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(1.江南大學(xué)信息工程學(xué)院， 江蘇 無錫 214122；2.中國船舶科學(xué)研究中心，江蘇 無錫 214082)

船舶性能預(yù)報(bào)系統(tǒng)是一個大型數(shù)字化示范工程項(xiàng)目中的一個子系統(tǒng)，也是船舶前期設(shè)計(jì)方面的一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。它不僅能夠?qū)Υ靶阅苓M(jìn)行預(yù)報(bào)和設(shè)計(jì)，而且還能利用系統(tǒng)中的一個數(shù)據(jù)庫接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與中央數(shù)據(jù)庫的訪問。

1 系統(tǒng)使用技術(shù)

1.1 Ajax技術(shù)

Ajax特別適用應(yīng)用于交互較多、頻繁讀數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分類良好的Web[1]，有如下優(yōu)勢：

1) 減輕客戶端的內(nèi)存消耗。Ajax的根本理念是“按需取數(shù)據(jù)”，所以最大可能地減少冗余請求，避免客戶端內(nèi)存加載大量冗余數(shù)據(jù)。

2) 無刷新更新頁面。通過異步發(fā)送請求，避免頻繁刷新頁面，從而減少用戶的等待時間，提供給用戶一種連續(xù)的體驗(yàn)。

3) Ajax技術(shù)可以將傳統(tǒng)的服務(wù)器工作轉(zhuǎn)嫁到客戶端，從而減輕服務(wù)器和帶寬的負(fù)擔(dān)。

4) Ajax基于標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，幾乎所有瀏覽器都支持這種技術(shù)，無須下載插件或虛擬機(jī)程序[2-4]。

1.2 Ajax的核心技術(shù)

XMLHttpRequest是整個Ajax技術(shù)的靈魂，可以說，沒有XMLHttpRequest就沒有Ajax。Ajax技術(shù)的核心是異步發(fā)送請求，而XMLHttpRequest則是異步發(fā)送請求的對象，如果拋開異步發(fā)送請求，Ajax的其他技術(shù)將失去原來的意義。通過此類可以做到無需提交表單就可以實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的連接；無需刷新整個頁面，就可以動態(tài)更新頁面中一部分內(nèi)容。XMLHttpRequest通常使用XML作為數(shù)據(jù)交換的載體，但也可使用其他的載體。簡單來說，就是通過XMLHttpRequest發(fā)送信息給服務(wù)器，異步接收服務(wù)器處理并返回信息，然后通過JavaScript動態(tài)更新頁面的部分內(nèi)容。

在傳統(tǒng)的Web應(yīng)用程序中，由用戶觸發(fā)一個Http請求到服務(wù)器，服務(wù)器對其進(jìn)行處理后再返回一個新的Html網(wǎng)頁到客戶端，每當(dāng)服務(wù)器處理客戶端提交的請求時，客戶都只能空閑等待，并且哪怕只是一次很小的交互，只需從服務(wù)器端得到很簡單的一個數(shù)據(jù)，都要返回一個完整的Html頁，而用戶每次都要浪費(fèi)時間和帶寬去重新讀取整個頁面。而使用Ajax后，所有的操作都會很快響應(yīng)沒有頁面重載的等待，而且用戶在接收到服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)前，可以繼續(xù)進(jìn)行其它操作，如輸入數(shù)據(jù)、滾動屏幕和使用應(yīng)用程序等。原理見圖1。

圖1 Ajax工作原理圖

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)需求分析

根據(jù)系統(tǒng)的需求，將系統(tǒng)劃分為四大模塊。

1) 用戶登錄模塊：用戶進(jìn)入系統(tǒng)的接口。

2) 性能計(jì)算模塊中的三類子模塊分別完成船舶的快速性計(jì)算、耐波性和操縱性計(jì)算。

3) 數(shù)據(jù)庫交互模塊中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊將本地?cái)?shù)據(jù)庫中保存的計(jì)算結(jié)果、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、背景資料數(shù)據(jù)存入中央數(shù)據(jù)庫中。而導(dǎo)出數(shù)據(jù)模塊則是對中央數(shù)據(jù)庫中保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和查看，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出以作為快速性、耐波性和操縱性模塊的輸入?yún)?shù)。

4) 系統(tǒng)管理模塊中的用戶子模塊用來管理本系統(tǒng)的用戶基本信息。意見子模塊是用戶對系統(tǒng)提出意見和問題、并可進(jìn)行討論的板塊。而QA子模塊是將用戶所提的問題及解決方案進(jìn)行整理的板塊。日志管理模塊將記錄用戶登錄的時間、所進(jìn)行的操作及退出系統(tǒng)的時間。具體的功能結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中頁面的搭建使用Struts框架中的Tiles模板和Tiles組件技術(shù)[5-8]。頁面設(shè)計(jì)主要采用菜單欄、導(dǎo)航條、狀態(tài)欄相結(jié)合的方式，頁面的風(fēng)格由級聯(lián)樣式單來統(tǒng)一，這樣所有的Web頁面都能保持一致的外觀，使整個系統(tǒng)顯得整潔、有序、結(jié)構(gòu)清晰。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多模塊功能。筆者充分利用Struts對模塊支持的功能使各個模塊都由自己的配置文件管理。為實(shí)現(xiàn)在不同模塊間進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的功能，主要采用在中定義的方法，在path屬性前加上模塊名，同時將contextRelative屬性置為true。為每個配置文件定義了相應(yīng)的Tiles模板和Tiles組件，對頁面定義和組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行集中管理。

2.3 加入Ajax后的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

Ajax技術(shù)最大的特點(diǎn)就是它的異步交互。系統(tǒng)開發(fā)中遇到了一個很明顯的問題，在進(jìn)行性能計(jì)算時由于計(jì)算量比較大(采用把船舶性能計(jì)算的公式封裝在用VC做成的DLL文件，再通過調(diào)用該DLL文件進(jìn)行計(jì)算的方式)消耗的時間比較長，致使等待結(jié)果頁面出現(xiàn)的時間比較長，這顯然難以讓客戶滿意。Ajax的出現(xiàn)使這個問題得到了很好的解決。通過異步方式調(diào)用DLL進(jìn)行計(jì)算使主線程和異步線程交互進(jìn)行，此時用戶不需等待計(jì)算結(jié)果，當(dāng)計(jì)算完成時通知主線程動態(tài)更新結(jié)果頁面。

在開發(fā)過程中，根據(jù)完成功能的難易程度采用了不同的Ajax開發(fā)方法，如Prototype框架、Dojo框架、DWR框架還有AjaxTags標(biāo)簽等，不同的框架可以同時使用。本系統(tǒng)用Ajax主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：

1) 完善用戶登錄和部分文本框輸入自動完成功能。該功能主要通過使用。 AjaxTags，將常用的Ajax應(yīng)用封裝成簡單的標(biāo)簽。

2) 性能計(jì)算模塊。該功能的實(shí)現(xiàn)是本項(xiàng)目開發(fā)中結(jié)合Ajax功能最好也是最直接的體現(xiàn)，是通過Prototype框架實(shí)現(xiàn)的。在性能計(jì)算中，它不再是由傳統(tǒng)的使用action進(jìn)行調(diào)用計(jì)算完成的，而是由Ajax創(chuàng)建一個異步線程，由該線程調(diào)用處理計(jì)算的servlet類，在該類中調(diào)用DLL文件進(jìn)行計(jì)算并將結(jié)果保存在Session中同時返回一個計(jì)算完成的標(biāo)志位；在回調(diào)函數(shù)中根據(jù)響應(yīng)返回的標(biāo)志位自動更新顯示結(jié)果，實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用。Prototype框架不僅僅是Ajax框架，也是一個功能強(qiáng)大的JavaScript函數(shù)庫，借助于這套JavaScript庫，開發(fā)者可以少寫很多JavaScript代碼，簡化了Ajax應(yīng)用開發(fā)。

3) 查詢功能。根據(jù)不同的查詢條件，在同一個頁面顯示查詢結(jié)果，不需要每次查詢都重新加載整個頁面，只需動態(tài)更新查詢結(jié)果部分即可。

而對于查詢當(dāng)查詢條件改變后，不需要頻繁刷新整個頁面，而是只改變現(xiàn)有頁面的結(jié)果部分，用戶操作起來顯得更加連貫。

3 結(jié)束語

系統(tǒng)已開發(fā)成功并投入使用，運(yùn)行良好。通過合理使用Ajax技術(shù)克服了傳統(tǒng)開發(fā)上的缺點(diǎn)和不足，使開發(fā)的產(chǎn)品在動態(tài)交互方面得到了很大的改善，使服務(wù)器的運(yùn)行效率得到了很大提升，使用戶得到了全新的瀏覽體驗(yàn)，為用J2EE框架開發(fā)的成品開拓了更加廣闊的前景。但是筆者也注意到Ajax技術(shù)有特定的使用范圍，還存在一些安全問題，如JavaScript本身的安全性、數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)陌踩?、客戶端調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)的安全性等。

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[2] 徐 峰.Ajax高級程序設(shè)計(jì)[M].北京:人民郵電出版社,2006.

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[8] 戎 偉，張 雙.精通Struts-java流行服務(wù)器、框架、工具以及整合應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社2006.