李華

（貴州師范大學(xué)，貴州貴陽550001）

基于面向服務(wù)架構(gòu)的遺留系統(tǒng)與領(lǐng)域需求匹配研究

李華

（貴州師范大學(xué)，貴州貴陽550001）

為了不重新開發(fā)基于面向服務(wù)架構(gòu)的系統(tǒng)，充分利用遺留系統(tǒng)的價(jià)值，將遺留系統(tǒng)集成到面向服務(wù)架構(gòu)中,本文研究基于面向服務(wù)架構(gòu)的遺留系統(tǒng)集成模式.通過分析領(lǐng)域需求和遺留系統(tǒng)，將分析結(jié)果進(jìn)行形式化表示,采用XML文檔進(jìn)行描述，設(shè)計(jì)一種匹配算法，計(jì)算遺留系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)和領(lǐng)域需求中各個(gè)服務(wù)的匹配程度，用以指導(dǎo)遺留系統(tǒng)向面向服務(wù)架構(gòu)的遷移.

面向服務(wù)架構(gòu)；遺留系統(tǒng)集成；匹配算法

1 引言

面向服務(wù)架構(gòu)(Service-Oriented Architec2ture,SOA)是一種面向服務(wù)的分布式體系結(jié)構(gòu)[1]，是集成遺留系統(tǒng)的一個(gè)最佳的體系結(jié)構(gòu).它通過建立、合并、可重用的服務(wù)體系，為不同的開發(fā)平臺(tái)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等信息應(yīng)用系統(tǒng)提供了一個(gè)相互交織平臺(tái)，充分利用和挖掘遺留系統(tǒng)的價(jià)值，將遺留系統(tǒng)遷移到SOA架構(gòu)中，高效、重復(fù)地利用現(xiàn)有IT技術(shù)，避免重復(fù)性開發(fā)，降低集成成本，降低應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn).

2 基于SOA系統(tǒng)架構(gòu)

構(gòu)建基于SOA的系統(tǒng)架構(gòu)，關(guān)鍵是要結(jié)合需求，重新組合和使用松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件.如圖1所示的基于SOA系統(tǒng)架構(gòu).一是，實(shí)現(xiàn)了“軟件即服務(wù)”功能，可以直接調(diào)用使用服務(wù)層，降低了人對(duì)軟件代理交互的依賴性.二是，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求集成具備傳統(tǒng)管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能的獨(dú)立服務(wù)構(gòu)件，系統(tǒng)管理各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)，用戶通過統(tǒng)一認(rèn)證單點(diǎn)登錄各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，用戶根據(jù)業(yè)務(wù)需求應(yīng)用所需服務(wù)構(gòu)件.三是，預(yù)留大量服務(wù)構(gòu)件集成接口，以滿足未來陸續(xù)增加新的業(yè)務(wù)服務(wù)需求和集成其他業(yè)務(wù)軟件系統(tǒng)服務(wù).

圖1 基于SOA系統(tǒng)架構(gòu)

其中，用戶交互層通過統(tǒng)一的個(gè)性化服務(wù)訪問接口，為每一類用戶提供個(gè)性化的界面，訪問系統(tǒng)的各種不同的子系統(tǒng)或服務(wù)，可以快速響應(yīng)各種業(yè)務(wù)流程的變化，滿足業(yè)務(wù)不斷變化和擴(kuò)展的需求以及異構(gòu)環(huán)境下跨平臺(tái)業(yè)務(wù)集成的需求.服務(wù)組裝層實(shí)現(xiàn)了服務(wù)構(gòu)件的用戶級(jí)自由組裝，除了可以根據(jù)一定的業(yè)務(wù)邏輯立體化聚合各個(gè)粒度服務(wù)構(gòu)件，還可以按照一定的業(yè)務(wù)流程跨組織聚合各個(gè)聚合服務(wù).數(shù)據(jù)資源層自動(dòng)針對(duì)數(shù)據(jù)庫的表關(guān)系、視圖關(guān)系抽取出不同的數(shù)據(jù)實(shí)體，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)過濾，完成異質(zhì)數(shù)據(jù)庫間的數(shù)據(jù)交互，在數(shù)據(jù)集統(tǒng)一集成整體集成架構(gòu)，并保證各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的獨(dú)立性.統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心完全封裝業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)實(shí)體所需要的所有公共數(shù)據(jù)，避免了數(shù)據(jù)的冗余，保證了數(shù)據(jù)的一致性和完整性.

3 遺留系統(tǒng)集成模式

基于SOA架構(gòu)的遺留系統(tǒng)集成模式如圖2所示.

圖2 遺留系統(tǒng)集成模式

該集成模式，首先，根據(jù)業(yè)務(wù)需求中功能、接口等信息的描述，進(jìn)行自上而下的分解，功能解析器根據(jù)業(yè)務(wù)功能的描述，在常用業(yè)務(wù)流程庫中進(jìn)行查找，沒有查找到則根據(jù)領(lǐng)域知識(shí)庫和領(lǐng)域詞典對(duì)業(yè)務(wù)需求描述進(jìn)行分析，并生成相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程，加入到業(yè)務(wù)流程庫中，完成解析功能.其次，根據(jù)業(yè)務(wù)需求解析結(jié)果和遺留系統(tǒng)分析出可用的服務(wù)及其相關(guān)信息，用形式化方法表示業(yè)務(wù)流程分析結(jié)果和遺留系統(tǒng)的分析結(jié)果.然后，設(shè)計(jì)匹配算法對(duì)業(yè)務(wù)流程分析和遺留系統(tǒng)分析結(jié)果進(jìn)行匹配計(jì)算，得到遺留系統(tǒng)和領(lǐng)域需求的匹配程度.最后，通過決策分析分析遺留系統(tǒng)向面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)遷移的方式.

4 遺留系統(tǒng)與領(lǐng)域需求匹配

4.1 遺留系統(tǒng)分析和領(lǐng)域需求分析

遺留系統(tǒng)分析從數(shù)據(jù)信息、邏輯信息、實(shí)際應(yīng)用信息、文檔信息和代碼信息等五個(gè)層面進(jìn)行，分析結(jié)果用有向無環(huán)圖表示，設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)帶有相關(guān)節(jié)點(diǎn)信息由Nodefather、Infordoc、InforuMl、Inforcode、Infordata、Inforlog、Nodeson組成.為了將遺留系統(tǒng)的分析結(jié)果和領(lǐng)域需求的分析結(jié)果進(jìn)行匹配計(jì)算，采用XML文檔對(duì)遺留系統(tǒng)的分析結(jié)果進(jìn)行描述，統(tǒng)一定義一個(gè)XML模版對(duì)遺留系統(tǒng)分析結(jié)果進(jìn)行描述：

…………

……

……

……

選擇面向?qū)ο蟮姆治龇椒?，將領(lǐng)域需求分解成用戶所需求的粒度服務(wù)，分析結(jié)果也用帶節(jié)點(diǎn)信息的有向無環(huán)圖表示，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)向量的相關(guān)信息定義為由Nodefather、Inforfunction、Infordata、Nodeson組成.分析結(jié)果用XML文檔進(jìn)行描述，分析結(jié)果的XML模版定義如下：

……

……

……

通過對(duì)領(lǐng)域需求和遺留系統(tǒng)分別進(jìn)行自頂向下和自底向上的分析，將遺留系統(tǒng)劃分為業(yè)務(wù)組件層、粗粒度組件層和細(xì)粒度組件層，領(lǐng)域需求劃分為業(yè)務(wù)流程層、復(fù)合服務(wù)層和原子服務(wù)層，得到圖3所示分析結(jié)果.

圖3 遺留系統(tǒng)和領(lǐng)域需求分析結(jié)果描述

4.2 匹配算法

首先，對(duì)遺留系統(tǒng)和領(lǐng)域需求中的所有節(jié)點(diǎn)信息行成一個(gè)文檔集.然后，將遺留系統(tǒng)和領(lǐng)域需求分析結(jié)果所形成的兩個(gè)XML文檔中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行相似度計(jì)算，就可以得到遺留系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)和領(lǐng)域需求中各個(gè)服務(wù)的匹配程度.

計(jì)算遺留系統(tǒng)和領(lǐng)域需求中的節(jié)點(diǎn)在各自文檔集中的權(quán)重，計(jì)算結(jié)果為一個(gè)由關(guān)鍵字和節(jié)點(diǎn)組成的權(quán)重矩陣，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在有向無環(huán)圖中代表一個(gè)向量，表示為

定義標(biāo)記信息，遺留系統(tǒng)有向無環(huán)圖的業(yè)務(wù)組件層節(jié)點(diǎn)集合SL={L1，L2，…..，Lt}，遺留系統(tǒng)有向無環(huán)圖的業(yè)務(wù)組件層每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)集合Ss（Li）={Li1，Li2，……，Lil}，遺留系統(tǒng)有向無環(huán)圖的粗粒度組件層節(jié)點(diǎn)集合SLS={Ls1，Ls2，……，Lsk}，領(lǐng)域需求的業(yè)務(wù)流程層節(jié)點(diǎn)用集合SD= {D1，D2，…..，Dm}，用標(biāo)記Ma表示遺留系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)和領(lǐng)域需求的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的M*N相似度矩陣，N=T+K.

算法輸入為遺留系統(tǒng)分析結(jié)果文檔XMLlegacy和領(lǐng)域需求的分析結(jié)果文檔XMLDomain，相似度閾值λ.

算法輸出為遺留系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)和領(lǐng)域需求中的節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的相似度矩陣Ma=M*（T+K）=M*N.

領(lǐng)域需求業(yè)務(wù)流程層的節(jié)點(diǎn)和遺留系統(tǒng)業(yè)務(wù)組件層的節(jié)點(diǎn)所計(jì)算出的相似度結(jié)果若小于λ，可將相似度值直接賦值為0.

4.3 案例分析

我們以某中學(xué)教育管理軟件中的學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)為研究對(duì)象.

對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)和SOA架構(gòu)下學(xué)生評(píng)價(jià)領(lǐng)域需求進(jìn)行分析，分析結(jié)果XML文檔樹形結(jié)構(gòu)如圖4所示.

圖4 XML文檔顯示結(jié)果

讀取分析XML文件，按照對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)信息，將XML文檔劃分為若干個(gè)TXT文件，每個(gè)TXT文件存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的信息.根據(jù)生成的遺留系統(tǒng)文檔集和領(lǐng)域需求文檔集，利用海量分詞軟件進(jìn)行處理，再根據(jù)向量空間模型計(jì)算文檔集中任意兩個(gè)文檔之間的相似度，用以指導(dǎo)學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)向SOA架構(gòu)的遷移.

5 結(jié)束語

我們研究領(lǐng)域模型、遺留系統(tǒng)分析方法，分別對(duì)遺留系統(tǒng)和領(lǐng)域需求進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果用形式化的方式表示出來，用XML文檔存儲(chǔ).結(jié)合遺留系統(tǒng)分析結(jié)果和領(lǐng)域需求的分析結(jié)果，設(shè)計(jì)一種匹配算法將兩者進(jìn)行匹配計(jì)算，可以得到遺留系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)和領(lǐng)域需求中各個(gè)服務(wù)的匹配程度，用以指導(dǎo)遺留系統(tǒng)向面向服務(wù)架構(gòu)的遷移.

〔1〕毛新生．SOA原理.方法.實(shí)踐．電子工業(yè)出版社，2007．

〔2〕邱岳，吳潔明．基于SOA的應(yīng)用集成策略研究與實(shí)現(xiàn)[J]．計(jì)算機(jī)時(shí)代，2008（02）．

〔3〕姜文，李斌勇，黃義平．基于SOA的遺留系統(tǒng)集成研究與應(yīng)用[J]．軟件導(dǎo)刊，2009，8(7)．

〔4〕呂鳴劍，孟東升．基于SOA架構(gòu)的企業(yè)集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)．現(xiàn)代電子技術(shù)，2009(9).

TP311

A

1673-260X（2013）07-0020-03

貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目（黔科合J字LKS[2010]35）