摘　要：電站實時信息的綜合瀏覽對調(diào)整電能的生產(chǎn)具有重要作用。本系統(tǒng)采用Java的RMI分布式對象及數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)來實現(xiàn)廠內(nèi)信息的綜合瀏覽。Java RMI應(yīng)用是CORBA技術(shù)的純Java應(yīng)用之一，整個系統(tǒng)基于B／S結(jié)構(gòu)，客戶端WEB瀏覽器中的Applet向RMI服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)請求，RMI服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫連接池訪問數(shù)據(jù)庫，然后將結(jié)果回應(yīng)給客戶端，客戶端由Applet進行顯示。整個系統(tǒng)是分布式的，各部分耦合性小，服務(wù)器和客戶端開發(fā)和擴充可以相對獨立進行。實踐證明，該系統(tǒng)運行十分穩(wěn)定和可靠。
   
　　關(guān)鍵詞：Java；RMI；數(shù)據(jù)庫連接池

　　引　言

　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，火電站信息系統(tǒng)的實時性與綜合性都有進一步的提高。為了能夠隨時隨地瀏覽廠內(nèi)信息，就需要一套獨立的系統(tǒng)，它從廠內(nèi)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）及管理信息系統(tǒng)（MIS）的數(shù)據(jù)庫中通過數(shù)據(jù)庫連接池獲得所需數(shù)據(jù)，并進行處理后顯示。由于它獨立于廠內(nèi)系統(tǒng)以外，并且通過互聯(lián)網(wǎng)向外發(fā)布，因此，可以不受廠內(nèi)條件的限制，方便地進行本地或遠程網(wǎng)上瀏覽。

　　1　系統(tǒng)設(shè)計思想

　　該系統(tǒng)采用Java語言開發(fā)。Java語言的安全性、穩(wěn)定性及豐富方便的網(wǎng)絡(luò)功能，使其可與網(wǎng)絡(luò)緊密無縫結(jié)合，更重要的是Java語言的二進制字節(jié)代碼運行于（JVM）Java虛擬機上，而不是直接運行于本地操作平臺上，故其與操作平臺無關(guān)，這使Java語言開發(fā)的系統(tǒng)具有良好的跨平臺的可移植性、分布性和擴展性。這樣，無論是在unix，linux操作系統(tǒng)，還是在windows NT，win2K，windows9x操作系統(tǒng)下運行，其字節(jié)代碼都不需要重新編譯．隨著很多大型系統(tǒng)都升級到unix操作平臺上，采用Java的優(yōu)勢很快就可體現(xiàn)出來?？蛻舳瞬捎脼g覽器訪問的方式，Java客戶端的Applet小應(yīng)用程序可以直接內(nèi)嵌于Web瀏覽器中，用戶不需安裝專門客戶端軟件。所有的生產(chǎn)管理信息統(tǒng)一通過Web服務(wù)器向外發(fā)布，用戶只需通過權(quán)限認證即可通過瀏覽器IE或Netscape進行瀏覽。

　　系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用Java語言的RMI分布式對象技術(shù)．Java RMI（Remote method Invoke）采用遠程方法調(diào)用以獲得遠程數(shù)據(jù)。由于所有的數(shù)據(jù)庫訪問及復(fù)雜算法均在Java RMI服務(wù)器上進行，客戶端只需進行顯示，這就減輕了客戶機的工作壓力，從而實現(xiàn)了“瘦客戶”連接．而且因使用分布式對象，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，使整個系統(tǒng)模塊分明，更易維護，這對系統(tǒng)的擴充升級極為有利。若增加功能，只需修改或添加遠程對象即可，而不會影響客戶端。

　　系統(tǒng)客戶端采用Java的Applet。Applet可以內(nèi)嵌在網(wǎng)頁中，而不用專門開發(fā)客戶端軟件。采用Applet的雙緩存技術(shù)可以使畫面動態(tài)刷新，無閃爍，圖形界面的形式和內(nèi)容可以進行復(fù)雜的組態(tài)配置。界面友好，柔性強。

　　整個系統(tǒng)采用B／S的3層模式，并運用分布對象技術(shù)進行設(shè)計，其層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　客戶端訪問Web服務(wù)器時，Web服務(wù)器將訪問轉(zhuǎn)交給信息綜合瀏覽系統(tǒng)的RMI服務(wù)器，RMI服務(wù)器采用數(shù)據(jù)庫連接池通過jdbc－odbc橋從SIS與MIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中取出客戶端所要顯示的原始數(shù)據(jù)，經(jīng)過Java RMI服務(wù)器進行統(tǒng)計、計算，以獲得需要顯示的數(shù)據(jù)，通過遠程方法的返回值，返回客戶端瀏覽中的Java Applet中，再由Applet進行畫面顯示點的定位及顯示。

　　2　RMI遠程方法調(diào)用

　　2．1　RMI分布式對象原理

　　RMI（Remote method Invoke）分布式對象技術(shù)是指對位于遠程機器上的對象方法進行調(diào)用，而不必將這些對象移回調(diào)用方法所在的客戶機上。它是CORBA技術(shù)的一種純Java應(yīng)用。當客戶機代碼想對遠程對象調(diào)用遠程方法時，它就像調(diào)用了普通的Java方法。該方法被封裝在一個稱為存根（stub）的代理對象（surrogate object）中．存根位于客戶機上。存根首先取得遠程方法中使用的參數(shù)，并將其打包為字節(jié)塊，每個參數(shù)的打包使用了獨立于設(shè)備的編碼機制，接著使用對象序列化機制來實現(xiàn)參數(shù)序列化，并向服務(wù)器發(fā)送該信息。在服務(wù)端，有骨架（skeleton）對象，它將收到的信息反序列化，以獲得客戶機傳來的參數(shù)，并將該參數(shù)傳遞給執(zhí)行遠程方法的實際對象，以調(diào)用期望的方法。然后，骨架對象將返回值序列化后發(fā)送給客戶機的存根對象，存根在反序列化從服務(wù)器上返回的值，就得到了遠程方法調(diào)用的返回值［1］。見圖2?！　?/p>

　　該過程很復(fù)雜，但它是完全自動進行的。對上層程序來說，它是透明的，就像調(diào)用本地方法一樣。上層應(yīng)用程序完全感受不到服務(wù)對象是在遠程機上。這也是RMI通訊比Socket通訊方便的地方。Socket通訊客戶機與服務(wù)器傳遞的只是字節(jié)流，其每部分字節(jié)流所代表的含義必須通過雙方自定義的協(xié)議才能互相知道。發(fā)送方與接收方都必須經(jīng)過接受時解碼與發(fā)送時編碼的過程，這對發(fā)送方與接受方來說都不透明，它們都必須自己維護該過程．此外，不透明的另一不足之處是Socket的客戶端與服務(wù)器端都必須維護連接狀態(tài)，任何異常與超時，網(wǎng)絡(luò)都必須自己給出異常處理代碼，而在RMI通訊中，上述一切都由RMI協(xié)議維護，用戶不必操心，只需直接調(diào)用所需方法即可。

　　遠程對象中有遠程方法，即可被客戶端直接調(diào)用方法，也可以有本地方法。本地方法不能被客戶端遠程直接調(diào)用，但它可以被遠程方法調(diào)用，即客戶端可通過遠程方法調(diào)用遠程對象中的本地方法。

　　客戶程序需要對服務(wù)器對象進行控制處理，但實際上卻沒有該對象的拷貝，對象本身位于遠程服務(wù)器上，客戶只需要知道能對該對象執(zhí)行哪些操作，其能力可用接口函數(shù)表示．將服務(wù)器中能執(zhí)行的操作放入一個接口中，然后，由客戶與服務(wù)器共享該接口即可。這樣，客戶機就可以知道服務(wù)器中有哪些遠程方法可以調(diào)用［2］。

　　遠程對象的返回值既可以是數(shù)值也可以是對象，當返回值為對象時，若該對象為遠程對象，則返回值為該遠程對象的存根引用，源對象內(nèi)存空間在遠處機上；若返回值為非遠程對象，則返回為該對象的拷貝?？蛻魴C及遠程機上各有一份與該種類型內(nèi)容相同的對象。

　　2．2　功能實現(xiàn)
   
　　RMI功能實現(xiàn)過程主要有以下幾個步驟。

　　1　建立DBServerInterface接口　該接口擴展自遠程類（Remote）接口，并聲明GetResult（）為遠程方法．該方法拋出遠程異常（RemoteException）．因為遠程方法實現(xiàn)于遠程服務(wù)器上，在與客戶端通訊時有很多網(wǎng)絡(luò)異常需要處理，例如網(wǎng)絡(luò)忙、連接超時等，客戶代碼必須知道這些情況［3，4］．該接口只聲明（GetResult（）方法，而并沒有實現(xiàn)該方法。

　　2　遠程服務(wù)器類DBServer　它擴展自接口DBServerInterface，并重載接口中的遠程方法GetR－esult（）．該服務(wù)器類共有一個遠程方法GetResult（）、兩個本地方法QueryDB（）和HandleData（）．出于安全性及降低復(fù)雜性考慮，客戶機無需連接數(shù)據(jù)庫，也無需獲得數(shù)據(jù)庫訪問權(quán)限．因此，采用遠程對象的本地方法QueryDB（）負責(zé)訪問SqlServer數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作，獲得顯示的原始數(shù)據(jù)．該方法由遠程方法調(diào)用．本地方法Handle Data（）負責(zé)對數(shù)據(jù)庫訪問的數(shù)據(jù)進行計算及將其統(tǒng)計后轉(zhuǎn)換成終要顯示的數(shù)據(jù)，而遠程方法GetResult（）則負責(zé)將以上兩個本地方法獲得的結(jié)果返回給客戶端。

　　3　創(chuàng)建DBServerInterface的骨架和存根　骨架和存根是服務(wù)器級的客戶級的類，它們都由RMI機使用，以獲得序列化參數(shù)和序列化結(jié)果．使用Java的rmic工具產(chǎn)生存根類DBServerInterfaceStub．class與骨架類DBServerInterface_Skel．class．它們負責(zé)客戶機與服務(wù)器之間的通訊。

　　4　使用引導(dǎo)程序（bootstrap registry service）登記遠程服務(wù)對象　其目的是使客戶機可以檢索到這些對象的存根并使用它們的服務(wù)．將遠程服務(wù)器對象的引用傳給引導(dǎo)登記服務(wù)，并給該對象指定一個名字，就登記了該遠程服務(wù)器對象。　　

　　5　啟動服務(wù)程序　客戶端程序在獲得遠程對象的存根后即可直接調(diào)用服務(wù)器程序上的遠程方法。

　　6　客戶端Applet　其在獲得遠程方法返回顯示數(shù)據(jù)后，進行點的定位與顯示。

　　2．3　運行過程

　　1　啟動服務(wù)器程序，服務(wù)器登記服務(wù)對象。DBServer dbserver＝newDBServer（）；
　　Naming．bind（“DBServer”，dbserver）；

　　2　客戶機訪問wed Server上的HTML頁面，該頁面中內(nèi)嵌Java Applet程序．這樣，Applet二進制字節(jié)代碼就被下載到客戶機上，由Web瀏覽器內(nèi)嵌的Java虛擬機（JVM）運行，在Applet程序的初始化代碼中，通過URL格式指定服務(wù)器名和對象名，獲得對象的存根。

　　DBServerInterface db＝（DBServerInterface）；
　　Naming．lookup（“RMI：／／www．server．com／
　　DBServer”）；
　　………………………………
　　Vector vtDBResult＝db．GetResult（szCondition）；

　　接著，客戶端執(zhí)行db．GetResult（）遠程方法．參數(shù)szCondition為查詢條件．該方法在服務(wù)器上運行，它首先調(diào)用服務(wù)器的本地方法QueryDB（）訪問數(shù)據(jù)庫，取得顯示所需的原始數(shù)據(jù)．然后，調(diào)用另一個本地方法HandleData（）來處理原始數(shù)據(jù)，將結(jié)果寫入Vector對象中，并將其作為返回值．該返回值通過GetResult（）的返回值由RMI機制返回到客戶端。由于該返回值為Vector對象，不是遠程對象，因此，返回的不是它的存根，而是拷貝．以上過程盡管復(fù)雜，但在客戶端卻完全感受不到這一切，好像GetResult方法就在本地客戶機上一樣。，客戶端程序?qū)⒔Y(jié)果在客戶機上以適當?shù)姆绞斤@示出來。

　　3　數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)

　　在數(shù)據(jù)庫訪問中，若使用一個數(shù)據(jù)庫連接，則不能滿足多個客戶同時訪問的要求；而使用多個數(shù)據(jù)庫連接時，由于每個客戶機都產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)庫連接，訪問結(jié)束后，又要將數(shù)據(jù)庫連接關(guān)閉。這樣頻繁連接然后斷開數(shù)據(jù)庫，會給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器帶來沉重的負擔，使其性能下降，數(shù)據(jù)庫響應(yīng)速度變慢．這對于電站這種實時性要求很強的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是極其不利的。鑒于以上分析，可考慮同時打開一定數(shù)目的數(shù)據(jù)庫連接，并一直保持打開狀態(tài)直到系統(tǒng)關(guān)閉．這樣，使用時可獲得一個連接句柄，使用結(jié)束就釋放該連接句柄，從而避免數(shù)據(jù)庫的頻繁打開、關(guān)閉，并可以保證多個客戶的并發(fā)連接請求．本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫連接采用的就是這種數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)。其具體實現(xiàn)過程如下：

　　首先，在系統(tǒng)初始化時，打開n個數(shù)據(jù)庫連接（Connection），將這些連接的引用句柄放入一個隊列中，該隊列稱為連接池，并將這些連接的狀態(tài)全置為“閑”（free）。

　　其次，當系統(tǒng)中DBServer中的本地方法QueryDB（）作為一個客戶訪問數(shù)據(jù)庫時，連接池就會檢查連接標志位，看是否有連接空閑．若有連接空閑，將該連接的引用句柄傳給客戶程序使用，并將其狀態(tài)位置為“忙”（busy）；若沒有連接空閑，則新打開一個數(shù)據(jù)庫連接，將其引用句柄加入連接池，傳給客戶端使用，并將其標志位置為“忙”（busy）。此時，連接池的大小變?yōu)閚＋1，直到連接池的連接上限為止．若某個客戶端使用完數(shù)據(jù)庫連接，并不需要將數(shù)據(jù)庫關(guān)閉，此時，只需將其引用句柄放回連接池，并將其標志位設(shè)為“閑”（free）即可。

　　，當系統(tǒng)退出時，遍歷連接池中連接，將其中標志位為“閑”（free）的連接全部關(guān)閉．若池中還有標志位為“忙”的連接，則延遲300ms后再將其關(guān)閉，以確保該次數(shù)據(jù)庫操作的完成。

　　使用數(shù)據(jù)庫連接池，限度地利用了已打開的數(shù)據(jù)庫連接，從而使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能顯著增強。

　　4　結(jié)束語

　　上述方案所設(shè)計的綜合查詢系統(tǒng)已在實際工程中獲得應(yīng)用．運行表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，已完全達到各項要求。該系統(tǒng)在開發(fā)過程中遇到了一些問題，取得了一些經(jīng)驗。系統(tǒng)開發(fā)初期，由于沒有采用數(shù)據(jù)庫連接池，結(jié)果在多個用戶同時瀏覽系統(tǒng)時，系統(tǒng)的響應(yīng)極慢。針對上述問題，采用了數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)，使問題得到圓滿解決。

　　本系統(tǒng)采用Java RMI的B／S3層結(jié)構(gòu)，具有以下明顯的特點：

　　1　若采用兩層結(jié)構(gòu)，使用Java Applet直接訪問數(shù)據(jù)庫，由于Java Applet的安全特性，Applet小應(yīng)用程序只能訪問源主機上的資源，即Applet所存在的那臺服務(wù)器上的資源，這勢必要將數(shù)據(jù)庫服務(wù)器也移植到Web服務(wù)器上，就會對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的性能及安全性造成極大隱患。同時，在客戶機上既要訪問數(shù)據(jù)庫又要處理數(shù)據(jù)，勢必對客戶端的性能提出更高要求，這就需要配置性能較高的客戶機，從而造成資源的不合理配置。

　　2　若采用Java Socket鏈接槽連接，則傳送的全是字節(jié)流，因此，必須考慮適當?shù)臄?shù)據(jù)編碼方法和傳送的適當協(xié)議，客戶與服務(wù)器端都要進行相應(yīng)的編碼與解碼。Java RMI將網(wǎng)絡(luò)通訊細節(jié)封裝起來，對上層應(yīng)用程序是透明的，并擅長傳輸任何類型的對象，而不必局限于生硬的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這樣，使系統(tǒng)更加模塊化，擴充和維護變得十分容易。

　　該系統(tǒng)所采用的Java RMI應(yīng)用是CORBA技術(shù)一種純Java應(yīng)用，屬于分布式對象技術(shù)的應(yīng)用之一，具有極強的分布性與可擴展性。如系統(tǒng)需要增加功能，只需擴充遠程接口的功能或增加遠程對象即可，對客戶端與服務(wù)器端的升級改造也可分別進行。但該系統(tǒng)也有一些局限性，就是它在進行擴充時不支持其他語言的遠程對象，而只支持Java語言開發(fā)的對象。

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