高 菲

(寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 寶雞 721000)

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異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)中間件的研究與實(shí)現(xiàn)*

高 菲

(寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 寶雞 721000)

為了解決集團(tuán)財(cái)務(wù)系統(tǒng)的異構(gòu)性,使集團(tuán)能夠透明化訪問各子公司財(cái)務(wù)系統(tǒng),將Agent引入到數(shù)據(jù)庫集成中間件中來,完成基于多Agent的系統(tǒng)集成中間件模型的設(shè)計(jì),分析中間件系統(tǒng)運(yùn)行流程,中間件系統(tǒng)中通信問題的設(shè)計(jì),基于XML的Agent通信。通過測試表明論文所實(shí)現(xiàn)的財(cái)務(wù)系統(tǒng)中間件能較好地解決集團(tuán)用戶查詢獲取實(shí)時(shí)財(cái)務(wù)信息的問題,能滿足用戶“實(shí)時(shí)”查詢財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的需求。

異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng); 系統(tǒng)集成; 中間件; 數(shù)據(jù)訪問; 映射字典

Class Number TP311

1 引言

大的集團(tuán)都包括很多下屬分公司,這些分公司通過網(wǎng)絡(luò)與集團(tuán)總部互連。由于歷史原因,集團(tuán)內(nèi)部各個(gè)子公司使用的財(cái)務(wù)軟件系統(tǒng)應(yīng)用紛雜,不同廠商、不同時(shí)期、不同版本的混合在一起,構(gòu)成了跨Internet分布的異構(gòu)數(shù)據(jù)系統(tǒng),為集團(tuán)總部實(shí)施財(cái)務(wù)監(jiān)管和集團(tuán)財(cái)務(wù)分析決策等帶來很多困難和現(xiàn)實(shí)問題。如何整合集團(tuán)企業(yè)并存的信息資源,尤其是財(cái)務(wù)資源,提高管理工作的效率將成為企業(yè)競爭的重要內(nèi)容。為了使集團(tuán)總部財(cái)務(wù)人員能夠通過遠(yuǎn)程查詢,實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)”監(jiān)控,隨時(shí)掌握各子公司的財(cái)務(wù)基礎(chǔ)信息和運(yùn)營狀況,包括憑證、明細(xì)帳、分類帳、總帳、資產(chǎn)負(fù)債表和利潤報(bào)表等,本文把Agent技術(shù)和XML技術(shù)引入到異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成框架中來,能夠較好地發(fā)揮Agent自身的各種智能化的特性,有效地降低了異構(gòu)信息系統(tǒng)集成的復(fù)雜性,滿足了集團(tuán)的要求,適合集團(tuán)企業(yè)信息化建設(shè)的需要。

2 異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成中間件模型

數(shù)據(jù)庫中間件的出現(xiàn)在一定程度上解決了集成數(shù)據(jù)的訪問、數(shù)據(jù)庫訪問用戶受限、異構(gòu)數(shù)據(jù)源的透明訪問等問題。但是當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫中間件系統(tǒng)也存在前面所述的一些缺陷,如:數(shù)據(jù)交互速率問題、系統(tǒng)負(fù)載均衡等問題。由于Agent具有自主性、感知性、主動性等智能特點(diǎn),故可將Agent技術(shù)結(jié)合到數(shù)據(jù)庫中間件系統(tǒng)中,以期解決目前數(shù)據(jù)庫中間件的不足。本文異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成中間件模型的設(shè)計(jì)把Agent技術(shù)和XML技術(shù)引入到中間件系統(tǒng)中來,能夠較好地發(fā)揮Agent自身的各種智能化的特性和XML在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面易表義、跨平臺等優(yōu)勢,有效地降低了異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成的復(fù)雜性,滿足了集團(tuán)的要求。從中間件的功能層次上來看,集團(tuán)異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成中間件是構(gòu)建在財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之上,用戶層之下的。它利用多Agent技術(shù)和XML技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成中間件,從而屏蔽各子公司財(cái)務(wù)系統(tǒng)的異構(gòu)性,實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)總部對下屬各子公司財(cái)務(wù)系統(tǒng)信息的透明化共享。該中間件封裝了系統(tǒng)的應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯,與應(yīng)用層和子公司財(cái)務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成了客戶/服務(wù)器三層結(jié)構(gòu),如圖1所示。整個(gè)中間件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分:各子公司財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫信息映射字典的生成和中間件系統(tǒng)查詢的運(yùn)行。這兩個(gè)部分是異步運(yùn)行的過程。

圖1 中間件系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

各個(gè)模塊的主要功能說明如下:

1) 信息Agent:(1)集團(tuán)每一個(gè)子公司的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都對應(yīng)一個(gè)信息Agent,它通過連接子公司財(cái)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,存儲各個(gè)財(cái)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的描述信息,包括各種財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫的類型、數(shù)據(jù)庫名稱、數(shù)據(jù)庫用戶名、密碼、主機(jī)名、端口號、IP地址、各種財(cái)務(wù)表信息和視圖信息等,同時(shí)基于Agent的反應(yīng)性、主動性、信息Agent自主檢測財(cái)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)源是否發(fā)生變化,如果發(fā)生變化則主動采集財(cái)務(wù)變化信息并做自身的更新發(fā)送給信息管理Agent;(2)接收轉(zhuǎn)換Agent傳來的查詢請求,將請求服務(wù)傳給子公司財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫執(zhí)行。

2) 信息管理Agent:(1)同各個(gè)信息Agent進(jìn)行交互,接受所有信息Agent發(fā)送的關(guān)于子公司財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫信息內(nèi)容描述,并針對每個(gè)表和字段做必要的說明性描述,對發(fā)生語義沖突的地方進(jìn)行重新定義,從而生成XML格式的映射字典,為實(shí)現(xiàn)用戶查詢到財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫的映射提供參考。(2)與分配Agent進(jìn)行交互,將映射字典發(fā)送給它。

3) 分配Agent:同信息管理Agent進(jìn)行交互,參考其映射字典,獲取所查詢子公司財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫的信息以及用戶標(biāo)準(zhǔn)查詢字段所對應(yīng)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫的非標(biāo)準(zhǔn)字段。并將這些信息發(fā)送給轉(zhuǎn)換Agent。

4) 轉(zhuǎn)換Agent:包括查詢轉(zhuǎn)換部分和結(jié)果轉(zhuǎn)換部分。查詢轉(zhuǎn)換部分接收分配Agent發(fā)送的查詢后,解析查詢文檔,提取查詢參數(shù),組織成目的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫能識別的查詢語句,發(fā)送給對應(yīng)的信息Agent。結(jié)果轉(zhuǎn)換部分接收目的信息Agent帶來的查詢結(jié)果,并將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的XML文檔發(fā)送給集成Agent。

5) 集成Agent:接收轉(zhuǎn)換Agent返回的查詢結(jié)果,將結(jié)果XML文檔封裝成客戶端能夠識別的格式,提交給用戶。

3 中間件中Agent的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于集成的各個(gè)異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分屬于不同的子公司,而且各個(gè)子公司的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)都是不定時(shí)被更新的,這樣就要求集成中間件必須提供一種“實(shí)時(shí)”的查詢服務(wù)。顯然,這是通用的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成中間件所不能滿足的。為了解決這個(gè)問題,本文設(shè)計(jì)的異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成中間件分為兩個(gè)部分:各子公司財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫信息映射字典的生成和中間件系統(tǒng)查詢的運(yùn)行。

這兩個(gè)部分是異步的過程,也就是說財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫信息映射字典的生成和中間件系統(tǒng)查詢的運(yùn)行是兩個(gè)并行的、獨(dú)立的過程。財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫信息映射字典的生成可以在集團(tuán)用戶沒有提交任何查詢的情況下由各個(gè)信息Agent和信息管理Agent自動運(yùn)行生成,而中間件系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)責(zé)處理用戶提交的財(cái)務(wù)查詢并將查詢結(jié)果返回給用戶。

· 財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫信息映射字典的生成

子公司財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫信息映射字典的生成是異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成的關(guān)鍵。由于用戶提交的查詢與后臺各個(gè)子公司財(cái)務(wù)系統(tǒng)的表結(jié)構(gòu)、字段、屬性等不盡相同,這樣就必須有一個(gè)從查詢標(biāo)準(zhǔn)字段到數(shù)據(jù)庫非標(biāo)準(zhǔn)字段的映射。因此該中間件系統(tǒng)生成的映射字典包含了各財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫的描述信息和用戶查詢財(cái)務(wù)表的標(biāo)準(zhǔn)字段到數(shù)據(jù)庫財(cái)務(wù)表的非標(biāo)準(zhǔn)字段的映射。流程圖參見圖2。

圖2 財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫信息映射字典的生成流程

· 中間件系統(tǒng)查詢的運(yùn)行

系統(tǒng)查詢的運(yùn)行過程是指集團(tuán)用戶在與本中間件交互的過程中,本中間件系統(tǒng)自身的活動過程,其主要功能就是為異構(gòu)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的共享使用提供服務(wù)。該過程的主要流程可以通過圖3來說明。

圖3 中間件系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)流圖

具體如下:

中間件系統(tǒng)給用戶呈現(xiàn)出一個(gè)客戶端查詢頁面,集團(tuán)總部通過查詢界面提交查詢,當(dāng)中間件系統(tǒng)接收到用戶的查詢條件后,將做以下的處理:

1) 使用HashTable收集用戶的查詢信息,然后傳遞給分配Agent;

2) 分配Agent參考信息管理Agent發(fā)送的XML格式的映射字典,確定用戶查詢的目的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫,并獲取財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫信息和各財(cái)務(wù)表中標(biāo)準(zhǔn)字段對應(yīng)的非標(biāo)準(zhǔn)字段封裝成XML文檔發(fā)送給轉(zhuǎn)換Agent;

3) 轉(zhuǎn)換Agent收到查詢信息后,解析查詢文檔,提取查詢參數(shù),組織成目的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫能夠識別的查詢語句(這里主要是SQL查詢語句)發(fā)送給目的信息Agent;

4) 信息Agent接收的消息后,檢驗(yàn)消息的合法性并抽取出SQL查詢語句連接到相應(yīng)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫執(zhí)行查詢,然后將得到的DataSet查詢結(jié)果封裝成XML格式的消息發(fā)送給轉(zhuǎn)換Agent。

5) 轉(zhuǎn)換Agent參考映射字典,將非標(biāo)準(zhǔn)的XML結(jié)果文檔轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的XML文檔發(fā)送給集成Agent。

6) 集成Agent接收XML格式的結(jié)果文檔后封裝為DataSet綁定客戶端界面的ListView顯示。

在中間件系統(tǒng)中,映射字典,查詢過程和結(jié)果文檔均采用XML文檔格式進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互,這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:

1) 使數(shù)據(jù)交換保持了系統(tǒng)獨(dú)立性原則,降低耦合性,提高了重用的可能性;

2) 使中間件對用戶隱藏了數(shù)據(jù)存儲和獲取的細(xì)節(jié),同時(shí),使用戶對中間件隱藏了數(shù)據(jù)的使用和顯示問題;

3) 所需的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬更低。XML文檔傳輸所需的帶寬要低于同樣數(shù)據(jù)規(guī)格的HTML文檔的傳輸;

4) XML文檔格式的結(jié)果使用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行本地化處理變的容易。

4 中間件系統(tǒng)通信機(jī)制的設(shè)計(jì)

在多Agent分布式系統(tǒng)中,為了實(shí)現(xiàn)Agent之間的通訊,要求每一個(gè)Agent知道其它Agent的名稱、通信地址、通訊端口、協(xié)作能力等。因此,在每個(gè)Agent中設(shè)計(jì)一個(gè)通訊模塊,該模塊負(fù)責(zé)所有與通訊有關(guān)的動作,同時(shí)該模塊也是Agent間進(jìn)行通訊的一個(gè)接口。通訊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)框架如圖4所示。每個(gè)通訊模塊包含信息表、消息緩存池和一個(gè)通訊服務(wù)管理器三部分。信息表用來記錄Agent中的一些基本特性。信息表主要包括以下兩部分: 1) 靜態(tài)信息表:存儲Agent自身的靜態(tài)信息,如Agent標(biāo)識、本身的性能、IP地址等; 2) 動態(tài)信息表:主要存儲通訊狀態(tài)下的其它Agent信息。在每個(gè)Agent啟動與其他Agent通訊時(shí),會將各種通訊狀態(tài)信息登記到動態(tài)信息表中,并在退出時(shí)刪除這些信息,以保持動態(tài)信息表的實(shí)時(shí)更新。消息緩存池:Agent用來存儲發(fā)送和接收到的消息;通訊服務(wù)管理器:主要負(fù)責(zé)消息的封裝和解析、消息同步傳輸控制。避免由于同步問題造成的因果錯(cuò)誤。

圖4 Agent通信實(shí)現(xiàn)框架

在具體設(shè)計(jì)通訊實(shí)現(xiàn)框架時(shí),采用面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)思想。將信息表、消息緩存池、通訊服務(wù)管理器和其他各部分分別定義成類的形式;把發(fā)送的KQML消息封裝成XML格式文檔,然后進(jìn)行傳輸。在底層采用TCP/IP通訊協(xié)議和socket通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)多Agent結(jié)點(diǎn)的通訊。

Agent間實(shí)現(xiàn)相互通訊就要處理Agent通訊過程中的各種事務(wù)。在每個(gè)通訊模塊中設(shè)置一個(gè)通訊服務(wù)管理器。通訊服務(wù)管理器作為消息通訊的樞紐,在系統(tǒng)中起著核心作用。通訊服務(wù)管理主要包括XML文檔解析、Agent系統(tǒng)管理、Agent域名管理和消息傳輸過程管理。服務(wù)管理器結(jié)構(gòu)如圖5所示。XML文檔解析:完成消息的XML文件的解析;Agent域名管理:解析和查詢其他Agent的名稱、通訊地址和通訊端口等信息;Agent系統(tǒng)管理:負(fù)責(zé)Agent內(nèi)部其他模塊間的協(xié)同操作;消息傳輸過程管理:主要完成通訊中服務(wù)監(jiān)聽與線程管理和消息發(fā)送與接收的傳輸控制,如消息傳輸同步控制,為其它Agent分配線程等。

通過定義如下的類與方法來實(shí)現(xiàn)通訊服務(wù)管理器的功能。服務(wù)監(jiān)聽與線程管理是由run方法進(jìn)行處理。方法doCommManage用于完成消息傳輸?shù)耐娇刂乒芾怼Ｏ⒌腦ML格式封裝和解析分別由CreateXml類中的doConverXml方法和parseXml方法實(shí)現(xiàn)。

圖5 通訊服務(wù)管理器結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)中Agent之間要互相協(xié)作完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)就要互相通信。為了讓每個(gè)Agent都能理解通信的內(nèi)容,作出相應(yīng)的反應(yīng),就需要為它們定義共同的通信機(jī)制。這里選用KQML(Knowledge Query and Manipulatlon Language),它提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的Agent通信原語,定義了一組Agent之間傳遞信息的標(biāo)準(zhǔn)語法和動作,而且KQML通信語言支持多種類型的消息通信,能夠完成控制系統(tǒng)中的一般信息交換、功能交互與知識共享。KQML分為三個(gè)層次:內(nèi)容層、消息層和通訊層。Agent之間傳遞的消息是明確用言語行為理論加以類型化的,它們通過Inform、Request、offer、Accept、Refuse、command等類型的消息來實(shí)現(xiàn)交互。

5 環(huán)境的模擬與測試

5.1 模擬實(shí)驗(yàn)過程

在實(shí)驗(yàn)室里配置了三臺計(jì)算機(jī)模擬該異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成中間件的運(yùn)行過程。其中,計(jì)算機(jī)A既作為集團(tuán)總部客戶端查詢又作為中介服務(wù)器;計(jì)算機(jī)B作為集團(tuán)子公司1使用用友通標(biāo)準(zhǔn)版10.1財(cái)務(wù)軟件系統(tǒng);計(jì)算機(jī)C作為集團(tuán)子公司2使用金蝶KIS標(biāo)準(zhǔn)版V8.0財(cái)務(wù)系統(tǒng)。三臺計(jì)算機(jī)間通過Internet互聯(lián),子公司1的用友財(cái)務(wù)軟件系統(tǒng)與子公司2的金蝶財(cái)務(wù)軟件系統(tǒng)異構(gòu)。根據(jù)前述對于集成中間件系統(tǒng)的方案及實(shí)現(xiàn)分析,基于Socket消息傳輸方式和IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)了子公司與集團(tuán)總部之間的通信,且利用C#編程語言實(shí)現(xiàn)了Agent的部分功能,達(dá)到了集團(tuán)總部對子公司1和子公司2異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)信息透明化共享的目的。

5.2 模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖6 子公司1銀行存款明細(xì)賬查詢結(jié)果

用戶可以通過明細(xì)賬查詢界面選擇子公司、科目、明細(xì)賬類、,查詢的日期,然后點(diǎn)擊“查詢”按鈕,提交查詢信息。查詢信息將通過集成中間件系統(tǒng)送至該子公司財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫執(zhí)行查詢,然后把查詢結(jié)果返回給用戶。圖6和圖7分別為集團(tuán)用戶查詢子公司1和子公司2在1月到3月期間銀行存款明細(xì)賬信息示例。其中,查詢界面的上半部分為用戶查詢條件的選擇,下半部分為ListView返回的查詢結(jié)果(查詢之前ListView部分為空)。

圖7 子公司2銀行存款明細(xì)賬查詢結(jié)果

5.3 “實(shí)時(shí)性”測試

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)環(huán)境的配置,針對數(shù)據(jù)庫信息的變化規(guī)模,現(xiàn)對信息Agent響應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行測試,如圖8所示。

圖8 信息Agent響應(yīng)時(shí)間曲線圖

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)測試曲線圖可知,隨著財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新數(shù)量的增多,信息Agent的響應(yīng)時(shí)間成增長趨勢,但是總體來說響應(yīng)速度仍然較快,也就是說信息Agent能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)財(cái)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)變化并將變化信息及時(shí)發(fā)饋給信息管理Agent,信息管理Agent更新生成當(dāng)前的映射字典為中間件系統(tǒng)的查詢運(yùn)行提供參考。

通過以上測試可知,該中間件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠滿足集團(tuán)用戶“實(shí)時(shí)”查詢財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的需求。

6 結(jié)語

隨著企業(yè)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,企業(yè)對信息的需求也日益增大,越來越多的企業(yè)應(yīng)用需要訪問到多種異構(gòu)數(shù)據(jù)源。對于企業(yè)應(yīng)用來說,這既是企業(yè)內(nèi)部發(fā)展的需要,也是企業(yè)適應(yīng)外部環(huán)境的需要。集團(tuán)對子公司異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)的查詢監(jiān)管是異構(gòu)數(shù)據(jù)源集成的一個(gè)重要應(yīng)用背景?；谥虚g件技術(shù)的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫共享集成將成為廣泛使用的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫集成方法。本文針對集團(tuán)異構(gòu)財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題作深入研究,提出了具體實(shí)現(xiàn)方案并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了集成中間件系統(tǒng)的可行性和實(shí)時(shí)性。

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Research and Realization of the Middleware of the Heterogeneous Financial System

GAO Fei

(Baoji Professional Technology Institute, Baoji 721000)

In order to solve the heterogeneity of the financial system and realize that the group can interview all the financial systems of the subsidiary companies, the Agent technology was introduced to the database integration middleware. The modules about the system integration middleware was designed based on the multi Agent technology, and the operation process of the middleware system was analyzed, the Agent communication in the middleware system was designed based on the XML. The tests about the financial system middleware designed in this paper showed that this financial system middleware could solve the problems about the real time financial information inquired by the users and meet the requirements about the inquiring the financial data timely.

heterogeneous financial system, system integration, middleware, data access, mapping dictionary

2015年3月3日,

2015年4月27日

高菲,女,碩士研究生,研究方向:計(jì)算機(jī)教育。

TP311

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.09.029