Java測(cè)井平臺(tái)上多語言應(yīng)用集成框架設(shè)計(jì)

鮑奇

摘 要 對(duì)于勘探企業(yè)來說，一體化網(wǎng)絡(luò)測(cè)井處理和解釋軟件平臺(tái)對(duì)于企業(yè)的重要性不言而喻，而該軟件系統(tǒng)具有開放性，并且采用的是面向?qū)ο蟮乃枷脒M(jìn)行設(shè)計(jì)，Java作為一款可以跨平臺(tái)的面向?qū)ο缶幊陶Z言，能夠很好的滿足大型測(cè)井綜合應(yīng)用軟件的開發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)勘探和生產(chǎn)一體化、單井和多井處理一體化、本地和遠(yuǎn)程訪問一體化運(yùn)行。為了能夠更加方便、快速、可靠的將不同語言開發(fā)的應(yīng)用程序集成到測(cè)井綜合應(yīng)用一體化軟件中，可以在模塊分層的基礎(chǔ)上采用Socket與JNI技術(shù)設(shè)計(jì)出多語言的集成框架，從而能夠更加快速的解決上述問題，并能夠減少開發(fā)量和開發(fā)成本，提高平臺(tái)的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。

關(guān)鍵詞 測(cè)井平臺(tái) 多語言應(yīng)用 框架設(shè)計(jì) Java

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

目前國內(nèi)外的測(cè)井處理解釋軟件產(chǎn)品很多，運(yùn)用的較為廣泛的有CifSun系列軟件、阿特拉斯的Express、帕拉代姆的Geolog等，這些軟件產(chǎn)品在實(shí)際運(yùn)用中都取得了良好的效果，但是由于開發(fā)的時(shí)間較早，并受到條件的限制，還不具備真正意義上的跨平臺(tái)、跨操作的運(yùn)行能力。而實(shí)際運(yùn)用中，為了更好的滿足實(shí)際的需求，需要在測(cè)井平臺(tái)中安裝多語言應(yīng)用的程序，這就對(duì)測(cè)井平臺(tái)提出了更高的要求。鑒于此，以下本文主要分析了采用Java設(shè)計(jì)一種多語言應(yīng)用集成框架，以解決這類問題。

1多語言應(yīng)用集成框架的設(shè)計(jì)

采用Java設(shè)計(jì)一種多語言應(yīng)用集成框架可以實(shí)現(xiàn)一體化平臺(tái)的擴(kuò)展性和適應(yīng)性功能，整體采用分層式體系結(jié)構(gòu)，從上到下分為三層，分別是應(yīng)用層、支持層和數(shù)據(jù)層。應(yīng)用層包括處理解釋和資料管理，該層直接面對(duì)客戶，為客戶提供人機(jī)交互界面；支持層包括平臺(tái)框架、數(shù)據(jù)訪問接口、可視化擴(kuò)展接口、緩存管理和模塊掛接接口，該層是應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層之間溝通的橋梁，可為應(yīng)用層提高可擴(kuò)展的服務(wù)，也可為屏蔽數(shù)據(jù)層中復(fù)雜的內(nèi)部操作和數(shù)據(jù)來源；數(shù)據(jù)層包含了文件系統(tǒng)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)庫，該層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理。每層之間保持松散耦合，以保證平臺(tái)的可復(fù)用性與擴(kuò)展性。支持層起著承上啟下的作用，可為應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層提供各類接口和緩存機(jī)制，可以使各應(yīng)用程序采取統(tǒng)一的方式訪問本地以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

根據(jù)以往測(cè)井平臺(tái)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一體化平臺(tái)吸取了Cif數(shù)據(jù)格式的優(yōu)點(diǎn)，并在廣義測(cè)井曲線理論基礎(chǔ)上，對(duì)鏈接進(jìn)行了創(chuàng)新和完善，形成新的Cifplus格式。為了實(shí)現(xiàn)多語言應(yīng)用程序集成到平臺(tái)中，首要解決的問題是通信問題，目前主要有兩種解決方案：一是利用Java重新改寫處理方法，二是基于模塊設(shè)計(jì)思路，建立起數(shù)據(jù)溝通的支持層。本文就采用了第二種解決方案，該方案設(shè)計(jì)的集成框架結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展性好，開發(fā)成本低。應(yīng)用程序和平臺(tái)間數(shù)據(jù)溝通主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是數(shù)據(jù)調(diào)用，主要的作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出；二是同步通信，主要的作用是數(shù)據(jù)的分發(fā)和更新。數(shù)據(jù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)分別分為Java數(shù)據(jù)訪問接口層、JNI支持層和數(shù)據(jù)讀寫庫層，而同步通信采用Socket通信方式，當(dāng)客戶端和服務(wù)器鏈接時(shí)，客戶端向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)更新的信息，服務(wù)器接收到信息后將數(shù)據(jù)分發(fā)給應(yīng)用層的相關(guān)模塊，相關(guān)模塊響應(yīng)并處理，從而實(shí)現(xiàn)一體化平臺(tái)數(shù)據(jù)層中數(shù)據(jù)同步性。

2多語言應(yīng)用程序方案設(shè)計(jì)

2.1數(shù)據(jù)通信方式設(shè)計(jì)

（1）基于網(wǎng)絡(luò)的通信方式

網(wǎng)絡(luò)通信的傳輸協(xié)議主要以I/O數(shù)據(jù)流通作為交流方式，一組數(shù)據(jù)從一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過該協(xié)議傳輸?shù)搅硗庖慌_(tái)計(jì)算機(jī)之上。這種網(wǎng)絡(luò)的通信原理，其主要實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程調(diào)用，不斷請(qǐng)求將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成流，通過某個(gè)傳輸協(xié)議傳達(dá)到服務(wù)端，然后服務(wù)端再對(duì)收到的請(qǐng)求進(jìn)行處理，處理完成之后將其轉(zhuǎn)變?yōu)榱?，然后通過傳輸協(xié)議返回到服務(wù)端。為了方便該過程的實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)傳輸協(xié)議進(jìn)行了升級(jí)和研究，目前出現(xiàn)了ICE協(xié)議和XML-RPC協(xié)議。通常所用的遠(yuǎn)程通信協(xié)議其能夠提供一個(gè)更加便捷以及符合要求的標(biāo)準(zhǔn)傳輸數(shù)據(jù)格式，通過這種數(shù)據(jù)格式的限制可以有效達(dá)到傳輸保密性，使得用戶在數(shù)據(jù)交換傳輸?shù)臅r(shí)候不能夠直接使用底層流進(jìn)行操作，而需要遠(yuǎn)程調(diào)用。

（2）基于內(nèi)存拷貝方式

由于JavaSoft公司提出JNI作為java技術(shù)的本地編程接口，并將JDK作為編程的一部分。JNI允許了在虛擬機(jī)內(nèi)部運(yùn)行Java代碼，這樣使得與其他的語言和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)完成相互調(diào)用。Java作為與本地語言進(jìn)行溝通的一架橋梁，其JNI實(shí)現(xiàn)了Java代碼與其他語言之間的交換。從sun站點(diǎn)對(duì)JNI的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述來看，JNI屬于JDK的一部分，且程序員在進(jìn)行編程的時(shí)候，只需要編寫一種版本與本地應(yīng)用程序和庫，就能夠?qū)崿F(xiàn)所支持的JNI的虛擬機(jī)協(xié)同工作。

2.2數(shù)據(jù)調(diào)用設(shè)計(jì)

由于在不同語言之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，其在性能上存在著巨大的差異，其中JNI方式的處理數(shù)據(jù)效率最高。從事實(shí)上看，用戶對(duì)程序之間的處理速度要求通常比較高，一些復(fù)雜的處理解釋方法可能實(shí)現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)讀寫，在此過程中其通信效率的高低直接會(huì)影響數(shù)據(jù)的傳輸，對(duì)平臺(tái)的性能產(chǎn)生直接的影響。因此JNI技術(shù)在數(shù)據(jù)通信傳輸效率上存在著如此優(yōu)勢(shì)，這就使得其成為了最適合、最有效的解決方法。JNI技術(shù)層，由于不同的語言編寫應(yīng)用程序，但是其仍然具有相同的數(shù)據(jù)訪問模式，應(yīng)用程序在訪問Java數(shù)據(jù)接口的時(shí)候，需創(chuàng)建Java數(shù)據(jù)讀寫類，然后再將Java類分包，形成Jar包，然后再有其他語言編寫應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫轉(zhuǎn)化。

2.3數(shù)據(jù)一體化

數(shù)據(jù)同步始終對(duì)于平臺(tái)數(shù)據(jù)寫入和監(jiān)控自動(dòng)更新是一項(xiàng)重要工作，因?yàn)楫?dāng)數(shù)據(jù)被應(yīng)用程序修改之后，平臺(tái)的所有模塊都可以得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)更新，并且向其他的模塊發(fā)出相應(yīng)的響應(yīng)處理信息，以確保數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和一致性。此類機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)通信，由于C/S架構(gòu)，使得客戶向服務(wù)器發(fā)送相應(yīng)的請(qǐng)求，服務(wù)器接收并且發(fā)出相應(yīng)的服務(wù)指令，然后啟動(dòng)服務(wù)。由于同步消息的類型多，信息量豐富，為了提高同步通信的傳輸效率，采用對(duì)象序列化的方式進(jìn)行通信，這樣不僅節(jié)省了傳輸時(shí)間，而且還提升了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

3應(yīng)用實(shí)例分析

以A公司采用Fortran語言編程寫成的P型核磁測(cè)井處理解釋方法以及集成作為本次案例。因?yàn)榧筛鞣N的處理解釋方法，一體化平臺(tái)提供了相應(yīng)強(qiáng)大的應(yīng)用生成器和應(yīng)用集成器模塊，雖然平臺(tái)已經(jīng)集成了多種成熟且先進(jìn)的處理解釋評(píng)價(jià)法，但是其使用仍然存在著一些問題。因此需要按照相應(yīng)的掛接程序步驟執(zhí)行，首先依賴平臺(tái)提供的C語言編寫的數(shù)據(jù)讀寫lib庫，不需要改動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)用程序，并且需重新翻譯為可執(zhí)行文件。其次，通過平臺(tái)設(shè)計(jì)的應(yīng)用模塊來配置處理方法，在此過程中需從初始化環(huán)境開始，然后再輸入曲線、輸出曲線、繪圖參數(shù)和處理參數(shù)等。接著，通過應(yīng)用集成器模塊，用戶可以實(shí)現(xiàn)自我配置，將完成參數(shù)的配置修改，電機(jī)運(yùn)行時(shí)則可以實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)化處理。最后，應(yīng)用程序處理結(jié)束之后繪圖區(qū)域需要進(jìn)行自動(dòng)刷新，這樣解釋人員可以根據(jù)繪圖結(jié)果完成對(duì)參數(shù)值的調(diào)整，使得整個(gè)處理效果達(dá)到最佳。

通過本次的A公司的案例介紹，從采用Fortran語言編程寫成的P型核磁測(cè)井處理解釋方法以及集成進(jìn)行研究得出通過平臺(tái)提供的豐富的數(shù)據(jù)讀寫接口和完整的可視化應(yīng)用集成環(huán)境，已有的測(cè)井處理解釋方法不需要任何改動(dòng)就可以方便、快速地集成到平臺(tái)中，同時(shí)JNI和Socket技術(shù)的良好特性也保證了應(yīng)用程序的處理效率和平臺(tái)數(shù)據(jù)的一致性。

4結(jié)束語

測(cè)井平臺(tái)由于業(yè)務(wù)的擴(kuò)展和更新，需要在平臺(tái)集成多語言的軟件程序，利用Java開發(fā)的多語言應(yīng)用集成框架，能夠很好的滿足這一需求，通過JNI與Socket技術(shù)能夠有效的解決應(yīng)用程序和平臺(tái)間的通信問題，使各應(yīng)用程序發(fā)揮出它們的作用，以擴(kuò)展和加強(qiáng)測(cè)井平臺(tái)的實(shí)際功能，并且利用JNI與Socket能夠極大的減少開發(fā)量和開發(fā)成本，平臺(tái)的可擴(kuò)展性好，適應(yīng)能力強(qiáng)，其優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用前景較為廣泛。

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