基于工厂模式的OSLC数据集成接口设计与实现

第47卷　第2期2021年4月空间控制技术与应用AerospaceControlandApplicationVol.47　No.2Apr.　2021http //　acabice@引用格式:赵辉,王开阳,江云松,等.基于工厂模式的OSLC数据集成接口设计与实现[J].空间控制技术与应用,2021,47(2):,WANGKY,JIANGYS,andImplementationofOSLCDataIntegrationInterfaceBasedonFactoryPat-tern[J].AerospaceControlandApplication,2021,47(2):73-79(inChinese).doi:10.3969/.1674-1579.2021.02.010基于工厂模式的OSLC数据集成接口设计与实现1.西安电子科技大学,西安710071赵　辉1,王开阳1,江云松2∗,高栋栋2,李尚书1,孟繁鑫12.北京控制工程研究所,北京100090摘　要:复杂软件系统往往由不同地域的研发团队采用不同的开发工具来协同完成,研发过程中存在数据难以集成的问题.基于开放式生命周期协作服务(OSLC)规范来设计软件协同开发数据接口,有利于提高软件协同开发的效率.首次结合工厂模式和OSLC规范设计并实现数据集成接口,将不同工具的数据集成抽象成统一的公共接口,从而采用统一的数据接口和规范实现不同工具的数据集成,有利于优化软件系统体系结构.以符合OSLC规范的Bugzilla缺陷管理系统和Jenkins持续集成工具的集成为例,以面向航天软件系统研发的SunwiseAEM一体化研发管理平台为载体,基于工厂模式设计并实现了符合OSLC规范的数据集成系统,实现了不同工具间的数据集成,提供了一种通用的、可扩展的数据集成方式.关键词:工厂模式;OSLC;数据集成;软件协同开发中图分类号:TP3　　　文献标志码:A　　　文章编号:1674-1579(2021)02-0073-07首先,数据格式不一致.软件协同开发不同阶段生成的数据格式各都不相同,这些数据包括纯文本、图像、视频等不同存储格式,如何有效进行数据随着空间信息技术的高速发展,航天器及其信息系统功能越来越强大,航天器上运行的软件系统的规模越来越大,软件复杂度也越来越高,其质量保证已成为影响航天产品质量的关键要素[1].针对复杂软件系统的开发,包括高可靠的航天软件系统研发,往往单一团队难以在规定时间内完成开发与测试开发,需要不同地域的不同团队来共同协作工作,即软件协同开发.然而,软件协同开发也使得软件开发过程越来越复杂[2],产生的软件代码、软件文档及相应的测试数据等也越来越多.由于不同的团队可能使用不同的开发与测试工具,这些工具生成的数据格式往往是不一致的,也没有统一的存取接口,对这些数据的成和管理集将面临着很多问题.交互存在很大的困难.其次,数据存取接口不兼容.不同的团队往往使用不同的开发测试工具,这些工具生成的数据存取接口也没有统一标准,需要针对每一种工具实现一套数据存取API,影响软件协同开发的效率,也不利于软件协同开发过程中新工具的加入.为了提高协同开发效率,需要对不同阶段的数据提供统一的数据模型和存取接口.开放式生命周期协作服务OSLC(openservicesoflifecyclecollaboration)是由IBM提出的技术规范,主要用于解决产品生命周期内各种工具的集成问题,消除不同工具之间数据交互的障碍.OSLC规范由核心规范[4-5]和领域规范[6-7]组成.核心规范用于对核心的集成技术及通用概念进行描述.领域规范0　引　言收稿日期:2020-11-16;录用日期:2021-01-22基金项目:国家自然科学基金资助项目(61972302),装备预研领域基金项目(61400020407),中央高校基本科研业务费资助项目(JB210312)∗通信作者:E-mail:jiangyunsong@

·74·空间控制技术与应用第47卷则是对具体的工程领域展开,如需求管理、配置管理、质量管理、资产管理、变更管理等传统软件工程领域.OSLC将软件研发生命周期的工件进行资源化.例如一条需求、一个测试用例、一个开发计划等都是HTTPURI标识的资源,用户可以通过HTTP协议对这些资源进行访问[8].程中存在数据难以集成的问题,本文首次结合工厂模式和OSLC规范设计并实现数据集成接口.首先,抽象出统一的数据集成接口,基于工厂模式将不同工具的数据集成抽象成统一的公共接口,在工厂类中依据传入的参数,生成对应的产品对象,创建所需的产品对象;其次,在具体的产品对象中实现具图1　OSLC系统架构Fig.1　OSLCsystemarchitecture国内外已经有很多研究者针对OSLC规范展开了研究.例如,SAADATMAND等[9]研究了OSLC和系统工程之间的关系,重点介绍了OSLC如何将系统工程原理和概念应用到工具集成场景中,并讨论了系统工程概念和方法能否应用于工具集成.挪威奥斯陆大学的ZHANG等[10]基于OSLCWeb服务讨论了一种用于管理工具集成的类建模方法,该方法可用于生成OSLC规范,以及使用OSLCWeb服务构建工具适配器的实现代码.然而,OSLC只给出了软件协同开发过程中数据集成的规范,并没有给出具体的统一的数据集成接口.例如,OSLC规范对数据进行资源化,并通过统一的HTTP协议对这些资源进行访问.但是,不同工具产生的数据格式和结构等都各不相同,提供的数据存取接口也不相同.若要集成不同工具的数据,还需要针对每一种工具开发其数据集成接口,灵活性和扩展性较差.工厂模式是软件设计中常用的一种创建型设计模式,主要用于解决接口选择的问题.在工厂模式中,可以将对象的创建和使用相分离[11-12]于减少类间的耦合度,提高代码复用性和扩,展有性利.例如,王志乐等[13]采用抽象工厂模式将机载飞行显示系统所有图形库按产品族和产品等级进行抽象,建立图形处理模型、图形绘制模型和显示模型三级架构.甄超[14]等基于工厂方法模式对具体网络通信设备的管理和使用进行了抽象,实现了通信中间件业务逻辑与具体设备的解耦.但是,工厂模式只是软件设计常用的一种模式,它并未涉及到如何实现符合OSLC规范的数据集成.基于上述分析,针对航天软件系统协同研发过体的数据集成功能,基于OSLC规范来设计工厂模式数据操作时序图,针对具体工具完成符合OSLC规范的数据集成,从而实现不同工具的数据集成.目前,以符合OSLC规范的Bugzilla缺陷管理系统和Jenkins持续集成工具的集成为例,以面向航天软件系统研发的SunwiseAEM一体化研发管理平台为载体,基于工厂模式实现了符合OSLC规范的数据集成系统,实现了不同工具间的数据集成.工厂模式具有良好的扩展性,若要集成其它工具的数据,只需要根据统一的公共接口实现该工具的数据集成即可,不会对其它工具的数据集成产生影响,因而可以提供一种通用的、可扩展的数据集成方式.1　数据集成接口设计工厂类是整个工厂模式的关键,包含了必要的逻辑判断,根据外界给定的信息,决定究竟应该创建哪个具体类的对象.使用工厂类,有助于隐藏对象创建的细节,将产品的实例推迟到子类中去.客户端无需关心使用哪一个产品,只需要知道用哪一个工厂即可.下面以符合OSLC规范的Bugzilla缺陷管理系统和Jenkins持续集成工具两个工具的集成为例,详细介绍基于OSLC规范的工厂模式类图设计和时序图设计.1.1　基于OSLC规范的工厂模式类图设计基于OSLC规范的工厂模式中工厂类设计如图2所示,它主要包含有OSLCOperatorFactory工厂类、OSLCOperatorAction操作类型类和OSLCOpera-torDaotory接口类.使用工厂模式,在OSLCOperatorFac-OSLCOperatorDao中根据OSLCOperatorAction类型集成不同的供统一的Operate对()象接;OSLCOperatorDao口,由其子类具体接实口现类.提以Bugzilla理、软件项目管理和Jenkins、集成为例部门管理和,主要Jenkins包括任务管理Bug数据,管通过BugzillaDao类、ProjectDao类、DepartmentDao类、UserDao类和JenkinsDao类,分别实现了上述功能.

第2期赵　辉等:基于工厂模式的OSLC数据集成接口设计与实现∗·75·象.Bugzilla_ActionDao类提供统一的doAction()接口,由其子类具体实现,通过Bugzilla_Bug_update类、Bugzilla_Bug_delete类、Bugzilla_Bug_insert类、Bugzilla_Bug_queryall类各自实现doAction()方法,实现对Bugzilla中的Bug修改、删除、插入、查询等.工厂模式中Jenkins任务管理相关的类设计如图4所示.其中JenkinsDao类继承自上面介绍的OSLCOperatorDao接口类,也具体实现了Operate()图2　OSLCOperator相关类图Fig.2　TheclassdiagramaboutOSLCOperator方法.同样地,JenkinsDao类也使用工厂模式,在该类中根据Jenkins操作类型集成不同的Jenkins_Ac-tionDao对象.Jenkins_ActionDao类提供统一的do-Action()接口,由其子类具体实现,具体实现的类有Jenkins_insert类、Jenkins_start类、Jenkins_close类等;这些类各自实现doAction()方法,从而实现创建Jenkins任务、启动Jenkins任务、删除Jenkins任务等.其它的类设计与上述类相似,故这里不再赘述.工厂模式中Bug数据管理相关的类设计如图3COperatorDao接口类,具体实现了Operate()方法.所示.其中BugzillaDao类继承自上面介绍的OSL-同样,BugzillaDao类也使用了工厂模式,在该类中根据Bug操作类型集成不同的Bugzilla_ActionDao对图3　Bugzilla相关类图Fig.3　TheclassdiagramaboutBugzilla图4　Jenkins相关类图Fig.4　TheclassdiagramaboutJenkins

·76·空间控制技术与应用第47卷图5　查询Bug时序图Fig.5　Sequencediagramofqueryingbug1.2　基于OSLC规范的工厂模式时序图设计基于工厂模式设计相关类后,还需要进一步描述相关操作的时序图.例如,查询Bug的时序图如图5所示.用户需要查询Bug时,首先调用前端页面JavaScript代码的query_all_bug()函数,然后传递一个post函数;HttpClient传递一个doPostator(),通过工厂类OSLCOperatorFactory分发到所属的BugzillaDao类,再判断此操作为查询操作,传递一个doAction()到Bugzilla_Bug_queryall类,这个类来执行具体的doAction()查询操作,返回相应的消息.Bug数据.当执行成功后,返回一个query_success查询Jenkins任务的时序图与图5类似.用户需要查询Jenkins任务时,首先调用前端页面JavaS-cript代码的query_all_jenkins()函数,然后传递一个post函数;HttpClient传递一个doPost()函数到后台AdminDao类,它执行后台操作Oper-属的JenkinsDao类,再判断此操作为查询操作,传递一个doAction()到Jenkins_queryall类,这个类来执行具体的doAction()查询操作,返回相应的Jenkins任务数据.当执行成功后,返回一个query_success消息.其他操作的时序图与上述时序图类似,故不再赘述.()函数到后台AdminDao类,它执行后台操作Oper-计数据集成接口,完成基于OSLC的数据集成系统的设计与开发,实现了不同工具间的数据集成,对数据集成接口进行验证.2.1　实验环境操作系统:Win7及以上.开发环境:MySQL、Eclipse.运行环境:IE10.0、Chrome.硬件环境要求:内存在1GB以上,显卡内存在64MB以上.2.2　基于OSLC的数据集成系统本文以SunwiseAEM一体化研发管理平台为载体来部署和验证基于OSLC的数据集成系统.Sun-wiseAEM是北京轩宇信息技术有限公司自主研发的一体化研发管理平台,支持工程管理过程,包括需求、设计、开发、测试与缺陷各个阶段的结构化管理,形成有效支持需求管理、代码管理、测试管理、持续集成、自动化测试与发布全流程、工具链集成,具有强大的工具集成功能,平台提供100%的API接口,可与第三方工具进行无缝集成.该平台的架构图如图6所示.根据OSLC规范和工厂模式设计思想,设计数据集成系统架构图如图7所示.其中,数据集成系统视图层工作于SunwiseAEM平台的表示层,通过浏览器的JavaScript页面实现用户数据的输入、系统数wiseAEM平台的接口层,采用工厂模式设计并实现OSLC数据集成接口,通过工厂类管理和调用相应AEM平台的功能接口层,基于HTTP协议实现对符合OSLC规范的Bugzilla和Jenkins工具APIs的调用,实现对符合OSLC规范的Bugzilla和Jenkins工具的集成.据的显示等功能;数据集成系统接口层工作于Sun-ater(),通过工厂类OSLCOperatorFactory分发到所2　实验验证本文以符合OSLC规范的Bugzilla缺陷管理系统和Jenkins持续集成工具的集成为例,以Sunwise-AEM一体化研发管理平台为载体,采用工厂模式设的接口;数据集成系统功能接口层工作于Sunwise-

第2期赵　辉等:基于工厂模式的OSLC数据集成接口设计与实现∗·77·图6　SunwiseAEM平台架构图Fig.6　SystemarchitectureofSunwiseAEMPlatform图7　系统架构图Fig.7　Systemarchitecturediagram该系统实现了如下功能:登录注册、组群管理、项目管理、用户管理、Bug管理,以及Jenkins持续集成管理,包括查看任务、创建任务、启动任务、禁用任务、删除任务、构建任务以及下载任务.功能结构图如图8所示.仍以查询Bugzilla工具的Bug数据为例,在JavaScript请求后,解析出页面点击查看所有request中的字段Bug,,通过工厂类后端接收到这个OSL-zillaDaoCOperatorFactory类,获取Bugzilla_Bug_queryall获取BugzillaDao类对象类对象.通过,调用Bug-tion(Bugzilla_Bug_)方法中通过调用queryall类BugzilladoAction的(API)方实现对法,在doAc-Bugz-illa表1工具所示的.其中Bug,ID数据为查Bug询.序号获取;的项目名称为Bug信息显Bug示如所属的项目;描述为详细的Bug信息,可以是文本、图片等;版本为Bug所属项目的版本号;状态是当前Bug试中等状态所处的状态.,如未分配、已分配、修改中、回归测图8　功能结构图Fig.8　Functionalblockdiagram表1　查询Bug信息Table1　QueryingallbugsID项目名称描述版本状态1XX登录页面密码输入可以为空.建系统管理议修改为提示密码不能为空.V1.1修改中2XX新增人员信息后保存提示不明系统管理确.建议给出明确的提示信息.V1.1未分配同样,以查询Jenkins工具的任务数据为例,在JavaScript请求后,解析出页面点击查看所有任务request中的字段,,通过工厂类后端接收到这个OSL-COperatorFactorykinsDaokins_queryall类,获取获取JenkinsDao类对象.通过Jen-中通过调用Jenkins类doAction(Jenkins_queryall的API)方法实现对,在类对象,调用Jen-JenkinsdoAction(工具的任)方法务数据查询.获取的任务信息显示如表2所示.其中,ID为任务的序号;任务名称为Jenkins任务的名称;任务描述为详细的任务介绍;任务状态表示任务当前的状态,如启动、未启动等.

·78·表2　查询Jenkins任务信息Table2　QueryingallJenkinstasksID12任务名称定时构建任务触发构建任务任务描述上午8点到下午6点期间,每隔2个小时构建一次每天下午15点触发构建空间控制技术与应用第47卷[2]　KOEHLERLEMANJ,WEITZNERBD,RENFREWP任务状态启动未启动tificsoftwaredevelopmentinadistributedcollaborativecommunity[J].PLoSComputationalBiology,2020,16(5):e1007507.D,together:elementsofsuccessfulscien-[3]　BELKADIF,TROUSSIERN,EYNARDB,-extendedenterprise[J].InternationalJournalonInter-laborationbasedonproductlifecyclesinteroperabilityforactiveDesign&Manufacturing,2010,4:169-179.该系统其它功能与查询Bug数据和Jenkins任务数据的过程类似,故不再赘述.[4]　chitecturemanagementspecification2.4　结　论本文分析了软件协同开发过程中数据集成存在的问题,并调研了开放式生命周期协作服务(OS-LC)LC规范用于数据集成的工作,结合工厂模式和OS-成抽象成公规范来设计数据集成接口共接口,工厂类根,将不同工具的数据集据传入的参数,创建所需的产品对象,再实现具体工具的数据集成,有利于优化软件系统体系结构.目前,以符合OSLC规范的Bugzilla缺陷管理系统和Jenkins持续集成工具的集成为例,以面向航天软件系统研发的Sun-wiseAEM式设计并实现了符合一体化研发管理平台为OSLC规范的数据集成载体,基于工系厂统模,实现了不同工具的数据集成.本文实现的数据集成系统只集成了Bugzilla缺陷管理系统和Jenkins持续集成工具两个工具,并没有对数据进行深入的分析和处理,无法对软件协同开发提供过多的帮助.当前,云计算、大数据与人工智能技术给软件协同开发也带来了巨大的改变,随着软件协同开发过程中各类数据的产生,包括数据集成系统在内的一体化研发管理平台需要进一步融合人工智能和大数据分析技术,为软件协同开发带来智能化服务.另外,数据安全/数据泄露事件频发,也使得数据安全成为数据集成领域的热点问题.一旦发生数据安全问题,对数据集成系统的影响将更加严重.因此,如何保障数据集成系统的数据安全也是下一步要考虑的问题.参　考　文　献[1]　刘冰信息化建设.航天产品,2015,(10)开发中的:37-38.软件过程控制与管理[J].reprocesscontrolandmanagementinaer-struction,2015,(10)productdevelopment:37-38.[J].InformatizationCon-open.1:specificationorg/oslc-domains[EB/OL/oslc-am].2018./v2.1http:/.∥-[5]　:OSLC∥n3.0:org/overviewoslc-core[/EBoslc-core/OL].v3.0/./[6]　angemanagementversion3.0:[7]　[EB/oslc-op/OL]./cm2020./:0/.∥-open-pro-specifi-specification[quirementsmanagementversion2.[8]　orgROBERTO/oslc-domainsEB//OL].oslc-rm2018./v2.1http:∥docs./.oasis-open.1:basedERTMSenvironmentN,STEFANOM,UGOG,-Software,/ETCS2020,controllersforsystem-level161:110478.[J].lfunctionalofSystemstestingandof[9]　SAADATMANDthetwoworlds[systemsM,C]engineeringBUCAIONI∥dtoolConferencebetweenintegra-onSoftwareEngineeringandAdvancedApplications.[10]　Verona,ationW,resourcesMØng[C]∥l-DrivenLisbon:MODELSWARD,Engineering[11]　葛萌　算技术与自动化,欧阳宏基.工厂设计模式的研究与应,2017,36(2):136-140.用[J].计GEmanagementM,reprocesscontrolandformatization李绍华系统的,设冯晶莹Construction,2017,36(2)aerospaceproductdevelopment[计[J]..基于抽电脑知象工识厂与模技式术的:136-140.J].In-[12]　,2017,科研项13目(20管)理:SH,gnabstractofscientificfactorypattern[projectJ].manage-Com-[13]　王志乐puterKnowledge,董军宇,and胡文Technology,2017,13(20)婷.基于抽象工厂模式:78-80.显示系统图形生成技术研究[J].计算机测的量机与载控

第2期赵　辉等:基于工厂模式的OSLC数据集成接口设计与实现∗制,2019,27(9):151-155+,DONGJY,chonairbornecockpitgraphicgenerationtechnologybasedonabstract2019,27(9):151-155+ypattern[J].ComputerMeasurement&Control,pattern[J].ElectronicTest,2020(9):88-89.·79·作者简介:赵辉(1983—),男,硕士生导师,研究方向为云计算与大数据;王开阳(1993—),男,硕士研究生,研究方向为多源数据集成;江云松(1979—),男,研究员,研究方向为航天器软件工程技术;高栋栋(1983—),男,高级工程师,研究方向为软件智能测试;李尚书(1997—),男,硕士研究生,研究方向为大数据;孟繁鑫(1998—),男,硕士研究生,研究方向为数据检索.[14]　甄超,邸海涛,吴晓斌,等.基于工厂方法模式嵌入式通信中间件设备管理框架设计与实现[J].电子测试,2020(9):ofdevicemanagementframeworkinembeddedcommunicationmiddlewarebasedonthefactorymethodZHENZ,DIHT,WUXB,andimplemen-DesignandImplementationofOSLCDataIntegrationInterfaceBasedonFactoryPatternZHAOHui1,WANGKaiyang1,JIANGYunsong2∗,GAODongdong2,LIShangshu1,University,Xi’an710071,gInstituteofControlEngineering,Beijing100090,Chinaentregionsneedtousedifferenttoolstoworktogether,-signofsoftwarecollaborativedevelopmentdatainterfacebasedontheopenservicesoflifecyclecollaboration(OS-abstractsdataintegrationofdifferenttoolintoaunifiedpublicinterface,soastorealizethedataintegrationofdif-LC)specificationishelntegrationferenttoolsviaaunifieddatainterfaceandspecification,whichisbeneficialtotheoptimizationofthewholesoft-amongdiaceisdesignedandimplemenract:Fortheresearchanddevelopmentofcomplexsoftwaresystem,theintegrationofBugzillaandJenkinsasanexample,adataintegrationsystembasedonftemrealizesthedataintegrationKeywords:factorypattern;OSLC;dataintegration;softwarecollaborativedevelopmentReceived:2020-11-16;Accepted:2021-01-22Foundationitem:NationalNatureScienceFoundationofChina(61972302),FundforAdvancedResearchofWeaponsandEquipment(61400020407),andTheFundamentalResearchFundsfortheCentralUniversities(JB210312)∗Correspondingauthor.E-mail:jiangyunsong@