楊 樺

（天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院，天津市 300350）

基于Java EE的模擬器開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

楊 樺

（天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院，天津市 300350）

基于Java EE開(kāi)發(fā)平臺(tái)，經(jīng)過(guò)需求分析和總體設(shè)計(jì)、架構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn) “模擬器開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理系統(tǒng)”。它可以使項(xiàng)目管理者靈活而合理的制定項(xiàng)目計(jì)劃、分解和規(guī)劃項(xiàng)目任務(wù)；使項(xiàng)目執(zhí)行者快速方便地按照項(xiàng)目計(jì)劃來(lái)執(zhí)行任務(wù)，與其他項(xiàng)目參與者協(xié)同工作，從而實(shí)現(xiàn)高效、成功的網(wǎng)絡(luò)化制造。

分布式項(xiàng)目管理；Java EE；設(shè)計(jì)模式

網(wǎng)絡(luò)化制造充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造資源的優(yōu)化配置和集成。它以數(shù)字化、柔性化、敏捷化為基本特征，針對(duì)某一需要，利用以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為特征的現(xiàn)代化制造網(wǎng)絡(luò)，靈活而迅速地組織和利用社會(huì)制造資源，把分散在不同地區(qū)的現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備資源、智力資源和各種核心能力，按資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則，迅速地組織成跨越地區(qū)、空間約束的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)快速、高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品和服務(wù)。本系統(tǒng)引用“網(wǎng)絡(luò)化制造”的思想，并與傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理模式相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分布在異地的業(yè)務(wù)進(jìn)行有效地管理，即分布式的網(wǎng)絡(luò)化制造項(xiàng)目管理。

一、開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選擇

目前在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，為了能夠有效地開(kāi)發(fā)、部署、運(yùn)行和管理系統(tǒng)，通常采用多層體系架構(gòu)的應(yīng)用模式，在多層架構(gòu)的設(shè)計(jì)中，對(duì)于位于中間層的應(yīng)用服務(wù)器的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。就目前來(lái)看，可供選擇的開(kāi)發(fā)平臺(tái)主要有基于Java EE的解決方案和微軟．NET平臺(tái)的解決方案。

基于Java EE在以下幾方面的優(yōu)勢(shì)，本系統(tǒng)選擇Java EE作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

（一）開(kāi)發(fā)的高效性 Java EE應(yīng)用服務(wù)器可以使開(kāi)發(fā)人員集中精力開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)邏輯，而不用考慮通用、繁瑣的底層系統(tǒng)服務(wù)，從而減輕了開(kāi)發(fā)人員的工作量，縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間。

（二）支持異構(gòu)環(huán)境 設(shè)計(jì)合理的基于Java EE可移植程序不依賴(lài)任何特定操作系統(tǒng)、中間件和硬件，只需開(kāi)發(fā)一次就可以部署到各種平臺(tái)。

（三）安全性 Java EE會(huì)在程序編譯的過(guò)程中不斷進(jìn)行測(cè)試，從而對(duì)潛在的問(wèn)題提出警示，并不是等到程序完全開(kāi)發(fā)完畢后才加上相應(yīng)的安全機(jī)制。

（四）穩(wěn)定的可用性 Java EE可以被部署到健壯性很好的操作系統(tǒng)（比如Sun Solaris、IBM OS／390）中，從而保證了長(zhǎng)期、穩(wěn)定的可用性。

二、Java EE多層體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的C／S結(jié)構(gòu)（即客戶(hù)機(jī)－服務(wù)器結(jié)構(gòu)），存在著一些關(guān)鍵性的不足之處。比如：“胖”客戶(hù)，即客戶(hù)端需要相當(dāng)多的軟硬件資源，客戶(hù)機(jī)負(fù)載較重，同時(shí)對(duì)客戶(hù)機(jī)的配置要求也相對(duì)較高；客戶(hù)端的任務(wù)龐大，使得維護(hù)和升級(jí)都比較困難。

SUN公司設(shè)計(jì)Java EE的目的之一就是為了解決兩層C／S（Client／Server）模式的不足之處。Java EE號(hào)稱(chēng)多層結(jié)構(gòu)，即基于n層應(yīng)用的思想，使得應(yīng)用程序的不同部分可以運(yùn)行在不同的設(shè)備上，最終實(shí)現(xiàn)了松耦合、解耦性好、維護(hù)升級(jí)擴(kuò)展方便靈活等特點(diǎn)。

三、系統(tǒng)的需求分析

（一）系統(tǒng)性能的需求分析

本系統(tǒng)需同時(shí)具備：可理解性、可靠性、易修改性和可重用性。

（二）系統(tǒng)功能的需求分析

1．項(xiàng)目定義。從盟主方向ASP平臺(tái)發(fā)布項(xiàng)目的基本情況開(kāi)始。盟主方需將該項(xiàng)目的基本情況提交到ASP平臺(tái)發(fā)布。

2．盟員選擇。某一項(xiàng)目的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)必須是由多方合作進(jìn)行的。為形成一個(gè)強(qiáng)有力的有效聯(lián)盟，需要對(duì)各擬參與方進(jìn)行評(píng)估選擇。盟主方需要通過(guò)招投標(biāo)的方式進(jìn)行盟員選擇，從而選擇最適合的參與方進(jìn)行聯(lián)盟。

3．項(xiàng)目計(jì)劃。經(jīng)過(guò)以上兩個(gè)階段的完成后，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（即項(xiàng)目經(jīng)理）根據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)的規(guī)定，對(duì)該項(xiàng)目的執(zhí)行進(jìn)行周密的安排，如確定項(xiàng)目任務(wù)、安排任務(wù)進(jìn)度、編制資源預(yù)算等，從而保證項(xiàng)目能夠在合理的工期內(nèi)順利完成。

4．項(xiàng)目監(jiān)控。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要周期性地進(jìn)行跟蹤項(xiàng)目計(jì)劃的各種參數(shù)如進(jìn)度、工作量、費(fèi)用、資源、工作成果、風(fēng)險(xiǎn)等等，不斷地了解項(xiàng)目的進(jìn)展情況，以便當(dāng)項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)展?fàn)顩r顯著偏離計(jì)劃時(shí)能夠及時(shí)采取糾正措施。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人通過(guò)項(xiàng)目執(zhí)行成員提交的項(xiàng)目進(jìn)程實(shí)際情況與項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比，如果發(fā)現(xiàn)某些因素的偏差非常大（超過(guò)了容許的誤差），那么及時(shí)分析原因，在系統(tǒng)中及時(shí)發(fā)布糾正措施。

5．項(xiàng)目終止。當(dāng)項(xiàng)目目標(biāo)完成以后，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人發(fā)布終止信息并將利益分配等項(xiàng)目終止活動(dòng)通知成員。

6．成員管理。本系統(tǒng)需要支持賬號(hào)的申請(qǐng)與審核，平臺(tái)管理員可以進(jìn)行到期刪除與無(wú)項(xiàng)目刪除。不同的項(xiàng)目成員擁有不同的職責(zé)范圍。因此需要將他們劃分成不同的角色，賦予相應(yīng)的權(quán)限，并可動(dòng)態(tài)修改，以加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。

7．文檔管理。在項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的文檔（如合同、技術(shù)文檔等），本系統(tǒng)需要建立有效的管理機(jī)制，從而使項(xiàng)目成員可以非常方便的得到需要的信息，同時(shí)有利于項(xiàng)目管理者發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題。

8．實(shí)時(shí)交流。本系統(tǒng)必須為參加項(xiàng)目制造的成員之間及時(shí)、充分的交流而提供支持，方便項(xiàng)目成員就項(xiàng)目進(jìn)展達(dá)成共識(shí)并及時(shí)解決出現(xiàn)的問(wèn)題。在每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，使項(xiàng)目成員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流，實(shí)現(xiàn)在異地對(duì)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)問(wèn)題達(dá)成共識(shí)。實(shí)時(shí)交流包括了公告、視頻會(huì)議、即時(shí)消息、論壇和電子郵件。

四、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

根據(jù)上述對(duì)系統(tǒng)性能需求和功能需求的詳細(xì)分析，設(shè)計(jì)“模擬器開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理系統(tǒng)”模型如圖1所示。

第一層為數(shù)據(jù)層：主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、信息庫(kù)和知識(shí)庫(kù)。

第二層為Java EE應(yīng)用服務(wù)器：其主要功能是為其上層的工作流引擎和應(yīng)用服務(wù)層提供運(yùn)行環(huán)境、并發(fā)性管理、性能管理等底層系統(tǒng)服務(wù)。

第三層為工作流引擎：工作流引擎是系統(tǒng)的靈魂，其主要功能是解釋任務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，依據(jù)任務(wù)間的邏輯時(shí)序和運(yùn)行優(yōu)先級(jí)的高低，為任務(wù)的實(shí)例化提供運(yùn)行環(huán)境，并能控制和管理任務(wù)實(shí)例的創(chuàng)建、激活、掛起和終止等狀態(tài)。

第四層為應(yīng)用服務(wù)層：包括安裝在ASP平臺(tái)服務(wù)器端的向客戶(hù)提供各種項(xiàng)目管理服務(wù)的業(yè)務(wù)模塊和支撐技術(shù)，如項(xiàng)目定義、項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目成員管理等。客戶(hù)能夠通過(guò)系統(tǒng)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站和Internet／Intranet來(lái)獲取各種服務(wù)，使得聯(lián)盟企業(yè)的項(xiàng)目小組、ASP平臺(tái)系統(tǒng)管理人員和行業(yè)專(zhuān)家可以隨時(shí)隨地直接通過(guò)瀏覽器參加項(xiàng)目活動(dòng)。

圖1 系統(tǒng)模型

五、系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

為了降低表示層與業(yè)務(wù)層的耦合度，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)訪問(wèn)代碼的分離并能解決單純按照J(rèn)ava EE規(guī)范開(kāi)發(fā)系統(tǒng)造成的弊端，本文采用基于MVC設(shè)計(jì)模式的JSF（Java Server Faces）框架和Business Delegate等Java EE設(shè)計(jì)模式，開(kāi)發(fā)了一個(gè)使用閉合層方法的多層系統(tǒng)架構(gòu)，如圖2所示。由此使得每層只能直接與相鄰層交流，各層的改變將不會(huì)導(dǎo)致跨層影響，便于系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)展。

六、業(yè)務(wù)層框架設(shè)計(jì)

業(yè)務(wù)層位于系統(tǒng)架構(gòu)的中間層，它集中實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)規(guī)則，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的核心組件。在本系統(tǒng)中采用EJB（Enterprise Java Beans）作為業(yè)務(wù)層的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)。本系統(tǒng)采用Java EE設(shè)計(jì)模式對(duì)業(yè)務(wù)層進(jìn)行了基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)層次更加清晰、效率更高。

（一）業(yè)務(wù)代理模式

本系統(tǒng)要求具備極強(qiáng)的交互式性。在任一項(xiàng)目管理過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)必須要通過(guò)表示層與業(yè)務(wù)層的交互才能實(shí)現(xiàn)，這種交互往往是復(fù)雜的，并且是需要易于擴(kuò)展的。

在系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如果表示層和業(yè)務(wù)層直接進(jìn)行交互，就會(huì)將業(yè)務(wù)層底層API交互的細(xì)節(jié)暴露給表示層，這樣會(huì)增加表示層和業(yè)務(wù)層之間的耦合性，即當(dāng)業(yè)務(wù)層發(fā)生改變時(shí)表示層也必須相應(yīng)的改變，從而降低了系統(tǒng)的可維護(hù)性。此外表示層開(kāi)發(fā)人員還需要處理EJB的相關(guān)技術(shù)，使其增加了開(kāi)發(fā)負(fù)擔(dān)，不能體現(xiàn)Java EE分層開(kāi)發(fā)的高效率。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)模型

因此，在本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，采用了業(yè)務(wù)代理模式來(lái)降低表示層和業(yè)務(wù)層之間的耦合性。業(yè)務(wù)代理模式向表示層提供了業(yè)務(wù)層抽象，隱藏了業(yè)務(wù)層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，從而降低了表示層和業(yè)務(wù)層的耦合性。業(yè)務(wù)代理模式可以保護(hù)表示層免受業(yè)務(wù)層經(jīng)常發(fā)生變化的影響，即在通常情況下，當(dāng)業(yè)務(wù)層發(fā)生變化時(shí)開(kāi)發(fā)人員可以不修改或稍微修改一下表示層就可以了。

以下是本系統(tǒng)中利用業(yè)務(wù)代理模式實(shí)現(xiàn)的用戶(hù)管理的流程圖，如圖3所示。

圖3 用戶(hù)管理流程圖

（二）會(huì)話外觀模式

業(yè)務(wù)代理模式僅僅解決了表示層和業(yè)務(wù)層的直接交互問(wèn)題，在開(kāi)發(fā)基于Web應(yīng)用程序的時(shí)候，很多人采用的方法是客戶(hù)端直接訪問(wèn)Entity Bean或Session Bean，這樣在開(kāi)發(fā)過(guò)程中沒(méi)有很好的客戶(hù)訪問(wèn)策略和管理好EJB業(yè)務(wù)對(duì)象，就會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)較高、高耦合、安全性威脅、操作錯(cuò)誤可能帶來(lái)數(shù)據(jù)的不一致等一系列問(wèn)題。

為了解決以上問(wèn)題，本系統(tǒng)采用一個(gè)無(wú)狀態(tài)Session Bean來(lái)實(shí)現(xiàn)Session Facade，用來(lái)封裝業(yè)務(wù)對(duì)象之間交互的復(fù)雜性，提供只暴露所需接口的粗粒度的服務(wù)訪問(wèn)層，由此將復(fù)雜的對(duì)象交互和客戶(hù)端隔離開(kāi)來(lái)。Session Facade也可以根據(jù)需要管理業(yè)務(wù)對(duì)象的生命周期，也就是管理業(yè)務(wù)對(duì)象的創(chuàng)建、查找、刪除和修改。

這里以用戶(hù)管理為例，將所有關(guān)于用戶(hù)的操作如增加、刪除、修改、查詢(xún)等操作都集中在用戶(hù)管理外觀中，由它對(duì)各Entity Bean或DAO對(duì)象進(jìn)行處理，客戶(hù)只與該用戶(hù)管理外觀打交道，不直接訪問(wèn)各業(yè)務(wù)對(duì)象。

用戶(hù)管理外觀UserFacade的遠(yuǎn)程接口如下：

package pm．usermanage．facade；

import javax．ejb．＊；

import java．rmi．RemoteException；

……

public interface Uer Facade extends EJBObject

｛

public void add User（Uer VO uer Vo）throws RemoteException；

public boolean deleteUser（Uer VO uer Vo）throws RemoteException；

……

｝

用戶(hù)管理外觀UserFacade的Bean實(shí)現(xiàn)如下：

package pm．usermanage．facade；

import javax．ejb．＊；

……

public UserFacadeBean implements Session Bean

｛

／／Session Bean的生命周期方法

public void ejb Create（）throws CreateException

｛

｝

……

／／業(yè)務(wù)方法

public void add User（User user Vo）

｛

……

ServiceLocator locator＝ServiceLocator．getInstance（）；

User DAOHome user DAOHome＝locator．getEJBLocal Home（

ServiceLocator．Uer DAO，User DAOHome．class）；

User DAO user DAO＝user DAOHome．create（）；

user DAO．insert（user Vo）；

……

｝

……

｝

（三）服務(wù)定位器模式

服務(wù)定位器對(duì)象Service Locator實(shí)現(xiàn)了單例模式，封裝了JNDI查找的復(fù)雜性。本系統(tǒng)在客戶(hù)端統(tǒng)一采用通過(guò)getEJBHome（）來(lái)獲得對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)對(duì)象EJB的引導(dǎo)接口的引用。這樣向客戶(hù)端提供了統(tǒng)一的接口，實(shí)現(xiàn)了查找代碼的集中管理，降低了客戶(hù)端開(kāi)發(fā)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。它使用Hashtable對(duì)象緩存找到對(duì)象，當(dāng)再次使用時(shí)避免了再次查找，提高了性能。

本文中服務(wù)定位器類(lèi)的實(shí)現(xiàn)流程圖如圖4所示。

圖4 服務(wù)定位器類(lèi)實(shí)現(xiàn)流程圖

七、系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

（一）系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境

本系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的服務(wù)器端使用Microsoft Windows 2000 Server作為操作系統(tǒng)，安裝的JDK版本為1．5．0（安裝后分別為JDK1．5．0和JRE1．5．0），測(cè)試應(yīng)用服務(wù)器為 WebLogic8．1，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為 Microsoft SQL Server 2000。表示層頁(yè)面采用的開(kāi)發(fā)工具為 Dreamweaver Max 2004，業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)持久層采用的開(kāi)發(fā)工具為Eclipse 3．3。

（二）系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境

本系統(tǒng)需要在Internet上使用，以便使項(xiàng)目參與成員能夠隨時(shí)隨地參與有關(guān)項(xiàng)目的所有活動(dòng)。由于JSP技術(shù)屬于Java體系，具有Java跨平臺(tái)的優(yōu)良特性。因此對(duì)客戶(hù)端的操作系統(tǒng)及其它的軟硬件環(huán)境沒(méi)有特殊要求，只需裝有瀏覽器即可。

八、系統(tǒng)界面簡(jiǎn)介

（一）項(xiàng)目定義界面

盟主企業(yè)需要先在項(xiàng)目定義界面上向平臺(tái)提交項(xiàng)目的基本信息，如項(xiàng)目名稱(chēng)、盟主單位、計(jì)劃開(kāi)始日期等之后，并經(jīng)平臺(tái)管理人員查實(shí)后，才能夠以招投標(biāo)的形式進(jìn)行盟員選擇。項(xiàng)目定義界面如圖5所示。

圖5 項(xiàng)目定義界面

（二）項(xiàng)目計(jì)劃界面

在項(xiàng)目計(jì)劃界面中以列表的形式向項(xiàng)目成員顯示項(xiàng)目的計(jì)劃信息、創(chuàng)建人等信息。點(diǎn)擊項(xiàng)目名稱(chēng)，用戶(hù)可以查看以甘特圖、網(wǎng)絡(luò)圖等形式顯示的項(xiàng)目詳細(xì)定義。項(xiàng)目計(jì)劃界面如圖6所示。

圖6 項(xiàng)目計(jì)劃界面

（三）成員管理界面

在成員管理界面中，以列表的形式顯示項(xiàng)目成員的基本信息。項(xiàng)目管理人員可以通過(guò)電子郵件邀請(qǐng)新的成員并賦予相應(yīng)的權(quán)限，也能夠刪除不合格的成員。成員管理界面如圖7所示。

圖7 成員管理界面

（四）文檔管理界面

文檔管理模塊負(fù)責(zé)管理項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中產(chǎn)生的大量的文檔信息。本模塊采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)存放項(xiàng)目文檔，在頁(yè)面中為用戶(hù)提供了目錄中文件的詳細(xì)信息和多種操作。用戶(hù)可以點(diǎn)擊“返回上級(jí)目錄”和“返回根目錄”在不同的目錄之間自由瀏覽，還可以點(diǎn)擊“創(chuàng)建子文件夾”創(chuàng)建當(dāng)前目錄的子目錄。用戶(hù)還可以方便的上傳新文檔或已有文檔的不同版本。用戶(hù)進(jìn)行以上操作必須擁有相應(yīng)的權(quán)限。項(xiàng)目經(jīng)理具有文檔管理的最高權(quán)限，由他為其他成員分配權(quán)限。文檔管理界面如圖8所示。

圖8 文檔管理

［1］嚴(yán)雋薇．面向網(wǎng)絡(luò)化制造ASP平臺(tái)工具構(gòu)件與集成技術(shù)［J］．制造業(yè)自動(dòng)化，2004，（26）．

［2］王君華，馬溪駿．基于ASP模式應(yīng)用服務(wù)托管平臺(tái)結(jié)構(gòu)的研究［J］．中國(guó)管理信息化，2007，（10）．

［3］黃開(kāi)枝，許勇，王黎．Java EE 5完全學(xué)習(xí)手冊(cè)［M］．北京：清華大學(xué)出版社，2009．

［4］D．ALUR，J．CRUPI，D．MALKS，牛志奇、丁天、田蘊(yùn)哲譯．J2EE核心模式［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

［5］李巍，尹朝萬(wàn)，王成恩．分布式網(wǎng)絡(luò)化制造中的E項(xiàng)目管理［J］．小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2003，（24）．

The Implementation of Java EE－based Simulator Development Project Management System

YANG Hua
（Tianjin Maritime Vocational Institute，Tianjin 300350 China）

Based on Java EE＇s exploration platform，the simulator development project management system is exploited through the demand analysis and overall design，structure design．It allows the managers to make a flexible and reasonable project plan，decompose task and plan projects．Also，the implementation can be quickly and easily performed with other participants for an efficient and successful network manufacturing．

project management；Java EE；design patterns

TP311．5

A

1673－582X（2011）10－0065－07

2011－06－14

楊樺（1979－），女，天津市人，天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院講師，碩士，主要研究計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。