林清瀅　馮健文　陸錫聰

摘 要： 文件的存儲、管理以及隨時讀取是眾多現(xiàn)代企業(yè)的基本要求。分析了 Google App Engine開發(fā)技術(shù)；提出了基于Google云計算平臺的文件共享系統(tǒng)的設(shè)計方案；通過對Google App Engine開發(fā)環(huán)境的部署，實現(xiàn)了文件共享系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞： Google App Engine； 云計算； 文件存儲； 文件共享

中圖分類號：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）07-23-03

Abstract： Storage， management， and readout have become the basic requirements of modern enterprises. The Google App Engine development technology is analyzed. The design scheme of the file sharing system is presented based on Google cloud platform. Through the deployment of Google App Engine development environment， file sharing system is realized.

Key words： Google App Engine； cloud computing； file storing； file sharing

0 引言

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，人們越來越多地使用計算機進(jìn)行日常辦公，越來越多的文件從紙張變成了存儲在計算機中的數(shù)據(jù)。隨著時間的推移，不但數(shù)量與規(guī)模不斷增長，同時也有越來越多的業(yè)務(wù)需要使用這些文件。存儲、管理以及隨時讀取這些文件是現(xiàn)代很多企業(yè)的基本要求[1]。云計算作為一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)，能把巨大的計算資源和存儲資源連接在一起，為用戶提供強大的信息、服務(wù)。

Google公司是目前最大的云計算服務(wù)提供商，從云計算服務(wù)的分類來看，其推出的Google App Engine（GAE）屬于云計算體系中的 PaaS（Platform as a Service，平臺即服務(wù)）層，主要是向用戶提供一個有限免費的“運行時環(huán)境”云計算平臺，允許用戶將應(yīng)用系統(tǒng)“寄存”在Google的服務(wù)器上，并充分利用Google基礎(chǔ)架構(gòu)提供的云計算能力[2]。通過使用GAE，開發(fā)人員可以在Google的服務(wù)器上運行和維護(hù)應(yīng)用程序，而應(yīng)用程序可根據(jù)訪問量和數(shù)據(jù)存儲需要的增長輕松地進(jìn)行擴展。GAE包括分布式處理技術(shù)MapReduce、分布式文件系統(tǒng)GFS（Google File System）和分布式數(shù)據(jù)庫BigTable，這三大部分構(gòu)成了在Google云平臺上實現(xiàn)云計算服務(wù)的基礎(chǔ)[3-4]。

1 系統(tǒng)的設(shè)計

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

用戶通過客戶端訪問文件共享系統(tǒng)，系統(tǒng)將文件存儲在Google云計算平臺的GFS文件系統(tǒng)中，文件及用戶信息存儲在云計算平臺數(shù)據(jù)庫BigTable中，如圖1所示。

系統(tǒng)采用B/S三層結(jié)構(gòu)（表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)持久層）的設(shè)計模式。系統(tǒng)設(shè)計時，客戶端采用JSP，CSS設(shè)計頁面，同時內(nèi)嵌JavaScript；在業(yè)務(wù)邏輯方面采用比較成熟的J2EE框架進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)了可擴展性，有較好的封裝性等面向?qū)ο笤O(shè)計特征；在數(shù)據(jù)方面，GAE平臺采用分布式對象數(shù)據(jù)庫，因此傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫無法直接使用，必須把關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的表映射成云平臺下的持久化對象，并產(chǎn)生XML數(shù)據(jù)文件，然后采用JDO或JPA技術(shù)將數(shù)據(jù)存儲到分布式數(shù)據(jù)庫Bigtable中，在系統(tǒng)中我們采用JPA技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化。

1.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

該系統(tǒng)按功能分為以下幾個部分。

⑴ 用戶管理模塊：對個人的信息管理，以及對下級用戶的權(quán)限管理。作為上級用戶具有添加/刪除下級用戶的權(quán)限、封閉/解除用戶的系統(tǒng)使用權(quán)。刪除用戶時，會刪除該用戶的文件上傳的記錄及存儲的文件。

⑵ 文件管理模塊：包括對文件進(jìn)行上傳、搜索、下載、刪除、文件信息管理等一系列操作。文件上傳：將文件存入GFS文件系統(tǒng)的操作，并添加文件上傳的記錄。文件搜索：搜索文件時可按照文件名以及文件上傳時設(shè)置的關(guān)鍵字、主題搜索，并按照文件分享權(quán)限顯示文件列表。文件下載：下載文件的操作，添加文件下載的記錄。文件刪除：刪除文件的記錄和存儲的文件。文件信息管理：對文件分享方式、文件分類、文件名、文件搜索關(guān)鍵字等文件信息的管理。

1.3 持久化數(shù)據(jù)設(shè)計

GAE使用的BigTable數(shù)據(jù)庫，從某種意義上講它并不是“數(shù)據(jù)庫”，而是稱為“數(shù)據(jù)存儲區(qū)”（Datastore），Datastore與傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不同，Datastore中存儲的數(shù)據(jù)對象叫做實體（Entity），每個實體都可以擁有一個或多個屬性[5]。因此數(shù)據(jù)庫中的每個表都映射為一個實體類，表內(nèi)的字段代表這個實體類的屬性。在系統(tǒng)中我們設(shè)計了用戶信息、文件信息、用戶上傳信息、下載信息等四個實體類，其中用戶信息表映射為實體類圖如圖2所示。

2 系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 GAE云計算平臺的搭建和部署

由于GAE支持Java語言，通過GAE的Java運行環(huán)境，開發(fā)人員可以使用標(biāo)準(zhǔn)Java技術(shù)構(gòu)建應(yīng)用程序。因此，在Eclipse上搭建Google App Engine平臺，可先在本地模擬Google App Engine，調(diào)試完善后再將系統(tǒng)部署到GAE云平臺上。其具體的環(huán)境搭建和部署步驟如下[6]。

⑴ 安裝JDK和Eclipse。

⑵ 安裝Eclipse Google插件。運行Eclipse之后，在 Help -> Software Updates中獲取Google App Engine的插件Google Plugin for Eclipse。

⑶ 安裝Google App Engine的SDK。

⑷ 在本地機器上開發(fā)、調(diào)試系統(tǒng)。

⑸ 申請GAE空間。

⑹ 利用GAE自帶的上傳工具將系統(tǒng)部署到GAE平臺上。

2.2 用戶界面的實現(xiàn)

表示層的設(shè)計主要由JSP頁面、JavaScript腳本和CSS樣式表構(gòu)成。該部分負(fù)責(zé)處理頁面顯示，完成系統(tǒng)與用戶的交互，當(dāng)用戶驗證之后系統(tǒng)將會進(jìn)入個人信息管理界面，按照權(quán)限，進(jìn)入系統(tǒng)后界面也是不同的，如圖3所示。

2.3 數(shù)據(jù)持久層的實現(xiàn)

3 結(jié)束語

基于Google云計算平臺的文件共享系統(tǒng)與傳統(tǒng)的文件共享系統(tǒng)相比，在存儲空間、運行、安全模式等方面都具有無可比擬的優(yōu)點。系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)可充分利用Google的基礎(chǔ)架構(gòu)運行該應(yīng)用程序，應(yīng)用程序可根據(jù)訪問量和數(shù)據(jù)存儲需要的增長自動地進(jìn)行擴展；而且Google云計算平臺針對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序存在的安全問題，僅提供對基礎(chǔ)操作系統(tǒng)的有限訪問權(quán)限，保證程序運行的安全性。同時，通過使用JPA，可以使代碼有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫編程方式，這樣可以方便地使用云數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)充分利用了云計算技術(shù)的特點，可為基于云計算技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐強，王振江著.云計算應(yīng)用開發(fā)實踐[M].機械工業(yè)出版社，2012.

[2] BOSS G， MALLADI P， QUAN D， LEGREGNI L， HALL H. Cloudcomputing[EB/OL]. http：//download. boulder.ibm.com/ibmdl/pub/software/dw/wes/hipods/Cloud_computing_wp_final_8Oct.pdf.2007-10-8

[3] Eugene Ciurana. Developing with Google App Engine[M].Berkeley：Apress，2009.

[4] Fay Chang，Jeffrey Dean，Sanjay Ghemawat.Bigtable： A Distributed Storage System for Structured Data[J]. ACM Transactions on Computer Systems，2008.26（2）：205-218

[5] John Wheeler.使用Bigtable、Blobstore和Google Storage實現(xiàn)GAE存儲[EB/OL]. http：//www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-gaestorage/#listing4，2011.4.11.

[6] Scott Granneman著，李強等譯.Google Apps應(yīng)用完全指南[M].機械工業(yè)出版社，2009.