張志強, 鄭　濤, 王偉鈞，楊晉浩

(成都大學 信息科學與工程學院，四川 成都　610106)

0　引　言

目前，在證券公司的數(shù)據(jù)交易系統(tǒng)中，其數(shù)據(jù)查詢是系統(tǒng)非常重要的功能之一.同時，由于證券交易系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量往往非常龐大，因此，提高查詢效率是數(shù)據(jù)查詢功能模塊設計的關鍵[1].針對不同環(huán)境下的數(shù)據(jù)訪問接口，科研人員進行了相關的研究與設計，并取得了一系列成果[2-8]，但針對證券數(shù)據(jù)交易系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢訪問接口的研究和設計很少.對此，本研究采用分層化策略來設計數(shù)據(jù)訪問接口，在客戶端層與服務器端數(shù)據(jù)層之間設計數(shù)據(jù)訪問接口的中間層實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢流程，通過該數(shù)據(jù)訪問接口的實現(xiàn)，使得查詢過程具有分層化查詢、查詢數(shù)據(jù)精簡化獲取等特點，從而提高了數(shù)據(jù)查詢的效率.

1　數(shù)據(jù)訪問接口的架構(gòu)

本研究數(shù)據(jù)訪問接口的體系架構(gòu)如圖1所示.

圖1數(shù)據(jù)訪問接口的體系架構(gòu)

如圖1所示，本數(shù)據(jù)訪問接口實現(xiàn)了客戶端層和服務器端數(shù)據(jù)層之間的中間層設計.通過該中間層，當客戶端利用瀏覽器請求查詢時，查詢參數(shù)以get請求方式通過瀏覽器地址進行傳遞，數(shù)據(jù)訪問接口接收查詢參數(shù).在數(shù)據(jù)訪問接口中，通過存儲過程調(diào)用接口將查詢參數(shù)傳遞到服務器端數(shù)據(jù)層的存儲過程進行數(shù)據(jù)查詢，查詢結(jié)果返回到存儲過程調(diào)用接口.為了向客戶端瀏覽器返回精簡的查詢數(shù)據(jù)結(jié)果，數(shù)據(jù)訪問接口在接收到查詢結(jié)果數(shù)據(jù)后，需要進行后期處理，其先將查詢結(jié)果數(shù)據(jù)通過對象數(shù)據(jù)封裝模塊封裝到數(shù)據(jù)對象中，然后再通過JSON封裝模塊將數(shù)據(jù)對象以JSON數(shù)據(jù)格式進行封裝并產(chǎn)生JSON字符串，最后將JSON字符串返回到客戶端瀏覽器，從而實現(xiàn)精簡的查詢數(shù)據(jù)結(jié)果.在后期，客戶端瀏覽器接收了JSON數(shù)據(jù)后，進行前端解析，并最終將查詢數(shù)據(jù)在Web端或移動端瀏覽器以設定的樣式進行顯示.這種分層化的設計可以使數(shù)據(jù)查詢壓力分散在不同的地方.

2　數(shù)據(jù)訪問接口的設計

2.1　數(shù)據(jù)庫連接通用設計

為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問接口的通用性參數(shù)控制，本研究將數(shù)據(jù)庫服務器連接和登錄信息參數(shù)存儲在配置參數(shù)文件中.其配置參數(shù)文件的內(nèi)容格式說明如表1所示.同時，多個配置參數(shù)以XML格式存儲在文件中，其存儲結(jié)構(gòu)形式如圖2所示.

表1　配置參數(shù)文件的格式說明

圖2參數(shù)配置文件的存儲形式

在數(shù)據(jù)訪問接口中，首先利用DOM接口進行配置參數(shù)文件的讀取操作，然后根據(jù)讀取的參數(shù)值實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫服務器的連接和登錄.由此可見，通過動態(tài)修改配置參數(shù)文件內(nèi)容的方式，可以使得數(shù)據(jù)訪問接口具有動態(tài)設置權(quán)限賬戶連接和登錄數(shù)據(jù)庫服務器的通用能力.此外，對配置參數(shù)文件的內(nèi)容進行修改后，將參數(shù)配置文件的路徑地址作為參數(shù)傳遞到配置參數(shù)讀取程序，從而完成配置參數(shù)的讀取.

2.2　存儲過程調(diào)用接口模塊設計

通常，在證券數(shù)據(jù)交易系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)量非常大，而且查詢數(shù)據(jù)往往來自多個表的關聯(lián)，如果在Web服務器中執(zhí)行查詢操作會給Web服務器帶來較大的壓力.為了降低Web服務器的壓力，可將數(shù)據(jù)查詢操作放在數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)庫服務器中，通過由客戶查詢需求設計的存儲過程來完成數(shù)據(jù)查詢的任務.因此，在數(shù)據(jù)訪問接口的設計中，需要設計存儲過程調(diào)用接口模塊，通過該模塊，根據(jù)客戶的不同查詢需求，調(diào)用相應存儲過程完成查詢?nèi)蝿?在存儲過程調(diào)用接口模塊設計中，首先判斷數(shù)據(jù)庫連接和登錄操作是否完成，如果沒有完成，則完成相應的數(shù)據(jù)庫連接和登錄操作，然后獲取執(zhí)行參數(shù)，這里執(zhí)行參數(shù)由3部分構(gòu)成，分別是存儲過程名、存儲過程in參數(shù)列表及存儲過程out參數(shù)個數(shù).由in參數(shù)列表動態(tài)構(gòu)建和設置存儲過程的in參數(shù)，由out參數(shù)個數(shù)動態(tài)構(gòu)建和設置存儲過程的out參數(shù)類型，調(diào)用存儲過程，獲取并返回查詢結(jié)果集.其算法設計如下：

GetInfo(storageprogramname,In-pram,Out-pram-length)

參數(shù)說明：

storageprogramname:存儲過程名

In-pram:存儲過程in參數(shù)列表

Out-pram-length:存儲過程out參數(shù)的個數(shù)值

begin

如果沒有完成數(shù)據(jù)庫的連接和登錄操作，則先完成相關操作;

String str=″{call″ + storageprogramname + ″(″;

repeat

str=str + ″?,″;

untile In-pram參數(shù)列表處理完;

repeat

str=str + ″?,″;

until Out-pram-length - 1處理完;

str = str + ″?)}″;

st =conn.prepareCall(str);

repeat

設置st的in參數(shù)值;

until In-pram參數(shù)列表處理完;

repeat

設置st的out參數(shù)值類型;

until Out-pram-length參數(shù)處理完;

結(jié)果集rs執(zhí)行存儲過程storageprogramname;

return結(jié)果集rs;

end

2.3　數(shù)據(jù)對象封裝模塊設計

存儲過程返回查詢結(jié)果集后，需要將查詢結(jié)果集的數(shù)據(jù)封裝到數(shù)據(jù)對象中，這樣便于為后期JSON數(shù)據(jù)封裝處理提供數(shù)據(jù)源.在數(shù)據(jù)對象的封裝處理過程中，首先根據(jù)查詢需求，設計出數(shù)據(jù)對象的實體類，然后根據(jù)獲取的查詢結(jié)果集，將其數(shù)據(jù)寫入實體類的對象中.

以客戶信息查詢?yōu)槔?，在客戶信息查詢需求中，客戶信息由客戶基本信息和客戶推薦產(chǎn)品信息構(gòu)成，客戶信息查詢數(shù)據(jù)類的UML設計如圖3所示.

圖3客戶信息查詢數(shù)據(jù)類的UML結(jié)構(gòu)

從圖3可知，客戶查詢數(shù)據(jù)類ClientInfo的對象包含了經(jīng)理數(shù)據(jù)類ManagerInfo的對象(manager)和客戶產(chǎn)品推薦類Recommends的對象(recommends)，其中，類ClientInfo與類ManagerInfo之間是1∶1的關聯(lián)關系，類ClientInfo與類Recommends之間是1∶n的關聯(lián)關系.這些類之間的關聯(lián)關系也體現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的多表關聯(lián)查詢的形式.客戶信息查詢的數(shù)據(jù)對象封裝算法設計如下：

getClients (rs1,rs2)

參數(shù)說明：

rs1:客戶基本信息查詢結(jié)果集；

rs2:客戶推薦產(chǎn)品信息查詢結(jié)果集

begin

構(gòu)建ClientInfo類的對象集合clients和Recommends類的對

象集合res;

i←0;

repeat

c←創(chuàng)建ClientInfo對象;

將rs1的第i條數(shù)據(jù)記錄的ClientInfo對象基本分量寫

入c;

m←創(chuàng)建ManagerInfo對象;

將rs1的第i條數(shù)據(jù)記錄的ManagerInfo對象分量寫入m;

c的ManagerInfo對象分量manager←m;

j←0;

清空res;

repeat

r←創(chuàng)建Recommends對象;

將rs2的第j條數(shù)據(jù)記錄的Recommends對象分量

寫入r;

res←r;

j←j + 1;

until rs2結(jié)果集中所有數(shù)據(jù)記錄處理結(jié)束;

c的Recommends對象分量recommends←res;

clients←c;

i←i + 1;

until rs1結(jié)果集中所有數(shù)據(jù)記錄處理結(jié)束;

return clients;

end

在本算法中，rs1和rs2都是通過GetInfo接口獲取的查詢結(jié)果集，最后根據(jù)rs1和rs2的結(jié)果集，將相應數(shù)據(jù)封裝到客戶信息查詢數(shù)據(jù)對象集合clients中.

2.4　JSON數(shù)據(jù)封裝模塊設計

一般而言，在證券數(shù)據(jù)交易系統(tǒng)的查詢中，為了提高查詢效率，在客戶端瀏覽器進行查詢后，客戶端瀏覽器只需要接收精簡的查詢結(jié)果數(shù)據(jù)，而不需要接收臃腫的html數(shù)據(jù)代碼.為了實現(xiàn)這種策略，需要將查詢結(jié)果數(shù)據(jù)封裝為JSON數(shù)據(jù)，然后返回給客戶端瀏覽器.由于JSON數(shù)據(jù)格式是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，其廣泛應用于網(wǎng)頁數(shù)據(jù)的存儲和交換文本信息，客戶端很容易利用JS解析JSON數(shù)據(jù)并在客戶端瀏覽器按照指定樣式顯示數(shù)據(jù).因此，客戶端瀏覽器接收JSON數(shù)據(jù)，有利于后期的解析處理.

在數(shù)據(jù)對象封裝模塊中，客戶查詢數(shù)據(jù)已經(jīng)封裝到數(shù)據(jù)對象中，在JSON數(shù)據(jù)封裝模塊中，根據(jù)數(shù)據(jù)對象，將查詢數(shù)據(jù)以JSON格式進行封裝.盡管專門有封裝JSON數(shù)據(jù)的類庫，但由于查詢結(jié)果數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)復雜多樣，直接使用類庫產(chǎn)生特殊格式的JSON數(shù)據(jù)會比較困難.因此，本研究設計了特定的JSON數(shù)據(jù)封裝模塊，其以數(shù)據(jù)對象為數(shù)據(jù)源，進行JSON數(shù)據(jù)封裝，并最終形成JSON字符串.JSON數(shù)據(jù)封裝模塊算法設計如下：

ClentsJsonString(list)

參數(shù)說明：

list:客戶信息查詢數(shù)據(jù)對象集合，其為getClients算法的clients

begin

if list集合中數(shù)據(jù)對象個數(shù) = 1 then

將list集合中第1條數(shù)據(jù)記錄的ClientInfo對象基本分

量按照JSON格式構(gòu)建字符串JsonString1;

j←0;

repeat

recommends←獲取list集合中第1個數(shù)據(jù)記錄的第

j個Recommends對象分量;

將recommends按照JSON格式構(gòu)建字符串

JsonString2;

JsonStr集合←JsonString2;j←j + 1;

until list集合中第1條數(shù)據(jù)記錄的Recommends對象分

量處理結(jié)束;

根據(jù)JsonStr集合構(gòu)建嵌套結(jié)構(gòu)的字符串JsonString3;

JsonString←JsonString1 + JsonString3;

else if list集合中數(shù)據(jù)對象個數(shù) > 1 then

i←0;

repeat

clientInfo←獲取list集合中第i條數(shù)據(jù)記錄的

ClientInfo對象基本分量;

將clientInfo按照JSON格式構(gòu)建字符串JsonString1;

j←0;清空JsonStr集合;

repeat

recommends←獲取list集合中第i條數(shù)據(jù)記錄

的第j個Recommends對象分量;

將recommends按照JSON格式構(gòu)建字符串JsonString2;

JsonStr集合←JsonString2;j←j + 1;

until list集合中第i條數(shù)據(jù)記錄的Recommends對

象分量處理結(jié)束;

根據(jù)JsonStr集合構(gòu)建嵌套結(jié)構(gòu)的字符串JsonString3;

JsonString4←JsonString1 + JsonString3;

JsonStr2集合←JsonString4;

i←i + 1;

until list集合的數(shù)據(jù)對象處理結(jié)束;

根據(jù)JsonStr2集合構(gòu)建嵌套結(jié)構(gòu)的字符串JsonString5;

JsonString←JsonString5;

end if

return JsonString;

end

在ClentsJsonString算法中，list為getClients算法處理的數(shù)據(jù)對象集合clients，其由1個或多個數(shù)據(jù)對象構(gòu)成.ClentsJsonString算法根據(jù)數(shù)據(jù)對象集合list利用JSON數(shù)據(jù)格式進行JSON數(shù)據(jù)封裝，在封裝過程中，會根據(jù)數(shù)據(jù)對象之間的關聯(lián)，構(gòu)建具有嵌套結(jié)構(gòu)的JSON字符串JsonString.

2.5　數(shù)據(jù)訪問接口設計

在證券數(shù)據(jù)交易系統(tǒng)中，客戶通過客戶端瀏覽器以get請求方式調(diào)用數(shù)據(jù)訪問接口進行查詢，數(shù)據(jù)訪問接口首先在瀏覽器的地址信息中獲取查詢的參數(shù)，然后將查詢參數(shù)傳遞給存儲過程調(diào)用接口模塊執(zhí)行查詢，接著將查詢結(jié)果集傳遞到數(shù)據(jù)對象封裝模塊進行數(shù)據(jù)對象的封裝處理，接著將封裝后的數(shù)據(jù)對象傳遞到JSON數(shù)據(jù)封裝模塊進行JSON數(shù)據(jù)封裝處理，最后將封裝后的JSON字符串返回到客戶端瀏覽器.在后期，可以由客戶端的JS進行解析操作.由于數(shù)據(jù)訪問接口是通過網(wǎng)絡請求方式調(diào)用，因此采用Servlet方式設計，其部署在Tomcat的Web服務器端.數(shù)據(jù)處理流程如圖4所示.

圖4數(shù)據(jù)訪問接口的數(shù)據(jù)處理流程

3　測試與結(jié)果

在測試中，數(shù)據(jù)訪問接口采用Java編程實現(xiàn)，Web服務器采用Tomcat 7.0進行部署，數(shù)據(jù)庫服務器系統(tǒng)采用SQL Server 2008 R2，數(shù)據(jù)庫連接與登錄的參數(shù)配置文件內(nèi)容如圖2所示，其部署在Tomcat服務器中.

接口設計中，首先需要根據(jù)客戶的查詢需求設計不同的多個數(shù)據(jù)訪問接口，本研究以客戶信息查詢需求為例，設計并測試了客戶信息查詢數(shù)據(jù)訪問接口的運行結(jié)果.在數(shù)據(jù)庫服務器系統(tǒng)中部署了相應的數(shù)據(jù)表和存儲過程，其中，ClientInfo表(用戶信息表)如表2所示，ManagerInfo表(客戶經(jīng)理信息表)如表3所示，ClientRecommendation表(客戶推薦產(chǎn)品表)如表4所示，客戶基本信息查詢存儲過程如圖5所示，客戶推薦產(chǎn)品信息查詢存儲過程如圖6所示.

表2　ClientInfo表

表3　ManagerInfo表

表4　ClientRecommendation表

圖5客戶基本信息查詢存儲過程

圖6客戶推薦產(chǎn)品信息查詢存儲過程

客戶端瀏覽器查詢界面如圖7所示，在客戶端瀏覽器的http請求地址中，testServlet為數(shù)據(jù)訪問接口名、Id為查詢參數(shù)，其為客戶身份編號(以get請求方式傳遞查詢參數(shù)到testServlet接口)，查詢結(jié)果以JSON數(shù)據(jù)格式進行嵌套封裝后返回到客戶端瀏覽器，從圖7可以看出，返回到客戶端瀏覽器的數(shù)據(jù)不再是冗余的html代碼，而是精簡的可解析查詢數(shù)據(jù).

圖7數(shù)據(jù)訪問接口查詢的返回結(jié)果

4　結(jié)　語

針對證券數(shù)據(jù)交易系統(tǒng)查詢的特殊性，本研究采用了分層的數(shù)據(jù)訪問接口，通過該接口的實現(xiàn)可以看出，一方面分散了各部分的查詢壓力，另一方面也精簡了查詢結(jié)果的返回值，進而從整體上提高了查詢效率.本研究為證券數(shù)據(jù)交易系統(tǒng)的查詢功能提供了一種可實例化的設計模式.