-.zSOA架構(gòu)下補償模型驅(qū)動的平安苛求軟件開發(fā)摘要：隨著我國高速鐵路的快速開展，傳統(tǒng)的計算機聯(lián)鎖軟件開發(fā)方法在靈活性、可維護性、平安性以及開發(fā)效率上都顯露出缺乏。針對平安苛求的特點，提出了一個完整的效勞組件開發(fā)模型，該模型基于soa(serviceorientedarchitecture)思想，并成功將其應(yīng)用到計算機聯(lián)鎖軟件系統(tǒng)開發(fā)中，進展了試驗驗證。結(jié)果說明，該模型不僅能提高軟件的平安性，還大大提高了軟件開發(fā)效率。

關(guān)鍵詞：面向效勞架構(gòu)效勞組件架構(gòu)平安苛求軟件

1引言

鐵路車站信號計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，是鐵路信號的根底設(shè)備，同時也是鐵路運輸領(lǐng)域中重要的控制系統(tǒng)，它是以現(xiàn)代計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)為根底來實現(xiàn)對車站信號設(shè)備的聯(lián)鎖控制。計算機聯(lián)鎖軟件成為了計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的核心，因此必須確保它對聯(lián)鎖邏輯的描述和平安控制的實現(xiàn)準確無誤。而隨著我國高速鐵路的快速開展，對聯(lián)鎖軟件在技術(shù)和功能上提出了新的要求。傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法在靈活性、可維護性、軟件平安性以及開發(fā)效率上都顯露出缺乏。

計算機聯(lián)鎖是以計算機為主要技術(shù)手段實現(xiàn)車站聯(lián)鎖的實時控制系統(tǒng)。其根本任務(wù)是對車站值班員的操作命令及現(xiàn)場各種表示信息通過計算機進展邏輯運算，并輔以各種“故障-平安〞措施。聯(lián)鎖系統(tǒng)各主要局部的功能和設(shè)置地點的劃分層次構(gòu)造，如圖1所示。

聯(lián)鎖層是聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的核心，聯(lián)鎖機構(gòu)除了接收來自人時機話層的操作信息外，還接收i/o接口層的反映信號機、動力轉(zhuǎn)轍機和軌道電路狀態(tài)的信息，即信號控制命令和道岔控制命令。i/o接口層接收來自聯(lián)鎖層的控制命令，經(jīng)過信號機控制電路，改變信號顯示；接收來自聯(lián)鎖層的道岔控制命令，驅(qū)動道岔轉(zhuǎn)換。室外設(shè)備是聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制對象，它包括信號機、轉(zhuǎn)轍機和軌道電路。

本文針對平安苛求軟件的特點，面向我國高速鐵路計算機聯(lián)鎖軟件的應(yīng)用需求，基于目前主流的soa思想的實現(xiàn)規(guī)*，即效勞組件體系構(gòu)造sca，提出并實現(xiàn)了一個完整的效勞組件開發(fā)模型，掙脫webservice框架對soa思想的束縛，并能根據(jù)效勞組件模型生成代碼框架。

2soa和sca

面向效勞的體系架構(gòu)soa(serviceorientedarchitecture)是1996年gartner公司描述實施企業(yè)“v英文〞時第一次提出來的。w3c將soa定義為：“一套可以被調(diào)用的組件，用戶可以發(fā)布并發(fā)現(xiàn)其接口。〞soa是一種軟件設(shè)計開發(fā)思想，它超越并包含所有的具體技術(shù)和所有的具體架構(gòu)。效勞組件框架sca(serviceponentarchitecture)的java標準來自ibm。sca是一套面向效勞的soa編程模型或者說編程架構(gòu)，也是一種soa思想的實現(xiàn)方式。sca通過模塊(posite)將sca的組件集成在一起的。模型開發(fā)應(yīng)用中，總是期望能提高軟件開發(fā)效率，增強軟件平安性。因此，本文針對聯(lián)鎖軟件平安性高的特性，提出一種面向聯(lián)鎖的soa效勞組件開發(fā)模型。

3聯(lián)鎖邏輯效勞組件的開發(fā)模型

聯(lián)鎖軟件主要由兩大局部構(gòu)成，一是聯(lián)鎖功能程序，二是聯(lián)鎖數(shù)據(jù)。聯(lián)鎖功能程序主要是對聯(lián)鎖數(shù)據(jù)進展邏輯運算以完成聯(lián)鎖功能；聯(lián)鎖數(shù)據(jù)主要用于反映監(jiān)控車站各個設(shè)備的區(qū)動采集對象的特征和狀態(tài)。聯(lián)鎖軟件的核心局部是關(guān)于根本進路過程的處理，包括進路選排、進路鎖閉、進路信號開放、進路信號保持和進路解鎖等過程。由此，根本進路可以看成聯(lián)鎖軟件提供的流程效勞，對應(yīng)人時機話層操作員辦理進路的業(yè)務(wù)需求。對于操作人員來說，根本進路處理流程作為一個整體效勞被調(diào)用。這個流程效勞包括以下幾個任務(wù)：進路選排、進路鎖閉、進路信號開放、進路信號保持和進路解鎖，每個任務(wù)通過調(diào)用相應(yīng)的效勞來完成聯(lián)鎖軟件的功能。在業(yè)務(wù)流程進路辦理的過程中，進路選排效勞、進路鎖閉效勞調(diào)用成功，但是進路信號開放效勞因為信號燈故障不能開燈，此時對于聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的人時機話層來說，業(yè)務(wù)流程進路辦理調(diào)用已經(jīng)失敗。而進路選排效勞、進路鎖閉效勞的調(diào)用已經(jīng)成功完成，相關(guān)的驅(qū)動采集對象如信號機、道岔和區(qū)段等設(shè)備狀態(tài)和特性已經(jīng)被這些成功調(diào)用的效勞修改了。這就有可能導(dǎo)致不可控的命令下發(fā)到室外設(shè)備，導(dǎo)致平安隱患。因此，在進路辦理的執(zhí)行過程中出現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程效勞未成功調(diào)用，但卻對設(shè)備對象數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的場景。

基于上述問題，本文的效勞模塊開發(fā)模型定義了一種被稱為“補償〞的效勞機制來完善效勞的模型，以解決業(yè)務(wù)流程效勞的執(zhí)行原子性和數(shù)據(jù)一致性的問題。例如流程效勞逐個調(diào)用兩個效勞，如果只有一個根本效勞調(diào)用成功，可以通過適當(dāng)?shù)氖虑閬硌a償前一個效勞調(diào)用成功所產(chǎn)生的影響。每個根本效勞都有一個相應(yīng)的補償處理效勞，用于消除對應(yīng)根本效勞的調(diào)用產(chǎn)生的影響。一旦進展補償，流程效勞中已經(jīng)運行完成的所有效勞都會依照特定的邏輯進展補償。補償效勞機制致力于維護業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行原子性，即業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行結(jié)果只能是以下兩種情形之一：流程效勞執(zhí)行成功或流程效勞執(zhí)行失敗但不產(chǎn)生任何影響。當(dāng)執(zhí)行特定的流程效勞時，相關(guān)聯(lián)的用于補償調(diào)用的就是補償效勞。補償效勞僅在流程效勞完成時才能夠被調(diào)用，當(dāng)流程執(zhí)行過程中出現(xiàn)故障時，執(zhí)行預(yù)先關(guān)聯(lián)的補償效勞來補償業(yè)務(wù)流程效勞的行為。在一個業(yè)務(wù)流程執(zhí)行過程中，如果定義了關(guān)聯(lián)的補償效勞，就應(yīng)該記錄業(yè)務(wù)流程各個效勞的執(zhí)行順序，注冊關(guān)聯(lián)的補償效勞及輸入數(shù)據(jù)到補償效勞處理隊列。如果業(yè)務(wù)流程正常完成，則不需要任何補償。因此基于以上補償機制，完善的效勞組件補償模型應(yīng)該滿足這樣的條件：對任意一個業(yè)務(wù)流程效勞，每次調(diào)用的構(gòu)造要么是成功執(zhí)行，要么不產(chǎn)生任何影響。即實現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行原子性?；谝陨侠碚摚梢缘贸鰏ca構(gòu)架下補償效勞處理機制的通用模型如圖2所示。

如圖2所示，根本效勞1和根本效勞2屬于同一個組合效勞，且都成功的完成了調(diào)用〔第1，2步〕。而屬于流程效勞的根本效勞3的調(diào)用〔第3步〕也成功完成。假設(shè)此時根本效勞4調(diào)用〔第4步〕失敗，被業(yè)務(wù)流程效勞關(guān)聯(lián)的補償效勞捕捉到，觸發(fā)了補償效勞〔第5步〕。補償效勞開場執(zhí)行，通過調(diào)用后進先出的補償效勞隊列〔與業(yè)務(wù)流程完成的次序相反〕，依次調(diào)用補償處理效勞〔第6-10步〕來補償之前操作產(chǎn)生的影響。

實際的聯(lián)鎖軟件應(yīng)用中，用戶的需求經(jīng)常是比較復(fù)雜的。聯(lián)鎖軟件效勞組件除了調(diào)用根本的效勞組件之外，也需要調(diào)用一些優(yōu)先級較高的緊急操作效勞，而這些效勞組件往往是依賴外部設(shè)備驅(qū)動采集的狀態(tài)。因此，在效勞模型中引入了兩個特殊的端點，一個是“導(dǎo)入〞(import)，使得模塊中的效勞組件可以調(diào)用模塊外部的效勞。另一個是“導(dǎo)出〞(e*port)，它使得模塊外部的應(yīng)用可以調(diào)用模塊中的效勞組件。導(dǎo)入和導(dǎo)出的引入增加了效勞組件的靈活性，使得此模型的效勞調(diào)用能夠跨越效勞模塊的限制。

4模型在計算機聯(lián)鎖軟件中的應(yīng)用

為了驗證和測試上述模型的有效性，基于以上效勞模塊模型，在linu*平臺上開發(fā)了一個計算機聯(lián)鎖軟件系統(tǒng)。此聯(lián)鎖邏輯補償模型可以獲得計算機聯(lián)鎖軟件系統(tǒng)的效勞組件補償模型如圖3所示。

聯(lián)鎖軟件實時監(jiān)測人機交互層操作人員的操作命令，調(diào)用相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程效勞執(zhí)行相應(yīng)的軟件功能。在執(zhí)行流程效勞的同時，聯(lián)鎖軟件監(jiān)測是否有來自外部的高優(yōu)先級效勞調(diào)用，以保證緊急情況下聯(lián)鎖軟件的平安性需求。在以往的聯(lián)鎖軟件進路辦理過程中，進路辦理的進路選排、進路鎖閉、進路信號開放、進路信號關(guān)閉和進路解鎖等過程在程序執(zhí)行時，除了對聯(lián)鎖數(shù)據(jù)進展邏輯運算，還需要檢測各個執(zhí)行過程是否成功完成。這提高了聯(lián)鎖軟件業(yè)務(wù)流程各個效勞模塊的耦合度。每個效勞子模塊都應(yīng)包含補償處理，以消除業(yè)務(wù)流程執(zhí)行過程中當(dāng)前所有已經(jīng)成功執(zhí)行的子模塊所產(chǎn)生的影響。因此，此效勞模型的業(yè)務(wù)流程子效勞模塊的補償處理只關(guān)心當(dāng)前子模塊成功調(diào)用產(chǎn)生影響，而不會關(guān)聯(lián)到業(yè)務(wù)流程執(zhí)行的上下文環(huán)境。因此，本文提出的效勞組件開發(fā)模型能在相當(dāng)大的程度上減少軟件設(shè)計開發(fā)的冗余，提高軟件開發(fā)的效率，同時這也限制了各個子模塊的功能邊界，減少了因為模塊之間高度耦合而帶來的平安性問題。

5完畢語

本文基于soa思想，針對平安苛求軟件的特點，設(shè)計了在sca標準下一種完整的效勞組件開發(fā)模型，通過在地鐵試驗線計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用驗證了該模型的正確性。由此模型驅(qū)動生成效勞組件代碼框架，不僅提高了軟件的平安，還大大提高了軟件的開發(fā)效率。此效勞組件模型的業(yè)務(wù)流程效勞依賴補償效勞，這種補償效勞機制雖然能提高軟件開發(fā)效率，但其與業(yè)務(wù)流程關(guān)聯(lián)度還比較高，提高了效勞模塊的耦合程度。因此，將來的方向是改進當(dāng)前補償效勞的執(zhí)行機制，降低與具體業(yè)務(wù)流程之間的耦合程度。

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