基于XML的三層C/S模型

基于XML的三層C/S模型

華中科技大學電信系  鄧東華 楊宗凱 樂春暉

摘要可擴展標志語言（簡稱XML）在實現(xiàn)信息標準化、信息的交流與共享上有其獨特的技術(shù)優(yōu)勢，因此它受到了廣泛的重視。全文首先提出了基于XML的三層Client/Server模型；然后對其從數(shù)據(jù)獲取、傳輸至顯示以及外部處理的應用進行分析；接著以圖書資料管理系統(tǒng)為例，說明了其具體的實現(xiàn)；最后對基于XML的三層C/S模型在信息標準化、數(shù)據(jù)處理等方面的應用優(yōu)勢進行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞XML，Client/Server模型 三層結(jié)構(gòu)模型

1．問題的提出

可擴展的標記語言 （Extensible Markup Language，縮寫為XML）是SGML (Standard Generalized Markup Language，標準通用標記語言)的一個子集，是簡化的SGML。它是互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合組織(W3C)創(chuàng)建一組規(guī)范，以便于軟件開發(fā)人員和內(nèi)容創(chuàng)作者在網(wǎng)頁上組織信息，其目的不僅在于滿足不斷增長的網(wǎng)絡(luò)應用需求，而且也在于確保在通過網(wǎng)絡(luò)進行交互合作時，具有良好的可靠性與互操作性。

隨著Web技術(shù)、分布式對象技術(shù)兩者的有機結(jié)合，傳統(tǒng)的Client/Server主從結(jié)構(gòu)逐漸向靈活的多級分布式Web計算模型進行著演變。多級分布式Web體系結(jié)構(gòu)可劃分為三層：表示層(客戶機層)、功能層(應用服務(wù)器層)、數(shù)據(jù)層(數(shù)據(jù)庫服務(wù)器層)。

而由于XML可以自定義文件類型，有利于信息的表達和結(jié)構(gòu)化組織，而且可以以一致的方式格式化和傳送數(shù)據(jù)，若將其運用到三層Client/Server模型中，必將產(chǎn)生很大的網(wǎng)絡(luò)應用優(yōu)勢。于是也就引出了本文討論的問題--基于XML的三層C/S模型。

2．基于XML的三層C/S模型

從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)各層次上看，基于XML的三層C/S模型具體實現(xiàn)的功能概括如下：

數(shù)據(jù)層--實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成，XML數(shù)據(jù)產(chǎn)生于多種數(shù)據(jù)源，但都以統(tǒng)一的XML格式表達傳輸。

功能層--實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與處理，應用服務(wù)器通過HTTP交換數(shù)據(jù)，通過DOM處理XML數(shù)據(jù)。

表示層--實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示，XML數(shù)據(jù)的可以有多種表現(xiàn)形式，而且可以為外部直接訪問、編輯或轉(zhuǎn)換，也可被其他系統(tǒng)所用。

基于XML的三層Client/Server模型的應用結(jié)構(gòu)如圖一所示：

在基于XML的三層C/S模型中把XML作為一種結(jié)構(gòu)化信息交換的表示方法，負責所有與數(shù)據(jù)源的通信，根據(jù)最終用戶的要求，聚集和組織從多個遠程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)，并用XML形式交互式的把數(shù)據(jù)源返回的消息傳遞給客戶機。

以下是對基于XML的三層C/S模型應用過程的分析：

2.1從數(shù)據(jù)層獲取數(shù)據(jù)生成XML文檔

由于XML能夠使不同來源的結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)很容易的結(jié)合在一起，所以通過XML，可以在中間層服務(wù)器上對從后端數(shù)據(jù)庫和其它應用處來的數(shù)據(jù)進行集成。然后，數(shù)據(jù)就能被發(fā)送到客戶或其他服務(wù)器做進一步的集合、處理和分發(fā)。

雖然每個數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)都是不同的，但XML可以自己定義文件標簽，例如：通過XML，圖書管理資料就可以很容易以標準的方式按照書名、作者、圖書簡介或其他的標準進行分類。

2.2 XML數(shù)據(jù)的發(fā)送與刷新

利用XML開放的、基于文本的格式，可以將它通過HTTP像HTML一樣傳送。同時，中間層應用服務(wù)器將支持XML更新功能，將數(shù)據(jù)服務(wù)器上數(shù)據(jù)的變化及時地傳遞給客戶，反之亦然。因此，中間層能夠從客戶端得到更新的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)儲存服務(wù)器上。

2.3 XML數(shù)據(jù)在表示層的顯示

XML描述的數(shù)據(jù)發(fā)到表示層后，能夠用多種方式顯示。XML定義的數(shù)據(jù)，其顯示與內(nèi)容是分開的，因此允許對同一數(shù)據(jù)指定不同的顯示方式，使數(shù)據(jù)更合理地表現(xiàn)出來。CSS和XSL為數(shù)據(jù)的顯示提供了公布的機制，本地的數(shù)據(jù)能夠以客戶配置、使用者選擇或其他標準決定的方式動態(tài)地表現(xiàn)出來。如圖二所示:

HTML描述數(shù)據(jù)的外觀，而XML描述數(shù)據(jù)本身。由于XML注重的是內(nèi)容，其顯示要通過XSL(eXtensible Stylesheet Language，可擴展樣式語言)或CSS來實現(xiàn)。XSL是為XML文件定義的一種標識語言，它提供類似但卻遠遠超過CSS的強大功能。

XSL以包含了一套元素集的XML語法規(guī)范而定義，該語法規(guī)范將被用來把XML文件轉(zhuǎn)換成HTML文件或XML文檔。一個XSL樣式表集合了一系列設(shè)計規(guī)則以用于將信息從XML文件中汲取出，并將其轉(zhuǎn)換成HTML等其它格式。XSL憑借其可擴展性能夠控制無窮無盡的標簽，而控制每個標簽的方式也是無窮盡的。這就給Web提供了高級的布局特性。

2.4 處理和編輯XML數(shù)據(jù)

在基于XML的C/S模型中，不但能夠通過XML集合多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)及時傳輸給表示層，而且，只要能理解XML數(shù)據(jù)，就能從客戶層處理和編輯中間層的數(shù)據(jù)，然后通過中間層與數(shù)據(jù)層之間的數(shù)據(jù)刷新機制，對數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)進行刷新。

運用XML解析器能夠讀入一串XML數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理，產(chǎn)生一棵結(jié)構(gòu)樹，并且使用DOM把所有數(shù)據(jù)元素作為對象。解析器或者用腳本把數(shù)據(jù)進行進一步的處理，或者把數(shù)據(jù)移交給另外的應用軟件或?qū)ο筮M行進一步的處理。

DOM實際上是一個應用編程接口（API），用來定義一種標準方法。通過這種方法，能夠處理XML結(jié)構(gòu)樹的元素。對象模式控制著使用者如何同結(jié)構(gòu)樹交流，并且把所有樹的元素作為對象暴露出來。DOM用擴展方式支持名域、數(shù)據(jù)類型、查詢和XSL轉(zhuǎn)化。

3. 基于XML的三層C/S模型的應用實例

下面具體介紹如何實現(xiàn)基于XML的三層C/S模型，以我們做所過的三層C/S 模式的圖書資料管理為例，它是基于XML表達、傳輸與處理的，其詳細實現(xiàn)如下：

3.1 獲取數(shù)據(jù)生成XML文檔

中間層通過XML獲取數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)，生成XML文檔，其中每一的書目信息包括：書名、作者、圖書簡介、出版日期。下面所列的就是獲取數(shù)據(jù)源的一段典型例程。

<%@ LANGUAGE=VBScript %>

<? XML VERSION="1.0" encoding="GB2312" ?>

    <圖書資料管理>

<%Set Connection=Server.CreateObject("ADODB.Connection")

Connection.

Open

Set ItemRecordset =Connection.Execute("select * from item ")

Do while Not ItemRecordset.EOF%>`

<書目>

<書名><%= ItemRecordset("書名") %></書名>

<作者><%= ItemRecordset("作者") %></作者>

<圖書簡介><%= ItemRecordset("圖書簡介") %></圖書簡介>

<出版日期><%= ItemRecordset("出版日期") %></出版日期>

</書目>

<%ItemRecordset.MoveNext

Loop%>

</圖書資料管理>

3.2 XML文檔通過HTTP從應用服務(wù)器傳送到客戶機層，并且支持XML更新功能，使得中間層或數(shù)據(jù)服務(wù)器上數(shù)據(jù)的變化可以傳遞給客戶。

3.3 XML數(shù)據(jù)的在表示層（客戶機層）的表達

發(fā)送到客戶端的數(shù)據(jù)（圖書資料管理數(shù)據(jù)），可以根據(jù)用戶對象及其不同的應用要求有不同的顯示形式。如下所示的XSL樣式表，就是一個顯示示例，將生成一個HTML文檔，包括一個表格，其中的一行就為一個"書目"元素。

<xsl:template match="/">

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>圖書資料管理</TITLE>

</HEAD>

<BODY>

<TABLE>

<xsl:for-each select="圖書資料管理">

<TR>

<xsl:for-each select="書目">

<TD>

<xsl:process-children/>

</TD>

</xsl:for-each>

</TR>

</xsl:for-each>

</TABLE>

</BODY>

</HTML>

</xsl:template>

3.4 編輯、處理數(shù)據(jù)的實現(xiàn)

只要理解了中間層XML文檔的數(shù)據(jù)，就能從任何地方處理和編輯數(shù)據(jù)（圖書資料管理數(shù)據(jù)）。

如下例所示，LoadDocument程序打開XML文檔，然后調(diào)用另一個程序DisplayNode，它用來顯示文檔的結(jié)構(gòu)。LoadDocument傳遞給正在打開的XML文檔的ChildNodes屬性一個引用作為它的參數(shù)，同時傳遞一個整數(shù)用來標示開始顯示的層次級別。代碼利用參數(shù)來格式化在Visual Basic文檔結(jié)構(gòu)顯示窗口中的文本。

DisplayNode屬性的函數(shù)會遍歷文檔尋找需要的NODE_TEXT節(jié)點類型串，一旦代碼找到一個NODE_TEXT的節(jié)點，它會利用NodeValue屬性來獲得相應的文本串。另外，當前節(jié)點的ParentNode屬性指向一個元素類型的節(jié)點。元素節(jié)點實現(xiàn)了一個NodeName屬性，

Public Sub LoadDocument()

Dim xDoc As MSXML.DOMDocument

Set xDoc = New MSXML.DOMDocument

xDoc.validateOnParse = False

If xDoc.Load("C:\My Documents\sample.xml") Then

DisplayNode xDoc.childNodes, 0

Else

' The document failed to load.

End If

End Sub

Public Sub DisplayNode(ByRef Nodes As MSXML.IXMLDOMNodeList, _

ByVal Indent As Integer)

Dim xNode As MSXML.IXMLDOMNode

Indent = Indent + 2

For Each xNode In Nodes

If xNode.nodeType = NODE_TEXT Then

Debug.Print Space$(Indent) & xNode.parentNode.nodeName & _

":" & xNode.nodeValue

End If

If xNode.hasChildNodes Then

DisplayNode xNode.childNodes, Indent

End If

Next xNode

End Sub

4.總結(jié)

在基于XML的三層C/S模型中，中間層一次性從遠程數(shù)據(jù)庫中獲取滿足客戶需求的信息，生成相應的XML文檔，以后中間層就不需要再與遠程數(shù)據(jù)庫進行交互了，即與遠程數(shù)據(jù)庫的連接也就終止了。一旦中間件軟件把滿足客戶需要的信息組裝起來以后，就可以以XML 形式發(fā)送給客戶了，這樣客戶與中間層也就無需進一步交互。

同時，豐富的XML數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端后，客戶應用和腳本語言就可以直接使用這些數(shù)據(jù)，這時客戶端與中間層服務(wù)器之間連接就可以中止了。

因此，在C/S模型中發(fā)送給中間層的信息是簡潔的、個人化的和精確的。應用服務(wù)器負責在正確的時候組裝并交付正確的信息，這將網(wǎng)絡(luò)上的流量減小并提供了高度的交互能力和用戶的滿意程度。而且，由于中間層可以提供動態(tài)的、易訪問的內(nèi)容，這些內(nèi)容可以被客戶方操作。而且，無

需刷新整個用戶界面就可以更新頁面的內(nèi)容，這樣就減少了從服務(wù)器方獲取客戶方已有的信息所需的交互時間。用戶可以方便的遠程管理數(shù)據(jù)，使得網(wǎng)絡(luò)成為一種具有更大的交互性和互操作性的媒體。

其次，運用基于XML的三層C/S模型，XML結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)可以從商業(yè)規(guī)范和表現(xiàn)形式中分離出來，而且可以更詳細地定義某個數(shù)據(jù)對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，解決了信息標準化的問題。

通過在三層C/S模型使用XML，使得企業(yè)之間可以通過網(wǎng)絡(luò)，與合作伙伴間，進行跨平臺，跨操作系統(tǒng)的信息交換。

參考文獻

[1] Hiroshi Maruyama ,Kent Tamura , Naohiko Uramoto .XML and Java Developing Web Applications[M]. Addison-Wesley, August 1999.

[2] Ed Tittel, Norbert Mikula , Ramesh Chandak . XML For DUMMIES [M]. IDG BOOKS Worldwide ,
Inc ,1999.

[3] 宋曉梁,劉東生,許滿武. 中間件及其在三層客戶機/服務(wù)器模型中的應用[N] . 計算機應用990713

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