Jython技術(shù)在網(wǎng)管支撐系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

沈驁，王磊，王西點，徐晶

（中國移動集團設(shè)計院有限公司，北京 100080）

1 引言

網(wǎng)管支撐系統(tǒng)作為移動運營商的IT支撐平臺組成部分之一，在運營商日常網(wǎng)絡(luò)運營，管理和質(zhì)量保障中發(fā)揮著重要作用。

在日常工作中，網(wǎng)絡(luò)管理和優(yōu)化人員使用網(wǎng)管支撐系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)進行各類管理，比如分析、統(tǒng)計、監(jiān)控和優(yōu)化等。由于每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量巨大，故需要系統(tǒng)具備良好的性能，定期收集和統(tǒng)計海量數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)結(jié)果做出準(zhǔn)確分析，以便網(wǎng)管網(wǎng)優(yōu)人員能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題。通過對問題的處理，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運營的可靠保障。

而目前對系統(tǒng)進行大量數(shù)據(jù)分析時，底層技術(shù)廣泛采用的語言是Java。和Java相比，Jython不但繼承了Java的優(yōu)勢，同時在效率，性能等方面還具備更多優(yōu)勢。非常適合目前大型網(wǎng)管支撐系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)分析的要求。

2 Jython簡介

Jython是一種完整的語言，而不是一個Java翻譯器或僅僅是一個Python編譯器。Jython是基于Python語言的，先引入Python語言。

2.1 Python

Python作為一種功能強大且通用的編程語言而廣受好評，它具有非常清晰的語法特點，適用于多種操作系統(tǒng)，目前在國際上非常流行，正在得到越來越多的應(yīng)用。

Python強大的功能主要表現(xiàn)在：

編程語言：Python語言可以用來作為批處理語言、函數(shù)語言、過程語言、面向?qū)ο笳Z言。

數(shù)據(jù)庫：可以和多種數(shù)據(jù)庫進行連接，進行數(shù)據(jù)處理，從商業(yè)型的數(shù)據(jù)庫到開放源碼的數(shù)據(jù)庫都提供支持。例如：Oracle,Ms SQL Server等等。

Windows編程：Python不僅可以在UNIX類型的操作系統(tǒng)上應(yīng)用，同樣可以在Windows系統(tǒng)里有很好的表現(xiàn)。

多媒體：利用PIL、Piddle、ReportLab等模塊,可以處理圖像、聲音、視頻、動畫等。動態(tài)圖表的生成、統(tǒng)計分析圖表都可以通過Python來完成。

網(wǎng)絡(luò)編程：Python可以非常方便地完成網(wǎng)絡(luò)編程的工作，提供了眾多的解決方案和模塊，可以非常方便的定制出自己的服務(wù)器軟件，無論是c/s，還是b/s模式，都有很好的解決方法

圖形用戶界面：Python可以非常方便地實現(xiàn)GUI編程，通過Tkinter,wxPython,QT等等模塊，可以根據(jù)需要編寫出強大的跨平臺的用戶界面程序。

2.2 Jython與Python的區(qū)別

Jython是Python語言在Java中的完全實現(xiàn)，故Jython有很多從Python中繼承的模塊庫。Jython不像Python或其他任何高級語言，它提供了對其實現(xiàn)語言的一切存取。所以Jython不僅給提供了Python的庫，同時也提供了所有的Java類。這使其有一個巨大的資源庫。

Python與Jython的區(qū)別見表1。另外，Jython還有如下特點：

Python解釋器shell的Jython版本可以對某些想法和API作便利的實驗和研究。而不必經(jīng)歷一般的Java編譯運行周期。

Python被設(shè)計成動態(tài)且通用的，不必通過使用復(fù)雜的庫(如用于Java反射和內(nèi)省的庫)來添加這些特性。這使開發(fā)更簡單，而且它在自動測試框架中特別有用。

部署簡捷，提供了及時部署能力，無需花大量時間在打包和編譯周期上。

易于學(xué)習(xí)和使用，技術(shù)門檻低，可以輕松地找到大量的使用者。

2.3 Jython與Java的比較

Jython由于繼承了Java和Python二者的特性，Jython性能顯得很優(yōu)秀。和Java相比,Jython也具有很多優(yōu)勢，包括: 對Java類的無縫存取;效率更高；使用動態(tài)類型；對象內(nèi)省和動態(tài)執(zhí)行；使用第一類函數(shù)和函數(shù)編程；具備Java安全性；代碼清新性。

3 Jython的應(yīng)用研究

網(wǎng)管支撐系統(tǒng)按功能類別分為運維管理，業(yè)務(wù)開通，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和質(zhì)量保障。對應(yīng)的系統(tǒng)有：綜合資管、專業(yè)網(wǎng)管、綜合監(jiān)控，網(wǎng)優(yōu)平臺等。

各個系統(tǒng)均存儲了大量的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)從底層的數(shù)據(jù)庫中將數(shù)據(jù)提取出來后，管理人員每天對數(shù)據(jù)做分析處理，及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，最終以報告或者表格等方式將數(shù)據(jù)核查結(jié)果通知相關(guān)人員處理。

3.1 網(wǎng)管支撐系統(tǒng)層級需求分析

大型的網(wǎng)管支撐系統(tǒng)從不同的應(yīng)用層面大致可以分為:

（1）UI 層。該層比較穩(wěn)定，或者說它的變化對于整個系統(tǒng)的運行不會帶來特別嚴重的影響。

（2）接口層。該層與上層的UI以及底層的實現(xiàn)，都有著緊密的聯(lián)系，會牽一發(fā)而動全身。作為一位大型應(yīng)用系統(tǒng)的架構(gòu)師或是系統(tǒng)設(shè)計人員，往往會出于維護成本以及開發(fā)成本的考慮，盡可能會讓這個層面的設(shè)計與定義相對靈活。

表1 Jython與Python的區(qū)別

（3）業(yè)務(wù)層。該層是網(wǎng)管支撐系統(tǒng)最核心的層面，整個系統(tǒng)的核心處理邏輯都會放在這一層面上。而往往該層，在實際使用過程中也是最不穩(wěn)定的，最容易從需求角度發(fā)生變化。

（4）數(shù)據(jù)層。該層就是數(shù)據(jù)庫層，用于用戶數(shù)據(jù)的查詢、組裝、更新等等，提供持久的數(shù)據(jù)服務(wù)，可以認為它也是個比較穩(wěn)定的層面。

從上分析可知，問題焦點也就是應(yīng)用業(yè)務(wù)層，如何讓業(yè)務(wù)層更加靈活成為核心問題所在。需要注意，引入Jython進行應(yīng)用的前提是：接口層和數(shù)據(jù)層已經(jīng)提供了完整的接口和數(shù)據(jù)供應(yīng)用業(yè)務(wù)層調(diào)用。在一般的網(wǎng)管支撐系統(tǒng)中，在進行上層應(yīng)用前，接口已經(jīng)基本定義完畢，可以直接調(diào)用；數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)已經(jīng)存儲在數(shù)據(jù)庫中，可隨時存取。同時，在相應(yīng)的系統(tǒng)服務(wù)器安裝時，已經(jīng)將Python所需的各種包和庫文件導(dǎo)入到了系統(tǒng)中。以下應(yīng)用和測試均基于此前提。

3.2 Jython引入業(yè)務(wù)層

一般來說，系統(tǒng)的應(yīng)用業(yè)務(wù)層會干這些事情。第一步：接收通過接口傳遞過來的用戶數(shù)據(jù)；第二步：依據(jù)一定的業(yè)務(wù)邏輯，處理用戶數(shù)據(jù)；第三步：將處理結(jié)果更新到數(shù)據(jù)庫中（可選）；最后，將處理結(jié)果響應(yīng)給 UI層并渲染出來。

由上可知，如何提高數(shù)據(jù)處理效率，將接口獲取的數(shù)據(jù)盡快分析，并將結(jié)果顯示出來是我們需要關(guān)注的重點問題。

Jython在效率，性能等方面的優(yōu)勢，使得它在處理數(shù)據(jù)時更高效，更方便。故將Jython應(yīng)用于大型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，能夠更好的響應(yīng)系統(tǒng)任務(wù)，提高數(shù)據(jù)管理效率，提升用戶感知度。下面以網(wǎng)優(yōu)平臺為例。

網(wǎng)優(yōu)平臺一般包含數(shù)據(jù)采集導(dǎo)入，數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)應(yīng)用。

最底層數(shù)據(jù)采集層，將數(shù)據(jù)從現(xiàn)網(wǎng)中進行采集，生成接口文件，數(shù)據(jù)解析導(dǎo)入到系統(tǒng)中后，進行數(shù)據(jù)管理。最上層的應(yīng)用業(yè)務(wù)層利用獲取的數(shù)據(jù)，利用Jython實現(xiàn)各類規(guī)則的統(tǒng)計分析，比如基本的查詢與核查，缺少的網(wǎng)元或參數(shù)核查，或者涉及到各類參數(shù)的比較，并將結(jié)果在報告中輸出。

3.3 開發(fā)環(huán)境搭建與配置

3.3.1 JRE環(huán)境檢查

在CMD窗口中輸入：Java –version。檢查當(dāng)前系統(tǒng)的JRE版本，要求JRE版本為1.5.0以上。

3.3.2 Jython安裝

運行安裝程序中的Jython_installer-2.5.0.jar安裝Jython2.5.0。除了路徑配置外全部使用默認配置，路徑可以為合適的路徑(無特殊要求)，并記錄下該路徑。

3.3.3 Eclipse配置

執(zhí)行安裝程序中的eclipse/eclipse.exe。共分為如下幾個步驟：

（1）Workspace配置。配置Eclipse的工作空間路徑，后續(xù)您可以在這里找到腳本文件。

（2）配置Jython解釋器。選擇菜單Window->Preferences。選擇左側(cè)的Pydev.Interpreter-Jython，選擇右側(cè)按鈕New…，在彈出的窗口中選擇剛才安裝Jython路徑下的jython.jar文件，并且為解釋器設(shè)置一個名稱。

點擊OK后會彈出窗口，使用默認設(shè)置，點擊OK。完成后回到如下界面，選擇右側(cè)的按鈕New Jar/Zip(s)。在彈出的窗口中選擇安裝程序的eclipse/neptune目錄下的所有Jar文件，連續(xù)點擊OK直到上面的窗口關(guān)閉。

（3）配置PyDev工程。選擇File->New->Other…，選擇新建Pydev Project，點擊next。如圖1所示。

配置工程名稱可以輸入一個，配置工程類型為Jython，配置解釋器語法版本為2.5，配置解釋器為上一步配置的解釋器。選擇Finish完成工程創(chuàng)建。如圖2所示。

3.3.4 配置服務(wù)器信息

在工程的src目錄下新建login.properties文件，內(nèi)容如圖3（安裝程序中附有樣例文件），配置登錄到的服務(wù)器、用戶名、密碼。

如果腳本文件放置在某個子目錄中，則需要在該子目錄中也配置login.properties文件，各個子目錄的login.proerties可以配置為不同的內(nèi)容。

圖1 配置PyDev工程

圖2 選擇工程類型

3.4 應(yīng)用與性能比較

首先利用IDE進行開發(fā)。針對網(wǎng)優(yōu)平臺中數(shù)據(jù)，用戶需求非常多，簡單的如網(wǎng)元參數(shù)的查詢核查；參數(shù)修改記錄查詢等。復(fù)雜的有如同頻同BSIC查詢；2G、3G互操作核查等。特別的，各省用戶會根據(jù)實際情況進行用戶自定義規(guī)則，部分規(guī)則涉及多個網(wǎng)元參數(shù)的交互。目前大部分的系統(tǒng)相關(guān)規(guī)則使用Java實現(xiàn)。隨著需求日益增多，志如果用Java來實現(xiàn)，代碼會比較復(fù)雜，可讀性和維護性不高。故使用Jython是個很好的選擇。

3.4.1 規(guī)則編寫與測試

規(guī)則編寫時可以直接引入Java的類庫，本段以一個簡單的 Jython 方法為例，介紹如何借助 Jython 實現(xiàn)檢查某廠家小區(qū)中的BCC參數(shù)與其下載頻中的TSC參數(shù)值不相符的情況。

Jython的優(yōu)勢在此處得到充分體現(xiàn)。首先，代碼非常清晰易讀，即使非專業(yè)的人員，看代碼也比較容易；gcells和bcc等變量不需要提前聲明，因為類型是在運行時決定的。減少了代碼的行數(shù)，降低了復(fù)雜性，提高了程序的效率。

其次，反射使Jython能無縫地使用任何Java類，通過引入context包（包含Java類，對數(shù)據(jù)庫操作的接口封裝），可以直接使用包中的接口getEntityByVendor，不需要額外的工作。

圖3 服務(wù)器信息配置

規(guī)則編好之后，可以在規(guī)則中添加一些網(wǎng)元和參數(shù)，進行測試，測試結(jié)果在控制臺直接顯示。規(guī)則文件后綴名是.py。

將規(guī)則導(dǎo)入網(wǎng)優(yōu)平臺中進行測試，結(jié)果如圖4。

圖4 規(guī)則結(jié)果顯示

表2 Jython與Java的比較

3.4.2 與使用Java性能測試比較

同等情況下的規(guī)則用Java代碼實現(xiàn)，可對兩方性能進行比較，從多方面考慮，具體如表2。

4 結(jié)束語

本文引入了Jython技術(shù)；以網(wǎng)優(yōu)平臺為例，對在引入Jython前后對網(wǎng)優(yōu)平臺業(yè)務(wù)層性能和效率上改變進行了分析研究。

Jython除了在業(yè)務(wù)層可以提高網(wǎng)管支撐系統(tǒng)性能外，在接口層和數(shù)據(jù)層中，也可以使用該技術(shù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)各方面性能帶來較大提升。