Net平臺上松耦合分布式應用模型的設計和實現(xiàn)

1、 第23卷第2期2006年2月計算機應用與軟件Computer App licati ons and Soft w are Vol 123, No . 2Feb . 2006. Net 平臺上松耦合分布式應用模型的設計和實現(xiàn)呂禮勝杜宇尤晉元(上海交通大學分布式計算中心上海200030摘要. NET 提供了新的分布式對象訪問技術。在此基礎上, 本文提出了用簡單消息方式構建的一個松散耦合分布式應用模型; 探討了該模型的靜態(tài)結構和動態(tài)結構; 并對模型的特點進行了分析?；谠撃Ｐ偷南到y(tǒng)已經(jīng)投入應用并取得了良好效果。關鍵詞. NET 松耦合分布式系統(tǒng)消息服務D ES I GN AND I M PL E

2、M EDNETL üL isheng Du Yu You J inyuan(D istributed Co m puting Technology Center , Shanghai J iaotong U niversity, Shanghai 200030, China Abstract The . NET fra me work p r ovides s ome ne w technol ogies t o access distributed objects . Based on these technol ogies, this paper points out a way

3、 t o construct a l oosely coup led distributed app licati on model with si m p le messages . It analyses the static and dyna m ic architec 2tures of the model . The model s characteristics are als o discussed . Some system s based on this model have been dep l oyed and gain p raiseful re 2mark .Keyw

4、ords . NET Loosely coup led D istributed syste m Message Service. NET Re moting 技術。. NET Remoting 提供了一種抽象的進程間1引言W eb Service 是松耦合集成化應用開發(fā)的首選。W eb Serv 2ice 建立在HTTP 、S OAP 、X ML 、W S DL 、UDDL 等基礎上, 是新的創(chuàng)建可互操作的分布式應用程序的標準。但W eb Service 并不是萬能的。S OAP 編碼和HTTP 通信方式在一定程度上影響了W eb Service 的性能表現(xiàn)。. NET Re moting

5、是. NET 平臺上一種訪問分布式對象的機制。同W eb Service 相比,. NET Re moting 有潛在的性能優(yōu)勢。用戶可以采用TCP 信道和二進制編碼來代替HTTP 信道和S OAP 編碼, 從而提高分布式對象訪問速度。如果應用環(huán)境只要求分布式程序運行在防火墻內部, 采用. NET Re moting 編程模型是一個非常好的選擇。. NET Re moting 還提供了W eb Service 所沒有的面向對象特性, 包括:對遠程對象的引用;遠程對象的多種激活方式; 面向對象的狀態(tài)管理;分布式的對象生命期管理。如何在企業(yè)I ntranet 內部實現(xiàn)具有良好運行效率的松耦合的分布

6、式應用程序, 本文就此提出了一種利用. NET Re moting 技術構建松耦合分布式模型的方法。在本文中, 這個模型被簡稱為LC DAM (Loosely Coup led D istributed App licati on Model 。通信機制, 它沒有對網(wǎng)絡協(xié)議、序列化方式、應用模型等進行限制。利用. NET Re moting 可以很容易地構建分布式應用系統(tǒng)。. NET Re moting 的幾個基本概念:1 遠程對象它是能被其它應用程序域訪問的對象。遠程對象必須從M arshal B y Val O bject 類繼承。在主機應用程序域發(fā)布遠程對象的服務之后, 客戶應用程序域通

7、過本地的代理對象(Pr oxy 實現(xiàn)對遠程對象的訪問。2 代理對象它復制了遠程對象的接口?？蛻魬贸绦蛴蛲ㄟ^調用代理對象上的方法來訪問遠程對象。代理負責把用戶的訪問請求轉換成Re moting 消息, 通過信道傳遞給遠程對象, 并接收遠程調用的處理結果。代理對象對消息的處理過程是可定制的。3 信道. NET Re moting 中的信道是指能跨越遠程邊界, 在應用程序域之間傳遞消息的通道對象(見圖1 。. NET Re mo 2ting 提供了HTTP 信道和T CP 信道。HTTP 信道遵循Soap1. 1協(xié)議, 可以越過防火墻在I nternet 中訪問。TCP 信道采用二進制序列化方式,

8、 效率比HTTP 信道高。信道是“可插入的”, 可以創(chuàng)建自定義的信道, 使用其它協(xié)議傳送消息。3松耦合分布式應用模型LCDA M 的結構3. 1LCDA M 中的消息定義LC DAM 模型中客戶端和服務器之間的通信, 是通過消息的收稿日期:2004-07-28。本文受國家自然科學基金項目(編號:No . 60173033 資助。呂禮勝, 碩士生, 主研領域:分布式計算和信息安2. NET Rem oti n g 簡介應用程序域(App licati on domain 是. NET 程序運行的邊界。訪問不同應用程序域的對象時, 必須使用代理對象機制, 如全。 2計算機應用與軟件2006 年圖1

9、形式實現(xiàn)的。不同于. NET Remoting 中的消息, 這里的消息是指LCDAM 中自定義的, 包含業(yè)務信息的數(shù)據(jù)包。從最簡化的角度出發(fā), 請求和結果消息的格式不作任何假設。可以定義專門的消息類, 例如, 定義Request 類代表服務請求消息; 定義Rep ly 類代表服務處理結果消息。圖3的功能調用轉換成請求消息發(fā)送給Service Manager, 并將服務請求結果轉換成客戶端要求的格式返回。ServiceStub 對象的, 3. 2LCDA M 服務端訪問模型LCDAM 中, 3. , 消息對應的服務一般有兩種:一種是根據(jù)消息調用服務器端某個對象的方法, 另一種是根據(jù)消息執(zhí)行數(shù)據(jù)庫

10、的存儲過程。在企業(yè)分布式計算中, 后者是非常普遍的。消息方法映射如果要把某個對象方法作為一個服務, 可以通過. NET 中的A ttribute 機制為這個方法提供元信息, 說明該方法對應的服務, 并在服務提供對象中注冊這些元信息。當有消息請求這個服務時, 服務提供對象根據(jù)注冊的元信息把消息參數(shù)轉換成方法參數(shù), 通過. NET 框架中的反射(Re 2flecti on 機制執(zhí)行這個方法。消息存儲過程映射在模型中的數(shù)據(jù)訪問層, 可以通過A ttribute 指定服務與存儲過程的匹配關系。當服務被調用時, 通過數(shù)據(jù)訪問層把消息參數(shù)轉換為存儲過程的參數(shù), 并執(zhí)行存儲過程。如果存儲過程返回結果, 結果

11、將被封裝返回消息。相同的服務對象提供。消息, , 并把處理結果封裝成返回消息。服務提供對象收發(fā)消息的接口由Service W rapper 類調用。這個類從Marshal B y Val O bject 繼承, 可以部署為遠程對象。Ser 2vice W rapper 類負責客戶端和服務器端的消息通信, 它接收從客戶端發(fā)出的消息, 并傳遞給服務提供對象。Service W rapper 和服務提供對象之間的消息傳遞, 可以通過. NET 中的委托機制進行。委托(Delegate 是. NET 中一種特殊的對象類型, 它類似于函數(shù)指針機制, 但更加安全和方便。委托是一種寬松的耦合方式, 只要函數(shù)

12、特征和委托匹配就能被調用, 而不必在對象之間通過I nterface 等抽象機制建立接口關系(見圖2 。4松耦合分布式應用模型LCDA M 的特點1 松耦合的體系結構服務器和客戶端之間的通信通過消息方式進行。遠程對象通過單一接口負責消息傳送。任何業(yè)務邏輯的變更, 都封裝在圖2Service W rapper 對象和服務提供對象一一對應?？蛻舳送ㄟ^訪問Service W rapper 對象的本地代理實現(xiàn)消息通信。Service W rapper 類還可以在內部實現(xiàn)消息的壓縮、加密等功能, 對外透明。3. 3LCDA M 客戶端訪問模型Service W rapper 對象作為遠程對象部署之后,

13、客戶端可以取到相應的代理對象。從客戶端的角度, 代理對象復制了遠程對象的消息傳遞接口?？蛻舳送ㄟ^調用這些接口發(fā)送消息?？蛻舳藢ο骃ervice Manager 管理所有遠程對象的本地代理, 負責消息轉發(fā)。Service M anager 接收所有的服務請求消息, 根據(jù)目標服務的名稱, 通過相應的代理對象把消息發(fā)送到服務器端, 實現(xiàn)消息路由的功能。Service Manager 類也可以在內部透明實現(xiàn)對消息的壓縮/解壓縮、加密/解密等功能(見圖3 。邏輯上, 對每個需要請求服務的遠程對象, 客戶端在本地都有一個相應的ServiceStub 對象。ServiceStub 對象負責將客戶端消息中,

14、而與底層通信方式無關。只要客戶端和服務端能識別消息, 就能進行處理。這種方式保證了客戶端與服務器之間的松耦合關系。2 高效的通信機制采用. NET Re moting 的TCP 信道和二進制編碼進行通信, 比HTTP 信道和S OAP 編碼的效率高。此外, 根據(jù)系統(tǒng)要求, 通過消息壓縮機制, 也可以有效地提高通信速度。3 易于功能重用和擴展服務提供對象被獨立部署?？蛻舳酥灰肋h程對象的UR I 就可以獲取相關的服務。系統(tǒng)可以很容易地整合原有的服務功能, 同時也能對服務功能進行快速擴展。5應用實例應用上面介紹的松散耦合分布式應用模型的設計方法, 我們成功設計和實現(xiàn)了“廣告媒體資源管理系統(tǒng)”。根

15、據(jù)廣告公(下轉第5頁 第2期徐淑平等:基于圖像中心加權特征的圖像檢索5征的提取。在此既可以提取圖像的顏色特征也可提取其紋理及邊緣等特征, 并由此來構造一個大型的圖像特征數(shù)據(jù)庫。為了使圖像特征具有通用性, 并對特征進行了歸一化處理。然后, 根據(jù)被檢測的圖像,圖4圖像檢索系統(tǒng)框圖從圖像庫中選取部分圖像構成系統(tǒng)訓練圖像正例集1和反例集2, 用于對S VM 分類器的訓練。在有限樣本空間下, 根據(jù)統(tǒng)計學習理論, 一定的時間內, 總可以找到S VM 的最優(yōu)分界面。最后, 當S VM 訓練成功后把其作用于圖像數(shù)據(jù)庫上, 進行有示例圖像的檢索操作, 得出與待檢圖像相似的一系列排序圖像。參考文獻1V. N. G

16、udivada, V. V. Raghavan, Content 2based i m age retrieval syste m s,I EEE Computer, Sep te mber 1995, pp. 1822.2Xiang Sean Zhou, Thomas S Huang . CB I R:Fr om Low 2level Features t oH igh 2level SemanticsC .Pr oc . SP I E I m age and V ideo Communicati on and Pr ocessing, 2000.3Y . Deng, B. S . Manj

17、unath, H. Shin . Col or i m age seg mentati on . CVPR99:Pr oc . I EEE Computer Society Conference on Computer V isi on and Pat 2tern Recogniti on, 1999, 2:446451.4S . Bel ongie, C . Cars on . H. Greens pan, etal . Col or 2and Texture 2Based I m 2age Seg mentati on U sing E M and Its App licati on t

18、o Content 2Based I m age Retrieval . I n Pr oc . I nternati onal on Computer V isi on . 1998. 5BM , 1997. Shape measures for contentI mati on Pr ocessing &Manage 2(wwwqbic . al m aden . ibm. com.7羅沄、章毓晉、高永英, “基于分析的圖像有意義區(qū)域提取J ”, 計6結果及展望圖5列出了基于HS V 籃球進籃”的圖像檢索的平均查準率(average p recisi on, AP 統(tǒng)計圖, 橫坐標

19、代表實驗時的不同S VM 參數(shù), 黑色柱形代表采用加權特征檢索的結果, 而白色柱形代表非加權特征檢索的結果 。算機學報, 2000, 23(12 :17.8O leg Komogortsey, Javed Khan . Predictive Percep tual Comp ressi on f orReal Ti m e V ideo Communicati on C .AC M Multi m edia 2004. Ne w York:220227.(上接第2頁司業(yè)務功能的分類, 在服務器端部署了多個服務提供對象, 分別提供媒體資源查找、廣告投放管理、業(yè)績評估、數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計等功能, 以及

20、一些可重用的服務, 如登錄管理、數(shù)據(jù)實體維護、安全管理等。每個子系統(tǒng)可以實現(xiàn)自己專有的服務, 也可以整合現(xiàn)有的服務功能?？蛻舳酥恍璞４婷總€服務對應的ServiceStub 對象, 就能夠調用這些服務。這樣, 開發(fā)人員可以集中精力思考系統(tǒng)的業(yè)務邏輯, 而不必關心客戶端和服務器端的通信過程。該系統(tǒng)已經(jīng)投入使用并獲得了用戶的好評。6結束語圖5基于中心加權特征檢索與非加權特征檢索結果從圖中可以得出, 當采用基于圖像中心加權特征提取算法之后, 其結果比非加權特征提取的效果有一定的提高, 而且基于圖像中心加權特征提取算法的時間復雜性、計算復雜性卻沒有增加, 故基于圖像中心加權特征提取算法具有一定的可取性,

21、 能夠改善圖像的檢索效果。由于本文提取的是圖像顏色特征, 所以很多顏色聚類比較相似而非正確的圖像也被檢索出來了, 另外采用的是大型復雜的圖像數(shù)據(jù)庫, 其AP 值是檢索的2000個結果與標注的結果對比計算出來的, 所以其AP 值并不是非常理想。CB I R 技術仍在研究之中, 其中特征提取還是其主要障礙,本文提出了一種在. NET 平臺上利用Re moting 技術構造的松耦合分布式應用模型, 并闡述了其構造方法。實踐證明, 松散耦合的分布式應用模型可以充分利用現(xiàn)有信息系統(tǒng)的資源, 易于擴展, 構造靈活有效, 能夠提供強大的全局信息組織能力。參考文獻1劉衛(wèi)東, “松散耦合的分布式信息系統(tǒng)”, 清華大學學報(自然科學版 , 2002年42卷第1期.2李晨, “基于X ML 的松散耦合分布式計算”, 華東理工大學學報,2001年27卷第5期.3易建堯, “基于組件技術的分布式信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn)”, 計算機以往的研究多從顏色、紋理、形狀和空間的模式匹配等角度來處理這個問題。但是從用戶的角度來講, 特征的相似性是一個主觀化的評價準則, 因此如何最大限度地減小圖像簡單視覺特征