基于Ext和SSH開發(fā)架構(gòu)的電力生產(chǎn)信息系統(tǒng)的研究與應用

田建偉，黎曦，劉瀟瀟，漆文輝

(國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007)

隨著信息系統(tǒng)開發(fā)技術的快速發(fā)展，尤其是J2EE等主流框架和Ext等富客戶端技術的日益成熟〔1〕，如何利用先進的信息化手段提升企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)的用戶體驗成為備受關注的問題。電力生產(chǎn)信息系統(tǒng)作為電力企業(yè)工作任務和業(yè)務數(shù)據(jù)的管理平臺，其數(shù)據(jù)源種類多，數(shù)據(jù)量龐大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多樣化。要做到業(yè)務的快速處理和數(shù)據(jù)的有效管理，對系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和用戶交互界面都提出了很高的要求，傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)和展示的2層體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電力企業(yè)生產(chǎn)信息系統(tǒng)的需要〔2〕。

結(jié)合國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學研究院生產(chǎn)信息系統(tǒng)建設的實際，在基于 Struts，Spring和Hibernate開源J2EE框架的基礎上，充分利用Ext富客戶端技術〔3〕，構(gòu)建一個高效復用的電力生產(chǎn)系信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)以技術監(jiān)督工作為導向，以智能化工作流為目標，實現(xiàn)生產(chǎn)信息的及時發(fā)布;實現(xiàn)各項年度計劃的填寫、審批、與生產(chǎn)動態(tài)的在線聯(lián)動以及計劃偏差考核;實現(xiàn)各類重點、創(chuàng)新項目等的填報、審批及在線管理;科研項目的在線管理;實現(xiàn)貫標體系以及人資培訓在線管理;技術報告和技術監(jiān)督文檔的在線管理;實現(xiàn)大修技改及物資采購的在線管理;實現(xiàn)員工生產(chǎn)活動的績效統(tǒng)計考核。本系統(tǒng)操作簡便快捷，操作提示到位。各項工作信息豐富，統(tǒng)計查詢功能完善，工作量化數(shù)據(jù)表展示全面，趨勢變化圖表準確美觀。

1 J2EE和Ext框架介紹

J2EE(Java 2 Platform，Enterprise Edition)是SUN公司定義的一組開發(fā)企業(yè)級應用的技術規(guī)范與指南，其中所包含的各類組件、服務架構(gòu)及技術層次。目前在J2EE框架的基礎上已開發(fā)出了很多開源的框架，基于這些成熟框架開發(fā)應用系統(tǒng)可大大減輕開發(fā)人員的負擔?？紤]到電力企業(yè)生產(chǎn)信息系統(tǒng)的用戶多、數(shù)據(jù)量大、分布點寬、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各異，以及存在個性化需求等特點，在構(gòu)建系統(tǒng)時，用戶的請求處理、頁面的表現(xiàn)形式、業(yè)務的邏輯處理以及數(shù)據(jù)的持久化都是必須考慮到的因數(shù)?；诖耍x擇使用最為廣泛框架的 Struts+Sping+Hibernate的J2EE框架作為開發(fā)平臺，構(gòu)建一個具有可擴展性和健壯性的電力生產(chǎn)信息系統(tǒng)，同時與Ext框架結(jié)合，滿足用戶個性化操作需求，提高界面使用體驗。

1.1 基于SSH的Web系統(tǒng)開發(fā)框架介紹

SSH是Struts+Spring+Hibernate的一個集成框架，從邏輯上分為表示層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)持久層，如圖1所示。其中表示層中的Struts作為系統(tǒng)的整體基礎架構(gòu)，提供模型-視圖-控制器框架(Model-View-Control，MVC)，控制業(yè)務的跳轉(zhuǎn)，可將程序的輸入、處理和輸出分開，有利于模塊化的開發(fā)。業(yè)務層中的Spring是一個為了解決企業(yè)級應用開發(fā)的復雜性而創(chuàng)建的應用框架。Spring框架中使用最為廣泛的功能是其反轉(zhuǎn)機制，通過該機制將創(chuàng)建對象的任務用容器來實現(xiàn)，即在運行期間將對象的依賴關系注入到組件之中，使得應用代碼可直接使用實例。通過控制反轉(zhuǎn)機制可降低組件之間的耦合性，有利于代碼的開發(fā)和測試。持久層中的Hibernate是一種對象持久層輕量級封裝框架，它對JDBC進行了非常輕量級的對象封裝，將數(shù)據(jù)庫表通過配置文件映射成對象。程序開發(fā)人員可以使用面向?qū)ο蟮乃枷雭聿僮鲾?shù)據(jù)庫資源，可以不關心數(shù)據(jù)庫的具體結(jié)構(gòu)和邏輯，完全使用面向?qū)ο蟮姆椒▉斫瞄_發(fā)的數(shù)據(jù)庫模型。

圖1 基于SSH的Web系統(tǒng)開發(fā)框架

集成SSH框架的方法是將Struts架構(gòu)作為系統(tǒng)的整體基礎架構(gòu)，負責MVC的分離，控制業(yè)務跳轉(zhuǎn)。而在MVC的模型部分則利用Hibernate框架提供持久層支持，業(yè)務層用 Spring做管理，管理Struts和Hibernate。具體集成方法是:根據(jù)業(yè)務需求，使用面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄌ岢鰳I(yè)務模型，將模型實現(xiàn)為基本的Java對象，然后利用Hibernate編寫每個Java類對應的DAO接口和DAO實現(xiàn)，通過Hibernate的DAO類來實現(xiàn)Java類與數(shù)據(jù)庫表之間的轉(zhuǎn)換和訪問，最后由Spring管理struts和hibernate。

1.2 基于Ext的富客戶端技術

Ext是一個開源的Javascript富客戶端應用程序框架，提供可定制用戶界面的控件，擁有可擴展的組件模型。Ext同時包含應用程序接口，交換格式采用靈活的JSON和XML，可大量減輕服務端的負擔。

Ext作為客戶端技術在程序開發(fā)過程中主要使用到 application，controller，viewport，view，store，model和data七大類，其邏輯關系如圖2所示。

圖2 Ext類邏輯關系圖

Application是應用程序模塊的入口，用來告訴Ext到哪里去找對應Controller與View等Javascript文件。Controller是用來處理業(yè)務邏輯的類，即View上的所觸發(fā)事件和操作都可在Controller中實現(xiàn)，同時它也將對應的View，Store以及Model關聯(lián)起來。Model和Store是模型數(shù)據(jù)類，主要是給View類提供數(shù)據(jù)，其中Model與Hibernate框架中的java對象相對應，定義界面的數(shù)據(jù)模型;Store用于緩存從Struts返回的界面數(shù)據(jù)。View主要負責頁面展示，包含Grid，F(xiàn)orm和Panel等各種UI組件。

在電力生產(chǎn)信息系統(tǒng)中使用JSON機制，即客戶端接收來自服務器端的數(shù)據(jù)的格式要求是JSON格式。實現(xiàn)JSON數(shù)據(jù)緩存機制，首先需要定義客戶端數(shù)據(jù)對象，即客戶端Model對象的定義需要與服務器端的Hibernate數(shù)據(jù)對象一一對應。其次建立數(shù)據(jù)解析器，其作用就是從JSON數(shù)據(jù)中解析出其中的數(shù)據(jù)對象實例。最后建立數(shù)據(jù)存儲器Store對象，存儲解析生成的數(shù)據(jù)對象。當用戶發(fā)出數(shù)據(jù)請求時，客戶端首先查詢本地Store，如果Store中有對應的數(shù)據(jù)，則直接從Store中取得數(shù)據(jù)，否則就發(fā)起與服務器端的數(shù)據(jù)請求，從服務器端取得對應的數(shù)據(jù)。

1.3 基于Ext和SSH集成架構(gòu)的Web信息系統(tǒng)開發(fā)框架研究

Ext+SSH集成架構(gòu)保留了Spring+Hibemate的組合，從表示層、控制層和業(yè)務邏輯層入手，使用Ext實現(xiàn)Struts框架中的頁面表示和頁面跳轉(zhuǎn)，架構(gòu)整合的基本原理如圖3所示。

圖3 Ext+SSH集成架構(gòu)基本原理

在表現(xiàn)層Ext提供Form，Panel，Grid等各種UI組件，提高程序員的開發(fā)效率。Ext還負責管理界面上的各種操作事件，同時做出相應的響應，實現(xiàn)用戶業(yè)務邏輯的控制。Ext將表現(xiàn)層數(shù)據(jù)封裝為JSON數(shù)據(jù)格式，以Ajax的方式發(fā)送給業(yè)務層，并將返回的JSON數(shù)據(jù)解析后顯示給用戶。

在業(yè)務層Spring提供業(yè)務的邏輯處理，在表現(xiàn)層和持久層之間起到承上啟下的作用，將界面的負責邏輯和數(shù)據(jù)通過各種處理方法整合為持久層能夠接受的單一邏輯。同時Spring提供的注入機制可實現(xiàn)邏輯對象的自動關聯(lián)，減輕程序員的代碼負擔，提高應用程序的模塊化程度。

在數(shù)據(jù)持久層Hibernate實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫表到java類的映射，提供模塊化的數(shù)據(jù)操作方法，簡化數(shù)據(jù)庫事務管理。

2 電力生產(chǎn)信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)功能分析和數(shù)據(jù)邏輯設計

如圖4所示，電力生產(chǎn)信息系統(tǒng)包括生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)動態(tài)、科研培訓、項目管理、大修技改、技術監(jiān)督、技術報告、業(yè)績考核、設備采購、設備采購、質(zhì)量體系管理、綜合管理、通知發(fā)布、短信業(yè)務和系統(tǒng)配置15個功能模塊。系統(tǒng)的業(yè)務從生產(chǎn)計劃發(fā)起，經(jīng)過生產(chǎn)動態(tài)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)項目，并在項目的實施過程中編制技術報告和技術監(jiān)督文檔，經(jīng)過大修技改和物資采購模塊管理生產(chǎn)項目所需要購置的設備和材料，同時系統(tǒng)可實現(xiàn)對科研項目和教育培訓工作的在線管理。通過對生產(chǎn)項目和科研項目的在線管理，可自動生成部門和個人的工作總結(jié)，最終可實現(xiàn)對部門和個人業(yè)績的考核。

圖4 電力生產(chǎn)信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

2.2 關鍵技術的研究與實現(xiàn)

Spring提供了對Sessionfactory的初始化，用戶不再關心Session的關閉和打開等操作。該集成配置需修改applicationContext.xml如下:

通過將 Hibernate整合入 Spring，輕松實現(xiàn)Hibernate的Session所提供的任何方法，并可大幅減少維護Session所需要的代碼工作。同時，將數(shù)據(jù)源中的表全部映射為hibernate中的模型，對表的操作全部交由hibernate對模型中對象的操作。

Struts要和Spring集成就必須能夠訪問Spring的上下文，Struts作為Web系統(tǒng)的框架，要保證系統(tǒng)在啟動前裝載了Spring的上下文。裝載Spring上下文需在web.xml文件作以下配置:

下面通過使用基于Ext和SSH開發(fā)架構(gòu)來實現(xiàn)一個生產(chǎn)任務發(fā)布功能，以說明該架構(gòu)的使用。

1)用戶填寫好生產(chǎn)任務表單信息后，通過“發(fā)布”按鈕發(fā)出Ajax異步請求，使用Ext框架中的Ext.Ajax.request全局方法將表單數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化JSON數(shù)據(jù)并發(fā)送到服務器。

2)服務器通過Struts配置文件struts.xml中定義路徑尋找處理該請求的類和方法。

3)通過Spring的注入機制@Controller("kjfzbScrwAction")找到處理kjfzbScrwAction類和pubOrEditKjfzbScrw方法。在 kjfzbScrwAction類中表單數(shù)據(jù)以Hibernate實體對象的形式存放。

4)并通過@Resource(name="kjfzbScrw Service")注入邏輯處理層并自動需找邏輯處理方法，在該方法中可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化、計算等復雜的邏輯處理。

5)最后通過注入@Resource(name="kjfzbScrwDAO")找到數(shù)據(jù)保存方法，將表單數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。

從以上的實例分析可以看出，通過基于Ext和SSH架構(gòu)設計開發(fā)的電力生產(chǎn)信息系統(tǒng)層次分明，而且代碼比較簡潔。

3 結(jié)束語

文中將基于Ext+SSH的Web系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)運用到電力生產(chǎn)信息系統(tǒng)開發(fā)中，簡化了開發(fā)人員的代碼量和開發(fā)難度，并且使得頁面開發(fā)和Java后臺程序達到有效分離，提高了系統(tǒng)的擴展新，降低了維護成本?；谠摽蚣茈娏ιa(chǎn)信息系統(tǒng)代碼部署成本低，后期易于升級和維護。

〔1〕肖劍鋒，雷升印.基于Struts與Hibernate的MIS開發(fā)〔J〕.微計算機信息，2006(22):22-24.

〔2〕潘明惠.電力信息化工程的理論與應用研究〔J〕.中國電機工程學報，2005(15):96-99.

〔3〕張功彬.基于ExtJs的富客戶端MIS設計與開發(fā)〔D〕.中國海洋大學，2011.

〔4〕高秀慧，高建華.基于 J2EE框架的 Web應用可靠性研究〔J〕.計算機工程與設計，2013(4):1 270-1 275.

〔5〕鄧偉成，范軼翔，夏翔，等.ExtJs框架下Grid組件的擴展及應用〔J〕.計算機應用，2012，32(A01):80-82.