基于XML和J2EE的物流数据交换技术的研究

研究生课程论文(2010-2011学年第1学期)基于XML和J2EE的物流数据交换技术的研究研究生：阿夏提交日期：2011年2月24日研究生签名：学号201020140237学院经济与贸易学院课程编号课程名称职能物流的数据交换方学位类别全日制硕士任课教师蔡文学教师评语：成绩评定：分任课教师签名：年月日说明1、课程论文要有题目、作者姓名、摘要、关键词、正文及参考文献。摘要500字以下，博士生课程论文要求有英文摘要；关键词3～5个；参考文献不少于10篇，并应有一定的外文文献。2、论文要求自己动手撰写，如发现论文是从网上下载的，或者是抄袭剽窃别人文章的，按作弊处理，本门课程考核成绩计0分。3、课程论文用A4纸双面打印。字体全部用宋体简体，题目要求用小二号字加粗，标题行要求用小四号字加粗，正文内容要求用小四号字；经学院同意，课程论文可以用英文撰写，字体全部用TimesNewRoman，题目要求用18号字加粗；标题行要求用14号字加粗，正文内容要求用12号字；行距为2倍行距（方便教师批注）；页边距左为3cm、右为2cm、上为2.5cm、下为2.5cm；其它格式请参照学位论文要求。4、学位类别按博士、硕士、工程硕士、MBA、MPA等填写。5、论文题目、篇幅、内容等由任课教师提出具体要求。基于XML和J2EE的物流数据交换技术的研究摘要：在企业信息化建设的过程中，纵观企北现有的管理软件和业务处理软件。由于历史的原因（如分阶段建设、分业务或部门建设、采用不同的平台和解决方案等)造成企业内的不同系统无法有效地进行交互和数据接享，这就为企业整体售息化建设和售息交换及信息系统集成造成严重的问题。因此，如何在企业现有系统的前提下、尽量地降低成本并有效地实现多异构系统问的数据交换和信息融合，是许多IT集成研究人员必须克服的问题。物流企业的应用系统都有自己的数据库，这些数据的模式语义往往并不一致，因此在它们之间进行数据交换需要对交换的数据进行一定的处理。数据交换的发展趋势是采用容易扩展的XML作为交换信息的标准。针对中小物流企业数据交换面临的主要问题，提出了一个基于J2EE和采用XML为消息格式的数据交换模型。该模型是以J2EE数据交换服务器为中心的星型结构，客户之间通过服务器进行数据交换。论文给出了数据交换系统服务器端和客户端的模块，并对模块功能进行了说明。关键词：物流；数据交换；JMS；XML；J2EE1.系统总体的分析1.1.系统目标不同物流企业的信息系统采用的技术标准往往不同，并且软硬件平台也不同，系统之间无法实现直接数据交换。为此需要一套切实可行的方案，使物流企业实现数据交换与信息共享。如果按照点对点的方式进行数据匹配和交换，那么系统的复杂度会随着用户数目的增加而迅猛增加，这不但成本高昂，并且不利于系统的维护。而在以数据交换服务中心为中心的星形结构模型中，所有用户在往数据交换中心发送数据之前，把要传递的数据转化成为标准的规范的XML文档，接收数据时把标准XML文档转化为本地数据。模型具有较好的可扩展性，以适应不断变化的需求。数据交换系统不能破坏各应用系统，要能保证使用该交换系统的各业务系统相互独立性。并且能保证各应用系统有效交换数据并且能保证各应用系统间的低耦合性。不同应用系统所使用的数据源往往有不同的数据模式，在它们之间进行数据交换就要解决数据匹配问题，主要是解决模式冲突(结构冲突)和数据冲突。1.2XML和JMS的应用本文所提出的数据交换系统所采用的核心技术是XML技术和J2EE规范中的JMS技术。XML是数据交换的事实标准，XML的可扩展性特别适合在物流企业信息系统中使用。XML的可扩展性使得能够方便地将不同数据结构的数据组合起来，将不同来源的数据保存到一个文件中。目前的主流企业级应用程序服务器如BEAWeblogic提供了完善的XML处理及安全支持。JMS提供了多种传递消息的方式，特别是对可靠异步传递的支持。需要人员交互的任务往往需长时间才能回复，参与这类交互的软件模块应该是松耦合的，这就需要使用异步消息机制来解决。数据发送者将数据发送到数据交换中心后，可径自进行其他工作。数据交换中心存储该数据并至少保留到数据接收者成功接收该数据。数据接收者收到数据后，可以立刻响应，也可以以后再响应。因此基于JMS的消息模型十分灵活，在数据接收者不在线的时候也能正常工作。1.3订单流程订单信息是物流信息中最基本的信息，考虑信息在不同物流信息系统间的传递。订单传递的流程简述如下：发送数据：由不同业务应用系统生成的不同格式报文和非XML格式数据，通过一个转化组件生成符合本地XMLSchema的XML文档，并通过一个XML转换平台进行格式转换，进而生成可以进入数据交换平台的标准XML文档，该XML文档必须符合标准XMLSchema，最终对XML文档进行安全处理后通过JMS发送到数据交换中心；接收数据：通过JMS接收数据交换平台发送的XML文档，该文档通过安全、完整性等验证后，根据不同业务系统对XML格式的不同要求进行转化，从而实现异步的数据交换。2模型结构本系统目标是所设计的数据传输、交换平台是一个基于标准、组件化、架构良好、具有很好扩展性的软件体系，该体系应能适应需求的不断变化，并且保证在此交换平台上运行的应用系统能正常工作和保持其自治性。J2EE中的JMS消息机制能够非常容易地实现各系统或者模块之间的松散耦合，并且能够通过消息服务提供商实现可靠和健壮的消息传递。利用XML为中间数据模型，可以方便地实现多种数据源的数据转换。2.1总体框架系统的总体框架为星型结构，如图3所示。处于中心位置的是数据交换中心J2EE服务器，它实现数据共享和数据交换。每个数据交换客户与数据中心服务器所交换的数据基于XML格式，数据交换中心通过JMS为每个数据交换客户提供数据传递服务。有了数据交换中心，数据交换客户间交换数据就不需要直接连接访问，而是通过数据交换中心进行传递。该结构耦合性低，并且可扩展性好。通过扩展多个数据交换中心可以构建出多级的数据交换中心，以支持更大范围的数据交换。2.2数据交换系统客户端总体设计客户端实现的功能主要是进行非XML格式数据与XML数据的转化，与JMS服务器进行交互，发送和接收XML消息等。数据交换组件的主要模块组成结构。各部分具体说明如下：(1)数据转化模块：这是核心模块，主要功能是从不同载体中获取不同格式数据并转成XML以及把XML数据转成不同格式数据并置于相应的载体。关系数据库(RationalDatabase,RDB)依然是数据储存的主要方式，因此有必要设计和实现XML-RDB模块来实现XML数据与关系数据库数据的双向映射。XML数据与关系模型数据可以直接相互转化，也可以以数据对象为中介进行相互转化。对于其它类型数据源的数据可以通过访问应用程序或者相应的API把数据信息储存到数据对象，再转化为XML文档。（2）XML转换模块：符合本地XMLSchema的XML数据与符合交换XMLSchema的XML数据相互转化。本地数据的模式往往是依据本地业务系统的需求设计的，因此本地数据模式并不一定符合数据交换的标准模式。然而数据的规范化和标准化是数据交换的基础。在企业间传递的数据格式要符合标准格式，因此有必要对本地的数据进行处理，使其符合规范和标准的数据模式。企业间数据交换所使用的数据标准应优先使用国家标准或者国际标准。针对物流企业间的数据交换，国家制定了一些国家标准，具体标准可以参考中国国家标准网。对外传递数据需要进行数据的标准化处理，接收消息的时候也需要进行数据本地化处理。经过本地化处理的数据有利于本地业务系统的处理。（3）消息接收筛选模块：消息接收时依据筛选条件对消息进行有选择的接收。系统根据消息属性设置生成满足JMS语法规范的选择条件。（4）远程消息管理模块：与J2EE服务器上的JMS服务模块进行交互，根据JMS管理系统给予的权限管理JMS队列和主题信息；查询JMS消息日志；查询、管理JMS消息和管理订阅和退订JMS消息。(5)接收/发送消息数据模块：发送数据到数据交换中心和从数据交换中心接收数据，并对发送前数据或接收后数据作简单处理。(6)签名与加解密模块：对发送前XML文档进行签名，并对敏感数据进行加密。接收数据时对加密数据进行解密。由于整个系统是要经过互联网运行的，传递消息的安全性是消息服务必须考虑的。(7)客户端主控模块：该模块是客户端的主控模块，其功能包括以下部分。调度管理：根据系统信息，调度各功能模块进行数据的发送与接收。安全及权限管理：基于本地系统的用户权限系统进行权限管理，包括对资源、权限、角色和用户的管理。监控和日志管理：对传输流量和网络情况进行监控；对数据的发送和接收记录日志进行管理。其他还有如本地业务系统衔接管理等功能。3数据交换系统服务器端总体设计数据交换中心所提供的主要服务是JMS服务：各业务系统之间数据的异步与同步，持久与非持久数据交换。数据交换中心要实现数据持久化功能。当数据交换双方要求持久可靠数据交换时，服务器会把要交换的数据持久化到数据库或者文件，以此来保证数据不会因为服务器发生故障而丢失。数据交换系统服务器端主要模块组成结构各部分具体说明如下：（1）JMS服务：提供消息传递服务。包括消息的持久可靠传输与非持久不可靠传输、消息的异步或同步传输、消息主题与队列服务等。在提供消息持久可靠服务时需要对消息进行持久化处理：把消息持久化到持久性介质，和从持久性介质中导出消息。对消息进行持久化可以提高消息的可靠性。因为消息持久化后，在服务器或者应用程序出现故障时可以恢复消息。持久化可以是基于数据库也可以是基于文件的持久性存储。（2）JMS管理模块：主要是服务器端对JMS服务的管理。服务启停管理：一般在一台机器上往往允许运行多个JMS服务，它们之间通过不同的服务名级端口来区分，可以通过启动、停止服务来对JMS服务进行管理。主题和队列管理：对消息队列和主题的查询、新建、销毁和修改进行管理。并在用户权限设置的前提下，对JMS客户提供相应服务如查看自己订阅的消息情况、订阅与退订消息等。消息分类管理：依据消息的消息头字段、消息属性或者消息体进行消息的分类、排序，方便各数据交换端查询，以此提高数据交换的效率。（3）标准模式管理模块：对标准模式主要是指标准XMLSchema进行管理与维护，包括对标准XMLSchema的查询、分类、增加、删除和修改等。发送到JMS服务器上的XML消息都必须符合交换标准XMLSchema。由于各个行业的行业标准并不完全相同，并且标准也在不断的完善，因此有必要对标准进行管理和维护。(4)安全管理模块：利用系统安全平台实现角色、用户、权限管理和身份认证等安全服务，实现安全的数据交换。(5)其它服务模块。消息日志管理：监控JMS服务，记载每一条消息记录，作为消息日志，以备查询。如果数据交换中心要与其它数据交换中心进行数据交换，则数据交换中心也就成了数据交换客户，需要添加客户端数据交换组件。4结束语本文提出的数据交换模型基于J2EE规范，传递数据基于XML格式。它具有以下特点：1)跨平台性：J2EE规范基于Java语言，具有Java语言的平台无关性。XML文档是纯文本文件，也具有平台无关性。2)可靠性：JMS服务器提供了可靠的异步消息机制，消息会被持久化到数据库或者文件，以此保证应用系统间数据交换的可靠性。3)松耦合性：参与数据交换的应用系统不必进行大的变更，只需增加数据交换组件。并且因为使用了异步消息机制，可以保持原应用系统的自治性。4)可扩展性和复用性：采用标准的规范、通用的组件和中间件技术，可以较好地提高可扩展性和复用性。5)易使用性：数据发送者只需把要传递的数据转化为标准的XML格式，而不必知道数据使用者的数据格式。接收者也只需知道标准XML格式与自己数据格式的转化即可。这样可以便捷地往数据交换系统中添加新用户。