異構財務系統中間件的研究與實現*

高 菲

(寶雞職業技術學院 寶雞 721000)

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異構財務系統中間件的研究與實現*

高 菲

(寶雞職業技術學院 寶雞 721000)

為了解決集團財務系統的異構性,使集團能夠透明化訪問各子公司財務系統,將Agent引入到數據庫集成中間件中來,完成基于多Agent的系統集成中間件模型的設計,分析中間件系統運行流程,中間件系統中通信問題的設計,基于XML的Agent通信。通過測試表明論文所實現的財務系統中間件能較好地解決集團用戶查詢獲取實時財務信息的問題,能滿足用戶“實時”查詢財務數據的需求。

異構財務系統; 系統集成; 中間件; 數據訪問; 映射字典

Class Number TP311

1 引言

大的集團都包括很多下屬分公司,這些分公司通過網絡與集團總部互連。由于歷史原因,集團內部各個子公司使用的財務軟件系統應用紛雜,不同廠商、不同時期、不同版本的混合在一起,構成了跨Internet分布的異構數據系統,為集團總部實施財務監管和集團財務分析決策等帶來很多困難和現實問題。如何整合集團企業并存的信息資源,尤其是財務資源,提高管理工作的效率將成為企業競爭的重要內容。為了使集團總部財務人員能夠通過遠程查詢,實現“實時”監控,隨時掌握各子公司的財務基礎信息和運營狀況,包括憑證、明細帳、分類帳、總帳、資產負債表和利潤報表等,本文把Agent技術和XML技術引入到異構財務系統集成框架中來,能夠較好地發揮Agent自身的各種智能化的特性,有效地降低了異構信息系統集成的復雜性,滿足了集團的要求,適合集團企業信息化建設的需要。

2 異構財務系統集成中間件模型

數據庫中間件的出現在一定程度上解決了集成數據的訪問、數據庫訪問用戶受限、異構數據源的透明訪問等問題。但是當前的數據庫中間件系統也存在前面所述的一些缺陷,如:數據交互速率問題、系統負載均衡等問題。由于Agent具有自主性、感知性、主動性等智能特點,故可將Agent技術結合到數據庫中間件系統中,以期解決目前數據庫中間件的不足。本文異構財務系統集成中間件模型的設計把Agent技術和XML技術引入到中間件系統中來,能夠較好地發揮Agent自身的各種智能化的特性和XML在數據應用方面易表義、跨平臺等優勢,有效地降低了異構財務系統集成的復雜性,滿足了集團的要求。從中間件的功能層次上來看,集團異構財務系統集成中間件是構建在財務數據庫系統之上,用戶層之下的。它利用多Agent技術和XML技術構建了一個異構財務系統集成中間件,從而屏蔽各子公司財務系統的異構性,實現了集團總部對下屬各子公司財務系統信息的透明化共享。該中間件封裝了系統的應用業務邏輯,與應用層和子公司財務系統構成了客戶/服務器三層結構,如圖1所示。整個中間件系統的設計分為兩個部分:各子公司財務數據庫信息映射字典的生成和中間件系統查詢的運行。這兩個部分是異步運行的過程。

圖1 中間件系統拓撲結構圖

各個模塊的主要功能說明如下:

1) 信息Agent:(1)集團每一個子公司的財務數據庫系統都對應一個信息Agent,它通過連接子公司財務系統的數據庫服務器,存儲各個財務系統數據源的描述信息,包括各種財務數據庫的類型、數據庫名稱、數據庫用戶名、密碼、主機名、端口號、IP地址、各種財務表信息和視圖信息等,同時基于Agent的反應性、主動性、信息Agent自主檢測財務系統數據源是否發生變化,如果發生變化則主動采集財務變化信息并做自身的更新發送給信息管理Agent;(2)接收轉換Agent傳來的查詢請求,將請求服務傳給子公司財務數據庫執行。

2) 信息管理Agent:(1)同各個信息Agent進行交互,接受所有信息Agent發送的關于子公司財務數據庫信息內容描述,并針對每個表和字段做必要的說明性描述,對發生語義沖突的地方進行重新定義,從而生成XML格式的映射字典,為實現用戶查詢到財務數據庫的映射提供參考。(2)與分配Agent進行交互,將映射字典發送給它。

3) 分配Agent:同信息管理Agent進行交互,參考其映射字典,獲取所查詢子公司財務數據庫的信息以及用戶標準查詢字段所對應的財務數據庫的非標準字段。并將這些信息發送給轉換Agent。

4) 轉換Agent:包括查詢轉換部分和結果轉換部分。查詢轉換部分接收分配Agent發送的查詢后,解析查詢文檔,提取查詢參數,組織成目的財務數據庫能識別的查詢語句,發送給對應的信息Agent。結果轉換部分接收目的信息Agent帶來的查詢結果,并將其轉換為標準的XML文檔發送給集成Agent。

5) 集成Agent:接收轉換Agent返回的查詢結果,將結果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的結構設計

由于集成的各個異構財務系統數據分屬于不同的子公司,而且各個子公司的財務數據都是不定時被更新的,這樣就要求集成中間件必須提供一種“實時”的查詢服務。顯然,這是通用的異構數據庫系統集成中間件所不能滿足的。為了解決這個問題,本文設計的異構財務系統集成中間件分為兩個部分:各子公司財務數據庫信息映射字典的生成和中間件系統查詢的運行。

這兩個部分是異步的過程,也就是說財務數據庫信息映射字典的生成和中間件系統查詢的運行是兩個并行的、獨立的過程。財務數據庫信息映射字典的生成可以在集團用戶沒有提交任何查詢的情況下由各個信息Agent和信息管理Agent自動運行生成,而中間件系統的運行負責處理用戶提交的財務查詢并將查詢結果返回給用戶。

· 財務數據庫信息映射字典的生成

子公司財務數據庫信息映射字典的生成是異構財務系統集成的關鍵。由于用戶提交的查詢與后臺各個子公司財務系統的表結構、字段、屬性等不盡相同,這樣就必須有一個從查詢標準字段到數據庫非標準字段的映射。因此該中間件系統生成的映射字典包含了各財務數據庫的描述信息和用戶查詢財務表的標準字段到數據庫財務表的非標準字段的映射。流程圖參見圖2。

圖2 財務數據庫信息映射字典的生成流程

· 中間件系統查詢的運行

系統查詢的運行過程是指集團用戶在與本中間件交互的過程中,本中間件系統自身的活動過程,其主要功能就是為異構財務數據的共享使用提供服務。該過程的主要流程可以通過圖3來說明。

圖3 中間件系統運行數據流圖

具體如下:

中間件系統給用戶呈現出一個客戶端查詢頁面,集團總部通過查詢界面提交查詢,當中間件系統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發送的XML格式的映射字典,確定用戶查詢的目的財務數據庫,并獲取財務數據庫信息和各財務表中標準字段對應的非標準字段封裝成XML文檔發送給轉換Agent;

3) 轉換Agent收到查詢信息后,解析查詢文檔,提取查詢參數,組織成目的財務數據庫能夠識別的查詢語句(這里主要是SQL查詢語句)發送給目的信息Agent;

4) 信息Agent接收的消息后,檢驗消息的合法性并抽取出SQL查詢語句連接到相應財務數據庫執行查詢,然后將得到的DataSet查詢結果封裝成XML格式的消息發送給轉換Agent。

5) 轉換Agent參考映射字典,將非標準的XML結果文檔轉化為標準的XML文檔發送給集成Agent。

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

在中間件系統中,映射字典,查詢過程和結果文檔均采用XML文檔格式進行數據的交互,這樣設計的優點是:

1) 使數據交換保持了系統獨立性原則,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據存儲和獲取的細節,同時,使用戶對中間件隱藏了數據的使用和顯示問題;

3) 所需的網絡傳輸帶寬更低。XML文檔傳輸所需的帶寬要低于同樣數據規格的HTML文檔的傳輸;

4) XML文檔格式的結果使用戶對數據進行本地化處理變的容易。

4 中間件系統通信機制的設計

在多Agent分布式系統中,為了實現Agent之間的通訊,要求每一個Agent知道其它Agent的名稱、通信地址、通訊端口、協作能力等。因此,在每個Agent中設計一個通訊模塊,該模塊負責所有與通訊有關的動作,同時該模塊也是Agent間進行通訊的一個接口。通訊設計實現框架如圖4所示。每個通訊模塊包含信息表、消息緩存池和一個通訊服務管理器三部分。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) 靜態信息表:存儲Agent自身的靜態信息,如Agent標識、本身的性能、IP地址等; 2) 動態信息表:主要存儲通訊狀態下的其它Agent信息。在每個Agent啟動與其他Agent通訊時,會將各種通訊狀態信息登記到動態信息表中,并在退出時刪除這些信息,以保持動態信息表的實時更新。消息緩存池:Agent用來存儲發送和接收到的消息;通訊服務管理器:主要負責消息的封裝和解析、消息同步傳輸控制。避免由于同步問題造成的因果錯誤。

圖4 Agent通信實現框架

在具體設計通訊實現框架時,采用面向對象的軟件設計思想。將信息表、消息緩存池、通訊服務管理器和其他各部分分別定義成類的形式;把發送的KQML消息封裝成XML格式文檔,然后進行傳輸。在底層采用TCP/IP通訊協議和socket通訊技術實現多Agent結點的通訊。

Agent間實現相互通訊就要處理Agent通訊過程中的各種事務。在每個通訊模塊中設置一個通訊服務管理器。通訊服務管理器作為消息通訊的樞紐,在系統中起著核心作用。通訊服務管理主要包括XML文檔解析、Agent系統管理、Agent域名管理和消息傳輸過程管理。服務管理器結構如圖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系統管理:負責Agent內部其他模塊間的協同操作;消息傳輸過程管理:主要完成通訊中服務監聽與線程管理和消息發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現通訊服務管理器的功能。服務監聽與線程管理是由run方法進行處理。方法doCommManage用于完成消息傳輸的同步控制管理。消息的XML格式封裝和解析分別由CreateXml類中的doConverXml方法和parseXml方法實現。

圖5 通訊服務管理器結構

系統中Agent之間要互相協作完成一個復雜的任務就要互相通信。為了讓每個Agent都能理解通信的內容,作出相應的反應,就需要為它們定義共同的通信機制。這里選用KQML(Knowledge Query and Manipulatlon Language),它提供了一套標準的Agent通信原語,定義了一組Agent之間傳遞信息的標準語法和動作,而且KQML通信語言支持多種類型的消息通信,能夠完成控制系統中的一般信息交換、功能交互與知識共享。KQML分為三個層次:內容層、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等類型的消息來實現交互。

5 環境的模擬與測試

5.1 模擬實驗過程

在實驗室里配置了三臺計算機模擬該異構財務系統集成中間件的運行過程。其中,計算機A既作為集團總部客戶端查詢又作為中介服務器;計算機B作為集團子公司1使用用友通標準版10.1財務軟件系統;計算機C作為集團子公司2使用金蝶KIS標準版V8.0財務系統。三臺計算機間通過Internet互聯,子公司1的用友財務軟件系統與子公司2的金蝶財務軟件系統異構。根據前述對于集成中間件系統的方案及實現分析,基于Socket消息傳輸方式和IP網絡協議實現了子公司與集團總部之間的通信,且利用C#編程語言實現了Agent的部分功能,達到了集團總部對子公司1和子公司2異構財務系統信息透明化共享的目的。

5.2 模擬實驗結果

圖6 子公司1銀行存款明細賬查詢結果

用戶可以通過明細賬查詢界面選擇子公司、科目、明細賬類、,查詢的日期,然后點擊“查詢”按鈕,提交查詢信息。查詢信息將通過集成中間件系統送至該子公司財務數據庫執行查詢,然后把查詢結果返回給用戶。圖6和圖7分別為集團用戶查詢子公司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返回的查詢結果(查詢之前ListView部分為空)。

圖7 子公司2銀行存款明細賬查詢結果

5.3 “實時性”測試

根據上述實驗環境的配置,針對數據庫信息的變化規模,現對信息Agent響應的時間進行測試,如圖8所示。

圖8 信息Agent響應時間曲線圖

根據以上實驗測試曲線圖可知,隨著財務數據庫數據更新數量的增多,信息Agent的響應時間成增長趨勢,但是總體來說響應速度仍然較快,也就是說信息Agent能夠第一時間發現財務系統的數據變化并將變化信息及時發饋給信息管理Agent,信息管理Agent更新生成當前的映射字典為中間件系統的查詢運行提供參考。

通過以上測試可知,該中間件系統的設計能夠滿足集團用戶“實時”查詢財務數據的需求。

6 結語

隨著企業應用范圍的不斷擴大,企業對信息的需求也日益增大,越來越多的企業應用需要訪問到多種異構數據源。對于企業應用來說,這既是企業內部發展的需要,也是企業適應外部環境的需要。集團對子公司異構財務系統的查詢監管是異構數據源集成的一個重要應用背景。基于中間件技術的異構數據庫共享集成將成為廣泛使用的異構數據庫集成方法。本文針對集團異構財務系統集成的重點和難點問題作深入研究,提出了具體實現方案并通過實驗驗證了集成中間件系統的可行性和實時性。

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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:計算機教育。

TP311

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.09.029