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《解剖PetShop》之三:PetShop数据访问层之消息处理

程序员文章站 2023-12-09 19:21:33
三、petshop数据访问层之消息处理   在进行系统设计时,除了对安全、事务等问题给与足够的重视外,性能也是一个不可避免的问题所在,尤其是一个b/s结构的软件系统,必须...

三、petshop数据访问层之消息处理

  在进行系统设计时,除了对安全、事务等问题给与足够的重视外,性能也是一个不可避免的问题所在,尤其是一个b/s结构的软件系统,必须充分地考虑访问量、数据流量、服务器负荷的问题。解决性能的瓶颈,除了对硬件系统进行升级外,软件设计的合理性尤为重要。

  在前面我曾提到,分层式结构设计可能会在一定程度上影响数据访问的性能,然而与它给设计人员带来的好处相比,几乎可以忽略。要提供整个系统的性能,还可以从数据库的优化着手,例如连接池的使用、建立索引、优化查询策略等等,例如在petshop中就利用了数据库的cache,对于数据量较大的订单数据,则利用分库的方式为其单独建立了order和inventory数据库。而在软件设计上,比较有用的方式是利用多线程与异步处理方式。

  在petshop4.0中,使用了microsoft messaging queue(msmq)技术来完成异步处理,利用消息队列临时存放要插入的数据,使得数据访问因为不需要访问数据库从而提供了访问性能,至于队列中的数据,则等待系统空闲的时候再进行处理,将其最终插入到数据库中。

  petshop4.0中的消息处理,主要分为如下几部分:消息接口imessaging、消息工厂messagingfactory、msmq实现msmqmessaging以及数据后台处理应用程序orderprocessor。

  从模块化分上,petshop自始自终地履行了“面向接口设计”的原则,将消息处理的接口与实现分开,并通过工厂模式封装消息实现对象的创建,以达到松散耦合的目的。

  由于在petshop中仅对订单的处理使用了异步处理方式,因此在消息接口imessaging中,仅定义了一个iorder接口,其类图如下:
《解剖PetShop》之三:PetShop数据访问层之消息处理
  在对消息接口的实现中,考虑到未来的扩展中会有其他的数据对象会使用msmq,因此定义了一个queue的基类,实现消息receive和send的基本操作:

public virtual object receive()
{
 try
 {
  using (message message = queue.receive(timeout, transactiontype))
   return message;
 }
 catch (messagequeueexception mqex)
 {
  if (mqex.messagequeueerrorcode == messagequeueerrorcode.iotimeout)
   throw new timeoutexception();
   throw;
 }
}
public virtual void send(object msg)
{
  queue.send(msg, transactiontype);
}


  其中queue对象是system.messaging.messagequeue类型,作为存放数据的队列。msmq队列是一个可持久的队列,因此不必担心用户不间断地下订单会导致订单数据的丢失。在petshopqueue设置了timeout值,orderprocessor会根据timeout值定期扫描队列中的订单数据。

  msmqmessaging模块中,order对象实现了imessaging模块中定义的接口iorder,同时它还继承了基类petshopqueue,其定义如下:

public class order:petshopqueue, petshop.imessaging.iorder
 
  方法的实现代码如下:
public new orderinfo receive()
{
 // this method involves in distributed transaction and need automatic transaction type
 base.transactiontype = messagequeuetransactiontype.automatic;
 return (orderinfo)((message)base.receive()).body;
}

public orderinfo receive(int timeout)
{
 base.timeout = timespan.fromseconds(convert.todouble(timeout));
 return receive();
}

public void send(orderinfo ordermessage)
{
 // this method does not involve in distributed transaction and optimizes performance using single type
 base.transactiontype = messagequeuetransactiontype.single;
 base.send(ordermessage);
}

所以,最后的类图应该如下:

《解剖PetShop》之三:PetShop数据访问层之消息处理

注意在order类的receive()方法中,是用new关键字而不是override关键字来重写其父类petshopqueue的receive()虚方法。因此,如果是实例化如下的对象,将会调用petshopqueue的receive()方法,而不是子类order的receive()方法:

petshopqueue queue = new order();
queue.receive();

从设计上来看,由于petshop采用“面向接口设计”的原则,如果我们要创建order对象,应该采用如下的方式:

iorder order = new order();
order.receive();

考虑到iorder的实现有可能的变化,petshop仍然利用了工厂模式,将iorder对象的创建用专门的工厂模块进行了封装:
《解剖PetShop》之三:PetShop数据访问层之消息处理

在类queueaccess中,通过createorder()方法利用反射技术创建正确的iorder类型对象:

public static petshop.imessaging.iorder createorder()
{
 string classname = path + ".order";
 return petshop.imessaging.iorder)assembly.load(path).createinstance(classname);
}

path的值通过配置文件获取:

private static readonly string path = configurationmanager.appsettings["ordermessaging"];

而配置文件中,ordermessaging的值设置如下:

<add key="ordermessaging" value="petshop.msmqmessaging"/>

之所以利用工厂模式来负责对象的创建,是便于在业务层中对其调用,例如在bll模块中orderasynchronous类:

public class orderasynchronous : iorderstrategy
{  
 private static readonly petshop.imessaging.iorder asynchorder = petshop.messagingfactory.queueaccess.createorder();
 public void insert(petshop.model.orderinfo order)
 {
  asynchorder.send(order);
 }
}

  一旦iorder接口的实现发生变化,这种实现方式就可以使得客户仅需要修改配置文件,而不需要修改代码,如此就可以避免程序集的重新编译和部署,使得系统能够灵活应对需求的改变。例如定义一个实现iorder接口的specialorder,则可以新增一个模块,如petshop.specialmsmqmessaging,而类名则仍然为order,那么此时我们仅需要修改配置文件中ordermessaging的值即可:

<add key="ordermessaging" value="petshop.specialmsmqmessaging"/>

orderprocessor是一个控制台应用程序,不过可以根据需求将其设计为windows service。它的目的就是接收消息队列中的订单数据,然后将其插入到order和inventory数据库中。它利用了多线程技术,以达到提高系统性能的目的。
  在orderprocessor应用程序中,主函数main用于控制线程,而核心的执行任务则由方法processorders()实现:

private static void processorders()
{
 // the transaction timeout should be long enough to handle all of orders in the batch
 timespan tstimeout = timespan.fromseconds(convert.todouble(transactiontimeout * batchsize));

 order order = new order();
 while (true)
 {
  // queue timeout variables
  timespan datetimestarting = new timespan(datetime.now.ticks);
  double elapsedtime = 0;

  int processeditems = 0;

  arraylist queueorders = new arraylist();

  using (transactionscope ts = new transactionscope(transactionscopeoption.required, tstimeout))
  {
   // receive the orders from the queue
   for (int j = 0; j < batchsize; j++)
   {
    try
    {
     //only receive more queued orders if there is enough time
     if ((elapsedtime + queuetimeout + transactiontimeout) < tstimeout.totalseconds)
     {
      queueorders.add(order.receivefromqueue(queuetimeout));
     }
     else
     {
      j = batchsize; // exit loop
     }

     //update elapsed time
     elapsedtime = new timespan(datetime.now.ticks).totalseconds - datetimestarting.totalseconds;
    }
    catch (timeoutexception)
    {
     //exit loop because no more messages are waiting
     j = batchsize;
    }
   }
   //process the queued orders
   for (int k = 0; k < queueorders.count; k++)
   {
    order.insert((orderinfo)queueorders[k]);
    processeditems++;
    totalordersprocessed++;
   }

   //batch complete or msmq receive timed out
   ts.complete();
  }

  console.writeline("(thread id " + thread.currentthread.managedthreadid + ") batch finished, " + processeditems + " items, in " + elapsedtime.tostring() + " seconds.");
 }
}

  首先,它会通过petshop.bll.order类的公共方法receivefromqueue()来获取消息队列中的订单数据,并将其放入到一个arraylist对象中,然而再调用petshop.bll.order类的insert方法将其插入到order和inventory数据库中。

在petshop.bll.order类中,并不是直接执行插入订单的操作,而是调用了iorderstrategy接口的insert()方法:

public void insert(orderinfo order)
{
 // call credit card procesor
 processcreditcard(order);

 // insert the order (a)synchrounously based on configuration
 orderinsertstrategy.insert(order);
}

在这里,运用了一个策略模式,类图如下所示:
《解剖PetShop》之三:PetShop数据访问层之消息处理
在petshop.bll.order类中,仍然利用配置文件来动态创建iorderstategy对象:

private static readonly petshop.ibllstrategy.iorderstrategy orderinsertstrategy = loadinsertstrategy();
private static petshop.ibllstrategy.iorderstrategy loadinsertstrategy()
{
 // look up which strategy to use from config file
 string path = configurationmanager.appsettings["orderstrategyassembly"];
 string classname = configurationmanager.appsettings["orderstrategyclass"];

 // using the evidence given in the config file load the appropriate assembly and class
 return (petshop.ibllstrategy.iorderstrategy)assembly.load(path).createinstance(classname);
}

由于orderprocessor是一个单独的应用程序,因此它使用的配置文件与petshop不同,是存放在应用程序的app.config文件中,在该文件中,对iorderstategy的配置为:

<add key="orderstrategyassembly" value="petshop.bll" />
<add key="orderstrategyclass" value="petshop.bll.ordersynchronous" />

因此,以异步方式插入订单的流程如下图所示:

《解剖PetShop》之三:PetShop数据访问层之消息处理

  microsoft messaging queue(msmq)技术除用于异步处理以外,它主要还是一种分布式处理技术。分布式处理中,一个重要的技术要素就是有关消息的处理,而在system.messaging命名空间中,已经提供了message类,可以用于承载消息的传递,前提上消息的发送方与接收方在数据定义上应有统一的接口规范。

  msmq在分布式处理的运用,在我参与的项目中已经有了实现。在为一个汽车制造商开发一个大型系统时,分销商dealer作为.net客户端,需要将数据传递到管理中心,并且该数据将被oracle的ebs(e-business system)使用。由于分销商管理系统(dms)采用的是c/s结构,数据库为sql server,而汽车制造商管理中心的ebs数据库为oracle。这里就涉及到两个系统之间数据的传递。
实现架构如下:

《解剖PetShop》之三:PetShop数据访问层之消息处理

  首先dealer的数据通过msmq传递到msmq server,此时可以将数据插入到sql server数据库中,同时利用ftp将数据传送到专门的文件服务器上。然后利用ibm的eai技术(企业应用集成,enterprise application itegration)定期将文件服务器中的文件,利用接口规范写入到eai数据库服务器中,并最终写道ebs的oracle数据库中。
上述架构是一个典型的分布式处理结构,而技术实现的核心就是msmq和eai。由于我们已经定义了统一的接口规范,在通过消息队列形成文件后,此时的数据就已经与平台无关了,使得在.net平台下的分销商管理系统能够与oracle的ebs集成起来,完成数据的处理。

以上就是petshop数据访问层消息处理部分的全部内容,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。

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