摘要：云計算是未來的計算模式，其市場前景十分廣闊。云計算按提供的服務類別分為三類：IaaS、PaaS、SaaS。各種應用部署在PAAS上，并由PAAS提供自主管理。在對PAAS提供的編程模型做了分析后；接著分析了支持Java云應用的主流PAAS，并分析了它們各自的優(yōu)點和缺點；最后討論了Java云應用在GAE中的開發(fā)、運行和測試的方法。JVM和打包機制也保證了Java應用的相互隔離，提供了Java運用的安全保障。

關鍵詞：云計算；PAAS；SAAS；編程模型；Java；云應用

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）13-3074-04

云計算的研究與發(fā)展十分迅速，它有著十分廣闊的市場前景。而Java有著上千萬的用戶基礎和流行的應用。那么Java與云計算的結合勢必會有廣闊的前景。

1 云計算與分類

云計算[1]是由一系列相互聯(lián)系并且虛擬化的計算機組成的并行分布式系統(tǒng)，是網(wǎng)格計算的發(fā)展，是基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計算模式。作為一種新興的資源使用和交付模式，云計算正在迅速發(fā)展。按提供的服務類別云計算分為三類[2]：

IaaS（Infrastructure as a Service，基礎設施即服務），用戶通過互聯(lián)網(wǎng)可以按需獲得基礎設施服務，如數(shù)據(jù)存儲等硬件資源。代表產(chǎn)品如亞馬遜的AWS（Elastic Compute Cloud），IBM Blue Cloud、Vmware和HP CloudSystem等。

PaaS（Platform as a Service，平臺即服務）提供了基礎架構，PaaS供應商不但提供按需硬件和操作系統(tǒng)服務，而且還提供應用程序平臺和解決方案堆棧。PaaS 服務可將與應用程序部署關聯(lián)的大多數(shù) IT 管理方面自動化，包括資源配置、分段和測試、負載平衡、數(shù)據(jù)庫訪問以及訪問平臺庫。使程序員從配置部署等耗時的工作中解脫出來，只需要專注于軟件的開發(fā)。Google的App Engine、Mircosoft的Azure、Salesforce.com的Force.com都提供PAAS服務[3]。

隨著商業(yè)智能分析、社交網(wǎng)絡分析、在線推薦、數(shù)據(jù)挖掘、機器學習等應用的普及和深入，海量數(shù)據(jù)處理的應用領域越來越呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。這些不同的問題領域適合采用不同的編程模型，不存在能解決所有數(shù)據(jù)密集型應用的通用編程模型。因此在通用編程模型的基礎上，又發(fā)展了很多高級編程模型。下面再介紹其中的幾種代表性模型。Google Sawzal典型任務是在成百或上千臺機器上并發(fā)操作上百萬條記錄；Flume.Java是一個建立在MapReduce之上的Java庫，適合由多個MapReduce作業(yè)拼接在一起的復雜計算場景使用；DryadLINQ是Microsoft的高級編程語言，它和LINQ相同的編程模型，并擴展了少量操作符和數(shù)據(jù)類型以適用于分布式計算；Pig Latin是Yahoo！研發(fā)的運行在其Pig系統(tǒng)上數(shù)據(jù)流語言[5]。

3 Java的云特征

TIOBE 2012年10月編程語言排行榜Java語言名列前茅，Java的用戶基礎達千萬，Java具有絕對優(yōu)勢的用戶基礎。那么，在迅速發(fā)展的云計算中，Java能適應嗎？Java實際上具有很多云特征[6]，它們使云計算更簡單。

Java的分布式計算特征：Java分布式開發(fā)開發(fā)技術 Java RMI、Java CORBA。主要目的是透明地穿過硬件、程序語言和操作系統(tǒng)，開發(fā)健壯的、可伸縮的、面向對象的分布式應用。

Java的并行計算特征：Java SE 5 中的鎖，原子量 并行容器，線程調度以及線程執(zhí)行基于Java的分布并行計算環(huán)境Java PVM（完成此項處理的計算機系統(tǒng)稱為并行計算機系統(tǒng)，它是將多個處理器（幾個甚至上萬個）通過網(wǎng)絡連接以一定的方式有序地組織起來。

Java的網(wǎng)格計算特征：開源的Java網(wǎng)格計算框架 Java GridGain是一個開源的網(wǎng)格計算框架，專注于提供平行計算能力，能夠與JBoss和Spring相集成。通過利用大量異構計算機的未用資源（CPU周期和磁盤存儲），構建虛擬的計算機集群，為解決大規(guī)模的計算問題提供了一個模型。

Java的虛擬化技術特征：Java虛擬機（Java Virtual Machine）實現(xiàn)了Java的平臺無關性。，它是一個虛構出來的計算機，通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實現(xiàn)的。

Java的未來：Java8計劃增加模塊功能。模塊功能實現(xiàn)按需部署環(huán)境的規(guī)模。Java 8可能還有多租戶功能，即通過一個JVM，安全地運行多個應用程序的功能。Java9和10也計劃加入大數(shù)據(jù)、多語言的互操作性、云計算和移動。

4 支持Java 的主流PAAS支持程度比較

支持Java的PAAS都具有以下共同的功能[7]：上傳并部署Java的Web應用程序打包文件 WAR 、版本控制已部署的應用程序、測試并分段環(huán)境、在線訪問日志文件、自動監(jiān)控和使用報告。各個平臺有各自的優(yōu)缺點：

Amazon Elastic Beanstalk是亞馬遜構建的支持Java的PaaS云平臺，該平臺上可以運行在受托管的Tomcat服務器上運行的Java Web應用，平臺還提供了負載均衡器，按需提供部署和管理軟件供應上的Java Web產(chǎn)品的能力。該平臺能訪問的數(shù)據(jù)庫有關系型數(shù)據(jù)庫RDS，大數(shù)據(jù)存儲SimpleDB。

Cloud Bees 是 Amazon Elastic Beanstalk 和 RDS 的低成本替代品，它的大部分服務免費。它的最突出的優(yōu)點是集成了連續(xù)構建系統(tǒng)，該系統(tǒng)能持續(xù)集成一個完整周期：云端開發(fā)、云應用的部署、運行中的云產(chǎn)品的管理。CloudBees還能按需地提供第三方插件及其服務。

Cloud Foundry，開源，是VMware的Java PaaS產(chǎn)品。VMware擁有Java Web應用的主流開源框架之一：Spring框架。 Cloud Foundry最突出的優(yōu)點是它是一個不受托管的PaaS，由于它開源，你甚至可以自己下載源代碼，自己托管PaaS。因此?？梢哉f他即使一個托管平臺，也是一個受托管的平臺。

Google App Engine，是最早的，也被認為是目前最成熟的支持Java 的PaaS， 但它只支持部分而非全部的Java API，并需要提供源代碼級應用。它的最大優(yōu)點是其數(shù)據(jù)庫Bigtable——NoSQL的代表，為大數(shù)據(jù)提供了較好的解決方案。

Heroku ，最近才推出的支持Java的PaaS，目前還處于試運行階段，對關系型數(shù)據(jù)庫提供支持，也支持大數(shù)據(jù)，在Ruby社區(qū)上非常受歡迎。

第三步：部署Java 應用到Google app engine中。右鍵點擊Java應用→ Google→ Deploy to app engine。輸入google帳號名、密碼等，點擊“部署”。

這樣就在GAE環(huán)境中部署Java應用，并對它在線地做測試和管理了。GAE作為PAAS，已經(jīng)具備了對工程部署，測試等自主管理的能力，并提供給了我們圖形化的界面操作。

7 PAAS上Java應用的安全性

Java虛擬機（JVM，Java Virtual Machine），應用程序打包為WAR、EAR等技術為Java應用在云計算環(huán)境中提供了天然的隔離，即使在同一基礎設施中Java應用也是能得到安全保證的。這也解決了云軟件服務提供商的后顧之憂。

8 結束語

云計算的發(fā)展是迅速的，短短幾年間，已經(jīng)有眾多的PAAS為Java云應用提供支持，對Java云應用的部署和運行、調試和檢測等都提供了越來越便捷的支持。相信在不久的將來，Java云應用的發(fā)展更為迅猛。

參考文獻：

[1] Chen Hong-Jun.Intelligent and Active Defense Strategy of Cloud Computing[C].Proceedings of the 2012 International Conference on Computer Science and Electronic Engineering：ICCSEE 2012，2012，3：66-68.

[2] 云計算的分類[EB/OL].（2010）.http：//tech.qq.com/a/20101103/000074.htm.

[3] 走近云計算：解密IaaS、PaaS和SaaS[EB/OL].（2011）.http：//cio.ufida.com.cn/space.php？uid=1760&do=blog&id=4687.

[4] Programming Abstractions for Clouds[EB/OL].（2008）.http：//cloudcomputing.qrimp.com/.

[5] 楊剛，隨玉磊.面向云計算平臺自適應資源監(jiān)測方法[J].計算機工程與應用，2009，45（29）.

[6] Java和云計算的關系[EB/OL].（2011）.http：//www.cngaosu.com/a/2011/1215/230037.html.

[7] 云端代碼：Google App Engine編程指南[EB/OL].（2013）.http：//book.51cto.com/art/201212/372963.htm.

[8] 吳貴鑫.云計算中的MapReduce并行編程模式研究[D].焦作：河南理工大學， 2010.

[9] 如何開發(fā)你的第一個Java Google App Engine 程序[EB/OL].（2012）.http：//blog.csdn.net/xiaojianpitt/article/details/4193064.