基于CXF的信息匯集通用系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

葛從兵　李榮輝　陳劍

摘要：為將大壩監(jiān)測信息從分散在各地的監(jiān)測數(shù)據(jù)庫匯集至中心數(shù)據(jù)庫，采用CXF框架，設(shè)計并實現(xiàn)了信息匯集通用系統(tǒng)。通過簡單配置，即可將監(jiān)測信息匯集至中心數(shù)據(jù)庫，方便水庫主管部門對監(jiān)測信息進(jìn)行處理、分析，以保障大壩安全運行。

關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：CXF；Spring；信息匯集；ETL；XML

DOIDOI：10.11907/rjdk.171720

中圖分類號：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號文章編號：16727800（2017）011010404

0引言

水庫是調(diào)控水資源時空分布、優(yōu)化水資源配置及防洪減災(zāi)的重要工程。水庫在發(fā)揮效益的同時，也存在一定風(fēng)險，一旦失事，后果不堪設(shè)想。為及時發(fā)現(xiàn)大壩安全隱患，越來越多的水庫建立了大壩安全監(jiān)測信息系統(tǒng)。但由于水庫基層管理單位缺乏技術(shù)人員，對監(jiān)測信息進(jìn)行處理、分析能力有限，需將監(jiān)測信息匯集至技術(shù)力量雄厚的水庫主管部門，由專家依據(jù)監(jiān)測信息，對大壩安全狀況進(jìn)行評估，指導(dǎo)基層單位日常安全管理工作。大壩安全監(jiān)測信息系統(tǒng)由不同承建商在不同時期建設(shè)，數(shù)據(jù)存儲差異大，若針對每個監(jiān)測信息系統(tǒng)開發(fā)信息匯集系統(tǒng)，不僅工作量大，而且信息匯集穩(wěn)定性也得不到保證。本文對CXF[1]、Spring[2]、ETL[3]、XML[4]進(jìn)行研究，設(shè)計并實現(xiàn)基于CXF的信息匯集通用系統(tǒng)。

1系統(tǒng)設(shè)計

1.1系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)

信息匯集通用系統(tǒng)將監(jiān)測信息從分散在各地的大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫匯集至水庫主管部門的中心數(shù)據(jù)庫。信息匯集通用系統(tǒng)主要功能有：①從不同類型的大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫中提取監(jiān)測信息；②將原監(jiān)測信息轉(zhuǎn)為與中心數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)一致的監(jiān)測信息；③將監(jiān)測信息加載至中心數(shù)據(jù)庫；④定時自動地將實時監(jiān)測信息匯集至中心數(shù)據(jù)庫；⑤人工將某時段歷史監(jiān)測信息匯集至中心數(shù)據(jù)庫。

信息匯集通用系統(tǒng)由一個服務(wù)端和多個客戶端組成。服務(wù)端位于水庫主管部門，負(fù)責(zé)接收監(jiān)測信息，并將其加載至中心數(shù)據(jù)庫。客戶端分布在各水庫，從大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫提取信息，轉(zhuǎn)換、發(fā)送至服務(wù)端。信息匯集通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1信息匯集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸

因特網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)可采用Socket、HTTPService、WebService等方式。Socket基于TCP/IP傳輸層協(xié)議，通過流進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，不支持面向?qū)ο螅m用于傳輸大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)。Socket數(shù)據(jù)傳輸格式不固定，通信協(xié)議需自定義，要自己解析發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。HTTPService基于HTTP協(xié)議，通過GET或POST方法傳輸數(shù)據(jù)。HTTPService傳輸效率較高，但不能跨域訪問。WebService基于SOAP協(xié)議，數(shù)據(jù)格式固定，支持面向?qū)ο螅商幚韽?fù)雜的數(shù)據(jù)類型。由于WebService經(jīng)過兩次序列化，導(dǎo)致傳輸速度慢，適用于傳輸性能要求不高的小數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)。由于大壩安全監(jiān)測信息結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采集頻率低（1次/日），故信息匯集采用WebService。

WebService服務(wù)端實現(xiàn)服務(wù)接口，發(fā)布XML格式的WSDL服務(wù)描述文件供客戶端調(diào)用。客戶端調(diào)用服務(wù)接口時，將生成SOAP請求，并將SOAP請求嵌入到HTTP POST，發(fā)送至服務(wù)端的Web服務(wù)器。Web服務(wù)器將SOAP請求轉(zhuǎn)發(fā)給WebService處理器。WebService處理器解析SOAP請求，調(diào)用WebService，生成相應(yīng)的SOAP應(yīng)答。Web服務(wù)器收到SOAP應(yīng)答后，采用HTTP應(yīng)答方式將其返回至客戶端。WebService架構(gòu)見圖2。

圖2WebService架構(gòu)

1.3CXF和Spring

.Net和J2EE都可開發(fā)WebService，其中J2EE有多種實現(xiàn)方式，如CXF、Xfire、Axis2、Axis1、JAXWS等，本系統(tǒng)采用CXF+Spring構(gòu)建WebService。

Apache CXF是一個開源Services框架，它繼承了Celtix和XFire，利用Frontend編程API開發(fā)Services。這些Services支持SOAP、XML/HTTP、RESTful HTTP、CORBA等協(xié)議，可在HTTP、JMS、JBI等傳輸協(xié)議上運行。CXF可根據(jù)實際需要，采用代碼優(yōu)先（Code First）或WSDL優(yōu)先（WSDL First）實現(xiàn)WebService發(fā)布和使用。CXF簡化了WebService創(chuàng)建，可與Spring 無縫集成。

Spring是一個分層的JavaSE/EE fullstack輕量級開源框架，由核心容器、Spring上下文、Spring AOP、Spring DAO、Spring ORM、Spring Web、Spring MVC等7個模塊組成，核心容器定義了創(chuàng)建、配置和管理bean的方式，其它模塊建立在核心容器之上。每個模塊既可以單獨運行，又可以與其它模塊聯(lián)合運行。Spring提供了依賴注入（DI）與控制反轉(zhuǎn)（IoC）以及面向切面編程（AOP）。

1.4ETL

ETL（ExtractTransformLoad）是數(shù)據(jù)從源端經(jīng)過提取、轉(zhuǎn)換、加載到達(dá)目的端的過程。本系統(tǒng)的信息匯集是一個ETL過程：信息提取、信息轉(zhuǎn)換、信息加載。

從水庫現(xiàn)場大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的相關(guān)表中提取所需信息。信息提取需要知道大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及表結(jié)構(gòu)。信息轉(zhuǎn)換是將提取的信息轉(zhuǎn)換為符合中心數(shù)據(jù)庫要求的信息，包括信息拆分、信息重組、數(shù)據(jù)類型及長度變換等。信息轉(zhuǎn)換需要知道大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫與中心數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。信息加載是指將轉(zhuǎn)換后的信息插入至中心數(shù)據(jù)庫相關(guān)表。

信息提取和信息轉(zhuǎn)換在客戶端完成。客戶端用Select語句從大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫提取信息，生成與中心數(shù)據(jù)庫相關(guān)表一致的JSON字符串。信息轉(zhuǎn)換可在Select語句里或/和生成JSON字符串時完成。信息加載由服務(wù)端完成。WebService接收J(rèn)SON字符串，用Insert語句將監(jiān)測信息加載至中心數(shù)據(jù)庫。在加載信息前，為避免數(shù)據(jù)重復(fù)，違反主鍵約束，先用Delete語句刪除這一時段的監(jiān)測信息。endprint

2系統(tǒng)實現(xiàn)

信息匯集通用系統(tǒng)由服務(wù)端和客戶端組成。服務(wù)端數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用MySQL，開發(fā)語言為Java，集成開發(fā)環(huán)境為Eclipse；客戶端能連接常用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，開發(fā)語言為C#，集成開發(fā)環(huán)境為Microsoft Visual Studio。

2.1服務(wù)端

服務(wù)端實現(xiàn)WebService，采用CXF+Spring+MyBatis框架，由持久層、DAO層、服務(wù)層、Web服務(wù)層組成。持久層由實體類組成，每個實體類對應(yīng)于中心數(shù)據(jù)庫中一個監(jiān)測數(shù)據(jù)表，其屬性與字段對應(yīng)，并實現(xiàn)屬性get/set方法。DAO層由DAO類和MyBatis映射配置文件組成，DAO類定義數(shù)據(jù)插入和刪除方法，映射配置文件包含插入語句映射和刪除語句映射。服務(wù)層由服務(wù)接口和實現(xiàn)類組成，服務(wù)接口定義插入和刪除方法。類實現(xiàn)這些方法，主要是調(diào)用DAO類的插入和刪除方法。Web服務(wù)層由Web服務(wù)接口和實現(xiàn)類組成，Web服務(wù)接口Upload定義DeleteMeasureData和UploadMeasureData方法。根據(jù)參數(shù)，先調(diào)用相應(yīng)服務(wù)接口的刪除方法，刪除相應(yīng)表中同一時段監(jiān)測信息，然后將客戶端發(fā)送的JSON數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實體對象，調(diào)用相應(yīng)服務(wù)接口插入方法，將實體對象中監(jiān)測信息插入至數(shù)據(jù)庫相應(yīng)表。

采用CXF實現(xiàn)WebService，需在Web部署文件中增加CXF servlet：

Apache CXF Endpoint

cxf

cxf

org.apache.cxf.transport.servlet.CXFServlet

1

cxf

/webservice/*

同時，還需配置WebService的端點（endpoint）：

xmlns：xsi="http：//www.w3.org/2001/XMLSchemainstance"

xmlns：jaxws="http：//cxf.apache.org/jaxws"

xsi：schemaLocation=" http：//www.springframework.org/schema/beans

http：//www.springframework.org/schema/beans/springbeans.xsd

http：//cxf.apache.org/jaxws

http：//cxf.apache.org/schemas/jaxws.xsd">

address="/Upload"/>

通過瀏覽器可瀏覽Web服務(wù)，見圖3。

圖3Web服務(wù)及其方法

2.2客戶端

客戶端采用C/S模式，從水庫現(xiàn)場大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫提取信息，發(fā)送至水庫主管部門的中心數(shù)據(jù)庫。

為了連接不同類型數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，通過配置文件控制信息匯集過程：

InformationCollection元素表示一個信息匯集過程，包含匯集過程所有SQL語句。SourceConnection元素為大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的連接字符串。Delete中Table為要刪除數(shù)據(jù)的表名。Insert中Table為要插入數(shù)據(jù)的表名；FieldNum為從SelectSQL傳遞至JSonString的字段數(shù)；SelectSQL為從數(shù)據(jù)庫中提取信息的SQL語句，其Where子句中，開始時間和結(jié)束時間采用保留字符串“STTM”和“ENTM”；JSonString為采用JSON格式的監(jiān)測信息字符串，其中保留字符串“FIELD0”、“FIELD1”、…為來自SelectSQL第1列、第2列、…的數(shù)據(jù)。endprint

為了保證客戶端通用性，采用OLEDB連接不同類型數(shù)據(jù)庫，SourceConnection元素中典型的連接字符串代碼如下：

（1）Oracle："Provider=MSDAORA；Data Source=；User ID=myUsername；Password=myPassword"

（2）SQL Server："Provider=SQLOLEDB；Data Source=（local）； Initial Catalog=mydb；User ID=myUsername；Password=myPassword"

（3）MySQL："Provider=OleMySql.MySqlSource.1；Data Source=（local）；Initial Catalog=mydb；User ID=myUsername；Password=myPassword"

（4）Access："Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0；Data Source=c：＼＼bin＼＼LocalAccess40.mdb"

例如：中心數(shù)據(jù)庫和大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫中滲流壓力監(jiān)測表結(jié)構(gòu)為圖4，則信息匯集配置如下：

圖4滲流壓力監(jiān)測表結(jié)構(gòu)

Provider=SQLOLEDB；Data Source=（local）； Initial Catalog=dsmis；

User ID=sa；Password=sa

egs_sppr_r

egs_sppr_r

6

<！[CDATA[select left（hycncd，11），'1'+right（hycncd，2），mpcd，msdt，tm，wl from

mi_sppr_m WHERE msdt>='STTM' and msdt<='ENTM' and wl is not null and tm is not null]] >

<！[CDATA[{'rscd'：'FIELD0'，'hycncd'：'FIELD1'，'mpcd'：'FIELD2'，'mstm'：'FIELD3'，

'tm'：'FIELD4'，'spprwl'：'FIELD5'}]] >

3結(jié)語

本文采用CXF+Spring+MyBatis框架開發(fā)信息匯集通用系統(tǒng)服務(wù)端，為客戶端提供WebService，將客戶端發(fā)送的監(jiān)測信息加載至中心數(shù)據(jù)庫。采用C#開發(fā)信息匯集通用系統(tǒng)客戶端，通過XML配置文件，控制監(jiān)測信息的提取、轉(zhuǎn)換、傳送過程。信息匯集通用系統(tǒng)客戶端能夠與不同的大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫連接，使系統(tǒng)具有通用性，降低了信息匯集工作難度，節(jié)省了時間和成本。信息匯集通用系統(tǒng)可定時自動匯集實時監(jiān)測信息，也可人工匯集某時段歷史監(jiān)測信息。基于CXF的信息匯集通用系統(tǒng)已用于廣西壯族自治區(qū)大壩安全監(jiān)測信息匯集工作，效果良好。

參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：

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責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：杜能鋼）endprint