CN102594833A

CN102594833A - 一种通信协议适配方法和系统

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Publication number: CN102594833A
Application number: CN2012100623111A
Authority: CN
Inventors: 张厚瑞
Original assignee: BEIJING DIGITAL CHINA SI-TECH INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING DIGITAL CHINA SI-TECH INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: CN102594833B

Abstract

本发明提供一种通信协议适配方法及系统，其使用工作流以及IOC思想，组件调度控制器按各请求的类型，调度相应组件进行协议解析；其中所述调度通过配置文件设置，其整合相关组件，按责任链模式，逐一调度用于解析适配协议的各个组件，组件调度通过XML配置模板实现，通过制定的XML配置模板自动生成class文件，在进行通信协议适配时将这些生成的class文件实例化成对象，把外围平台的协议动态注入到各对象的各个属性，并将这些存有数据的对象进行装配生成XML协议的报文。本发明降低了人工操作，提高了日常开发的生产效率，提高了系统性能，增强了功能扩展性，并且为实现通讯协议自动化适配做好基础架构。

Description

一种通信协议适配方法和系统

技术领域

本发明涉及通信协议转换领域，更具体的说，涉及基于Java字节码的通信协议适配框架，可以简称为Class适配器。

背景技术

随着企业应用程序的复杂性不断加剧，XML文档的约束和规则变得越来越严格。此外，随着业界越来越迅速地采用Web服务，XML开始成为跨越多种平台的不可忽视的重要角色。所有这一切意味着，应用程序迫切需要一种简单而强大的机制来处理XML。

世面上流行很多开源产品，例如XMLBeans用于XML与JAVA Bean的绑定，XSLT用于通讯协议报文格式之间的适配，DOM用于对XML报文的处理。目前通讯协议适配领域的现状是，在开发系统平台之间实现通讯协议的适配时采用主流的是XSLT开源产品者居多。

在实际生产中，单独或组合使用以上的开源产品，由于开源产品追求通用性，其大量使用反射，效率并不是很高。XSLT产品在生产中存在以下特征：(1)使用XSLT进行协议转换，需要较长一段时间学习其脚本语言XSL和XPATH，每门脚本语言都可以写一本书，这对于使用人员要求具备较强的开发及学习能力；(2)对于结构复杂的XML报文，编写XSL和XPATH脚本进行协议报文适配相当复杂，平均编写一个复杂的转换报文配置需要2小时以上，在生产中对于复杂的XML报文要么采用透传方式，要么要求外围平台简化报文复杂度；(3)XSLT开源组织提供内置函数，以便报文转换支持特殊功能处理，但实际需求开发中，这些内置函数不能满足所有实际生产中的功能，同时也不支持扩展性。使用DOM4j产品解决不了不同协议报文之间的格式转换，同时DOM在内存生成整个文档的树，如果文档非常大，DOM就会变得对内存非常敏感，并会显著降低性能。JAXB、Castor、XMLBeans支持XML/Java绑定技术，但使用时需要根据XML报文编写相应的java文件，将XML报文信息注入到java对象中，同时编写java代码也要花费不少的功夫，而且需求越多，越让人感到麻烦。

如上所述，在实际工作生产中发现XSLT、XMLBeans等开源产品对报文协议适配的配置及测试工作存在生产效率低下的情况，因此需要设计并编码实现一套基于定义XML配置模板的协议适配系统，从而提高员工生产效率、优化系统性能以及避免相关人员在工作前需要学习繁杂的脚本语言，将复杂的报文适配使用傻瓜型配置系统予以实现，提高生产效率。

发明内容

本发明适用于各类通讯协议报文(HTTP协议、SOAP协议、MML协议、UTYPE协议)，实现通讯协议报文之间相互转换的功能，替换现有主流协议转换的XSLT开源产品。

本发明主要采用以下技术方案来解决：

本发明提供一种通信协议适配方法，其使用工作流以及IOC思想，组件调度控制器按各请求的类型，调度相应组件进行协议解析；其中所述调度通过配置文件设置，其整合相关组件，按责任链模式，逐一调度用于解析适配协议的各个组件，组件进行协议解析适配则通过XML配置模板实现，通过制定的XML配置模板自动生成class文件，在进行通信协议适配时将这些生成的class文件实例化成对象，把外围平台的协议动态注入到各对象的各个属性，并将这些存有数据的对象进行装配生成XML协议的报文。

进一步，所述组件包括XML配置模板自动生成组件、MML协议解析组件、HTTP协议解析组件、配置缓存组件以及协议类型验证组件，其中所述协议类型验证组件用于对外部数据的类型进行验证，所述配置缓存组件能够缓存解析的XML配置模板的相关信息，所述MML协议解析组件用于将MML报文转换为XML报文，所述HTTP协议解析组件用于将XML报文转换为MML报文。

进一步，所述协议类型验证组件能够识别MML协议、HTTP协议以及SOAP协议。

本发明还提供一种通信协议适配方法，包括以下步骤：

1)读取系统配置文件，加载上下文信息；

2)实时监听外围平台发送到协议接口队列上的报文信息，并接收报文信息；

3)识别外围平台发送的报文类型，并根据交易编码选择相应的XML配置模板，其中该交易编码用于标识唯一一笔业务或交易；

4)解析XML配置模板相关信息，并使用配置缓存组件对其相关信息进行缓存；

5)结合所述缓存的信息、所述XML配置模板以及各节点功能的代码生成规则，使用java字节码技术生成相应的class文件；

6)转译协议报文，使用HTTP协议解析器、MML协议解析器两类协议解析器；

7)将转换后的报文发送给外围平台，以完成所有转换工作。

其中步骤2中接收的报文信息至少包含MML协议、SOAP协议、HTTP协议中的一种；步骤3中所述XML配置模板中有标识XML报文的标签，用于说明XML报文的结构。

本发明还提供一种通信协议适配系统，该系统包括：

通讯协议适配器，用于读取系统配置文件，加载上下文信息；

实时监听模块，实时监听外围平台发送到协议接口队列上的报文信息，并接收报文信息；

报文类型识别模块，用于识别外围平台发送的报文类型，并根据交易编码选择相应的XML配置模板，其中该交易编码用于标识唯一一笔业务或交易；

解析模块，用于解析XML配置模板相关信息，并使用配置缓存组件对其相关信息进行缓存；

文件生成模块，用于结合所述缓存的信息、所述XML配置模板以及各节点功能的代码生成规则，使用java字节码技术生成相应的class文件；

协议报文转译模块，使用HTTP协议解析器、MML协议解析器两类协议解析器；

发送模块，用于将转换后的报文发送给外围平台，以完成所有转换工作。

其中，实时监听模块接收的报文信息至少包含MML协议、SOAP协议、HTTP协议中的一种；所述XML配置模板中有标识XML报文的标签，用于说明XML报文的结构。

本发明的各功能点在设计思考上均较为完善，借鉴了Velocity、IOC、ORM、MOCK、SOA、规则引擎等思想(不依赖开源产品，只借鉴思想予以实现)，使用各类设计模式，较好地保证了系统的松耦合、功能的可复用以及优良的扩展性。本发明不依赖任何开源产品，所有功能硬编码实现，从而避免了各种开源产品的组合使用导致系统效率低下，使用java字节码自动生成代码后，JVM动态加载生成的class文件，避免了反射产生的性能影响，各功能点自己实现，可以根据需求最大程度的优化业务逻辑。因此大幅提升协议报文适配的处理时间。

综上所述，上述通讯协议适配系统和方法降低了人工操作，提高了日常开发的生产效率，提高了系统性能，增强了功能扩展性，并且为实现通讯协议自动化适配做好基础架构，可以在所述基于java字节码的通讯协议适配系统和方法的基础上，开发出基于数据挖掘的通讯协议适配，实现不同格式的报文适配已不需要人工编写配置脚本，由外围平台发送测试报文驱动协议自动化转换，使该产品升级为智能系统。

附图说明

图1为本发明提供的组件调度控制关系图。

图2为本发明提供的通讯协议报文适配系统的处理流程图。

图3为本发明提供的一实施例的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图1为本发明提供的组件调度控制关系图。

使用工作流以及IOC思想，组件调度控制器按各请求类型，调度相应组件进行协议解析。所有的组件初始化和调用都由容器负责，组件处在一个容器当中，由容器负责管理。组件可以动态地挂接在组件调度控制器上，并根据协议类型，与组件的msgtype属性相匹配的组件将参与协议解析。各组件的transfer属性用于消息向后传递。

组件调度控制器的调度工作通过配置文件设置，其整合相关组件，按责任链模式逐一调度解析适配协议的各个组件。简单说，就是由容器控制程序之间的关系，而非传统实现中，由程序代码直接操控。

组件进行协议解析适配通过XML配置模板实现，可以自由加入组件并定义组件在协议解析中的执行顺序。同时，一个组件可以参与多种协议的解析。

下面给出了配置文件的片断进行举例说明：

1)组件调度流程控制模块配置：属性名chainBeanDefinition的protocolTypeValidate、httpParser、mmlParser对应各组件配置，其中组件protocolTypeValidate为协议类型验证组件，组件httpParser为HTTP协议解析组件，组件mmlParser为MML协议解析组件，并说明这些组件参与协议适配，即组件chainBeanDefinition依次调用组件protocolTypeValidate、httpParser、mmlParser。

各组件的配置如下框图：

2)协议类型验证组件：对外部数据的类型进行验证，可识别MML协议、HTTP协议、SOAP协议。msgtype属性标识参与何种类型报文的解析，由组件调度控制器负责处理。例如，msgtype定义为1的组件进行HTTP协议、SOAP协议的解析；msgtype定义为2组件进行MML协议的解析；msgtype定义为1|2，将参与HTTP协议、SOAP协议以及MML协议的解析。order属性标识解析报文时各组件执行的顺序。

3)MML协议解析组件：用于将MML报文转换为XML报文。

4)HTTP协议解析组件：用于将XML报文转换为MML报文。

接下来说明XML配置模板。XML配置模板是报文协议适配的核心，通过在制定的接口规范XML模板上配置相应的标签，即可实现MML、HTTP、WEBSERVICE、UTYPE协议之间的互转。

XML配置模板是说明XML报文的一种结构，是一种不含数据信息的XML文件，其意义类似于wsdl文件，但定义更为简单。

系统通过制定的XML配置模板自动生成class文件，在进行适配时实例化这些class，生成的对象之间进行自动组装。不用根据配置文件编写对应的java文件。JVM动态装载自动化生成的代码，很好地提高生产效率，开发及维护人员将所有精力都集中在配置模板的制定上。

下面给出了XML配置模板的样例进行说明：

有关XML配置模板中一些说明如下：

1)节点别名_alias_：生成的XML元素将按_alias_定义的名称呈现。定义别名，可以防止结点名称冲突，也可以生成SOAP这样带特殊符号的报文。

如果XML配置模板定义：<Body_alias_＝″SOAP-ENV:Body″>，则系统生成XML文件元素为<SOAP-ENV:Body>

在配置模板中定义属性，如：配置文件元素中定义

<Send_Template_alias_＝″m:sendTemplateBusiness″

xmlns:m＝″com.doone.webservice″>

则最终生成的XML文件

<m:sendTemplateBusiness xmlns:m＝″com.doone.webservice″>

2)元素属性的总线引用：定义属性名，属性值对应总线的MML信息。从MML获取定义的信息，在配置模板中须以”$”开头，可为任意变量名。

如果XML配置模板中定义：

<Template_name Citycode＝″$p19″Dotype＝″$p2″NAME＝″$p3″Knowledge_id＝″$p4″>当外围平台发起请求的MML信息为：

p19＝0127，

p2＝0，

p3＝E8套餐，

P4＝7

从而系统生成的报文为：

<Template_name Citycode＝″1027″Dotype＝″0″NAME＝″E8套餐″Knowledge_id＝″7″>

3)多层嵌套循环结点配置：

如果XML配置模板定义：

当外围平台发起请求的MML信息为：

p23＝id1|name1id2|name2，

p24＝explain1|time1～explain2|time2～explain3|time3explain4|time4

其中同一层次叶子节点值之间用”|”分割，节点循环的部分用配置模板中定义符号_symbol_分割，则系统生成的报文为：

4)多层嵌套循环父节点属性配置：用于在嵌套循环的父节点中定义属性

如果XML配置模板定义：

<Question_result_type_＝″loop″_symbol_＝″##″

_bus_ref_＝″$p18″Question_id＝″″

_bus_self_circulate_ref_＝″$p56″>

当外围平台发起请求的MML信息为：

p18＝title1|content1#title2|content2

p56＝id1#id2

则系统生成的报文：

5)多层嵌套循环叶子节点属性配置：用于嵌套循环的叶子节点中定义属性

如果XML配置模板定义：

当外围平台发起请求的MML信息为：

P27＝suid1|name1suid2|name2

则系统生成的报文：

6)自定义扩展功能

如果XML配置模板定义：

<Test_func_ref_＝″org.apache.commons.lang.StringUtils.substring(#text，0，2)″>$ssvv</Test>

其中func_ref引用自定义代码，org.apache.commons.lang.StringUtils为自己开发的一个类，substring方法用于截取字符串字段，(#text，0，2)为该方法的参数，表示截取字符串的0到2位。当外围平台发起请求的MML信息为：

ssvv＝1000111

则系统最终生成的报文为：

7)条件判断、XML嵌套循环异构结构之间自适配等功能，不逐个举例。

8)各功能点可以组合使用在同一个XML配置模板节点上。

例如：

<Result xsi:type＝″xsd:string″

_func_ref_＝″org.apache.commons.lang.StringUtils.substring(#text，0，2)″

dd＝″$p23″bb＝″$p26″>

其中包含了总线属性引用以及自定义扩展功能。

图2为通讯协议报文适配系统的处理流程图。具体步骤如下：

1)通讯协议适配器首先读取系统配置文件，加载上下文信息。

2)系统实时监听外围平台发送到协议接口队列上的报文信息，接收的报文信息包含MML协议、SOAP协议、HTTP协议等。

3)系统识别外围平台发送的报文类型，并根据交易编码transcode选择相应的XML配置模板，其中transcode为EAI内部通讯交易编码，用于标识唯一一笔业务或交易，一般为6为数字，从0-999999。

4)解析XML配置模板的相关信息，并使用配置缓存组件对其相关信息进行缓存。XML配置模板中有标识XML报文的标签，这些标签用于说明XML报文的结构，如报文嵌套标签、报文循环标签等等。通讯协议适配器通过解析配置模板里的标签得到报文结构。

5)结合缓存的信息、XML配置模板以及各节点功能的代码生成规则，使用java字节码技术生成相应的class文件。这些class文件的内容是以面向对象为基础，将这些生成的class文件实例化成对象，缓存到配置缓存组件中。待外围平台报文调用对象相应方法，实现信息注入对象。

6)转译协议报文，使用HTTP协议解析器、MML协议解析器两类解析器。其中HTTP协议解析器可以解析SOAP协议、UTYPE协议以及一般XML报文。MML与MML之间的协议转换采用透传方式。XML与XML之间的协议转换过程先将HTTP协议转换为MML，再转换成目标的HTTP协议，其中将HTTP协议转换为MML的具体做法是采用dom4j组件解析从HTTP报文中解析出字符串，将节点名称作为键，节点内容作为值，拼成键值对，发送给EAI总线；转换成目标HTTP协议的具体做法是由EAI总线发给适配器，适配器根据键值对的字符串转成HTTP协议方式的XML报文，采用的方式是HTTP协议转换为MML的逆过程。也可以现实结构相异的XML报文以及节点名不同的XML之间的转换。

7)将转换后的报文发送给外围平台，以完成所有转换工作。

在该通讯协议报文适配系统的实现中，可以由各个模块分别实现上述的的各个步骤。

接下来，具体说明本发明的通讯协议报文适配系统使用XML配置模板实现报文适配的流程，具体包括以下步骤：

1)系统缓存XML配置模板中各配置信息以及结点的层次关系。

2)根据XML配置模板，使用java字节码技术，以面向对象的设计思想将父节点生成类的class文件，父节点下的子节点形成各类属性。自动生成的class文件内容如下：

3)将生成的class文件由JVM装载，生成对象并缓存。

4)把外围平台的MML协议分割为各类参数，动态注入到各自对象的各个属性方法中。

例如MML协议中一个参数P19＝aaaaa，调用Template_name对象的setP19方法，将aaaaa注入到busAttributeResult属性中。

5)将这些存有数据的对象进行装配，生成XML协议的报文。

图3示出了该技术实际使用案例。知识库管理系统使用HTTP协议报文，采用一般XML格式；外围平台系统使用SOAP协议报文，采用简单XML格式。两个系统采用不同的报文协议进行通讯，这时使用基于java字节码转换的通信协议适配器(以下记为class适配器)进行协议适配。具体的工作流程说明如下：

1、由知识库管理系统、class适配器向总线系统(即EAI总线)注册，激活服务。

2、知识库管理系统通过HTTP协议向总线系统(即EAI总线)发起请求。

3、总线系统经过协议适配后得到XML报文，并将该报文转发给class适配器。

4、class适配器经过一系列组件调度(组件的调用流程见图2)，将知识库管理系统的XML报文协议转换成外围平台系统可识别的复杂XML协议。

5、class适配器将转换后的协议发给外围平台系统。

6、外围平台处理后，返回响应结果给class适配器。

7、class适配器经过一系列组件调度(组件的调用流程见图2)，将外围平台的XML协议报文转换成总线系统识别的XML报文。

8、将转换成的总线系统识别的XML报文返回给总线系统。

9、总线系统将应答报文发向知识库系统。

本发明基于java字节码的通讯协议适配系统的优点如下：

1)无需使用人员撑握脚本语言，只需撑握20个左右功能标签，使用各种功能只要在XML配置模板中定义上功能名称即可现实报文转换功能，一般新手学习十分钟可以完全撑握协议转换。

2)由于易学易用，对于报文结构复杂的适配，定义XML配置模板2分钟以内完成。

3)系统在报文适配时，不仅可以引用第三方的开源功能，也可以根据需求定义自己的功能代码用于报文的适配，较其他开源产品的其扩展性更加优秀。

4)由于面向对象的思想，基于java字节码的报文协议内存仅缓存class文件实例化的对象，做协议适配时将外围报文信息动态注入对象中。系统运行期间内存保持在20MB以内。如果在四核服务器上运行，CPU利用率维持在15％左右，每笔协议报文适配处理时间约3毫秒。

5)使用java字节码技术，根据XML配置模板制定内容，动态地生成class文件，在系统适配时，JVM装载这些class文件，实例化成对象，并将外围平台通信协议报文内容注入其中，最后根据配置模板结构组装这些对象，形成XML报文。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种通信协议适配方法，其使用工作流以及IOC思想，组件调度控制器按各请求的类型，调度相应组件进行协议解析；其中所述调度通过配置文件设置，其整合相关组件，按责任链模式，逐一调度用于解析适配协议的各个组件，组件进行协议解析适配则通过XML配置模板实现，通过制定的XML配置模板自动生成class文件，在进行通信协议适配时将这些生成的class文件实例化成对象，把外围平台的协议动态注入到各对象的各个属性，并将这些存有数据的对象进行装配生成XML协议的报文。

2. 如权利要求1所述的通信协议适配方法，所述组件包括XML配置模板自动生成组件、MML协议解析组件、HTTP协议解析组件、配置缓存组件以及协议类型验证组件，其中所述协议类型验证组件用于对外部数据的类型进行验证，所述配置缓存组件能够缓存解析的XML配置模板的相关信息，所述MML协议解析组件用于将MML报文转换为XML报文，所述HTTP协议解析组件用于将XML报文转换为MML报文。

3. 如权利要求2所述的通信协议适配方法，所述协议类型验证组件能够识别MML协议、HTTP协议以及SOAP协议。

4.一种通信协议适配方法，包括以下步骤：

１）读取系统配置文件，加载上下文信息；

２）实时监听外围平台发送到协议接口队列上的报文信息，并接收报文信息；

３）识别外围平台发送的报文类型，并根据交易编码选择相应的XML配置模板，其中该交易编码用于标识唯一一笔业务或交易；

４）解析XML配置模板相关信息，并使用配置缓存组件对其相关信息进行缓存；

５）结合所述缓存的信息、所述XML配置模板以及各节点功能的代码生成规则，使用java字节码技术生成相应的class文件；

６）转译协议报文，使用HTTP协议解析器、MML协议解析器两类协议解析器；

７）将转换后的报文发送给外围平台，以完成所有转换工作。

5.如权利要求4所述的方法，其中步骤2中接收的报文信息至少包含MML协议、SOAP协议、HTTP协议中的一种。

6.如权利要求4所述的方法，其中步骤3中所述XML配置模板中有标识XML报文的标签，用于说明XML报文的结构。

7.一种通信协议适配系统，该系统包括：

8.如权利要求7所述的方法，其中实时监听模块接收的报文信息至少包含MML协议、SOAP协议、HTTP协议中的一种。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述XML配置模板中有标识XML报文的标签，用于说明XML报文的结构。