第8章 票务系统体系结构设计案例分析,8.1 项目背景 8.2 需求分析 8.3 系统体系结构设计 8.4 小结,8.1 项目背景,由于票务种类的繁多，客户信息的量大复杂。所以在其管理上存在较大困难，特别是早期单用人力和纸张进行管理。导致信息的不全面和错误率高，加之存储介质的约束，难以长期有效的管理。 随着计算机网络的发展，电子商务的普及。一种基于B/S模式的票务系统提出了需求。由于票务的特殊性，需要系统有很强的稳定性，要求较快的反应速度，响应多点同时请求。另外后台对票务的所有相关信息需要完全记录。完成历史信息的保存，查询；对当前信息的录入，查询，修改，删除。,8.2 需求分析,主要任务 创建代表“目前”业务情况的业务模型，并将此业务模型转换成“将来”的系统模型，包括功能需求和非功能需求。非功能需求又包括质量属性和各种约定。 通过对客户的当前业务的分析，我们得到当前业务的基本需求。,功能需求,非功能需求,8.2.1 定义系统 根据业务的功能需求，该系统主要的涉众有系统管理人员和客户，系统管理人员又分为票务管理人员和用户管理人员。票务管理人员会对票务信息进行相关维护，用户管理人员对客户信息进行相关的维护。由此得出系统角色，分析其对系统的具体要求，并找出系统的各个用例。,根据上述分析，可以得到系统用例视图：,8.2.2 细化定义 (1) 细化用例 细化业务用例模型，是为了更加详细地分析和描述用例。同时，将业务用例模型转换成系统的用例模型。下面，以“角色”用户进行票务购买为例。,细化用例后，还需对用例进行详细描述，直到所有涉众都认可描述的内容已经能够正确表达出他们的需求为止。在RUP方法论中指明通过阐述一个用例的名称、简要描述、事件流、特殊需求、前置条件和后置条件等六个方面可以对用例进行描述。下面以用例“用户购买票务”为例细化描述。,“用户购买票务”用例细化描述（续）,“用户购买票务”用例细化描述（续）,“用户购买票务”用例细化描述（续）,上面对用例的描述仅限于文字描述，还不够形象。再以活动图的形式进行建模描述如下：,(2) 结构化用例 结构化用例的目的是通过观察这些已经细化的用例，看能不能抽取出共有的、可选的行为，把这些共同的内容建立为新的用例。这样的好处是，可以消除冗余的需要以及改善系统整体需求内容的可维护性。像“用户信息维护”用例中，“查询用户信息”应作为一个新的用例提取出来，以提高上面所说的需求内容的可维护性。,8.3 系统体系结构设计,将需求内容转换成设计模型的雏形以及用户体验模型，其目的是建立整个系统初步的解决方案，为详细设计活动打下基础，这一阶段的具体活动如下：,8.3.1 体系结构的选择,早期的票务系统仅仅针对售票单位，只是简单的数量控制，票务记录。而新的票务系统不仅仅具有以前的所有功能，还利用网络将客户包括近来。方便客户进行操作，利用网络可以让客户在任何有网络的地方就可以直接连入系统。又由于计算机的支持，数据库中有所有客户的信息，可以方便售票方对客户进行管理，提供更好的服务。 本系统采用基于B/S的分层结构。这种结构有如下特点：节省投资、跨地域广；维护和升级方式简单，如果想对功能修改，可以方便的进行更改，大大减少维护成本。,系统的结构视图如下：,在J2EE(是一套全然不同于传统应用开发的技术体系结构，包含许多组件，主要可简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值)开发中，搭配良好的框架可以降低开发人员解决复杂问题的难度，而如何将框架整合起来，以使每一层都向另外的层次以松散的方式来提供接口，同时让组合的三个框架在每一层都以一种松耦合的方式彼此沟通，从而与低层的技术透明无关，这就是框架分析的目的和要求。 所以我们把Structs(为Web应用提供了一个MVC模式的通用框架 )、Hibernate(开放源代码的对象关系映射框架)和Spring(开源框架)组合起来的目标就是希望能实现系统的“低耦合、高内聚”。也就是要求系统易于维护、易于适应变更、可重用性的特点。,根据前期对需求的分析，决定采用基于SSH框架来构建此分布式的信息管理系统。SSH多层的构架模式，从上到下依次为视图层、控制器层、模型层、持久化层和数据库层，如下图所示：,SSH 为 Secure Shell 的缩写，由 IETF 的网络工作小组（Network Working Group）所制定；SSH 为建立在应用层和传输层基础上的安全协议。SSH 是目前较可靠，专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。利用 SSH 协议可以有效防止远程管理过程中的信息泄露问题。 SSH也俗称三层体系结构: 第一层:实体类层 第二层:业务逻辑层 第三层:表示层(显示层),框架讲解： 视图层：职责是提供控制器，将页面的请求委派给其他层进行处理，为显示提供业务数据模型。 控制层：职责是按预定的业务逻辑处理视图层提交的请求。 （1） 处理业务逻辑和业务校验 （2） 事务管理 （3） 管理业务层对象间的依赖关系 （4） 向表示层提供具体业务服务的实现类 模型层：职责是将模型的状态转交视图层，以提供页面给浏览器。 数据持久层：职责是建立持久化类及其属性与数据库中表及其字段的对应关系。提供简化SQL语句的机制。实现基本的数据操作（增、删、读、改） 数据库层：数据库的建立与管理。,规则（约束）： （1）系统各层次及层内部子层次之间都不得跨层调用。 （2） 由bean传递模型状态。 （3）需要在表示层绑定到列表的数据采用基于关系的数据集传递。 （4）对于每一个数据库表（Table）都有一个DB Entity class与之对应，由Hibernate完成映射。 （5）有些跨数据库或跨表的操作（如复杂的联合查询）也需要由Hibernate来提供支持。 （8） 表示层和控制层禁止出现任何SQL语句。,现在我们通过下表来看看构架是如何来满足系统的关键质量属性需求。,8.3.2 系统体系结构的分析与设计,1 质量场景 1）性能场景：在系统处于高峰时期，保证登陆的每个顾 客所作的选择和查询的响应时间能在5s以内，如果需要等待则 给出有友好的提示。系统可以保证以最快速度同时响应500个 用户的操作。,2）安全性场景：杜绝非法用户试图绕过应用服务器直接连 接到数据库服务器的端口上，防止非法窃取注册用户个人息； 屏蔽某IP短时间内的大量无意义的访问，以防被挤爆，使正常 用户无法使用。保证系统数据的机密性和完整性。,3）易用性场景：在该系统中，用户希望在运行时能尽快 取消某操作使错误的影响降到最低，取消在1秒内发生；要 求具有基本电脑操作常识的人，可以根据良好的界面设计迅 速学会使用方法，让熟手用户使用快捷键。,4) 可用性场景：在正常的工作时间内，系统必须具有极高的可用性，保证出故障几率最低。出现故障时系统有相应的处理机制。,2 数据持久层的体系结构分析 在数据持久层，我们使用Hibernate来进行处理，通过下面 我们来看看如何通过Hibernate来满足系统的质量属性需求。,Hibernate体系结构概要图,从这个图可以看出，Hibernate通过配置文件和映射文件来实现与数据库的交互及实现对象关系映射（Object Relational Mapping，简称ORM），通过这种机制，将java程序中的对象自动持久化到关系数据库中，对持久化对象的改动都会反映到数据库中。其中配置文件主要用来配置好数据库连接的各种参数以及定义数据映射文件，通常以hibernate.cfg.xml或者hibernate.properties形式出现；XML Mapping配置文件是数据库中表的数据映射文件，通常以*.hbm.xml形式出现。 下面我们来更详细地看一下Hibernate运行时体系结构方案。这种方案将应用层从底层的JDBC/JTA API中抽象出来，而让Hibernate来处理这些细节。,Hibernate满足的质量属性需求,(1) 性能 Hibernate本质上是包装了JDBC来进行数据操作的，由于 Hibernate在调用JDBC上面是优化了JDBC调用，并且尽可能的 使用最优化的，最高效的JDBC调用，所以性能令人满意，同 时应用程序需要在关联关系间进行导航的时候，由Hibernate 获取关联对象，Hibernate提供的对持久化数据的缓存机制也 对系统的性能的提高起了很大的作用。 (2) 安全性 Hibernate提供的悲观锁/乐观锁机制，能够在多个用户进 行并发操作时保持数据库中数据的一致性与完整性，避免了 对数据库中数据的破坏。 (3) 易用性 用户在对票务信息进行操作时都得到Hibernate的支持。,3 业务逻辑层体系结构设计 业务逻辑层作为该系统的关键部分，对系统的灵活性实现起着决定性的 作用。在本系统的业务逻辑层体系结构层中，采取了MVC模式，下面简单介绍一 下MVC模式的好处： (1) 实现了客户端表示层和业务逻辑层的完全分离 (2) 高效可靠的事务处理 (3) 具有良好的易用性，安全性,MVC模式访问流程：,MVC模式在本系统中应用： 当客户利用网页浏览器，发出HTTP请求时，这通常会牵涉到送出表单数据，例如用户名和密码。Servlet收到这样的数据并解析数据。Servlet扮演控制器的角色，处理你的请求，通常会向模型（一般是数据库）发出请求。处理结果往往以JavaBean的形式打包。视图就是JSP，而JSP唯一的工作就是产生页面，表现模型的视图以及进一步动作所需要的所有控件。当页面返回浏览器作为视图显示出来，用户提出的进一步请求，也会以同样的方式处理。 由于JSP继承了J2EE良好的易用性和安全性，从而为实现系统的关键质量属性奠定了基础。在MVC模式中，视图不再是经典意义上的模型的观察者。当模型发生改变时，视图的确间接的从控制器收到了相当于通知的东西，控制器可以把bean送给视图，以使得视图取得模型的状态。所以，视图在HTTP响应返回到浏览器时只需要一个状态信息的更新。只有当页面被创建和返回时，创建视图并结合模型状态才有意义。这使得提升系统的系能成为可能。只有当相应的操作被执行，系统才会去获取关联对象，并且视图不会直接模型向注册去接受状态信息，使得系统的安全性得到大大提高。,业务逻辑层的框架：,业务逻辑层体系结构分析： 该业务逻辑层的体系结构是前面MVC模式的一种变形，他继承了MVC模式的优点，同时，具体到我们的体系结构中，它又实现了表示层与业务层的完全分离。在业务逻辑层我们使用Spring框架作为容器，以便实现业务层与表示层和数据层的松耦合。该业务逻辑层体系结构具备良好的易用性、安全性和性能。,下表给出spring容器如何满足系统关键质量属性,(1) 与构架商业周期的关系,8.3.3 构架表述,(2) 整体的构架如下：,因为具体持久化层数据源是多样化的，可能是XML方式或其他不同厂商的关系数据库。我们通过使用DAO模式，业务部分就不用关心具体数据层是如何实现对数据库的操作的，对数据库的操作全部有DAO类实现，如图所示：,8.4 小结,本章通过案例分析描述了设计师是如何通过质量属性来驱动系统设计的过程，根据质量属性选择相应的战术以及场景来进行分析。,