一種基于插件的綜合應(yīng)用界面集成框架

文/劉筱 秦永剛 陸澤健

業(yè)務(wù)應(yīng)用信息系統(tǒng)前端席位軟件是部署在業(yè)務(wù)應(yīng)用信息系統(tǒng)操作員席位有用于支持操作員進行操作控制的前臺界面軟件，用于支持操作員開展地理標(biāo)繪、信息交互、狀態(tài)監(jiān)控等業(yè)務(wù)活動。當(dāng)前在前端席位軟件開發(fā)、集成和維護中暴露出以下問題：

（1）席位軟件界面風(fēng)格不統(tǒng)一問題，由于業(yè)務(wù)應(yīng)用信息系統(tǒng)的復(fù)雜性，同一系統(tǒng)中需集成不同單位開發(fā)的不同應(yīng)用，各單位開發(fā)的前端界面缺乏統(tǒng)一設(shè)計和管理，導(dǎo)致席位軟件界面風(fēng)格不統(tǒng)一，增加了使用的復(fù)雜度。

（2）席位基礎(chǔ)業(yè)務(wù)功能重復(fù)開發(fā)的問題，業(yè)務(wù)應(yīng)用信息系統(tǒng)前端席位不同席位間有大部分基礎(chǔ)業(yè)務(wù)功能是相同的，但由于不同席位在開發(fā)時缺少統(tǒng)一的集成框架，導(dǎo)致相同功能重復(fù)開發(fā)或模塊復(fù)用度不高，增加了系統(tǒng)的開發(fā)成本，同時降低了系統(tǒng)的可靠性。

（3）席位前端軟件升級維護成本較高的問題，由于信息系統(tǒng)較為復(fù)雜，各模塊耦合度高，導(dǎo)致在系統(tǒng)升級維護過程中，增加或修改部分功能有可能導(dǎo)致需要對整個前端軟件的多個模塊進行修改，導(dǎo)致升級維護軟件成本較高。

針對以上問題，本文提出了一種基于插件的綜合應(yīng)用界面集成框架軟件，能夠動態(tài)集成按照插件開發(fā)規(guī)范開發(fā)的插件，支持以插件為單元動態(tài)組裝系統(tǒng)。同時綜合應(yīng)用界面集成框架軟件集成了界面管理、時間管理、態(tài)勢標(biāo)繪、空間位置計算、網(wǎng)絡(luò)通信等基礎(chǔ)服務(wù)插件，為開發(fā)人員提供相關(guān)基礎(chǔ)服務(wù)應(yīng)用功能；開發(fā)人員可以在框架軟件的基礎(chǔ)上，調(diào)用基礎(chǔ)服務(wù)插件開放的二次開發(fā)接口，按照插件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合業(yè)務(wù)需求開發(fā)業(yè)務(wù)插件，構(gòu)建業(yè)務(wù)應(yīng)用信息系統(tǒng)前端席位軟件。

1 系統(tǒng)框架設(shè)計

綜合應(yīng)用界面集成框架軟件包括：插件集成模塊、界面管理模塊、時間管理模塊、地圖標(biāo)繪模塊、空間位置計算模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊。其中，上述六個子模塊又可以劃分為若干小的功能模塊。

圖1：插件集成原理圖

（1）插件集成模塊是綜合應(yīng)用界面集成框架軟件的核心模塊，主要用于動態(tài)集成業(yè)務(wù)插件對象，并支持業(yè)務(wù)插件對象與界面窗體之間及業(yè)務(wù)插件對象與業(yè)務(wù)插件對象之間的信息交互；

（2）界面管理模塊主要提供對話框管理和浮動窗體管理功能；

（3）時間管理模塊采用C/S對時機制，主要負(fù)責(zé)提供各席位與時間同步服務(wù)器的天文時間的對時及時間獲取、設(shè)置與轉(zhuǎn)換功能；

（4）地圖標(biāo)繪模塊主要提供二三維地圖顯示及標(biāo)繪功能；

（5）空間位置計算模塊主要負(fù)責(zé)提供空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換及運算功能；

（6）網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用消息公布與訂購機制，主要負(fù)責(zé)提供插件和插件之間、席位和席位之間的消息通信。

2 實現(xiàn)原理

綜合界面集成框架的核心是插件集成，插件集成的原理如圖1所示。

（1）插件綜合集成框架讀取配置文件獲取需要加載的插件信息，形成插件信息列表，然后到指定目標(biāo)下，按照插件信息列表獲取所有需要加載的插件動態(tài)庫文件；

（2）插件綜合集成框架通過動態(tài)庫文件句柄加載插件動態(tài)庫；

（3）插件綜合集成框架通過插件動態(tài)庫提供的函數(shù)動態(tài)創(chuàng)建插件對象；

（4）插件綜合集成框架通過契約（插件集成標(biāo)準(zhǔn)）獲取插件對象，并通過插件對象實現(xiàn)系統(tǒng)功能。

在插件集成過程中主要需解決動態(tài)加載、契約訂立、菜單調(diào)用、接口擴展四個方面的問題。對于這四個部分見關(guān)鍵技術(shù)部分內(nèi)容。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 契約訂立

無論是用COM的方式，還是普通DLL，抑或.NΕT方式來實現(xiàn)插件框架，首先要面臨的問題就是如何訂立契約。契約是應(yīng)用程序和插件之間進行交互的依據(jù)和憑證。應(yīng)用程序必須聲明我有什么樣的功能可被插件使用，并且插件必須符合什么條件才能被我使用。反之，插件必須要知道應(yīng)用程序提供什么樣的功能，我才能將自己的功能融入到應(yīng)用程序的體系中。

在插件綜合集成框架中我們采用虛類的方式來實現(xiàn)契約的建立，即動態(tài)庫插件創(chuàng)建一個插件類的對象，插件類基于IPlugComUIBase來實現(xiàn)，將插件對象的指針返給插件綜合集成框架；因為插件類繼承于IPlugComUIBase，因此在插件綜合集成框架中他被轉(zhuǎn)換為IPlugComUIBase指針類型，插件綜合集成框架通過IPlugComUIBase指針的就可以訪問插件的具體實現(xiàn)。

3.2 動態(tài)加載

不管你采用什么方式實現(xiàn)插件式的應(yīng)用程序框架，核心還是動態(tài)加載，換句話說，沒有動態(tài)加載技術(shù)也就無所謂插件式的應(yīng)用程序框架了。使用Com實現(xiàn)的話，你可以利用Com的API通過ProgID來動態(tài)創(chuàng)建COM對象，而在插件綜合集成框架中我們?yōu)榻档统绦虻膹?fù)雜程度，提高程序的可移植性（COM主要應(yīng)用Windows平臺）我們使用Windows 的API函數(shù)（在其他平臺我們可以采取相應(yīng)API函數(shù)來代替）來動態(tài)加載DLL。

（1）插件綜合集成框架調(diào)用FindFirstFile和FindNextFile函數(shù)在制定目錄下循環(huán)搜索DLL文件；

（2）插件綜合集成框架調(diào)用LoadLibrary動態(tài)加載DLL

（3）插件綜合集成框架使用GetProcAddress函數(shù)來獲取函數(shù)Plug_CreateUIObject的地址；

（4）插件綜合集成框架通過地址調(diào)用Plug_CreateUIObject函數(shù)創(chuàng)建插件對象；

（5）插件綜合集成框架通過IPlugUICom訪問插件對象，完成插件對象注冊。

3.3 菜單調(diào)用

插件在加載完成后，通過InitBtnInfo函數(shù)向框架注冊菜單命令，框架建立菜單事件列表，并在窗口界面上根據(jù)列表生成系統(tǒng)菜單，當(dāng)用戶點擊框架上的菜單時，框架通過列表確認(rèn)注冊該菜單的插件對象，調(diào)用插件對象的ProCommand消息，將菜單消息反饋給插件。

3.4 接口擴展

插件可以通過定義接口類，并將接口類放入公共接口集，將自身的功能提供給其他插件。具體步驟如下：

（1）首先插件定義一個基于插件接口基類的接口聲明類，該類為純虛類，包含該插件對外提供的函數(shù)接口聲明以及該接口定義的接口標(biāo)識；

（2）插件在自身內(nèi)部基于該聲明，定義繼承于聲明類的接口實現(xiàn)類，實現(xiàn)接口定義的功能；

（3）插件創(chuàng)建實現(xiàn)類對象，并在插件的RegisteAllInterface接口注冊處理中注冊該接口；

（4）其他插件首先通過插件名稱獲取使用接口所在的插件對象，然后通過該對象的GetInterface函數(shù)傳入接口標(biāo)識，獲取接口對象。然后在調(diào)用接口對象進行相應(yīng)業(yè)務(wù)處理。

4 系統(tǒng)應(yīng)用情況

目前該集成框架已應(yīng)用于某業(yè)務(wù)應(yīng)用信息處理系統(tǒng)前端界面集成，通過采用該集成框架對前端業(yè)務(wù)進行集成。在集成過程中，集成框架具有以下優(yōu)點：

（1）解決了席位軟件界面風(fēng)格統(tǒng)一問題，界面布局、顯示要素的樣式、配色等由框架進行統(tǒng)一管理，可根據(jù)需求進行界面快速定制和開發(fā)，同時實現(xiàn)了軟件界面與應(yīng)用分離。

（2）解決了基礎(chǔ)業(yè)務(wù)功能重復(fù)開發(fā)的問題，軟件中類似于地理標(biāo)繪、網(wǎng)絡(luò)通信、界面管理等通用基礎(chǔ)功能，由專門團隊構(gòu)建統(tǒng)一的基礎(chǔ)服務(wù)插件進行實現(xiàn)，避免了基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的重復(fù)開發(fā)。

（3）降低了系統(tǒng)的運維成本，整個框架基于模塊化、組件化的設(shè)計理念，通過綜合應(yīng)用界面集成框架集成的席位軟件的功能變更，只需增刪相應(yīng)插件，而不影響席位軟件體系結(jié)構(gòu)，便于軟件功能變更，使系統(tǒng)易于維護。

5 結(jié)束語

本文提出了一種基于插件的綜合應(yīng)用界面集成框架，解決了業(yè)務(wù)應(yīng)用信息系統(tǒng)在顯示前端界面集成中界面風(fēng)格不統(tǒng)一、升級維護困難、基礎(chǔ)服務(wù)插件不統(tǒng)一等問題。后續(xù)將針對業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，對基礎(chǔ)服務(wù)插件進行研究，通過基礎(chǔ)服務(wù)插件進一步擴展綜合應(yīng)用界面集成框架功能。