基于TUXEDO 的OLTP 系统的设计与实现

摘要：该文介绍了应用于联机事务处理的中间件TUXEDO，并讨论了其主要功能和应用结构，提出了在UNIX 操作系统下基于此中间件的三层客户/服务器应用平台的设计。在此基础上将其应用于城乡通系统。

关键词：中间件；客户/服务器；OLTP

1 引言 建立在UNIX 系统平台上的数据库管理系统如大集中系统，银行信用卡系统，电话银行服务系统等。其系统应用软件体系常采用基于C/S 模式的层次结构方式设计。包括作为系统客户端的用户接口层，终端控制层和作为系统服务端的数据库操作层，系统数据库层。在这样的体系结构中，系统软件往往由多个模块构成，一个作业需经由多个进程完成，此时必将遇到进程间数据通信问题。所以，以TUXEDO 为首的中间件被广泛应用于这种分布式系统中。 分布式系统具有网络化和异构性的特点，是网络一体化和并行处理分布化的产物。中间件是分布式系统上的一种技术，是处于操作系统网络层和应用层之间的一个中间组件，支持分布异构的多络化计算环境下的应用，实现远程资源的透明访问，用高层接口屏蔽网络和协议的复杂性，提供异构的平台和操作系统之间应用的互操作性，软件的可移植性。 本文提出了一种在UNIX 操作系统下基于中间件TUXEDO 的应用平台，用于解决OLTP 应用系统中交易传送量大，交易处理时间集中，对通讯网络的数据传送机制要求高的问题。

2 中间件BEA——TUXEDO TUXEDO 是一种基于联机事务处理的中间件，它为分布式关键事务应用提供高层次的编程接口。在TUXEDO 平台上开发的应用是模块化的和可扩充的，这些模块在运行时由TUXEDO 进行管理和监控的。

    TUXEDO 是开发和管理三层结构的客户/服务器型关键任务应用系统的强有力工具。它具备分布式事务处理和应用通信功能，并提供完善的各种服务来建立运行和管理关键任务。应用系统TUXEDO 只有30 多个API，简单易学，但提供了非常丰富的功能，其主要功能如下：

1) 支持大业务量下的联机事务处理 基于TUXEDO 的应用系统具有极高的性能。一方面TUXEDO 能够使多个客户连接到一个服务器进程，由这个服务器进程存取数据库，为客户的请求进行服务。这样数据库为处理连接所需要的资源大大减少。 另一方面TUXEDO 支持三层次客户/服务器结构，使得客户和服务器之间，服务器和服务器之间的通信只是相对较少的服务请求和服务结果。而不再是两层结构中客户和DBMS 之间的大量请求和应答。此外，利用TUXEDO 内部的一些特有机制也能极大地提高应用系统的性能。比如，利用异步通信机制实现扇出并行，利用转发机制实现流水线并行，利用多服务器单队列实现多处理并行等。所有这些因素使TUXEDO 的应用系统具有极高的性能。世界上大部分硬件服务器的TCP 性能指标都是在TUXEDO 上完成的。

2) 支持多种软，硬件平台 TUXEDO 是业界公认的开放系统OLTP 平台。它支持包括大多数UNIX 服务器在内的78 多种主机平台和几乎所有的工作站，支持多种操作系统，支持ORACLE，DB2 等多种数据库产品，同时支持多种流行的开发语言。

3) 丰富的通信机制 TUXEDO 提供7 种客户端和服务器端的通信机制。同步，RPC 调用，异步调用，对话通信，消息队列的存储与转发，消息广播与通知，事件的订阅与发布，其中事件的订阅与发布是 TUXEDO 独有的对系统或应用的意外事件进行监控的一种有效机制。

4) 强大的管理功能 TUXEDO 集中式全局性的基于MOTIF 标准的图形化管理工具使系统管理员能够轻松地定义，启动，监视，动态控制系统的运行。使庞大复杂的分布式应用的管理变的轻松自如。TUXEDO 的运态重配置功能允许用户动态地启动或停止某种服务或者将一个无法使用的处理器上的服务进程和服务在不间断运行程序的条件下移向另一个处理器上运行。

5) 有效的安全性管理 TUXEDO 提供了五种级别的安全机制。 第一级 UNIX 操作系统的读，写，执行权限，应用系统的所有权被指定给管理员。 第二级，访问控制表，管理员建立和维护三个文件，用户文件，服务文件和用户-服务权限文件。 第三级，用户口令。 第四级，客户认证，试图访问应用的用户由系统提供验证程序进行合法的检查。 第五级，KERBEROS 安全机制。

3 TUXEDO 的应用—城乡通系统 系统在逻辑上，采用企业级应用架构的业务展现、前置、业务处理、数据层的多级模型，共分为5 个层次：渠道/互连层、前置层、核心业务层、中间件层和数据层。

按照系统所实现的业务功能、支撑业务功能而提供的技术功能以及管理上的要求，城乡通系统在逻辑上首先可以分为三大系统（或平台），在系统下又划分多个子系统，在子系统下又划分为多个模块。

由于这种应用系统的交易传送量大，交易处理时间集中，对通信网络的数据传送机制要求比较高。为了确保本系统与外系统间消息交换的安全可靠，在该系统中应用平台是采用 UNIX 操作系统，基于TUXEDO 中间件平台而设计的。

根据业务处理的需要，由于处理方式的不同，每个子系统有分为联机和批量两类。交易分配模块择则是所有应用预处理模块和交易平台之间的统一接口。该系统中的应用预处理模块和交易分配模块运行在前置积上，而交易平台运行在业务主机上。

前置系统构成城乡通系统的信息交换平台，完成与业务渠道和外机构的互连，主要功能如下：

1) 支持多种通讯模式，包括长短连接、异步同步、通讯协议（Socket、Tuxedo、MQ 等）等。

2) 提供内/外协议之间的转换，对内使用统一的报文协议，对外支持各种不同的报文协议。

3) 路由分配，根据服务处理流程确定消息转发的路由。

4) 超时控制和存储重发机制，保障长事务交易一致性。

交易平台返回处理结果给分系统。其中各个交易函数只是和具体的交易处理过程有关，它们不关心操作系统和平台，它们对数据库的操作也是直接调用应用平台提供的函数。共同的交易平台和不同的交易函数可以相结合，构成不同的应用子系统。

4 结束语

以上介绍了中间件BEA TUXEDO 及在UNIX 操作系统下基于TUXEDO 的应用平台的设计与实现，该应用平台还可应用于类似的城市一卡通应用系统通过合理的模块化设计和系统配置。可以很好地实现交易的实时性，分整性和正确性。同时能够方便整个应用系统的联机热备份，对部分需要进行大批量数据传送的分系统，还可采用基于CORBA 体系结构的MESSAGE 作为通讯平台，严格保证交易数据传送的可靠性。