基于國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)對(duì)開(kāi)源軟件集成開(kāi)發(fā)的研究與應(yīng)用

陳吉寧　黃季洋

關(guān)鍵詞：國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)；開(kāi)源軟件；集成開(kāi)發(fā)；JMeter

中圖法分類(lèi)號(hào)：TP316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來(lái)，越來(lái)越多的單位開(kāi)始進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化替代，用戶(hù)開(kāi)始從Windows操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)向國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)。但在用戶(hù)使用過(guò)程中，一系列問(wèn)題也開(kāi)始暴露出來(lái)，如國(guó)產(chǎn)軟件生態(tài)的系統(tǒng)不完善、應(yīng)用程序不豐富、缺乏相應(yīng)的軟件體系和軟件工程方法等。開(kāi)源軟件是一種版權(quán)持有人向公眾公開(kāi)軟件源代碼，并允許公眾下載、編譯的軟件，在整個(gè)軟件行業(yè)中占有重要地位，其開(kāi)發(fā)模式成為技術(shù)創(chuàng)新和推動(dòng)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方式。引入開(kāi)源軟件可以很好地增添當(dāng)下國(guó)產(chǎn)軟件生態(tài)的多樣性，豐富用戶(hù)的國(guó)產(chǎn)平臺(tái)使用體驗(yàn)。通過(guò)對(duì)開(kāi)源軟件的二次開(kāi)發(fā)，能更好地實(shí)現(xiàn)本地化功能，更有利于貼合用戶(hù)使用場(chǎng)景，進(jìn)而滿(mǎn)足各種繁雜的工作需求。

1開(kāi)源軟件集成開(kāi)發(fā)分析

1.1國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)上搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境

經(jīng)過(guò)國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)不斷的更新迭代，目前對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境的支持已經(jīng)足夠完善。即便是ARM架構(gòu)的國(guó)產(chǎn)處理器平臺(tái)也具備了和Windows平臺(tái)相近的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)。以目前主流的統(tǒng)信UOS和銀河麒麟Kylin為例，系統(tǒng)本身自帶JDK11和Python2，Python3，故搭建環(huán)境就只需要安裝集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）。截至目前，將統(tǒng)信UOS更新到最新版本1050，即可從應(yīng)用商店中安裝Java開(kāi)發(fā)常用的Intellij idea的免費(fèi)社區(qū)版、Python開(kāi)發(fā)常用的PyCharm等開(kāi)發(fā)環(huán)境。其實(shí)際上的使用與Windows平臺(tái)并無(wú)太大區(qū)別，即可開(kāi)始開(kāi)發(fā)。

1.2依賴(lài)的管理

依賴(lài)（dependencies）是各種軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中不可或缺的一部分，依賴(lài)可以理解為開(kāi)發(fā)者要調(diào)用的附加代碼?，F(xiàn)在的開(kāi)發(fā)離不開(kāi)各式各樣的依賴(lài)支撐，我們對(duì)開(kāi)源軟件進(jìn)行集成開(kāi)發(fā)時(shí)碰到所需的依賴(lài)在項(xiàng)目中沒(méi)有提供，則需要引入外部依賴(lài)到項(xiàng)目中。以Java和Python為例，分析二者的依賴(lài)管理方式。

（1） Java。

早期Java項(xiàng)目的依賴(lài)管理全靠開(kāi)發(fā)者自己搜羅相關(guān)的依賴(lài)Jar包，然后導(dǎo)人本地項(xiàng)目中，隨著Java開(kāi)發(fā)的各種輔助插件工具的演變，現(xiàn)在的依賴(lài)管理工具已經(jīng)可以從遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)中下載和安裝對(duì)應(yīng)依賴(lài)包。在Java開(kāi)發(fā)的依賴(lài)管理中，較為知名的有Maven和Gradle等。

由Apache

Maven進(jìn)行依賴(lài)管理的項(xiàng)目引入新依賴(lài)比較簡(jiǎn)單，前往mvnrepository.com或其他途徑查詢(xún)所需依賴(lài)的引入代碼，找到項(xiàng)目根目錄下的pom.xml文件，在的標(biāo)簽內(nèi)添加所需依賴(lài)的代碼，然后刷新項(xiàng)目即可自動(dòng)下載安裝。

Gradle是一個(gè)基于Apache Ant和Apache Maven概念的項(xiàng)目自動(dòng)化構(gòu)建開(kāi)源工具，與Maven類(lèi)似，前往mvnrepository.com或其他途徑查詢(xún)到所需依賴(lài)的引入代碼，找到項(xiàng)目中的build. gradle文件或build.gradle.kts（Kotlin），粘貼到dependencies{}的花括號(hào)中，重新加載項(xiàng)目即可自動(dòng)下載安裝。

（2） Python。

pip（package installer for Python）是用于管理Python中包的默認(rèn)工具。通過(guò)命令行執(zhí)行pip install相關(guān)依賴(lài)來(lái)完成對(duì)依賴(lài)的引入。部分Python開(kāi)源軟件會(huì)提供一個(gè)requirements. txt文檔來(lái)指導(dǎo)用戶(hù)安裝所需的依賴(lài)，使用pip install-r requirements.txt即可完成依賴(lài)的下載與安裝。

Conda是一個(gè)通用的虛擬環(huán)境工具，在進(jìn)行多個(gè)Python開(kāi)源軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，可以使用Conda生成多個(gè)虛擬環(huán)境來(lái)安裝不同的依賴(lài)，以提高各個(gè)項(xiàng)目的獨(dú)立性。

1.3代碼結(jié)構(gòu)的分析

若要對(duì)一款開(kāi)源軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，則必須了解它的項(xiàng)目代碼結(jié)構(gòu)，才能針對(duì)功能需求下手。以JMeter 5.5的源碼為例，src文件夾存放的是JMeter核心源代碼，其中又分為眾多的模塊，如bom，bshclient，config，core，functions等。如圖1所示，可以看到src下每個(gè)模塊展開(kāi)后的結(jié)構(gòu)都是一個(gè)獨(dú)立的小項(xiàng)目，有自己的src文件夾存放源代碼，也有build文件夾存放編譯后的class文件。部分功能模塊有resouces文件夾存放資源文件，也有其單獨(dú)的build.gradle.kts依賴(lài)管理文件。

JMeter對(duì)每個(gè)子模塊進(jìn)行單獨(dú)管理，實(shí)現(xiàn)其極高的開(kāi)放性和可再開(kāi)發(fā)性。并非所有開(kāi)源軟件的代碼結(jié)構(gòu)都如JMeter復(fù)雜，小型的開(kāi)源軟件項(xiàng)目結(jié)構(gòu)單一，代碼文件較少，也存在代碼復(fù)用性、可讀性差的開(kāi)源軟件。

2基于JMeter的二次開(kāi)發(fā)實(shí)例

本次JMeter二次開(kāi)發(fā)實(shí)例采用的是JMeter5.5版本，涉及引入依賴(lài)、函數(shù)插件的開(kāi)發(fā)、取樣器插件的開(kāi)發(fā)3個(gè)環(huán)節(jié)，均在國(guó)產(chǎn)桌面整機(jī)寶德PT620K上完成，該整機(jī)搭載了ARM架構(gòu)的國(guó)產(chǎn)處理器鯤鵬920，操作系統(tǒng)則為統(tǒng)信UOSV20（1050）。

2.1引入所需外部依賴(lài)

本文在開(kāi)發(fā)functions功能模塊時(shí)，發(fā)現(xiàn)JMeter自帶的Json相關(guān)依賴(lài)并不能滿(mǎn)足需求，需要引入外部依賴(lài)org.json，該依賴(lài)提供了眾多Json解析方法。第一步則是前往mvnrepository.com查詢(xún)需要的依賴(lài)，并復(fù)制該依賴(lài)的Gradle引入代碼，如implementation（"org.json：json：20220924"）。第二步是將復(fù)制的引入代碼粘貼到functions下的build.gradle.kts文件中，如圖2所示，然后重新加載Gradle項(xiàng)目即可自動(dòng)下載和安裝該依賴(lài)。

2.2函數(shù)插件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

JMeter的函數(shù)插件是二次開(kāi)發(fā)中廣泛使用的模塊，函數(shù)插件可以通過(guò)JMeter圖形化中的工具→函教助手對(duì)話(huà)框進(jìn)行調(diào)用，還可以嵌入性能測(cè)試腳本中進(jìn)行調(diào)用。函數(shù)插件模塊位于JMeter源碼src文件夾下的functions，JMeter原生的函數(shù)插件都繼承自AbstractFunction，這是JMeter提供的抽象類(lèi)方法，其中規(guī)定了函數(shù)插件的4種重寫(xiě)方法。

鑒于目前Web應(yīng)用系統(tǒng)大多使用加密算法對(duì)用戶(hù)賬號(hào)密碼進(jìn)行加密，自然性能測(cè)試中也會(huì)涉及對(duì)賬號(hào)密碼加密的流程，JMeter原生插件中并沒(méi)有主流RSA算法的加解密插件，本文就對(duì)此進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。于functions下的src/main/java/org. apache.jmeter.funcitons新建Java類(lèi)，部分代碼如圖3所示，通過(guò)setParameters（）規(guī)定了僅接受2個(gè)人參，分別是明文和公鑰，重寫(xiě)getReferenceKey（），告訴JMeter此函數(shù)在框架中的應(yīng)用名稱(chēng)，重寫(xiě)getArgumentDesc（）將人參名稱(chēng)集合List返回給JMeter，通過(guò)execute（）實(shí)現(xiàn)了RSA中使用公鑰對(duì)明文進(jìn)行加密并輸出密文的處理邏輯。

2.3取樣器插件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

取樣器（Sampler）為JMeter性能測(cè)試中的一個(gè)重要組件，平時(shí)針對(duì)Web應(yīng)用系統(tǒng)的性能測(cè)試需要先創(chuàng)建取樣器中的HTTP請(qǐng)求。相較于函數(shù)插件，取樣器插件的二次開(kāi)發(fā)賦予開(kāi)發(fā)者的自由度更高，能實(shí)現(xiàn)的功能也更多，不受性能測(cè)試的限制。取樣器模塊位于JMeter源碼src文件夾下的protocol，protocol文件夾下還有許多以協(xié)議命名的子模塊。

本文選取了java請(qǐng)求類(lèi)型進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證輸入數(shù)字是否存在反數(shù)的功能，于protocol/java/src/main/java/org. apache. jmeter.protocol.java.test下新建Java類(lèi)，同樣需要繼承自JMeter提供的AbstractjavaSamplerClient。實(shí)現(xiàn)方式仍是重寫(xiě)父類(lèi)中的實(shí)現(xiàn)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的邏輯。如圖4所示，重寫(xiě)getDefaultParameters（），設(shè)置參數(shù)名為num，默認(rèn)值為空字符串，重寫(xiě)setupTest（），讓每個(gè)線程執(zhí)行前獲取人參賦予方法中的變量x。

如圖5所示，核心邏輯方法需要重寫(xiě)runTest（）來(lái)實(shí)現(xiàn)，使用SampleResult設(shè)置取樣器在前臺(tái)的回顯，并可以通過(guò)setSuccessful規(guī)定本方法的調(diào)用成功與否，logger.info記錄的日志會(huì)同步在JMeter前臺(tái)顯示。當(dāng)人參數(shù)字不是反數(shù)時(shí)，該Java請(qǐng)求取樣器會(huì)響應(yīng)失敗，反之則會(huì)響應(yīng)成功。

最后，如圖6所示，還可以重寫(xiě)teardownTest（），在整個(gè)取樣器執(zhí)行完畢后再執(zhí)行個(gè)性化的邏輯，本文編制了一個(gè)返回測(cè)試結(jié)果的簡(jiǎn)單邏輯。

2.4開(kāi)發(fā)功能展示

（1）新增的函數(shù)插件功能如圖7所示，提供了明文和公鑰2個(gè)入?yún)?，點(diǎn)擊生成后即可輸出經(jīng)過(guò)RSA加密過(guò)后的密文，同時(shí)會(huì)生成函數(shù)字符串，可以直接在性能測(cè)試腳本中調(diào)用。

（2）新增的取樣器插件功能如圖8所示，需要先創(chuàng)建線程組，然后新建取樣器中的Java請(qǐng)求，在右側(cè)下拉選擇新增的Java請(qǐng)求功能。當(dāng)輸入的num為反數(shù)時(shí)，執(zhí)行該線程組后，在結(jié)果樹(shù)中的輸出為：請(qǐng)求成功，結(jié)果為0。當(dāng)輸入的num為負(fù)數(shù)時(shí)，結(jié)果樹(shù)中的輸出為：請(qǐng)求失敗，結(jié)果為-1。

3結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)不同開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的開(kāi)源軟件在國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)上如何進(jìn)行集成開(kāi)發(fā)進(jìn)行了歸納分析，以JMeter為例分析了其代碼結(jié)構(gòu)，完成了引入外部依賴(lài)和函數(shù)、取樣器插件的開(kāi)發(fā)。集成開(kāi)發(fā)所增添的功能很好地豐富了JMeter的使用場(chǎng)景，與國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)互補(bǔ)，給用戶(hù)提供更多的便利。

本文的不足在于沒(méi)有更廣泛地研究、探索JMeter等大型開(kāi)源軟件的功能模塊，如JMeter仍有眾多值得集成開(kāi)發(fā)的功能有待掌握。希望更多的開(kāi)源軟件能夠擁抱國(guó)產(chǎn)平臺(tái)，以及更多的開(kāi)發(fā)者加入二次開(kāi)發(fā)的行列中來(lái)，以降低用戶(hù)的使用門(mén)檻、豐富信創(chuàng)軟件生態(tài)。

作者簡(jiǎn)介：

陳吉寧（1980—），碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)安全。

黃季洋（1997—），本科，研究方向：Java編程與軟件編譯。