基于Spring框架的煤炭企業物資管理系統的分析與設計

張 瑋，趙琳娜

(1.華北科技學院教務處，北京 101149；2.華北科技學院外語系,北京 101149)

1 概述

煤炭生產是關系到國家經濟、人民生活的重要產業。由于煤炭企業的特殊作業方式，其突發事件多，供應過程中急用料多，給煤炭企業的物資管理帶來了很大的困難。煤炭企業的物資管理部門，必須要及時與生產一線進行信息交換，及時將物資消耗信息與生產工程進度、安全、質量等過程的信息進行比較、分析，從而做到生產資料全過程、全方位的管理與監控。如圖1所示。

煤炭企業的物資管理系統涉及的部門多、人員廣，從物資采購部、物資儲存部，一直到一線生產礦井。通過分布式的物資管理系統，能夠及時了解煤炭企業內部所有物資的進貨渠道、價格、庫存、消耗情況。同時，對于超過采購計劃的物資、數額以及庫存不足的物資能夠及時警告，從而在保證企業正常生產的前提下，做到控制成本，減少庫存積壓。同時，也對物資管理系統的分布性、并行性提出了更高的要求。

鑒于這種復雜性和高要求，本文從煤炭企業物資管理的需求入手，提出了以J2EE技術平臺為基礎，基于Spring框架為核心的分布式物資管理系統的解決方案。

2 煤炭企業物資管理的需求分析

煤炭企業的物資管理涉及到兩個主要環節：生產資料企業外采購、生產資料企業內流動。

圖1 煤炭企業物資管理中信息的流動

生產資料企業外采購環節主要由采購部門負責進行。采購部門根據庫存量和生產進度，及時、保量的完成一線生產所需的各種原材料，以保證整個企業的正常生產。基本業務流程如圖2所示。

圖2 生產資料企業外采購流程圖

生產資料企業內流動環節主要由倉庫部門負責。倉庫部門管理整個煤炭企業的物資存儲，包括原材料、維修配件、生產消耗品等。物資存儲直接面向生產一線，解決企業生產中遇到的物資消耗和物資采購間的不同步，以保證煤炭企業生產的連續性，起到物資需求緩沖帶的作用。基本業務流程如圖3所示。

圖3 生產資料企業內流動流程圖

3 架構設計的必要性

在開發高效的分布式物資管理系統的過程中，如何同時滿足眾多參與者跨越空間、不同時效性的需求，實現他們各自的功能需求，是一個非常現實而棘手的問題。架構設計，就是在系統開發之初，就對可能出現的“不一致”進行評估、分析。力爭在項目初期，就對重要的問題、關鍵的技術進行統一的梳理、規劃。隨著功能的日益完善，整個系統在保證架構一致的基礎上逐步構建。

這一過程與現代高樓的建造頗為類似。工程師們在建造之初，就對整個大樓的地基、框架進行了設計、建造。隨后，只需要逐層進行少量的修改，就可以在短時間內完成整個大樓的建造。

4 煤炭企業物資管理系統的架構設計

在煤炭企業物資管理系統中，我們并不采用J2EE平臺中傳統的EJB容器，而是使用Spring框架支持的“輕量級容器”架構。Spring框架所提供的“輕量級容器”架構，并不要求業務對象必須實現特定的接口，只要是合法的Java對象，都可以成為業務對象，即通常我們所說的POJO(Plain Old Java Object)。這樣一來，作為業務對象而言，就可以甩掉沉重的EJB接口，而專注于實現業務功能，從而達到較高的內聚性。系統架構如圖4所示。

圖4 煤炭企業物資管理系統架構設計圖

用戶接口層主要是與用戶進行交互，提供人機交互界面，可以是應用程序也可以是網頁等網絡服務。

業務服務層主要是提供具體的業務功能，這些功能主要由業務對象來實現。同時，該層對外提供各種業務服務接口，供用戶接口層中的各種對象調用。

數據訪問層則封裝了數據訪問的所有實現，并對外提供數據訪問接口。對于數據的使用者而言，數據訪問對象是不存在的。數據訪問對象根據不同的實際情況，既可以直接操作數據庫也可以和對象關系映射層進行交互。

對象關系映射層(即Object-Relation Mapping)則完成了從對象到關系數據中表或字段的轉換。這種轉換經過配置后是自動完成的，并不需要對象本身進行顯示的干預。

5 煤炭企業物資管理系統網絡拓撲結構

根據煤炭企業的具體情況，設計其網絡結構，如圖5所示。

圖5 網絡結構示意圖

采購部門、倉儲工作人員使用“客戶端”通過Internet或企業內部的Intranet經過防火墻訪問業務邏輯服務器，直接調用各種業務對象，完成各種業務操作。

物資供應商則使用“瀏覽器”經由Internet，并穿過防火墻訪問WEB服務器，查詢訂單、追蹤訂單結算等情況。

一線的生產礦井工作人員則通過瀏覽器、客戶端，及時了解物資儲備情況、本礦井隨生產消耗的物資情況，同時可以及時追加物資領取申請。

6 煤炭企業物資管理系統的實施方案

在“輕量級容器”為核心的架構設計中，主要涉及到了兩種框架的使用。一個是由Spring提供的分布式對象框架，主要負責各種業務對象的調度，為客戶端和WEB服務器提供業務功能；另一個是由Hibernate提供的對象關系映射框架，主要負責將普通的Java對象轉換為關系數據庫可以識別的表及表間關系，為數據的持久化提供一種透明的實現機制。

6.1 輕量級容器中的分布式對象框架

Spring是目前應用較為廣泛的J2EE架構，它可以替代EJB架構作為企業級應用的輕量級解決方案。Spring框架的核心機制，是依賴注入和聲明式事務管理，這兩項技術可將最普通的Java對象(Plain Old Java Object)直接放到框架中進行管理，從而將被管理對象的侵入程度降到最低。

Spring框架使用HttpInvoker類，將函數的參數和返回值進行序列化，然后利用HTTP協議進行傳輸，整個過程相對于客戶端而言是透明的。分布式處理過程的參與類圖，如圖6所示。

圖6 分布式處理過程的參與類圖

DistributedClass：是被分布處理的類，其方法可以被遠程調用，簡稱為“分布類”。

IDistributedClass：Java接口類型，是分布類在“本地”的代理，包含了遠程服務方法的完整簽名。

DistributedClassClient：是分布類的使用者，簡稱為“調用者”。

ParameterClass：參數類，在遠程調用時需要被序列化，所以必須實現Java中的Serializable接口。

分布式處理過程中異地調用對象的序列圖，如圖7所示。

6.2 輕量級容器中的對象關系映射

Hibernate框架是近幾年逐漸崛起的O/R映射工具。在配置好Hibernate框架后，從對象到關系數據庫的映射即可自動完成。除了最基本的增、刪、改、查外，Hibernate中也可以很好的管理事務，而無需在程序設計上花費大量的精力。Hibernate框架中，對象關系映射的參與類圖，如圖8所示。

PersistentClass代表了需要存儲在數據庫中的類，簡稱“存儲類”。BusinessService代表了需要將存儲類的數據寫入數據庫的業務服務類。PersistentClassList代表了一組“存儲里類”，是一個列表或組的概念。DAO 定義了數據訪問對象必須實現的方法簽名，這些方法均與數據庫存儲有關。DAOImpl 則具體實現了DAO接口中定義的數據訪問方法，封裝了訪問關系數據庫的實際過程。

7 總結

煤炭企業的物資管理具有獨特的信息流程，所涉及到的部門、人員眾多，因此對煤炭企業的物資管理系統具有更多分布式的要求。我們利用J2EE平臺下Spring框架優良的分布式處理機制和Hibernate框架，很好的解決了這一問題，并給出了專門針對煤炭企業物資管理系統的架構實施方案。

圖7 分布式處理過程中異地調用對象的序列圖

圖8 Hibernate框架中對象關系映射的參與類圖

架構設計為整個系統的實現提供了一個一致性的基礎。在架構設計的基礎上，便可以著手針對具體的用戶需求實現具體的功能。這些后續的過程，都是在項目架構設計基礎上進行的。

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