基于RESTful Web Services的智能報表系統設計

楊絲雨，孫連山

(陜西科技大學 電氣與信息工程學院，陜西 西安 710021)

基于RESTful Web Services的智能報表系統設計

楊絲雨，孫連山

(陜西科技大學 電氣與信息工程學院，陜西 西安 710021)

為提高企業總部與分支機構之間報表數據交換效率，降低報表系統客戶端與服務器之間的耦合度，結合REST架構簡單性、松散耦合、高度可伸縮性以及良好的性能等特點，提出了以RESTful Web Services作為在線智能報表系統Web服務的方案。分析了系統的整體業務功能，詳細介紹了系統在服務端和客戶端的設計，實現了該系統，驗證了RESTful Web Services對提高系統整體性能的作用。

RESTful；智能報表；URI；HTTP方法；智能報表系統

0 引言

在企業信息化建設中，報表占據著非常重要的地位，越來越多的智能報表系統應運而生。大型企業通常采用樹狀的組織架構，總部下轄多個分部，而各個分部又可能進一步管轄多個單位，每個單位甚至又可以進一步細分為部門和班組。智能報表系統就用于滿足企業總部與分支機構之間的基于靈活可定制報表的數據交換和匯總。主要功能包括：企業各單位設計創建報表模板、分發報表模板至下屬單位或協作單位、對所獲得的上報數據進行匯總并持久化封存，形成企業管理的信息資源庫。各單位需填寫來自上級或協作單位的報表模板并上報企業運行數據。顯而易見，在企業不同層次的機構之間存在著復雜的數據交換，協調著企業運營。提高數據交換效率，并加快其查詢速度是智能報表系統亟需解決的問題。

多數研究者傾向于報表系統的靈活性以及方便用戶使用等特性的研究，例如，蘇子林和王林[1]研究并實現了中國式報表的通用格式，設計出多層結構的智能報表系統，使得系統能夠面向開發人員、系統管理員和一般用戶(業務處理人員和高層決策人員)。胡佐和肖文[2]介紹了將模板技術應用于智能報表系統，提高了系統的易用性及可維護性。本文旨在使用RESTful API技術，提高智能報表系統的數據交換效率及系統整體性能，同時保持其靈活性、易用性等特點。

1 REST架構

REST(Representational State Transfer，表述性狀態移交)是由Roy Fielding博士2000年在其博士于論文中首次提出，作為分布式系統設計的一種架構風格，它使得HTTP協議最初的設計思想得到了最大發揮，讓人們真正理解HTTP的本來面貌。在REST的名稱“表述性狀態轉移”中，省略了主語，表述性指資源的表述性，所謂“資源”，就是網絡上的一個實體，或者說是網絡上的一個具體信息，可以是一段文本、一張圖片、一首歌曲、一種服務，總之就是一個具體的實在。用一個特定的URI(統一資源定位符)指向每種資源，要獲取該資源，只需訪問它的URI。因此URI就成了每個資源的地址或獨一無二的識別符[3]。對資源的獲取、創建、修改和刪除4種基本操作對應于HTTP協議提供的GET、POST、PUT和DELETE方法[4]。當一個客戶端對一個資源發起GET請求時，服務器會以一種有效的方式提供一個采集了資源信息的文檔作為回應。這就是表述——一種以機器可讀的方式對資源當前狀態的說明[5]。

總體而言，在REST的概念中，整個Web被看作是一組資源的集合，資源由URI標識，對資源進行的操作由客戶端指定的URI和HTTP協議動詞的組合來實施，同時將資源和資源的表示分開，為構建可擴展、簡單性、可移植和松耦合的Web程序提供了一個架構上的準則，REST這種基于資源的設計改變了傳統的基于服務的設計思想，可以降低開發的復雜性，提高系統的可伸縮性，提高資源的訪問效率[6]。

2 系統業務分析

RESTful Web服務是面向資源的服務,因此構建基于RESTful Web服務的智能報表系統,重點是分析智能報表系統的業務,將業務所涉及的事物抽象成資源，根據業務為每個資源設計URI和資源表示。資源確定后，才可以設計和實現整個系統。本文所設計的智能報表系統基本業務功能主要包括六大部分。

2.1 報表模板及模板類別管理

模板定義了用戶上報數據的規范，企業內部數據流轉是基于模板的，因此報表模板在智能報表系統中占據重要地位。模板具有類別，例如財務報表、生產報表，生產報表又可以細分為生產情況完成表、生產成本表等。即模板的類別形成一個層次結構，而模板則是最下層類別中的元素。企業中的各個部門可基于系統創建的報表類別樹新增自定義的模板。每個單位自主創建一系列模板。每個單位可以查找并使用其自己創建的模板或系統提供的模板，創建周期性下發任務或單個下發任務。

2.2 數據采集任務管理

數據采集任務管理即報表的下發任務管理，是用戶管理其數據采集工作過程的核心概念。數據采集任務可以大致分為兩類：一類是隨機發布的單個采集任務，一類是周期性下發的一系列采集任務。

2.3 上報任務及上報數據管理

企業內的某個部門既可能作為數據采集方，主動下發報表模板，采集數據，又可能作為數據提供方，填報數據。一般地，一個數據采集的報表模板會下發給多個不同的部門，即每個部門實際上接受了一個需要完成的數據上報任務，需要在系統中填報數據并將這些數據保存在數據庫中。即下發任務和上報任務之間是一對多的關系。

2.4 報表匯總數據管理

針對同一報表模板進行填報所得的上報數據均可被匯總在一起，展現企業運營過程中的價值和規律。因此匯總表與報表模板以及匯總范圍密切相關。報表模板和匯總范圍就確定了一個匯總表。對符合同一模板的不同數據上報表的匯總，就是將各單位數據上報表中相同位置的單元格數據進行累加并保存在匯總表中的相應位置。

允許用戶對匯總表的相應位置進行透視查詢，獲取匯總明細數據，即觀察該匯總數據的數據來源以及具體的數據內容。

2.5 企業分支機構管理

企業一般包含總部與多個分支機構。各個分支機構內部也包含多個部門，分支機構之間也存在著層次關系，系統需要對企業的各個分支機構進行管理。

2.6 用戶信息管理

按照用戶權限，可以將用戶分為一般用戶、系統管理員及超級管理員。除了超級管理員外，其他系統用戶必須隸屬于唯一的一個部門，允許管理員新增人員、修改其基本信息、根據其姓名或編號查詢人員。允許所有用戶修改其基本信息及登錄密碼，但一般用戶不能修改其部門等信息。

3 系統設計

REST風格的Web Services即按照REST原則創建“輕量級”的Web服務，它是一種面向資源的架構[7]，所有智能報表系統的數據和功能都被設計成資源對外呈現，用戶通過資源的URI和統一的HTTP方法(GET、POST、PUT、DELETE等)訪問資源、執行操作。本文提出了一種基于REST架構風格的Web服務的系統體系結構(見圖1)，主要由Web服務客戶端和Web服務器兩大部分構成。

圖1 REST風格Web服務體系結構

客戶端部分包括Web瀏覽器、桌面應用以及移動設備等。本文所設計的智能報表系統采用B/S架構即瀏覽器和服務器的網絡結構模式[8]。這種結構具有分布性特點，可以隨時隨地進行查詢、瀏覽等業務處理，并且方便業務的拓展，因此采用Web瀏覽器作為Web服務的客戶端。通過報表資源的URI(通常就是URL)和標準的HTTP方法向服務器發出請求。如果請求成功，服務器將返回HTTP響應狀態碼200 OK，對于GET和PUT請求將返回相應格式的資源表述(如XML、JSON等)；否則，服務器返回其它相應的HTTP響應狀態碼和錯誤信息。對于本文所采用的Web瀏覽器，可以直接在地址欄輸入地理信息資源的URL，根據所需通過HTTP GET方法獲取資源相對應的表述。如下為通過GET請求報表模板資源的請求和響應代碼，資源的表述形式為JSON格式，資源的具體表現可在HTTP請求頭中進行設置：

GET /base/template/10001 HTTP/1.1

Host:localhost:8080

服務器返回的響應：

HTTP/1.1 200 OK

Content-Type:application/json

…

{

“Template”:[

{

“TemplateID”: “10001”,

“TemplateName”: “for test”,

““”TemplateData”: “0x2deab8f…..”,

“TemplateType”: “type”,

“TemplateDesc”: “for test”,

“CreatorId”: “00001”,

“CreatorName”: “sonya”,

“CreateTime”: “2016-10-20T15:58:22.674Z”

}

]

}

服務器端主要由Web服務器、服務應用程序和數據庫組成。當Web服務器接收到REST服務請求后，由服務應用程序來解析并處理請求，然后對數據庫執行相應的CRUD操作，并返回相應請求的資源表示。依據上文對智能報表系統業務進行分析，所有模板、周期性下發任務、上報任務及報表數據、匯總報表數據、系統用戶信息，以及企業各個分支機構信息等均應被設計為資源，有相應的URI和允許的HTTP操作(即RESTful API)，本文以模板資源為例，分析資源的抽象過程，其它主要資源的URI和HTTP方法如表1所示。為便于系統擴展，本文在設計時為每類資源均提供了HTTP的4個標準方法。

表1 部分資源及其對應的URI和HTTP方法

報表系統的業務功能復雜多樣，但都圍繞報表模板展開，因此模板可被抽象成資源，其中模板的創建對應資源的創建，查詢對應資源的讀取，對模板的修改對應資源的修改，廢棄對應資源的刪除。查詢還可細分為3類:查詢所有模板、按模板ID查詢、按關鍵詞查詢。進一步分析發現,模板的創建、查詢和按關鍵詞查詢均是針對整個模板資源而言，因此模板資源還需要劃分為所有模板資源和單個模板資源,其URI設計如下：①所有模板資源URI:/template；②單個模板資源URI:/template/{templateid}。

4 結語

利用Restful Web Services實現企業信息管理系統，可以避免傳統基于SOAP協議的Web Services復雜的協議集解析，更易于實現，更符合Web的本源，具有簡單性、可尋址性及緩存性等特性，服務器的開銷和維護成本更低，同時方便更多的服務無縫地在桌面和手持式平臺進行大規模部署。本文針對REST架構的Web Services的特點，研究了其在智能報表系統中的應用與實現。所設計的方案能夠提高智能報表系統數據交換的效率，也提高了系統的整體性能，同時降低了開發成本，具有良好的可擴展性和廣闊的應用前景。此后，還需要更深入地研究REST這種全新并且優秀的Web設計風格，以更好地為企業信息系統服務。企業信息管理系統是個龐大復雜的系統，有著不同的機構、不同類別的內容等，因此，如何規劃數據集、如何將數據集轉化為資源、如何命名資源、如何設計表示、如何將資源與資源間的聯系表達出來即創建資源的連通性整合資源等諸多問題都需要作進一步研究。

[1] 李大鵬.基于Rest風格web服務的研究[J].電子商務，2010(4):63-65.

[2] 阮一峰.理解RESTful架構[EB/OL].[2011-9-12].http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/09/restful.html.

[3] RICHARDSON L，RUBY S.RESTful web services[M].Reilly Media，2007.

[4] 王非，蔡勇，賀志軍.RESTful Web Services在信息系統中的應用[J].計算機系統應用，2013,2(22)：221-225.

[5] [美]RICHARDSON,L AMUNDSEN M.RESTful Web APIs中文版[M].趙震一，李哲,譯.北京：電子工業出版社，2014.

[6] 單劍鋒，馬德錦.常用Web服務技術研究[J].計算機技術與發展，2013,6(23)：253-257.

[7] L RICHARDSON.RESTful web services中文版[M].徐涵，譯.北京：電子工業出版社，2008.

[8] 王進.B/S模式下的三層架構模式[J].軟件導刊,2011,10(3):30-31.

(責任編輯：孫 娟)

楊絲雨(1993-)，女，陜西潼關人，陜西科技大學電氣與信息工程學院碩士研究生，研究方向為軟件技術；孫連山(1977-)，男，黑龍江佳木斯人，博士，陜西科技大學電氣與信息工程學院副教授，研究方向為可信軟件技術、軟件安全工程。

10.11907/rjdk.162841

TP319

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