票務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析教學(xué)資料

1、功能需求功能說(shuō)明客戶信息管理用戶的創(chuàng)建、登錄、刪除和維護(hù)票務(wù)信息管理票務(wù)的添加、刪除和維護(hù)票務(wù)查詢查看相應(yīng)的票務(wù)信息預(yù)定購(gòu)票票務(wù)的預(yù)定、購(gòu)買和取消 非功能需求質(zhì)量屬性說(shuō)明性能用戶訪問(wèn)的系統(tǒng)應(yīng)該能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)，如果系統(tǒng)由于網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)據(jù)庫(kù)原因不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)，那么系統(tǒng)應(yīng)該提出警告，不能出現(xiàn)用戶無(wú)故長(zhǎng)時(shí)間等待的情況。 安全性在web數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端，web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間，都應(yīng)該有防火墻保護(hù)，防止網(wǎng)絡(luò)上的非法數(shù)據(jù)請(qǐng)求。 易用性不同的用戶應(yīng)該能夠以不同形式訪問(wèn)不同的內(nèi)容 可用性系統(tǒng)提供7X24小時(shí)的服務(wù)，且很少停機(jī) 可測(cè)試性系統(tǒng)是的各部分易于單獨(dú)測(cè)試，并能方便地進(jìn)行整體測(cè)試 6.

2、2.1 定義系統(tǒng) 根據(jù)業(yè)務(wù)的功能需求，該系統(tǒng)主要的涉眾有系統(tǒng)管理人員和客戶，系統(tǒng)管理人員又分為票務(wù)管理人員和用戶管理人員。票務(wù)管理人員會(huì)對(duì)票務(wù)信息進(jìn)行相關(guān)維護(hù)，用戶管理人員對(duì)客戶信息進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)。由此得出系統(tǒng)角色，分析其對(duì)系統(tǒng)的具體要求，并找出系統(tǒng)的各個(gè)用例。用例說(shuō)明票務(wù)信息查詢用戶輸入相關(guān)查詢條件信息，查看到相關(guān)票務(wù)的具體信息，當(dāng)查詢條件不符合規(guī)定時(shí)，系統(tǒng)給出相應(yīng)提示。票務(wù)操作用戶根據(jù)查詢出來(lái)的票務(wù)信息對(duì)票務(wù)信息進(jìn)行預(yù)訂，購(gòu)買，取消等操作票務(wù)信息維護(hù)票務(wù)管理員對(duì)票務(wù)信息進(jìn)行維護(hù)，如添加，刪除等用戶信息維護(hù)用戶管理員根據(jù)用戶資料，維護(hù)系統(tǒng)中記錄的用戶相關(guān)信息。 根據(jù)上述分析，可以得到系統(tǒng)用例

3、視圖： 6.2.2 細(xì)化定義 (1) 細(xì)化用例 細(xì)化業(yè)務(wù)用例模型，是為了更加詳細(xì)地分析和描述用例。同時(shí)，將業(yè)務(wù)用例模型轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的用例模型。下面，以“角色”用戶進(jìn)行票務(wù)購(gòu)買為例。要素說(shuō)明用例名稱用戶購(gòu)買票務(wù)簡(jiǎn)要描述用戶根據(jù)當(dāng)前票務(wù)信息購(gòu)買相應(yīng)票務(wù)事件流基本事件流 （1）用戶在購(gòu)票的名稱欄中輸入要購(gòu)買的票務(wù)的起始地與目的地（2）系統(tǒng)根據(jù)客戶輸入，列出相應(yīng)的票務(wù)信息 細(xì)化用例后，還需對(duì)用例進(jìn)行詳細(xì)描述，直到所有涉眾都認(rèn)可描述的內(nèi)容已經(jīng)能夠正確表達(dá)出他們的需求為止。在RUP方法論中指明通過(guò)闡述一個(gè)用例的名稱、簡(jiǎn)要描述、事件流、特殊需求、前置條件和后置條件等六個(gè)方面可以對(duì)用例進(jìn)行描述。下面以用例“用戶

4、購(gòu)買票務(wù)”為例細(xì)化描述。要素說(shuō)明事件流（3）用戶根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇符合自己相應(yīng)條 件的票務(wù)，如票價(jià)、時(shí)間等。（4）系統(tǒng)顯示購(gòu)買成功，或者顯示交易失敗。（5）該“用戶購(gòu)買票務(wù)”用例結(jié)束?！坝脩糍?gòu)買票務(wù)”用例細(xì)化描述（續(xù)）要素說(shuō)明備選事件流系統(tǒng)查詢不到票務(wù)相關(guān)信息，則按下一步步驟進(jìn)行：（1）提示用戶票務(wù)交易無(wú)法進(jìn)行，并給出交易失敗原因（2）其次，撤銷此次交易的記錄。特殊需求系統(tǒng)不可偽造數(shù)據(jù)，交易失敗原因要合理并且詳盡“用戶購(gòu)買票務(wù)”用例細(xì)化描述（續(xù)）要素說(shuō)明前置條件用戶必須先登陸后置條件交易成功后數(shù)據(jù)庫(kù)及時(shí)更新票務(wù)信息“用戶購(gòu)買票務(wù)”用例細(xì)化描述（續(xù)） 上面對(duì)用例的描述僅限于文字描述，還不夠形

5、象。再以活動(dòng)圖的形式進(jìn)行建模描述如下： (2) 結(jié)構(gòu)化用例 結(jié)構(gòu)化用例的目的是通過(guò)觀察這些已經(jīng)細(xì)化的用例，看能不能抽取出共有的、可選的行為，把這些共同的內(nèi)容建立為新的用例。這樣的好處是，可以消除冗余的需要以及改善系統(tǒng)整體需求內(nèi)容的可維護(hù)性。像“用戶信息維護(hù)”用例中，“查詢用戶信息”應(yīng)作為一個(gè)新的用例提取出來(lái)，以提高上面所說(shuō)的需求內(nèi)容的可維護(hù)性。6.3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 將需求內(nèi)容轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)模型的雛形以及用戶體驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其目的是建立整個(gè)系統(tǒng)初步的解決方案，為詳細(xì)設(shè)計(jì)活動(dòng)打下基礎(chǔ)，這一階段的具體活動(dòng)如下：6.3.1 體系結(jié)構(gòu)的選擇 早期的票務(wù)系統(tǒng)僅僅針對(duì)售票單位，只是簡(jiǎn)單的數(shù)量控制，票務(wù)記錄。而新的票務(wù)

6、系統(tǒng)不僅僅具有以前的所有功能，還利用網(wǎng)絡(luò)將客戶包括近來(lái)。方便客戶進(jìn)行操作，利用網(wǎng)絡(luò)可以讓客戶在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方就可以直接連入系統(tǒng)。又由于計(jì)算機(jī)的支持，數(shù)據(jù)庫(kù)中有所有客戶的信息，可以方便售票方對(duì)客戶進(jìn)行管理，提供更好的服務(wù)。 本系統(tǒng)采用基于B/S的分層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)：節(jié)省投資、跨地域廣；維護(hù)和升級(jí)方式簡(jiǎn)單，如果想對(duì)功能修改，可以方便的進(jìn)行更改，大大減少維護(hù)成本。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)視圖如下： 在J2EE開(kāi)發(fā)中，搭配良好的框架可以降低開(kāi)發(fā)人員解決復(fù)雜問(wèn)題的難度，而如何將框架整合起來(lái)，以使每一層都向另外的層次以松散的方式來(lái)提供接口，同時(shí)讓組合的三個(gè)框架在每一層都以一種松耦合的方式彼此溝通，從而與低

7、層的技術(shù)透明無(wú)關(guān)，這就是框架分析的目的和要求。 所以我們把Structs、Hibernate和Spring組合起來(lái)的目標(biāo)就是希望能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的“低耦合、高內(nèi)聚”。也就是要求系統(tǒng)易于維護(hù)、易于適應(yīng)變更、可重用性的特點(diǎn)。 根據(jù)前期對(duì)需求的分析，決定采用基于SSH框架來(lái)構(gòu)建此分布式的信息管理系統(tǒng)。SSH多層的構(gòu)架模式，從上到下依次為視圖層、控制器層、模型層、持久化層和數(shù)據(jù)庫(kù)層，如下圖所示：框架講解： 視圖層：職責(zé)是提供控制器，將頁(yè)面的請(qǐng)求委派給其他層進(jìn)行處理，為顯示提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型。 控制層：職責(zé)是按預(yù)定的業(yè)務(wù)邏輯處理視圖層提交的請(qǐng)求。 （1） 處理業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)校驗(yàn) （2） 事務(wù)管理 （3） 管理業(yè)

8、務(wù)層對(duì)象間的依賴關(guān)系 （4） 向表示層提供具體業(yè)務(wù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)類 模型層：職責(zé)是將模型的狀態(tài)轉(zhuǎn)交視圖層，以提供頁(yè)面給瀏覽器。 數(shù)據(jù)持久層：職責(zé)是建立持久化類及其屬性與數(shù)據(jù)庫(kù)中表及其字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系。提供簡(jiǎn)化SQL語(yǔ)句的機(jī)制。實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)操作（增、刪、讀、改） 數(shù)據(jù)庫(kù)層：數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與管理。 規(guī)則（約束）： （1）系統(tǒng)各層次及層內(nèi)部子層次之間都不得跨層調(diào)用。 （2） 由bean傳遞模型狀態(tài)。 （3）需要在表示層綁定到列表的數(shù)據(jù)采用基于關(guān)系的數(shù)據(jù)集傳遞。 （4）對(duì)于每一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表（Table）都有一個(gè)DB Entity class與之對(duì)應(yīng)，由Hibernate完成映射。 （5）有些跨數(shù)據(jù)庫(kù)或跨表的操

9、作（如復(fù)雜的聯(lián)合查詢）也需要由Hibernate來(lái)提供支持。 （6） 表示層和控制層禁止出現(xiàn)任何SQL語(yǔ)句。SSH框架介紹： 視圖層、控制器層用Structs框架來(lái)實(shí)現(xiàn)，模型層的功能Spring來(lái)完成。持久化層時(shí)使用Hibernate實(shí)現(xiàn)，在這層使用了DAO模式。 Structs應(yīng)用MVC模型使頁(yè)面展現(xiàn)與業(yè)務(wù)邏輯分離，做到了頁(yè)面展現(xiàn)與業(yè)務(wù)邏輯的低耦合。當(dāng)充當(dāng)表示層的頁(yè)面需要變更時(shí)，只需要修改該具體的頁(yè)面，不影響業(yè)務(wù)邏輯Bean等；同樣，業(yè)務(wù)邏輯需要變更的時(shí)候，只需要修改相應(yīng)的Java程序。 使用Spring能運(yùn)用IoC技術(shù)來(lái)降低了業(yè)務(wù)邏輯中各個(gè)類的相互依賴:假如，類A因?yàn)樾枰δ蹻而調(diào)用類B，

10、在通常的情況下類A需要引用類B，因而類A就依賴于類B了，也就是說(shuō)當(dāng)類B不存在的時(shí)候類A就無(wú)法使用了。使用了IoC，類A調(diào)用的僅僅是實(shí)現(xiàn)了功能F的接口的某個(gè)類，這個(gè)類可能是類B，也可能是類C，由Spring的XML配置文件來(lái)決定。這樣，類A就不再依賴與類B，耦合度降低，重用性得以提高。 使用Hibernate能讓業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)持久化分離，就是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)的操作分離。在業(yè)務(wù)邏輯中只需要將數(shù)據(jù)放到值對(duì)象中，然后交給Hibernate，或者從Hibernate那里得到值對(duì)象。至于用DB2、 Oracle、MySQL還是SQL Server，如何執(zhí)行的操作，與具體的系統(tǒng)無(wú)關(guān)，只需在Hibernat

11、e的相關(guān)的XML文件里根據(jù)具體系統(tǒng)配置好。 現(xiàn)在我們通過(guò)下表來(lái)看看構(gòu)架是如何來(lái)滿足系統(tǒng)的關(guān)鍵質(zhì)量屬性需求。6.3.2 系統(tǒng)架構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)1 質(zhì)量場(chǎng)景 1）性能場(chǎng)景：在系統(tǒng)處于高峰時(shí)期，保證登陸的每個(gè)顧客所作的選擇和查詢的響應(yīng)時(shí)間能在5s以內(nèi)，如果需要等待則給出有友好的提示。系統(tǒng)可以保證以最快速度同時(shí)響應(yīng)500個(gè)用戶的操作。 制品：制品：系統(tǒng)刺激：刺激：提交請(qǐng)求響應(yīng)：響應(yīng)：請(qǐng)求被正確處理環(huán)境：環(huán)境：在正常操作下1 2 3響應(yīng)度量：響應(yīng)度量：平均等待時(shí)間在5秒內(nèi)源：用戶 2）安全性場(chǎng)景：杜絕非法用戶試圖繞過(guò)應(yīng)用服務(wù)器直接連接到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的端口上，防止非法竊取注冊(cè)用戶個(gè)人息；屏蔽某IP短時(shí)間內(nèi)的

12、大量無(wú)意義的訪問(wèn)，以防被擠爆，使正常用戶無(wú)法使用。保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。 制品：制品：系統(tǒng)刺激：刺激：試圖非法操作信息響應(yīng)：響應(yīng)：系統(tǒng)維持審核蹤跡環(huán)境：環(huán)境：在正常操作下1 2 3響應(yīng)度量：響應(yīng)度量：半天內(nèi)恢復(fù)校正數(shù)據(jù)源：系統(tǒng)外部 3）易用性場(chǎng)景：在該系統(tǒng)中，用戶希望在運(yùn)行時(shí)能盡快取消某操作使錯(cuò)誤的影響降到最低，取消在1秒內(nèi)發(fā)生；要求具有基本電腦操作常識(shí)的人，可以根據(jù)良好的界面設(shè)計(jì)迅速學(xué)會(huì)使用方法，讓熟手用戶使用快捷鍵。 制品：制品：系統(tǒng)刺激：刺激：使錯(cuò)誤的影響最低響應(yīng)：響應(yīng)：提示操作希望取消環(huán)境：環(huán)境：運(yùn)行時(shí)1 2 3響應(yīng)度量：響應(yīng)度量：在2秒內(nèi)源：用戶 4) 可用性場(chǎng)景：在正常的工

13、作時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)必須具有極高的可用性，保證出故障幾率最低。出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)有相應(yīng)的處理機(jī)制。 制品：制品：系統(tǒng)刺激：刺激：錯(cuò)誤或異常發(fā)生響應(yīng)：響應(yīng)：系統(tǒng)給出警告信息環(huán)境：環(huán)境：在正常操作下1 2 3響應(yīng)度量：響應(yīng)度量：系統(tǒng)不停機(jī)源：系統(tǒng)內(nèi)部2 數(shù)據(jù)持久層的架構(gòu)分析 在數(shù)據(jù)持久層，我們使用Hibernate來(lái)進(jìn)行處理，通過(guò)下面我們來(lái)看看如何通過(guò)Hibernate來(lái)滿足系統(tǒng)的質(zhì)量屬性需求。 Hibernate體系結(jié)構(gòu)概要圖 從這個(gè)圖可以看出，Hibernate通過(guò)配置文件和映射文件來(lái)實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互及實(shí)現(xiàn)對(duì)象關(guān)系映射（Object Relational Mapping，簡(jiǎn)稱ORM），通過(guò)這種機(jī)制，將

14、java程序中的對(duì)象自動(dòng)持久化到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)持久化對(duì)象的改動(dòng)都會(huì)反映到數(shù)據(jù)庫(kù)中。其中配置文件主要用來(lái)配置好數(shù)據(jù)庫(kù)連接的各種參數(shù)以及定義數(shù)據(jù)映射文件，通常以hibernate.cfg.xml或者perties形式出現(xiàn)；XML Mapping配置文件是數(shù)據(jù)庫(kù)中表的數(shù)據(jù)映射文件，通常以*.hbm.xml形式出現(xiàn)。 下面我們來(lái)更詳細(xì)地看一下Hibernate運(yùn)行時(shí)體系結(jié)構(gòu)方案。這種方案將應(yīng)用層從底層的JDBC/JTA API中抽象出來(lái)，而讓Hibernate來(lái)處理這些細(xì)節(jié)。Hibernate體系結(jié)構(gòu)方案圖中各個(gè)對(duì)象的定義如下：SessionFactory 針對(duì)單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)映

15、射關(guān)系經(jīng)過(guò)編譯后的內(nèi)存鏡像，是線程安全的（不可變）。 它是生成Session的工廠，本身要用到ConnectionProvider。 該對(duì)象可以在進(jìn)程或集群的級(jí)別上，為那些事務(wù)之間可以重用的數(shù)據(jù)提供可選的二級(jí)緩存。Session 表示應(yīng)用程序與持久儲(chǔ)存層之間交互操作的一個(gè)單線程對(duì)象，此對(duì)象生存期很短。 其隱藏了JDBC連接，也是Transaction的工廠。 其會(huì)持有一個(gè)針對(duì)持久化對(duì)象的必選（第一級(jí)）緩存，在遍歷對(duì)象圖或者根據(jù)持久化標(biāo)識(shí)查找對(duì)象時(shí)會(huì)用到。持久的對(duì)象及其集合持久的對(duì)象及其集合 帶有持久化狀態(tài)的、具有業(yè)務(wù)功能的單線程對(duì)象，此對(duì)象生存期很短。 這些對(duì)象可能是普通的JavaBeans/

16、POJO，唯一特殊的是他們正與（僅僅一個(gè)）Session相關(guān)聯(lián)。 一旦這個(gè)Session被關(guān)閉，這些對(duì)象就會(huì)脫離持久化狀態(tài)，這樣就可被應(yīng)用程序的任何層自由使用。 （例如，用作跟表示層打交道的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)象。）瞬態(tài)瞬態(tài)(transient)和脫管和脫管(detached)的對(duì)象及其集合的對(duì)象及其集合 那些目前沒(méi)有與session關(guān)聯(lián)的持久化類實(shí)例。 他們可能是在被應(yīng)用程序?qū)嵗螅形催M(jìn)行持久化的對(duì)象。 也可能是因?yàn)閷?shí)例化他們的Session已經(jīng)被關(guān)閉而脫離持久化的對(duì)象。事務(wù)事務(wù)Transaction （可選的）應(yīng)用程序用來(lái)指定原子操作單元范圍的對(duì)象，它是單線程的，生命周期很短。 它通過(guò)抽象將應(yīng)用

17、從底層具體的JDBC、JTA以及CORBA事務(wù)隔離開(kāi)。 某些情況下，一個(gè)Session之內(nèi)可能包含多個(gè)Transaction對(duì)象。 盡管是否使用該對(duì)象是可選的，但無(wú)論是使用底層的API還是使用Transaction對(duì)象，事務(wù)邊界的開(kāi)啟與關(guān)閉是必不可少的。ConnectionProvider （可選的）生成JDBC連接的工廠（同時(shí)也起到連接池的作用）。 它通過(guò)抽象將應(yīng)用從底層的Datasource或DriverManager隔離開(kāi)。 僅供開(kāi)發(fā)者擴(kuò)展/實(shí)現(xiàn)用，并不暴露給應(yīng)用程序使用。TransactionFactory （可選的）生成Transaction對(duì)象實(shí)例的工廠。 僅供開(kāi)發(fā)者擴(kuò)展/實(shí)現(xiàn)用，

18、并不暴露給應(yīng)用程序使用。擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口 Hibernate提供了很多可選的擴(kuò)展接口，你可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)它們來(lái)定制你的持久層的行為。 Hibernate滿足的質(zhì)量屬性需求 (1) 性能 Hibernate本質(zhì)上是包裝了JDBC來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的，由于Hibernate在調(diào)用JDBC上面是優(yōu)化了JDBC調(diào)用，并且盡可能的使用最優(yōu)化的，最高效的JDBC調(diào)用，所以性能令人滿意，同時(shí)應(yīng)用程序需要在關(guān)聯(lián)關(guān)系間進(jìn)行導(dǎo)航的時(shí)候，由Hibernate獲取關(guān)聯(lián)對(duì)象，Hibernate提供的對(duì)持久化數(shù)據(jù)的緩存機(jī)制也對(duì)系統(tǒng)的性能的提高起了很大的作用。 (2) 安全性 Hibernate提供的悲觀鎖/樂(lè)觀鎖機(jī)制，能夠在多個(gè)

19、用戶進(jìn)行并發(fā)操作時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的一致性與完整性，避免了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的破壞。 (3) 易用性 用戶在對(duì)票務(wù)信息進(jìn)行操作時(shí)都得到Hibernate的支持。3 業(yè)務(wù)邏輯層架構(gòu)設(shè)計(jì) 業(yè)務(wù)邏輯層作為該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，對(duì)系統(tǒng)的靈活性實(shí)現(xiàn)起著決定性的 作用。在本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯層架構(gòu)層中，采取了MVC模式，下面簡(jiǎn)單介紹一 下MVC模式的好處： (1) 實(shí)現(xiàn)了客戶端表示層和業(yè)務(wù)邏輯層的完全分離 (2) 高效可靠的事務(wù)處理 (3) 具有良好的易用性，安全性MVC模式訪問(wèn)流程： MVC模式在本系統(tǒng)中應(yīng)用： 當(dāng)客戶利用網(wǎng)頁(yè)瀏覽器，發(fā)出HTTP請(qǐng)求時(shí)，這通常會(huì)牽涉到送出表單數(shù)據(jù)，例如用戶名和密碼。Servlet收到這樣的數(shù)據(jù)并解析數(shù)據(jù)。Servlet扮演控制器的角色，處理你的請(qǐng)求，通常會(huì)向模型（一般是數(shù)據(jù)庫(kù)）發(fā)出請(qǐng)求。處理結(jié)果往往以JavaBean的形式打包。視圖就是JSP，而JSP唯一的工作就是產(chǎn)生頁(yè)面，表現(xiàn)模型的視圖以及進(jìn)一步動(dòng)作所需要的所有控件。當(dāng)頁(yè)面返回瀏覽器作為視圖顯示出來(lái)，用戶提出的進(jìn)一步請(qǐng)求，也會(huì)以同樣的方式處