基于XML和消息中間件的信息交換模型研究

摘 要：針對程序開發(fā)者各應(yīng)用程序間沒有統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸標準，很難實現(xiàn)程序間的交互這一問題，提出了基于 XML 和消息中間件的統(tǒng)一的信息交換模型，實現(xiàn)了各區(qū)域間信息的共享與交互。

關(guān)鍵詞：信息交換模型；消息中間件；XML

引言

信息交換是指不同計算機應(yīng)用程序之間互相交流有用信息，便于跨平臺、跨數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換，主要應(yīng)用于電子商務(wù)、遠程服務(wù)、數(shù)據(jù)集成等領(lǐng)域。信息交換的前提條件是進行信息互換的應(yīng)用程序間有著統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸標準，但是，目前不同的應(yīng)用程序由于采用的開發(fā)技術(shù)或者開發(fā)平臺不同，導(dǎo)致各個應(yīng)用程序均使用自身的專有信息通信格式，很難實現(xiàn)各應(yīng)用程序之間的信息交互。

針對以上問題提出了一種基于XML和消息中間件的信息交互模型，有效提取出各信號機提供的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)控制區(qū)域的動態(tài)劃分和合并，以及各區(qū)域間數(shù)據(jù)的共享與交互。

1 XML與消息中間件

1.1 XML技術(shù)

1998年，互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合組織（W3C，World Wide Web Consortium）發(fā)布XML（eXtensible Markup Language，可擴展標記語言），該語言將SGML（標準通用標記語言）的功能和HTML的易用性結(jié)合在了 Web應(yīng)用中，擴展性和可驗證性較好，而且易于使用和易于移植。因此，XML在一些中間件、電子商務(wù)等領(lǐng)域大受歡迎[1]。

XML單獨處理文檔的三個要素（數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)和顯示格式）。顯示方式主要通過在StyleSheet（樣式表文件）中保存，改變文檔顯示方式只需要通過修改StyleSheet即可，許多復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系都可以通過XML 的自我描述性表現(xiàn)[2]，方便基于XML的應(yīng)用程序準確查找XML文件中的數(shù)據(jù)，XML可以作為數(shù)據(jù)交互標準實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的通信[3]。

1.2 消息中間件技術(shù)

中間件位于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的一類軟件，封裝了一類應(yīng)用程序的共性并且提供相應(yīng)的API進行二次開發(fā)，最終完成一個應(yīng)用程序。中間件主要分為底層中間件和高層中間件。前者主要為了解決某一類問題或者支持單個應(yīng)用程序；后者側(cè)重于整合應(yīng)用程序，和若干個應(yīng)用程序都有交互，一般運行時都是基于底層中間件的。

消息中間件實現(xiàn)的信息交互的主要特點是消息傳遞機制是高效可靠而且平臺無關(guān)的。基于消息排隊以及傳遞模型，消息中間件可以支持多通信協(xié)議，實現(xiàn)了分布式系統(tǒng)的集成。MOM的基本組成包括消息和MOM提供者、客戶端，前者主要指的是管理工具和相關(guān)API。由于MOM中提供的路由體系結(jié)構(gòu)不同，所以MOM可以應(yīng)用于集中式消息服務(wù)器上也可以由各客戶端實現(xiàn)路由功能。ActiveMQ就是其中的一種。

2 信息交換模型設(shè)計

信息交換是指不同信息實體之間信息交互的過程而信息交換模型狹義是指服務(wù)于不同信息實體間信息交互的模型，廣義是指連接多個應(yīng)用程序的接口模型。信息交換模型主要運用于開發(fā)基于異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序，完成跨平臺的信息訪問。信息實體間的信息共享或者信息交換過程一般都分為三個步驟：生成信息、傳輸信息和處理信息。不同信息實體有不同的需求和規(guī)范，所以各信息實體涉及的技術(shù)和處理流程均有差別。

2.1 模型研究

基于 XML /消息中間件的信息交換系統(tǒng)主要包括三部分：XML處理器、消息中間件以及信息交換終端[4]。XML處理器和各異構(gòu)信息源連接，主要負責信息的采集、轉(zhuǎn)換或者信息的解析；消息中間件負責完成網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息的傳輸；信息交換終端主要負責信息的加密和解密、信息的處理、信息的路由管理等。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 模型設(shè)計

2.2.1 信息交換邏輯。整個信息交換模型包括三部分：源終端信息交換系統(tǒng)，中間信息交換網(wǎng)絡(luò)和目的終端信息交換系統(tǒng)，如圖2所示。

源終端信息交換系統(tǒng)是信息交換過程中的發(fā)起方，比如交通信號控制系統(tǒng)中的后臺軟件管理員想配置某路口信號機的執(zhí)行方案，此時負責發(fā)送信息的后臺管理軟件是源終端信息交換系統(tǒng)，被配置的路口信號機系統(tǒng)是目的終端信息交換系統(tǒng)。中間信息交換網(wǎng)絡(luò)負責把信息通過適當?shù)耐ㄐ沛溌忿D(zhuǎn)發(fā)到目的終端信息交換系統(tǒng)。發(fā)送端應(yīng)用程序發(fā)送信息時，首先源業(yè)務(wù)應(yīng)用程序負責對原始信息進行處理和格式轉(zhuǎn)換，然后將信息提交至源終端信息交換系統(tǒng)進行信息的封裝，最后通過源終端信息交換系統(tǒng)把信息提交給中間信息交換網(wǎng)絡(luò)。接收端應(yīng)用程序接收信息時，中間信息交換網(wǎng)絡(luò)負責將信息轉(zhuǎn)發(fā)至目的終端信息交換系統(tǒng)，目的終端信息交換系統(tǒng)首先對信息進行驗證，然后將正確而完整的信息發(fā)送至目的應(yīng)用程序，目的應(yīng)用程序根據(jù)需求對信息進行解析并且進行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。

2.2.2 信息交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境配置。信息交換網(wǎng)絡(luò)的集成主要是基于消息中間件的信息服務(wù)功能完成的。文章選用Apache 的Active MQ，Active MQ提供的標準、可靠、跨語言的信息傳輸系統(tǒng)，主要是提供了一個信息交換平臺，負責管控和完成一個集成系統(tǒng)的各子應(yīng)用程序間的通信過程[6]。Active MQ主要實現(xiàn)了信息的路由、轉(zhuǎn)發(fā)以及基于主題的發(fā)布/訂閱等功能。信息交換網(wǎng)絡(luò)組成一個信息服務(wù)域，在該信息服務(wù)域中要求安裝和配置Active MQ。

2.2.3 消息路由機制。信息交換的消息路由機制是基于主題實現(xiàn)的，以交通信號控制系統(tǒng)為例，消息路由機制如圖4所示，交通信號控制系統(tǒng)和各路口的信號機控制平臺的信息交換是通過消息中間件Active MQ實現(xiàn)的。Active MQ 屬于發(fā)布/訂閱型的消息中間件，交通信號控制系統(tǒng)作為發(fā)布端時的主題為“Teleseme Signal Messages”，信號機控制平臺作為發(fā)布端時的主題為“Signal Teleseme Messages”。交通信號控制系統(tǒng)主動向信號機控制平臺發(fā)送消息時，將消息發(fā)送至“Teleseme Signal Messages”隊列中，作為訂閱者的信號機控制平臺便從該隊列讀取消息，信號機控制平臺主動向交通信號控制系統(tǒng)發(fā)送消息時，將消息發(fā)送至“Signal Teleseme Messages”隊列中，作為訂閱者的交通信號控制系統(tǒng)從該隊列讀取消息。

3 結(jié)束語

文章設(shè)計的基于XML和消息中間件的信息交換模型，實現(xiàn)了各信號機提供的數(shù)據(jù)的有效提取，以及系統(tǒng)控制區(qū)域的動態(tài)劃分和合并，但由于不同應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)量差異大，且有很多實時數(shù)據(jù)，如何進一步完善更加通用、可移植的信息交換系統(tǒng)，使其能夠應(yīng)用在更多的領(lǐng)域有待更深入研究。

參考文獻

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[3]王曉玲，栗金峰，董逸生.基于演化計算的XML數(shù)據(jù)的關(guān)系存儲[J].計算機研究與發(fā)展，2003，7，40（7）：1110-1116.

[4]牛德雄，武友新，江恭和.基于統(tǒng)一信息交換模型的信息交換研究[J].計算機工程與應(yīng)用，2005（21）.

[5]鄒盟軍，黃煒.基于消息機制和XML的數(shù)據(jù)交換中心的設(shè)計[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2004（4）.

[6]史小平，趙瑋.消息隊列中間件技術(shù)研究與功能分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2009（2）.

作者簡介：郭小丹（1980-），女，碩士，實驗師，主要研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)及單片機。