基于OSGi和用戶權限的客戶端集成研究

王勝東

（中鐵信弘遠（北京）軟件科技有限責任公司， 北京 100038）

基于OSGi和用戶權限的客戶端集成研究

王勝東

（中鐵信弘遠（北京）軟件科技有限責任公司， 北京 100038）

鐵路調度信息系統包括多個業務場景，每個場景的應用架構涵蓋瀏覽器/服務器（B/ S）模式和客戶端/服務器（C/S）模式，將不同場景應用在客戶端進行集成是當前的主要問題。OSGi技術為客戶端集成提供了通用的解決方案。開發OSGi插件進行既有應用的集成，在插件啟動類中進行系統界面加載；根據用戶對系統集成的需求，對用戶權限進行統一的管理和分配；根據用戶權限，OSGi框架進行應用的啟動加載，從而實現既有應用系統的整合，并且按照權限內容實現功能定制。

鐵路調度信息系統；OSGi；訪問控制；客戶端集成

鐵路調度信息系統負責鐵路運輸業務的調度信息化管理，支持運輸業務中的資源調度工作。運輸調度業務系統管理范圍復雜，需要多項資源進行綜合協調管理；按照調度業務事前計劃、事中監控、事后統計的方式，將調度業務場景分為計劃場景、指揮場景、統計場景、非常規事件處理時的命令場景，在這樣4個場景情況下，就可以進行整體應用的劃分和規劃。在當前的業務系統中，不同的應用場景采取了不同的應用架構模式，對于調度命令、生產指揮等需要進行及時響應場景，采用C/S模式；對于統計分析、計劃報表等數據統計顯示場景，采用B/S模式。

調度信息系統應用是基于Java語言開發的，OSGi為系統的集成提供了統一的解決方案。通過OSGi插件開發，進行已有系統的集成；使用OSGi生命周期API函數，可以在已開發插件中進行既有系統的加載，從而充分利用既有系統代碼。對于不同的用戶，其系統集成權限是不一致的；基于不同的用戶需求，進行用戶權限的統一管理，實現系統的統一集成。

1 OSGi的基本原理和集成優勢

OSGi委員會成立于1999年，當前最新版本OSGi規范為2012年發布的第5版。OSGi定義了動態的Java模塊系統，利用OSGi可以更好的控制代碼結構，進行模塊的生命周期管理，降低系統的耦合性。OSGi框架如圖1所示，安全層基于Java 2安全機制構建，并且進行了某些空白的補充。模塊層定義了Java模塊化模型，彌補了Java部署模型的一些缺點，模塊層嚴格定義了插件之間共享或者隱藏Java包的規則。生命周期層為插件提供了生命周期API函數，定義了插件的安裝、更新、卸載等行為。服務層為Java插件開發者提供了動態的編程模型，實現了服務的實現與接口的分離。

圖1 OSGi框架結構

Java語言本身是有模塊化概念的，但是Java語言的模塊化基本上是基于面向對象語言為基礎的，一般只能使用訪問控制符(如public、private)來進行訪問權限的設定；一旦設置為public，就會暴露過多的實現細節。當多個JAR文件一起工作時，常常會引起“類路徑地獄”問題，主要是某一個JAR文件中的類與另外一個JAR文件中的類版本不一致導致的；在大規模系統開發中，諸如日志記錄或XML解析等經常存在不同版本。而且標準的Java環境很難實現動態的插件升級管理。OSGi架構對上述問題提供了很好的解決方案，使用模塊化機制對應用進行了邏輯、物理的封裝，使用生命周期函數進行插件的動態管理。

2 基于角色的用戶權限管理

采用基于角色的權限管理，其權限分配模型如圖 2所示。

圖2 基于角色的權限分配

基于角色的用戶授權可以解決用戶權限的集中管理問題，如圖2的角色1、角色2、角色3，在實際的調度業務系統中，經常會根據調度員負責的業務工作，將具體工作設置為具體崗位，對每一個具體崗位的應用權限進行統一分配，把用戶與具體角色進行關聯實現用戶授權。還有一種情況如圖2中的用戶2，調度業務中常常存在輪換崗位的需求，需要在不同的崗位之間進行工作調換，這種情況需要對一個用戶分配多個角色，在用戶登錄系統時進行角色選擇，再進行用戶權限分配。

在進行系統集成過程中，將用戶權限分為兩類，用戶界面權限和應用功能權限。用戶界面權限是指在系統加載的過程中，需要加載的界面內容；應用功能權限是指在系統使用過程中，具體的業務操作范圍。

3 用戶權限分類整理

圖3 用戶權限分類

如圖3所示，類似崗位的用戶如行調1和行調2，因為具體業務操作完全相同，需要加載相同的界面；但是其管理范圍不一樣，行調1管理哈爾濱、沈陽、北京、太原、呼和浩特5個鐵路局，而行調2管理鄭州、武漢、西安、濟南、上海5個鐵路局。這是兩類不同類型的權限內容，用戶界面權限在系統開發設計階段進行設定，在后期系統運行階段調整范圍不大，只有在系統更新或升級時才進行改變。應用功能權限需要根據業務的變動進行相應的改變，完成對于業務功能調整的支持。進行權限的分類管理，可以方便系統的集成和功能內容的調整。

4 集成插件實現

根據用戶的界面權限，進行相應的OSGi插件開發。將插件開發與應用開發分離，降低兩者之間的關聯，采用了Java反射技術進行關聯分拆。

具體的實現代碼如圖 4所示，在反射技術的支持下，插件開發時不知道需要加載頁面的具體類名，可以在系統運行時進行動態的配置和調整，降低系統之間的耦合性，保持插件開發與應用開發的獨立性。

圖4 使用反射獲得Swing Composite類

在客戶端框架啟動過程中，首先會根據用戶名、密碼進行權限加載，用戶界面權限在插件中進行初始界面的加載，應用功能權限包含了各個子系統初始化條件和信息，可以在初始化過程中根據這些權限進行系統初始化情況的設定。

對于B/S應用模式，可以采用SWT中自帶的org.eclipse.swt.browser.Browser進行Web頁面加載，從而方便多種模式的應用集成。B/S模式的認證方式支持兩種情況，由于在客戶端框架中進行Browser類的URL設定，所以在設定過程中可以使用HTTP GET方式進行用戶名、密碼的傳入，在相應的B/S應用中，就可以按照傳輸的認證信息進行用戶權限的設定；如果采用數字證書認證方式，只要在用戶客戶端已經安裝了有效的數字證書，既可以通過系統認證。

在進行插件開發過程中，需要對插件的權限進行統一的管理，搭建了插件管理系統，其界面如圖5所示。在插件管理系統中，將插件的啟動類統一存儲在數據庫中，通過管理界面進行管理，實現動態用戶界面加載。

5 不同集成需求的實現

圖5 插件管理界面

根據系統集成的設計思想，進行了客戶端集成框架的開發；OSGi框架采用了Equinox作為具體實現，客戶端應用集成了C/S模式的Java Swing和SWT客戶端界面，同時集成了B/S模式的Web頁面。集成場景分為命令、計劃、指揮和統計4個場景，每一個場景下的插件可以進行動態的配置，其集成界面如圖6所示。

圖6 應用系統集成界面

利用OSGi進行集成時，其能夠加載的插件必須事先寫在配置文件中，針對不同的用戶，最終加載的插件個數不同，提前需要安裝的插件都相同。為了方便系統升級和新功能添加，必須預留一部分插件，插件的使用個數和預留個數必須進行一個合理的折中選擇。

6 結束語

本文對OSGi基本原理進行了介紹，討論了OSGi進行系統集成的優勢。基于角色進行了用戶權限的配置管理，根據具體的業務場景和權限管理需求，進行了用戶權限的分類整理。根據鐵路調度信息系統所涵蓋的命令、計劃、指揮、統計場景進行了系統分類，利用Java反射模式進行了插件開發與應用開發的分離，降低了系統的耦合性，同時兼容了瀏覽器/服務器模式和客戶端/服務器模式，實現了客戶端應用系統的集成。

責任編輯 陳 蓉

Research on client integration based on OSGi & user privileges

WANG Shengdong
( Sinorail Hong Yuan(Beijing) Information Software Development Co., Ltd., Beijing 100038, China )

There were several scenarios in the Transportation Dispatching Information System, each scenario had own application frameworks which covered from browser/server to client/server. The different scene in the client application integration was the key issue. OSGi technology provided a general solution for the client integration. The OSGi bundles were developed to integrate applications, interfaces of existing system were loaded in the bundle activator. User privileges were managed and assigned according to requirements, the union client application platform was launched by OSGi framework and customized by user privileges.

Transportation Dispatching Information System; Open Service Gateway Initiative(OSGi); access control; client integration

U284.5∶TP39

A

1005-8451（2014）02-0029-03

2013-10-25

王勝東，工程師。