基于云计算的移动搜索平台数据访问层的设计与实现毕业论文.docx

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基于云计算的移动搜索平台数据访问层的设计与实现毕业论文

本　科　毕　业　论　文

基于云计算的移动搜索平台

——数据访问层的设计与实现

MobileSearchPlatformBasedonCloudComputing

——TheDesignandImplementationofDataAccessLayer

姓　　名：

学　　号：

学　　院：

软件学院

系：

软件工程

专　　业：

软件工程

年　　级：

指导教师：

年月

摘　要

互联网和传统搜索引擎的出现使人们的互动交流比以往任何一个时代都更加便利。

但由于传统的网络信息收集与发布方式的局限，这种交流互动往往是间接而滞后的，人们常常不能直接地、有针对性地获得自己想要的信息。

解决这种问题的方法有两种：

一种是依赖于搜索引擎技术的改进与发展，使搜索结果更精确，更有效，搜索更加方便；另一种是让用户直接进行点到点的交流与互动，让网络成为一个更直观的交流平台，而不仅是一个信息收集发布平台。

前者的研究正在不断在进行中，虽然前景喜人，但尚未取得突破性进展；后者这种概念的出现，直接催生了Web应用的产生，成为当今网络发展最活跃最深入人心的技术之一。

SOA、云计算、Web由此成为网络时代开始后新一轮技术与概念革新中的典型代表，由此产生的各类网络应用蓬勃发展。

本课题与项目就是为研究这三种技术的在实际中的应用而产生的。

利用SOA、云计算、Web三种技术的实践与实现，体会这三种技术的各种特性与优点，并从中总结概括出一些实践经验，为这几种技术实际应用于生产生活打下实践的基础。

基于云计算的移动搜索平台采用MVC架构，分成表现层、业务逻辑层、数据访问层，三个层次互相依赖、互相联系，不可分割又分工清楚。

本文主要描述项目整体框架设计、数据访问层设计与实现、数据库层设计与实现、以及平台的整合及测试。

整体框架设计涵盖了项目从提出、设计、论证到整合的各个阶段，为系统的实现奠定了坚实的基础；数据访问层是分层设计中的一个重要的模块，该层次采用Hibernate技术进行构建与实现，为业务逻辑层提供访问接口，方便其调用；数据库部分的设计与实现则主要偏重于分布式数据库的运用与实现；平台的整合则体现将在项目运行上得到体现，本文将作进一步的详细论述；最后，本文将从整合项目的角度出发，对项目的测试进行分析。

关键词：

SOA；云计算；数据访问层

Abstract

ThebirthofInternetandtraditionalsearchenginemaximizedtheamountofinformationexchange,thecommunicationbetweenpeoplehasbecomeeasierthananyothertime.However,limitedbythenetworkwayoftraditionalcollectandreleaseinformation,thecommunicationisalwayshysteretic,andpeoplecannotgettheinformationtheyneedstraightway.Therearetwowaystosolvethisproblem;oneisrelyingtheimprovementanddevelopmentofsearchengine,whichmakesthesearchresultsmoreprecise,moreeffectiveandmakessearchingmoreconvenient;theotheroneismakinguserstocommunicateandinteractivebyPeer-to-Peerdirectly,andmakingtheInternetamoreinteractivecommunicationplatform.Theresearchoftheformeriscarryingon.Thoughtheprospectsisgratifying,therearenobreakthroughprogress;Thebirthofthelatter,generatedtheapplicationofWeb,whichhasbecomeoneofthemostvigorousandthemostsinkdeepintotheheartsofthepeopletechnology.SOA,computingclouds,Webhavebecometherepresentativesofinnovationofnewtechnologyandconceptafterthestartofnetworktimes.Allkindsofnetworkapplicationsvigorousdevelopmenttherefrom.

StartwithCloudComputing,SOAandWeb,thethreecurrentemergingtechnologies,throughcompositeapplying,themutationalpracticeofuserinteractivequestionandansweringsystemisproposed,whichisbasedonmobileplatform,researchandprobethecomposesofsystem,flowworkanditsdistinctproperty,andpreviewitscommercialandtechnicalsignificance.Fromthedetailsoftechnical,thisprojectusedJava,Hibernateandmysqlarchitecture,usedstratifiedandloosecouplingoforganizationconstructionsystem,isdividedintofourlayers,whichareinterfaceinteractionlayer,entitymodellayer,functionalserviceslayeranddatainteractionlayer,andisimplementedfourmodules,whichareusersystemmodules,questionsystemmodules,answersystemmodulesandcreditsystemmodules.

Keywords:

SOA;CloudComputing;DataAccessLayer

Contents

第一章引言

1.1课题背景

在本世纪初搜索引擎出现之后，人们才暂时解决了网络信息爆炸带来的问题，人们不必再为查找所需的信息和网址而苦苦翻阅厚厚的目录与索引。

搜索引擎提供了一个方便快捷的信息获取渠道，只需轻点几下鼠标，敲几个字符，就能迅速定位到自己所需的领域，缩小查找资料的范围，这无疑是令人欣喜的巨大进步。

但随着时代的发展，传统搜索引擎的缺点和弊端也逐渐暴露。

首先，它是传统的请求与发布方式的信息传递机制，用户只能被动地接受服务器端所投递来的消息，这往往不能直接地、有针对性地获得自己所需要的信息，而只是将信息检索的范围缩小，用户仍然需要进行检索；其次，它仍是在已有的信息的基础上进行求解，而已有的信息的特点是过时、老化，未必能适应新的应用的需求，这让用户得到的信息的价值大打折扣，用户往往在大量的搜索之后，得到的是大量的垃圾信息，不仅无用，而且还会干扰用户的思想。

想要解决这些问题，网络信息获取的机制必须得到改进，一种思路是对传统的搜索引擎进行改进，使其人工智能化，能够智能地判断出用户真正的需求，从而直接而精确地得到正确的结果，这方面的研究目前并无太大的进展，而且它无法解决已有信息陈旧、过时的问题；而一种新的解决思路是认识到网络必须“以人为本”，强调网络只是工具，信息是由人创造的，而最新鲜有价值的信息则是由人们当下所创造的，必须改变过去的从单一服务器到多用户的信息发布方式，变成每个用户都是一个独立的信息源，而且是充满活力与创造力的信息源，用户从已有的信息库中无法解决问题的时候，可以从其它用户那里获得新鲜而有针对性的信息。

这种对于信息获取方式的思考，极大地改变了近年来网络应用的发展方向。

这是就近年来十分流行的概念Web，而Web则依赖于两个同样是新兴的技术概念：

云计算和SOA。

在这种背景下，为了解决传统信息获取方式的缺陷，同时对SOA和云计算概念进行实验与实践，本文在仿真移动平台上综合运用云计算和SOA技术，提出本项目。

1.2网络信息交流平台的发展简史

网络的出现就最早是为了解决不同的计算机之间方便的交流通信，然而后来谁也没料到但却在情理之中的是，它成为了新时代信息交流最强有力的方式，它的发展和计算机软硬件、计算机理论的发展是无法分开的，它的发展见证了计算机的辉煌发展。

以下简要回顾一下在计算机网络发展的各个时代，最具代表性的网络应用。

1.2.1电子邮件

电子邮件（ElectronicMail，E-Mail）无疑是在计算机网络出现后的最早的网络应用之一，但它现在无疑仍然是应用于Internet上的最广泛使用、最受欢迎的网络功能。

电子邮件来源于专有电子邮件系统。

早在Internet流行以前很久，电子邮件就已经存在了，是在主机-多终端的主从式体系中从一台计算机终端向另一计算机终端传送文本信息的相对简单的方法而发展起来的。

经历了漫长的过程之后，它现在已经演变成为一个更加复杂并丰富得多的系统，可以传送声音、图片、图象、文档等多媒体信息，以至于如数据库或帐目报告等更加专业化的文件都可以电子邮件附件的形式在网上分发。

现在，电子邮件已成为许多商家和组织机构的生命血脉。

用户可以通过电子邮件的讨论会进行项目管理，并且有时要根据快速，或洲际的电子邮件信息交换进行重要的决策行动。

但毫无疑问的是，Internet扩展了其应用的范围。

过去只能在其局域网上进行交谈的公司现在可以通过网络与他们的客户、竞争伙伴和世界上的任何人进行通信和交流。

一旦某个组织的电子邮件系统运行在支持TCP/IP协议的网络上或具有支持两个Internet邮件服务协议SMTP（简单邮件传输协议）和POP（邮局协议）之一的Internet网关，它的邮件用户就能够连接到任何具有相似连接的电子邮件地址上了，并且不论其电子邮件账户在何处。

比较著名的电子邮件服务提供商有hotmail、Gmail、等。

图1-1:

Hotmail的邮件服务

1.2.2电子公告板

电子公告板（BulletinBoardSystem，BBS）的出现比电子邮件晚不了多少，但它的出现是具有划时代意义的，它第一使网络的群体交流成为现实，它的现代形式是网络社区的主要组成部分。

电子系统公告牌是一种软件，允许用户使用终端程序通过电话调制解调器拨号或者Internet来进行连接，执行下载数据或程序、上传数据、阅读新闻、与其它用户交换消息等功能。

许多BBS由站长（通常被称为SYSOP，SYStemOPerator）业余维护，而另一些则提供收费服务。

早期BBS的型态大多为在黑色终端机画面上以单色或彩色的纯文字呈现，并使用telnet协议连接，但随着HTTP网络协议及HTML等网页技术的发展，BBS的型态也转变为网络论坛或网络社群等多元样貌，早期telnet式的BBS系统则快速式微，然而在中国大陆、台湾等地的学校中，telnet式的BBS系统仍然非常盛行，以致于对BBS一词涵义的认知与世界其他地方有所差异。

在中国大陆、台湾等地的“BBS”一词通常是专指telnet式的BBS系统。

图1-2:

高校的BBS讨论区

1.2.3即时通讯工具

如果说电子邮件和BBS算是传统的网络信息交流工具的话，那么在1998年才出现的即时通讯工具ICQ可算是后起之秀了，但它的影响力从它诞生的第一天起就不容忽视，迅速成为最流行的通讯工具之一。

即时通讯是一个终端连往即时通讯网络的服务。

即时通讯不同于e-mail在于它的交谈是即时的。

大部分的即时通讯服务提供了状态信息的特性──显示联络人名单，联络人是否在线上与能否与联络人交谈。

它的意义在于它的“即时性”，让用户可以像面对面或者对话一样实时交流，一改以往各种网络交流机制的滞后与延迟，在青少年群体中尤其流行。

而近年来随着视频、音频文件传输的功能的出现，它的功能也越来越强大。

比较著名的即时通讯服务提供商有ICQ、MSN、Yahoo、QQ等

图1-3:

MSN即时通讯工具

1.2.4资讯发布门户

门户网站几乎可以说是和可视网站同一天出现的，它们是现代用户最初进入网络世界时所看到的第一类信息交流平台。

所谓门户网站，是指通向某类综合性互联网信息资源并提供有关信息服务的应用系统。

它们最初为用户提供了最常用的网址目录与索引，方便用户进行网上冲浪，后来随着时代的发展，它们渐渐担负起为用户提供各类新闻资讯和信息的责任，成为一个网络的新闻中心。

而现在，各类门户纷纷在此基础上加入了电子邮件、论坛等各种功能，快速地拓展各种新的业务类型，希望通过门类众多的业务来吸引和留驻互联网用户，以至于目前门户网站的业务包罗万象，成为网络世界的“百货商场”或“网络超市”。

从现在的情况来看，门户网站主要提供新闻、搜索引擎、网络接入、聊天室、电子公告牌（BBS）、免费邮箱、影音资讯、电子商务、网络社区、网络游戏、免费网页空间，等等。

图1-4:

网络门户网站

1.2.5搜索引擎

网络搜索引擎的出现是出于人类天生的查找的需求，而在信息爆炸的现代，这个愿望欲求变弱过，所以搜索引擎的出现是伟大的，但也是必然的。

搜索引擎指自动从因特网搜集信息，经过一定整理以后，提供给用户进行查询的系统。

因特网上的信息浩瀚万千，而且毫无秩序，所有的信息象汪洋上的一个个小岛，网页链接是这些小岛之间纵横交错的桥梁，而搜索引擎，则为用户绘制一幅一目了然的信息地图，供用户随时查阅。

搜索引擎的出现，让人们不必再为记浩如烟海的网址目录索引而头痛，使人们的浏览器主页可以简化到只有一个搜索框，简化了查找过程，提高了工作效率，是网络信息传递发展中的一个转折点。

较为著名的网络搜索引擎有Google、Baidu、Yahoo等。

图1-5:

占垄断地位的Google搜索引擎

1.2.6各类Web的应用

随着人们对单一信息源的不满意，以及Peer-to-Peer概念的深入人心，更为直接的互动交流机制流行起来，各类的互动交流的网络应用也随之蓬勃发展。

Web是网络运用的新时代，网络成为了新的平台，内容因为每位用户的参与（Participation）而产生，参与所产生的个人化（Personalization）内容，借由人与人（P2P）的分享（Share），形成了现在Web的世界。

各类的Web应用可能不尽相同，但它们同有一个共同的特点，就是主体都是用户，网络服务品端则仅成为一个载体，人们之间的交流成为网络活动的主要内容，信息的流向从过去的单到多，变成现在的多到多。

Web的应用种类非常之多，较为有名的有互动问答平台、Blog、MySpace、Twitter、Digger等等。

它们是未来网络应用发展的方向。

图1-6:

国外流行的Twitter交流平台

1.3我国网络信息交流应用发展简史

我国的网络应用发展起始于九十年代，但发展迅速，目前已形成以门户、电子邮件、搜索引擎为核心并存的兴盛局面，本土企业在这几方面均有不俗的成就，国外企业在这方面的优势不大。

其实我国的互联网企业，不只在这三块领域崭露头角，其实在论坛BBS、Digger互动新闻、网上购物、资源下载交流等方面都有着令人欣喜的进步，

1.3.1电子邮件

国内的电子邮件服务起步最早，从1997年丁磊注册163的域名开始，中国的电子邮件就深入了广大网民的心中，成为最早的、同时也是不可或缺的网络交流方式，结束了微软hotmail雅虎等国外电子邮箱独大的书面，随着新浪、搜狐及QQ等电子邮箱的出现，中国的电子邮箱正式业务宣告成熟。

图1-7:

国内用户数最多的163邮箱

1.3.2门户

国内最早的一批网络用户，他们最早的记忆，除了电子邮箱，恐怕就是各类的门户新闻网站了，甚至至今，各类门户网站也仍然吸引了大量的网络流量。

国内最有名的门户网站有，新浪、网易、搜狐等，这类门户早已由早期的仅发布新闻资讯，发展成为一个集新闻、搜索引擎、网络接入、聊天室、电子公告牌（BBS）、免费邮箱、影音资讯、电子商务、网络社区、网络游戏、免费网页空间于一体的综合性信息交流平台，成为了一个名副其实的网络虚拟社区。

图1-8:

国内著名的门户网站新浪

1.3.3搜索引擎

如搜索引擎的技术门槛不高，但在早期，这是一项非常稀有的技术，中国的XX在这方面走到了世界领先的地步，占了中国搜索引擎市场最大的份额。

成为与Google等世界领先的国外搜索引擎齐名的本土搜索引擎。

图1-9:

在国内商场领先于国外同行的XX搜索引擎

1.4本文的主要工作和结构安排

以下主要叙述本人所负责的模块和模型层次，本人所负责的模块及任务为项目整体框架设计、数据访问层设计与实现、数据库设计与实现、以及平台的整合及测试。

1.4.1本文的主要工作

框架设计

从整体性能和对课题的验证角度出发，选择了Java开源框架及以各种开源实现，让整个项目的层次与模块清晰明朗，同时适合于分工实现，而且有利于将来功能上的扩展实现以及模块维护

数据访问层与数据库

从实现的角度上来，本人负责三层模型中的数据访问层，数据访问层是介于业务逻辑层和数据库之间的重要层次，对整体性能和系统测试维护有重要的意义。

从简化设计与实现上，本人选择了Hibernate开源技术实现，节省了设计与优化数据库的步骤，同时与业务逻辑层紧密结合，使数据访问层直接由类对象进行操作，使数据库表与业务类对象实时同步。

图1-10:

从业务层到数据库层的映射

后期整合与测试

本人同时负责将陈凡同学及郭新华同学负责的整块整合成整体。

整合的主要问题在于接口与数据交换，保证从表现层到业务层的再到数据访问层的数据流的平稳流动，以及从数据访问层到业务层再到表现层的数据库流的正确性。

同时测试项目整体的稳定性与健壮性，确保项目达到设计时的规范要求。

1.4.2论文的结构安排

第一章阐明了选题的背景和选题的意义，强调了实际背景，各种信息交流平台在实际应用中的状况和存在的问题，指明了解决问题的条件和环境，强调了研究的必要性。

第二章是背景综术，是课题研究的学科基础和技术基础，阐述了SOA及云计算领域中的发展进程和研究方向，特别是近年来的发展趋势和最新成果，使选题的意义更加明确。

第三章在明确了所要解决的问题和文献综述后，提出了整个项目的思路和方案。

同时根据个人所负责部分的内容，进行对部分模块的详细介绍与说明，使系统的优点与特性一目了然。

第四章是论文的主体部分，对理论分析、总体设计、模块划分、实现方法等进行了详细的论述，同时根据所承担的任务，对部分模块的具体实现进行了详细的说明。

第五章，对系统整体的进一步的补充，通过对系统性能的测试与运行，记录下系统在运行过程中体现出来的性能与存在的问题。

第六章是总结全文，对系统整体的一个归纳与概括，既总结了系统实践所带来的经验，同时也整理了实践过程中存在的不足。

同时，也将自己在研究开发工作中所做的贡献进行了说明。

第二章背景综述

1.

2

2.1云计算综述

2.1.1概念定义

信息爆炸的时代，催生了人们对信息检索的需求，搜索引擎应运而生，成为人们在网络汪洋中冲浪的必不可少的工具；网络的高度发达，又为人们之间的交流与互动提供了天然的平台，网络逐渐成为了人们解决问题的强有力手段；计算机硬件的光速发展，使计算机的计算能力呈几何式增长。

几个趋势相互重叠，便产生了目前研究最为活跃的云计算技术。

作为一个新兴的技术名词，业界对云计算的严格定义与内涵目前尚未统一，较为公认的说法是：

云计算（CloudComputing）是一种新兴的商业计算模型。

它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。

2.1.2内容与组成

云计算包括基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）以及其他依赖于互联网满足客户计算需求的技术趋势。

云计算服务通常提供通用的通过浏览器访问的在线商业应用，软件和数据存储在服务器上。

2.1.3云计算与其它技术的不同

云计算常与网格计算（分布式计算的一种，由一个松散耦合的计算机集群组成的一个超级虚拟计算机，常用来执行大型任务）、效用计算（IT资源的一种打包和计费方式，比如按照计算、存储分别计量费用，像传统的电力等公共设施一样）、自主计算（具有自我管理功能的计算机系统）相混淆。

[2]

事实上，许多云计算部署依赖于计算机集群（但与网格的组成、体系机构、目的、工作方式大相径庭），也吸收了自主计算和效用计算的特点。

云计算是并行计算（ParallelComputing）、分布式计算（DistributedComputing）和网格计算（GridComputing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。

云计算是虚拟化（Virtualization）、效用计算（UtilityComputing）、IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）等概念混合演进并跃升的结果。

2.1.4云计算在本项目中的运用

由于云计算是一个新兴的技术与概念，所涉及的知识面太广，技术难度太深，所涉及的硬件需求也非一个毕业设计所能承受，故本项目的云计算实践只是利用了分布式数据的物理分布特性。

图2-1:

各大主流厂商提出的云计算计划

2.2SOA综述

2.2.1概念定义

面向服务的体系结构（Service-OrientedArchitecture，SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。

接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。

这使得构建在各种这样的系统中的服务可以一种统一和通用的方式进行交互。

[1]

SOA是一种软件架构方法、原则，有译为"以服务为中心的体系结构"。

它是Internet环境下信息系统集成的一种体系架构。

在这种体系结构中，以高度抽象的具有独立功能的服务为基本单位构造各种松耦合的应用系统，以最大的灵活性和重用性提高应用系统的开发效率。

概言之，SOA的核心与特点在于联系各个服务之间的、定义良好的、中立的、独立于硬件、OS和语言的各种接口与契约，也即是松耦合的接口。

SOA是实现异构系统互操作的最佳体系架构，各种标准、规范是其理论基础。

但实现SOA还需要各种具体的软件技术和开发平台，各种平台在支持基本标准的基础上，对各种扩展标准有不同支持。

2.2.2内容与组成

SOA是基于许多开放标准的，这些标准实现了异构系统之间的互操作。

主要有ebXML系列标准（ebXM