（人工或自動(dòng)）后才能適應(yīng)環(huán)境變化也就是可適應(yīng)。完全自適應(yīng)對(duì)不可預(yù)見(jiàn)變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)，是一種主動(dòng)性適應(yīng)，而可適應(yīng)只能適應(yīng)可預(yù)見(jiàn)的變化，是一種被動(dòng)適應(yīng)。

由此在前文提出的基于門(mén)戶的Web集成體系中添加了針對(duì)性的適應(yīng)性模塊如圖2所示：針對(duì)集成對(duì)象的適應(yīng)性模塊（適應(yīng)性集成組件）；針對(duì)門(mén)戶組件的適應(yīng)性模塊（性能監(jiān)管以及審計(jì)模塊）；針對(duì)門(mén)戶自身的適應(yīng)性模塊（門(mén)戶組件組合適應(yīng)模塊與授權(quán)安全適應(yīng)模塊）。目標(biāo)是使其針對(duì)不確定的目標(biāo)整合對(duì)象有著良好的適應(yīng)性，快速有效地應(yīng)對(duì)外界變化，提高基于門(mén)戶進(jìn)行Web應(yīng)用整合的效率與可靠性。

（1）針對(duì)集成對(duì)象的適應(yīng)性模塊

針對(duì)集成對(duì)象的適應(yīng)性模塊由適應(yīng)性集成組件組成（可適應(yīng)與自適應(yīng)）。面對(duì)不同的Web應(yīng)用系統(tǒng)，這些門(mén)戶組件可以通過(guò)簡(jiǎn)單修改配置或者自調(diào)整達(dá)到適應(yīng)集成對(duì)象的要求，集成便捷、后期維護(hù)代價(jià)小，能靈活應(yīng)對(duì)集成對(duì)象的不同所帶來(lái)的變化。

（2）針對(duì)門(mén)戶組件的適應(yīng)性模塊

針對(duì)門(mén)戶組件的適應(yīng)性模塊側(cè)重于門(mén)戶組件的監(jiān)視管理以及審計(jì)，目標(biāo)是使門(mén)戶運(yùn)行更加穩(wěn)定與可靠。這一模塊主要包括門(mén)戶組件運(yùn)行整體性能監(jiān)視組件、門(mén)戶組件故障預(yù)警與定位組件、門(mén)戶組件中長(zhǎng)期趨勢(shì)預(yù)測(cè)組件與審計(jì)組件等。

門(mén)戶管理員可以借助整體性能監(jiān)視組件監(jiān)控門(mén)戶整體運(yùn)行情況，前瞻性地掌握事務(wù)與會(huì)話信息、權(quán)限分布等運(yùn)行期信息。當(dāng)門(mén)戶組件或關(guān)鍵工作流領(lǐng)域性能到達(dá)預(yù)先設(shè)立的基準(zhǔn)邊界條件時(shí)，故障預(yù)警與定位組件能自動(dòng)采集與分析相關(guān)運(yùn)行信息預(yù)計(jì)問(wèn)題所在；當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，故障預(yù)警與定位組件會(huì)自動(dòng)進(jìn)行故障定位與故障門(mén)戶組件的屬性調(diào)整，協(xié)助門(mén)戶管理員快速對(duì)問(wèn)題作出反應(yīng)，盡量減少故障帶來(lái)的損失；中長(zhǎng)期趨勢(shì)預(yù)測(cè)組件能借助收集綜合的相關(guān)信息，提供中長(zhǎng)期的趨勢(shì)分析和容量規(guī)劃報(bào)告，為門(mén)戶的中長(zhǎng)期發(fā)展提供合理建議；審計(jì)組件能對(duì)用戶所訪問(wèn)過(guò)的Web集成組件記錄日志數(shù)據(jù)信息。

（3）針對(duì)門(mén)戶自身的適應(yīng)性模塊

針對(duì)門(mén)戶自身的適應(yīng)性模塊側(cè)重于解決由門(mén)戶受眾對(duì)象的不確定所帶來(lái)的個(gè)性化與安全要求的問(wèn)題。當(dāng)前門(mén)戶組件的組合通常由門(mén)戶管理員按照角色定制，而門(mén)戶訪問(wèn)人群個(gè)性化要求的復(fù)雜性以及Web本身所具有的動(dòng)態(tài)性、時(shí)效性決定了這種定制方式質(zhì)量與效率的雙重低下。門(mén)戶（特別是公共門(mén)戶）的使用人群職業(yè)、年齡分布廣泛，但相同職業(yè)、相近年齡的人往往具有共性，借助于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與演化算法就能優(yōu)化出特定人群角色優(yōu)先選擇的門(mén)戶組件集合。在安全方面主要著眼于對(duì)多種認(rèn)證授權(quán)方式的適應(yīng)性，包括用戶名密碼認(rèn)證、數(shù)字證書(shū)認(rèn)證等，使得門(mén)戶自身更安全、更健壯。

3．2關(guān)鍵功能的實(shí)現(xiàn)

上述各個(gè)適應(yīng)性模塊以及各具體的適應(yīng)性組件，在實(shí)現(xiàn)方法上可以綜合使用適應(yīng)性實(shí)現(xiàn)技術(shù)：條件表達(dá)式，根據(jù)條件表達(dá)式的評(píng)估結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)程序；在線算法，建立在對(duì)未來(lái)事件不確定假設(shè)的基礎(chǔ)上利用問(wèn)題域或輸入域知識(shí)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)；類屬算法，通過(guò)類型實(shí)例化或外部輸入達(dá)到行為參數(shù)化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)變化的適應(yīng)；算法選擇，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)及約束在一組算法中選擇最有效的算法執(zhí)行；遺傳算法及演化計(jì)算，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)和適應(yīng)環(huán)境的歷史記錄生成新算法，綜合了機(jī)器學(xué)習(xí)、演化計(jì)算、遺傳算法等人工智能領(lǐng)域的知識(shí)。此外，Web 智能（Web Intelligence， WI）與情形敏感計(jì)算等當(dāng)前研究熱點(diǎn)也提供了諸多有價(jià)值的實(shí)現(xiàn)理念與方法。

基于門(mén)戶的Web集成可以說(shuō)是一種松耦合的資源集成，使得散亂的資源在門(mén)戶平臺(tái)上重新組合達(dá)到資源整合的目的。同時(shí)，當(dāng)用戶訪問(wèn)這些資源時(shí)，留下必要的痕跡以支持審計(jì)功能是非常有必要的，為此設(shè)計(jì)了支持審計(jì)的功能組件（圖3）。

審計(jì)組件被設(shè)計(jì)為門(mén)戶插件形式，它會(huì)在以下時(shí)刻記錄痕跡如圖4所示。在門(mén)戶引擎接收到用戶請(qǐng)求建立Portlet Ma－nager時(shí)記錄用戶登錄信息；在Portlet Manager創(chuàng)建Control Tree實(shí)例初始化對(duì)應(yīng)Portlet生命周期時(shí)記錄訪問(wèn)Portlet信息；在Control Tree訪問(wèn)用戶權(quán)限數(shù)據(jù)Entitlements時(shí)記錄用戶訪問(wèn)時(shí)具有的權(quán)限等。通過(guò)這些記錄的特定痕跡數(shù)據(jù)信息，可以支持日后用戶不同時(shí)間以不同權(quán)限訪問(wèn)各個(gè)Web集成組件的審計(jì)功能。

根據(jù)資源類型的不同，訪問(wèn)資源的痕跡數(shù)據(jù)存放位置也有所不同。如圖1總體框架圖所示，Web服務(wù)資源將會(huì)調(diào)用服務(wù)總線所提供的記錄接口記錄痕跡數(shù)據(jù)，其他資源可在組件中直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)源記錄訪問(wèn)數(shù)據(jù)。此外，審計(jì)組件還提供了豐富的報(bào)表與視圖以供日后審計(jì)工作的開(kāi)展。

4結(jié)束語(yǔ)

基于門(mén)戶的Web集成強(qiáng)調(diào)在盡可能保護(hù)原有投資、原有信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行透明整合，達(dá)到信息資源利用價(jià)值的最大化。在此基礎(chǔ)上研究對(duì)復(fù)雜多變Web環(huán)境的適應(yīng)性將使得這一集成框架變得更加高效與可靠。目前已經(jīng)應(yīng)用適應(yīng)性原理分析了門(mén)戶Web集成的生存環(huán)境，初步勾勒與實(shí)現(xiàn)了有針對(duì)性的適應(yīng)性模塊。在此基礎(chǔ)上將進(jìn)一步對(duì)各個(gè)模塊分別展開(kāi)更深層次的研究，探索與建立完善的應(yīng)用于Web集成的適應(yīng)性門(mén)戶框架。

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注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文”