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利用SDO体系结构简化和统一数据简介：本文阐述了服务数据对象（SDO）体系结构的关键概念，以及它所提供的强大功能和灵活性。SDO体系结构在Java（TM） 2 Platform Enterprise Edition （J2EE）社区正获得越来越广泛的普及，它也用于构建面向服务的体系 结构（SOA）的环境。在IT解决方案日趋复杂和越来越多地采用分布式体系结 构的今天，它可以满足异构数据集成的需要。引言服务数据对象（SDO）通过 Java Specification Request （JSR） 235 得到了 Java社区的认可，它也是CommonJ的一部分，CommonJ是IBM和BEA共同 制定的规范。如何访问不同数据源类型的数据在IT业界变得越来越重要，SDO 是一种应用程序编程接口（API），可以简化和统一对异构数据的访问。目前单一 数据类型的应用程序已经不再常见，信息通常都存储在不同类型的数据源中（比 如数据库、Web服务、轻量级目录访问协议（LDAP）、遗留应用程序等等）。这 种复杂性要求开发人员熟悉许多APK比如Java数据库连接（JDBC）、基于XML 的远程过程调用的JAVA API （JAX-RPC）、或者J2EE连接器体系结构（JCA）等 等）。SDO 简化和补充了 Java 2 Platform Enterprise Edition （J2EE）的开 发模式，提供了一种独特的访问异构数据源的API，同时也可用于数据处理的其 他方面，本文将对此进行详细说明。SDO的目标SDO的目标有很多，从某种程度上讲SDO看起来好像是J2EE的一把多功能“瑞 士军刀”，因为它包含的特性可实现多种不同种类的功能，基本来讲，SDO及其 相关的技术设计有以下五大主要专题：简化数据访问：第一个目标是提供对多种企业信息系统（EIS）的统一的 数据访问，包括数据库、遗留应用程序（使用JCA）、XML或者是Web服 务数据源。通过使用SDO的一种独特而简单的模型，应用程序摆脱了使 用多种API和框架进行数据访问的复杂工作。数据提取：使用SDO后，数据的表示是独立于其数据源的，它采用了一 种叫做Domain Store的J2EE模式，这种级别的数据提取有很多优点， 例如使数据操作变得更容易，实现了不同层之间的松耦合。数据操作：一旦检索到信息后，SDO会提供一种统一的编程语言进行数据 操作，简单的说，就是通过使用API及其接口，SDO客户机可以读取数 据和修改数据。SDO为此提供了连接和断开连接的两种模型，下文中将对 此做详尽的介绍。数据传输：SDO有一部分概念是关于传输对象(Transfer Object)和传 输对象组装程序(Transfer Object Assembler)模式的。数据封装到SDO 对象中后，它就可以在J2EE层间高效地传输。设计模式的采用：SDO的一个关键目标是鼓励大家采用公用的J2EE模 式，这也是SDO体系结构以一些广为人知的模式为基础的原因，例如传 输对象(Transfer Object)、数据访问对象(Data Access Object)、传 输对象组装程序和Domain Store等。如果使用了 SDO,应用程序就可以 从这些经过了验证的设计策略中受益，从而可以推动分层技术和松耦合的 发展。图1显示了 SDO在一个J2EE分层体系结构中所处的位置：图1. J2EE分层体系结构中的SDOSDO体系结构：概览SDO体系结构提供了一组核心组件，这些组件可以由支持SDO的实现和框架进 行扩充。SDO规范定义了数据持有者(数据对象(Data Object)和数据图(DataGraph)，还引用了一种叫做数据中介服务(Data Mediator Service，DMS)的 组件。DMS负责访问数据源和处理数据图，如图2所示：图2. DMS的角色DataSaerce图3显示了 SDO体系结构和它的关键组件，如下所示:图3. SDO体系结构。DMSG DataGraph4- daraobjeczOut of 500specification数据对象数据对象是保存数据的组件，简单地说，它是由属性的键/值对组成的，每个值 都可以是原始的数据类型，或者是另一个数据对象。数据对象是可序列化的。设想一下您需要显示餐馆甜点的有关信息，其对应的数据对象实例可以包含下列值：清单1.数据对象值示例 <ID, 123>Description, "Chocolate Cake"><Price, 7>对于熟悉JDBC概念和java.sql.ResultSet接口的读者来说，SDO的动态API 模式是很容易理解的。就像JDBC 一样，您可以通过名称或索引来访问它的属性 值。如果在程序运行之前，还无法获知准确的数据结构的话，使用动态API是特别 适合的。SDO API提供一些简单易用的方法来获取数据对象中的值：清单2.获取数据对象中的值/ returns the first element of the graphDataObject dessert = (DataObject) graph.get(0);/ get the dessert name and its priceString dessertName = dessert.getString(Description)；int dessertPrice = dessert.getInt(Price)；如果在开发阶段数据结构就可以确定的话，SDO体系结构还提供了静态API功 能。例如，如果数据源是一个带有明确定义模式（xsd文件）的XML文件的话， 则SDO将支持Java代码生成和Java绑定。虽然这已经超出了 SDO规范的范 围，但是绑定技术可能会集成一些对SDO的支持，例如XML数据绑定的Java 体系结构（JAXB）。数据对象图数据对象图是一个描述数据的分层结构，它包括一个数据对象树和另一个称作更 改摘要（Change Summary）的结构（请参阅图4）。更改摘要记录了数据图中所 有数据对象的历史更改信息。此外，由于数据图是由数据对象组成的，因此它是 可序列化的。图4.数据对象图Dale grapT兀数据 元数据是一个描述对象内容的元模型，它可以让数据图实例完成自省 （introspection）。如图5所示，每个对象都与一些基本的元数据信息相关联，对象以一个类型加 一个已排序的属性列表的形式表示。图5.对象元数据hG DataObgectQ Sequence+ dataobjer:0 PropertyG Type+ property+ typeSDO体系结构还包括了一些规范中没有定义的附加组件。物理元数据前面一段描述了信息的逻辑元数据（例如当信息加载到SDO对象后的元数据）， 而物理元数据（例如原始数据源格式的元数据）不在SDO规范讨论的范围内。 典型情况下，物理元数据并不会影响SDO客户机，但是它会影响到DMS，DMS是 负责访问数据源的组件。DMSDMS是一种组件，它负责提供某些方法来组装数据图，也负责将数据更改保存回 数据源。典型情况下，将会有多种不同的DMS类型，每种类型对应着一种特定 的数据源和技术（XML、JMS、JCA、JDBC等等）。DMS总是以同一种格式（数据 图）返回信息，它隐藏了实际的数据存储信息，在SDO应用程序和EIS之间提 供了一层数据提取的功能。DMS不在SDO规范的范围内，但是它在实现中可能需要将多个数据源和数据类 型的数据集成在一起，这样，唯一的SDO数据图就会包含了异构数据源的信息。 请参见图6：图 6. DMS断开连接的数据体系结构SDO模型有一个有趣的特性，就是它允许使用断开连接的编程模型，事实上当 SDO客户机提出数据图请求并收到此数据图后，它就断开了和DMS的连接，这 样避免了 DMS对数据源的持续加锁，客户机就可以不受时间限制地处理数据对 象，对数据源的更改保存以一种乐观的并行方式进行。这种断开连接的模型特别 适合n层的以Web为基础的体系结构，因为它考虑到了分层技术，同时也易于 使用，而且还可以进行高级并行访问。SDO的工作过程请求SDO图图7是一个简单请求的序列关系图。基本上，当一个SDO客户机需要检索数据 时，它使用DMS来请求数据图，DMS负责管理对数据源的访问，并根据接收到 的信息来创建一个图，通常这个图是一个分层的树结构，其中包含了几个数据对 象。此客户机使用断开连接的编程模型来处理数据图。如果数据被修改，而且客 户机希望能保存这些更改，它会将更改后的数据图发送给DMS，然后由DMS去 修改数据源。5D0 CfientSDO Client图7. SDO图dM5;DM5datsSourcetDataSource1： / load DataGraohL2： / read*etiirn+1,3: / re&d 1.1: /：' start transaction加return *2： / load DaLJGraDh1-4： V construct DataGraph1.5： H end transacboflTi3: h f&ad DacaGraph4: modfy DataGraph4.1: /' save mzGrauhti stirttansJGtiQn4.1,2:jddateU*p4-L-2.1- /y enci t?nsactiafi序列化数据图数据图中的所有对象扩展了可序列化的Java接口，这样，树的序列化是很简单 的，但是必须注意以下模式，如图8所示。图8.序列化数据图目前来讲，规范并没有明确说明该如何描述数据图。其中一个称为“model”的 元素支持 Essential Meta Object Facility (EMOF)，而另一个称为 “xsd” 的元素可用来存放XML模式。SDO对这两者都支持，这两种元素的作用也都一样： 用于描述元数据。序列化完成后，数据图由三部分组成：模式、序列化的数据对象和更改摘要，如 图9所示。数据对象部分包括了树型结构和对象的值，而更改摘要则列出了序 列化完成前数据图的所有更改，原始树结构中未更改的数值则被省略了。数据图 框架模式仅在需要反序列化的情况下才出现，如前所述，它可以是XSD或者是 EMOF模型。图9.序列化的数据图的三个组成部分 IIIIgraph schema ! Data objects! Change suTimaryEoiEo2 J03 X)i>05 DQ6 borLoljDS . DOn - aSerialized SDQ dtita遍历数据图SDO有一个很重要的特点就是使数据操作变得更容易了，因此一旦构造好一个数 据图，很重要的一点就是需要使用SDOAPI来遍历树结构，并访问其中的元素。 规范的作者选择了使用XPath语言来完成这一工作°XPath应用在SDO中时它 仅有一个特殊的地方：在访问数据时，它使用0作为基本索引，而XPath规范 中第一个元素只能通过索引值1识别，这个特殊的规定是为了使SDOAPI更接 近Java API，因为编程人员习惯了在引用数组的第一个元素时，使用 array0 这样的语法来表示。我们来看一个简单的例子:餐馆的菜单，体会一下如何处理数据图中的数据对象。 它可以用以下的统一建模语言（UML）关系图来描述，如图10所示。要访问Menu对象，只需使用:DataObject menu = root.getDataObject(Menu)；现在查看的是哪一类菜单呢？下面的表达式将会告诉您:String menuType = menu.getString(Name)； /顺便提一下，这是正餐。现在假定您想点主菜。您需要了解今天的菜单上都有些什么菜：DataObject mainDish = menu.getDataObject(coursetypeType='Main'");如果您决定点丁字牛排(T-Bone)，您可以根据它的索引直接从数据图中访问它：DataObject tBone = (DataObject) mainDish.get(0);要查看您是否带了足够的钱来付账，可以获取价格：int tBonePrice二 tBone.getInt("Price");您还饿吗？来点甜点如何？首先您可以调出树结构中甜点的清单，以便做出决 定：DataObject dessert = menu.getDataObject("coursetypeType='Dessert'"); List dessertList = dessert.getList();接下来您可以访问刚才所获得的顺序集合中的元素。或者可能您已经决定了选择 美味的巧克力蛋糕。您可以使用以下表达式来直接访问它：DataObject cake = menu.getDataObject(coursetype.2/dishes.2);XPath的使用使访问数据对象图的元素变得简单而直观。SDOAPI中还有很多附 加的特性可用于创建或删除对象，或者是改变它们的值。SDO的应用前景到目前为止，SDO看起来不只是一个API，它还是一个设计和编程模型，所以SDO 可以(或者将来有可能)在多个企业应用程序概念中使用。我们现在来看看其中 的一些例子。持久性机制 使用SDO的目的并不是替换现有的持久性机制，而是利用它们提供一个统一的 编程接口。典型地，编程人员将只专注于唯一的编程模型(SDO)，而不用学习多 种API和框架。取而代之的是在幕后由支持SDO的工具和DMS来处理所有特 定而繁琐的数据源语义。这样，即使在不知道数据源的情况下，SDO客户机都可 以通过 DMS 与 JDBC、Java 数据对象(JDO)、Hibernate、Entity Enterprise JavaBean (EJB)、Web服务及任何其他数据源进行交互。不同应用程序层间的交互SDO对象是独立于底层数据源的，它们将信息封装在简单原始的Java对象 (POJO)中，与一些特定技术(如EJB或Servlet)没有什么关系。因此，在J2EE体系结构中，SDO对象是跨级使用的最佳候选对象。它们可以首 先由集成层(integration layer)创建为值传递的Java对象，然后发送给业 务层。此外SDO对象可以在表示层和业务层间传递信息。用户界面数据绑定(JSR 227)最近人们越来越多地在致力于使用户界面组件(UI)和业务服务间实现自动绑 定，而不需要考虑所使用的具体技术。例如，怎样使JavaServer Faces (JSF)组 件以标准的方式与EJB或Web服务实现交互？如何让Struts组件使用同一 标准？ SDO提供了相应的对象和API来轻松地实现JSR227工作组确定的绑定 需求。工具和框架SDO采用的模型是规范化的和可自动描述的，因此它可用来使工具和框架以标准 方式自动访问数据和生成Java对象。SDO还具有自省功能和拥有动态数据 API，这样就可以轻松地与现有的和即将出现的工具相集成。如果能被广泛接受 的话，作为一个公用API，SDO将统一现有的数以千计的框架结构。SOASOA旨在推广一种可互换的、适应性强的和灵活的行业标准框架。这都要求提供 随需应变的业务，但是在IT基础设施中，SOA还仅仅只是一个概念或者说是一 个蓝图。业界已经采用了 Web服务标准来实现SOA的应用程序。Web服务展示 了一种独立的自描述功能，这样其他应用程序可以通过开放的标准来寻找和访问 它。Java社区可以依靠一组API和相关技术来发布、发现和使用服务，这意味 着您可以使用定义明确的协议(如简单对象访问协议(SOAP)来和外部应用程 序交互。但是到目前为止，在应用程序内传递信息还没有标准的方式，当然，这也可以通 过自己开发Java对象或利用XML绑定如JAXB、Castor、XMLBeans或很多今 天的其他技术来实现，但是您真的希望被这些各式各样的技术和框架绑住手脚 吗？ 在这种情况下，SDO可以提供帮助，它提供了一种独特的模型来存放结构化的和 相互关联的复合对象，您的应用程序可以使用这些对象来保存信息。而且，对种 类繁多的数据源和业务SDO提供了一个统一的数据访问。它还可以在业务处理 和信息源间实现解耦合。从某种意义上讲，SDO框架可以简化和统一 SOA中的 数据应用程序开发，它提供了一种标准化的和与厂商无关的方法来处理异构问 题。IBM工具SDO不仅仅是一个规范，您可能已经发现了有一些工具利用了 SDO技术来访问 异构的EIS。WebSphere® Application Server Version 6.0 (Application Server) 遵循 J2EE 1.4,它提供了一组编程模型扩展，来满足一些特定的尚未被规范涵盖的企业需 求。为了推广 SOA， Application Server Version 6.0 支持 SDO，并提供了一 些DMS的实现。WebSphere Studio Application Developer Version 5.1.2 以及 IBM 的下一代 软件开发平台(Rational® Application Developer Version 6)完全支持SDO。 IBM提供的SDO规范的参考实现已经包含在Eclipse Modeling Framework中， 因此只要导入正确的包(import org.eclipse.emf.*;)，您就可以开发支持SDO 的应用程序了。另外，如前所述，WebSphere (即IBM的开发平台)提供了几个 DMS的实现，您可以将它们集成到您的应用程序中 (com.ibm.websphere.sdo.mediator.*)。结束语SDO规范1.0版于2003年末提交给Java Community Process，并获得了批准， 但它仍在不断的发展中。和其他所有提交的规范一样，很难预料它最终是否会被 广泛地采用，不过，这个规范得到了主要的Java行业风险投资的支持，它也确 实着重于解决通用企业应用程序的一个重要问题：异构数据访问。SDO为业务数 据提供了一种中立的表示方法，建立了一种与数据源无关的模型，降低了耦合度。 基于以上原因，它可能会成为将来SOA应用程序的一个重要组件。