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基于TUXEDO的数据综合服务平台实现(1)

2014-07-10 01:30 摘 要 本文首先介绍了中间件的基本概念，重点介绍了交易中间件BEA Tuxedo。结合笔者所参与的应用项目实例，对传统C/S模式下实现的系统与三层架构C/S模式下实现的系统进行了性能比较。简单介绍了利用Tuxedo的开发过程，实现了基于Tuxedo的一个数据综合服务平台，并对该平台的性能进行了评估，突出了中间件Tuxedo在系统开发中的重要作用。 关键词 中间件；Tuxedo；数据库 近年来随着网络的盛行，应用程序的规模不断扩大，程序的维护成本越来越高。同时，计算机的应用范围更为广阔，许多应用程序需在网络环境的异构平台上运行。为了降低应用软件的维护成本，解决分布异构问题，人们提出了中间件(middleware)的概念。1 中间件与BEA Tuxedo1.1中间件的基本概念 所谓的中间件就是一种独立的系统软件或服务程序，它位于客户机(或服务器)操作系统之上，管理计算资源和网络通信 。它支持标准的协议和标准的接口，支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互 。中间件提供的程序接口定义了一个相对稳定的高层应用环境，不管底层的计算机硬件和系统软件怎样更新换代，只要将中间件升级更新，并保持中间件对外的接口定义不变，应用软件几乎不需任何修改，从而减轻了维护的负担。 中间件所包括的范围十分广泛，针对不同的应用需求涌现出多种各具特色的中间件产品。因此，在不同的角度或不同的层次上，对中间件的分类有所不同。基于目的和实现机制的不同可将中间件产品分为交易管理型、消息型、CORBA型和容器型四种。交易管理中间件是开发三层结构应用系统的基础支撑平台，它提供一个基础的框架来建立、运行和管理一个三层C/S模式的应用，在分布式联机事务处理系统中，对业务处理流程、系统资源、应用程序进行有效的管理，从而保证数据一致性，提高系统效率和可靠性，使应用系统便于扩展，并缩短开发周期 。目前比较成熟的交易中间件产品主要有IBM 公司的CICS和BEA公司的TUXEDO，本文所介绍的系统正是基于BEA TUXEDO来实现的。1.2 BEA Tuxedo简介 TUXEDO是在1984年由贝尔实验室开发成功的，1992年易主Novell公司，1996年由BEA公司收购，经过十多年的不断更新和完善，TUXEDO已经发展成为交易中间件领域事实上的标准 。几乎所有硬件和数据库厂商均将TUXEDO 作为进行基准测试时首选的中间件平台，以提高其产品的资源利用率和交易处理性能。 BEA Tuxedo是基于C写成的，它不仅可以支持Unix平台，也支持Windows-NT/2000、Open-VMS等操作系统。作为交易中间件领域的主流产品，BEA Tuxedo主要应用在各种并发处理大量业务系统中。目前，BEA Tuxedo广泛应用于银行、金融、电信、交通、零售、制造、医疗、政府等领域，这些用户的共同特点是具有复杂、高端的信息管理系统，应用环境多种多样且系统用户在地域上分布很广，其应用通常建立在主机或大规模客户机／服务器系统之上，且业务处理量极大。本文所介绍的系统就是基于上述的应用特点，利用BEA TUXEDO实现的数据综合服务平台。2 用Tuxedo访问数据库系统的实现 BEA Tuxedo支持ORACLE、SYBASE、INGRES和DB2等UNIX上的大型数据库和NT上的SQL Server，并且还支持C-ISAN文件系统。即可以通过XA协议，也可不用XA协议与数据库进行连接 。本文所介绍系统用到的是Oracle数据库，该系统针对多种信息网关接入，完成海量数据信息的存储与管理，以及多种信息实时处理，通过Tuxedo创建服务向用户提供对这些数据的各种操作，是一个数据综合服务平台。2.1 系统的基本架构 考虑对数据库访问时的功能、性能和安全性等方面的要求，同时考虑使应用软件在不同的硬件平台上，利用不同的网络协议能够平滑地运行，我们在前端客户机和后端数据库服务器之间加入中间层，即中间件BEA Tuxedo，来实现更好的负载平衡、连接管理和调度（如图1所示）。该系统中，客户不是直接与数据库服务器建立连接，而是通过中间件BEA Tuxedo建立连接，各种数据库操作也是通过Tuxedo管理进程完成的。图1 系统基本架构2.2 与两层架构的比较 在传统的数据库访问系统中，数据库访问客户端直接与数据库服务器相连，这种模式在用户访问量较小的应用中游刃有余，一旦用户访问量增大，这种模式下构建的系统将顾此失彼，不仅基本的功能发挥不出来，往往由于数据库服务器端的负担过重将导致整个系统的瘫痪。所以在大用户量访问的数据库应用系统中，我们需要考虑减轻数据库服务器的负担。如本文所实现的系统，我们在数据库访问客户端与数据库服务器之间加入中间件BEA Tuxedo（如图1所示），使得数据库服务器不必进行通讯和交易管理，而专注于管理数据。在这种情况下，数据库成了一个纯RM(Resource Manager)，极大地改善了整个系统的性能。 在整个系统中，BEA Tuxedo主要发挥如下功能： ●在客户端和数据库服务器之间进行通讯和传输 ●提供良好的系统管理及交易、配置的分布式管理 ●容错处理，提高系统可靠性 BEA Tuxedo可以从多个客户端收到数据流，而且可以向多个服务发出请求，并不是在C/S间建立一对一的关系。这种特点保证了大量用户可以同一时间访问数据库服务器，提高了系统的效率。将BEA Tuxedo应用到系统中来还有一个好处就是屏蔽了客户端的OS差异和异构数据库的底层细节问题。当客户发出对某个数据库的SQL请求时，先通过Tuxedo搜索当前可用的匹配数据库连接，并将SQL请求转发给对应的数据库服务器，数据库服务器执行SQL语句后，把结果传给Tuxedo，再由Tuxedo传回给用户。 这种模式下实现的系统，简化了客户端和数据库服务端的应用开发。对客户端而言，不需要关心与数据库通信的细节问题，只需调用Tuxedo提供的相关接口函数将要进行的数据库操作发给Tuxedo，然后接收返回的执行结果进行相关解析；对数据库服务器而言，也不需要知道究竟是谁通过什么方式要来操作数据库，只需专注于执行由Tuxedo转发的SQL语句。这种三层模式下实现的系统，在用户量较小的时候，具有与传统两层模式系统同等的性能，用户量越大，其优越性越明显。2.3 系统的实现2.3.1 Tuxedo的通信方式 Tuxedo提供七种通信方式，分别是同步/异步调用、嵌套调用、转发调用、会话通信、广播和通告、订阅与发布以及队列通信。本文所介绍的系统采用同步/异步调用通信方式，如图2所示。客户程序使用tpcall()调用把一个请求送到服务程序X，然后就失去了控制权。X服务处理完请求后，通过tpreturn()调用将控制权返回给客户程序。客户程序得到控制权后，接着执行tpcall()以后的流程。