基于Java的中间件的设计与实现
基于Java的中间件的设计与实现
作者：于虎
单位：三星通信研究院
班号：G08061
学号：GS0806126
摘要：简要介绍了中间件的定义和原理，在此基础上讨论了基于异构网络环境下的一个具体中间件项目的实现，并对其采用的关键技术和设计思想进行了分析。
关键词：Java；中间件；网络技术
Abstract：Middleware, is a layer of software between the network and the applications. This software provides services such as identification, authentication, authorization, directories, and security. In today's Internet, applications usually have to provide these services themselves, which leads to competing and incompatible standards. By promoting standardization and interoperability, middleware will make advanced network applications much easier to use.
The definition and principles of middleware are introduced．The implementation of a middleware project based
on heterogeneous network environment is discussed．Its key techniques and designing methods are analyzed．
Key words：JAVA；middleware；network environment
1 引言
随着计算机技术的飞速发展，各种各样的应用软件需要在各种平台之间进行移植，或者一个平台需要支持多种应用软件和管理多种应用系统，软、硬件平台和应用系统之间需要可靠和高效的数据传递或转换，使系统的协同性得以保证。这些，都需要一种构筑于软、硬件平台之上，同时对更上层的应用软件提供支持的软件系统，而中间件正是在这个环境下应孕而生。
由于中间件技术正处于发展过程之中，因此目前尚不能对它进行精确的定义。
比较流行的定义是：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通讯。
从中间件的定义可以看出，中间件是一类软件，而非一种软件；中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作；中间件是基于分布式处理的软件，定义中特别强调了其网络通讯功能。
2 中间件的定义和分类
中间件比较普遍接受的是IDC表述：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。该定义表明，中间件是一类软件，而非一种软件；中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作；中间件是基于分布式处理的软件，最突出的特点是其网络通信功能。如下图中间件的表示：
中间件的分类方法较多，按照IDC 的分类方法，中间件可分为六类。分别是数据访问中间件、远程过程调用中间件、消息中间件、交易中间件、对象中间件等。
数据访问中间件：是为了建立数据应用资源互操作的模式，对异构环境下的数据库实现联接或文件系统实现联接的中间件；
远程过程调用中间件：通过这种远程过程调用机制，程序员编写客户方的应用，需要时可以调用位于远端服务器上的过程；
消息中间件：用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性，进行相互通信，实现应用程序之间的协同；
交易中间件：是在分布、异构环境下提供保证交易完整性和数据完整性的一种环境平台；
对象中间件：在分布、异构的网络计算环境中，可以将各种分布对象有机地结合在一起，完成系统的快速集成，实现对象重用。
目前国内外有不少厂商都开发出自己的中间件产品，其中有全球最大的独立中间件厂商BEA公司，还有像IBM、Oracl e和Microsoft、HP、Sun等大厂商也早已涉足电子商务中间件。
主流方向，它提供一种通讯机制，透明地在异构的分布计算环境中传递对象请求，而这些对象可以位于本地或者远程机器。
面向对象标准原本只有一个，即CORBA(公共对象请求代理体系结构)，该标准由包括BEA、IBM、Oracle、Sun和Sybas e等公司在内的众多厂商一起制定，从而形成了一个庞大的CORBA联盟势力。后来，Sun推出了企业级JavaBeans(EJB)，用自己易使用的程序模型来对CORBA做出了改进。微软COM(Component Object Model，组件对象模型)的出现，使面向对象中间件市场里又多了一个标准，这样，面向对象中间件产品实际上形成了两大标准，一是微软的COM，一是JavaBeans。
从宏观上看，中间件可以分为3大类：
数据类：用于数据的存取、利用和增值，此类中间件用于构建以数据为中心的应用。
处理类：把分布在网络结点上的各个应用或处理连接在一起，形成一个统一的分布式应用。
分布式构件类：支持构件式应用，未来应用的发展方向，目前竞争激烈。
3 中间件的原理
由中间件的定义可看出，中间件的核心在于网络通信，将不同时期、不同操作系统上开发的系统集成起来，彼此协调工作，这是单一的操作系统、数据库系统无法解决的问题。目前国际互联网络中事实上的网络通信协议是TCP／IP协议，许多应用层协议均以该协议为基础。
Java语言可用于网络编程，提供了功能强大的网络支持，URL访问网络资源的类和Socket通信的类来满足不同的需求。客户基于服务器之间的使用的大部分通信都是基于TCP／IP协议中传输层接口Socket来实现的，它解决了两进程间通信的问题。Socket其实就是进程间点对点的通信，是网络编程的一个接口。Socket通信模式如图1所示。Socket因为是基于传输层的，所以是比较原始的通信协议。通过Socket的数据表现形式为字节流，因此，通信双方要想完成某项具体应用必须按照双方约定的方式进行数据的格式化和解释。虽然使用Socket编程相对比较麻烦，但是它具有更强的灵活性和更广泛的使用空间。
Socket由主机地址、端口号、协议种类构成。一般一个主机会提供多种服务，一个服务会由一个或多
个进程来实现，而每个进程会由端口号来标识，它是网络协议软件和与应用程序打交道的结合点。这样网络环境下的进程间通信，必须指定主机地址、端口号、协议种类。
4 中间件的设计实现
4．1 示例
现以某自来水公司收费系统的一个子系统为例来阐述中间件的设计实现。该子系统的架构与部署如图2所示。水费由各银行网点代收，银行网点1到银行网点由于历史原因，各银行网点的终端机软硬件环境不尽相同，采用了不同的编程语言和技术来实现，子系统在原来系统的基础上进行二次开发，新增的中间件部署在各个服务器上，利用Socket与各网点的终端机进行信息的交互，中间件将从各终端发来的字节流转换为字符串再传给后台的数据库处理，数据库处理完后将结果以字符串形式返回给中间件，中间件再将该字符串信息转换为字节流返回给各银行网点的终端处理。
在Java中，用数据流表示字节级的通信，数据流是发送和接收信息(数据字节)的管道。以流来表示网络上文件之间，甚至应用程序之间的通。Java流分为字符流和字节流。二者的区别是字符流处理的单元为2个字节的Unicode字符，分别操作字符、字符数组或字符串，而字节流处理单元为1个字节，操作字节和字节数组。Java内用
Unicode编码存储字符，字符流处理类负责将外部的其他编码的字符流和Java内Unicode字符流之间的转换[3]。设计系统时，必须选择正确的流，对应不同的流，需要不同的流构建器或流过滤实现。
4．2 配置文件
由于中间件会部署在不同的服务器上，因此要允许一些环境参数由用户修改设置。中间件也可能部署在不同的语言环境中，一些提示信息是中文还是英文以及提示内容均可由用户修改定制。这些都由配置文件来存储。例如以下一些参数存放在SysConfig．properties文件中。
# DataBase parameters
DBServer=192．168．17．12
DBPassword=test
# Message Informa tion
Msgl=正在连接服务器
M sg2=connecting to server
类SysConfig用于读取该配置文件中存储的参数。
public class SysConfig extends Properties
{
private static SysConfig instance =null;
public static synchronized void initialize(Properties props)
{／／单例模式
if(instance!=nul1){return;}
instance=new SysConfig(props);
}
protected static synchronized void initialize()
{
if(instance!=nul1){return;}
Properties props =new Properties();
File sysConfigName=null;
FileInputStream is = null;
try { sysConfigName = new File (“sysconfig.file ”);
is =new FileInputStream (sysConfigName);
}
catch(FileNotFoundException e){ }
if(is==nul1) {System．Err.println(“Error：SysConfig file not found!”);}
try {props.1oad(is);}
catch (IOException e){ }
try {is.close();}
catch (IOException e){}
initialize(props);
}
public static SysConfig instance(){
if(instance==nul1){initialize();}
return instance;
}
//其余略
}
比如要取出数据库服务器的值，只需调用该语句即可取得： SysConfig．instance ()．getProperty(”DBServer”)。
4．3 核心部分
Java用2个套接字类：Java．net．Socket和Java．net．ServerSocket支持TCP套接字。当编写与服务器连接的客户软件时，应使用Socket类。当编写绑定到本地端口，以提供服务器的服务器软件时，应该使用ServerSocket类。本中间件的作用就是响应多个银行终端的Socket连接，所以应使用ServerSocket类，并且要提供多线程服务。runMiddleServer()方法的作用就是创建服务器套接字，并且绑定到某个本地端
构造函数ServerSocket(int port，int numberOf Clients)的作用就是把服务器套接字绑定到指定端口，因此远程客户程序可以定位TCP服务。在默认情况卞，队列的大小设置为5O个套接字服务，第二个参数作用就是重设客户套接字数目一。
public void runMiddleServer(){
try{
int maxClients=Integer.parseInt(SysConfig.instance().getPropaty(“MaxClients”)); listenSocket= new ServerSocket(Integer.parselnt(SysConfig.Instance().getProperty
(“ServerPort”))，maxClients);
for(int i=0;i< maxClients;i++ ){
new Thread(new Handier(1istenSocket)).start();
／／以下对数据库初始化代码略
}
}catch (Exception eof){}
)／／end of runserver
当某个终端与中间件连接，中间件将单独产生一个线程与该终端交互，该线程负责与后台数据库交互并完成数据的接受与发送，中间件的核心工作由该线程完成。以下是该线程主要代码：
class Handler extends Thread{
ServerSocket servSocket;
Socket clientSocket;
OutputStream out;
InputStream in;
public Handier(ServerSocket servSocket)throws IOException{
this.servSocket= servSocket;}
public void run(){
while(true){
try{
synchronized(servSocket)
{
clientSocket=servSocket.accept();
numThreads--;
//当联接客户端数量超过中间件预设数，转入以下处理
if(numThreads==O)
new ListenerHandler(1istenSocket);//可关闭当前请求或临时新打开一个线程处理该请求
}
out=clientSocket．getOutputStream ();
out．flush();
InputStream in =clientSocket.getlnputStream();
InputStreamReader read= new InputStreflmReader(in);
String response= “”;
………
//以下是数据接收与发送部分
while(true){
if(read．ready()){
byte[]inData=new byte[50];
in.read(inData);
int i=0;
for(int j=inData.1ength;j>O;j--){
if((char)inData[i]!=O)
i+ + ;
else
break;
}
response=result.substring(O,i);
response=DbProcess.func(response);
//将字符串传人后台数据库处理并返回结果，由类DbProcess完成，代码略。
byte[] outData=new byte[50];
outData=response．getBytes();
out．write(outData);
out．flush();
//关闭流及Socket略
}
}
}catch(Exception eof){}
}
}
}
5 分析
以上数据接收与发送部分，成功地解决了Java与其他语言如C语言等在网络环境下交互时数据正确传送和转换问题。由于网络下传输的是字节流，所以程序中以字节数组接受原始的数据流，然后通过String类构造函数String(byte[]bytes)将字节流转换为字符串。在发送数据时，必须先将字符串转化为字节流，这样在用C等其他语言客户端就可以正常接收。
6 总结
JAVA消息服务为企业系统集成、电子商务等各种大规模分布式应用提供了强大的支持，同时也为各种不同MOM 产品的互操作提供了统一的框架。本文比较简单地讨论了基于java的中间件的设计及实现，在现实中，无论是产品还是服务的开发都是比较复杂的，因此本文只是一个简单的微缩版，在现实中具体问题还需要具体分析。
参考文献：
【1】杨新平，周咏梅．中间件的原理与应用
【2】Sun Microsystems, Inc., Mountain View CA, U.S.A. Java Message Service, Nov. 1999. 【3】郭洪锋．网络数据流的Java处理．
【4】王洪君，王瑞军．一种基于Socket通信模型的Java语言实现
华为公司详细设计方案模板
XXX软件详细设计说明书 Prepared by 拟制Date 日期 2010-11-23 Reviewed by 评审人Date 日期 Approved by 批准Date 日期
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目录 1引言 (1) 1.1编写目的 (1) 1.2背景 (1) 1.3参考资料 (1) 1.4术语定义及说明 (1) 2设计概述 (1) 2.1任务和目标 (1) 2.1.1需求概述 (1) 2.1.2运行环境概述 (1) 2.1.3条件与限制 (1) 2.1.4详细设计方法和工具 (2) 3系统详细需求分析 (2) 3.1详细需求分析 (2) 3.2详细系统运行环境及限制条件分析接口需求分析 (2) 4总体方案确认 (2) 4.1系统总体结构确认 (2) 4.2系统详细界面划分 (2) 4.2.1应用系统与支撑系统的详细界面划分 (2) 4.2.2系统内部详细界面划分 (3) 5系统详细设计 (3) 5.1系统结构设计及子系统划分 (3) 5.2系统功能模块详细设计 (3) 5.3系统界面详细设计 (3) 5.3.1外部界面设计 (3) 5.3.2内部界面设计 (4) 5.3.3用户界面设计 (4) 6、数据库系统设计 (4) 6.1设计要求 (4) 6.2 信息模型设计 (4) 6.3 数据库设计 (4) 6.3.1 设计依据 (4) 6.3.2 数据库选型......................................... 错误！未定义书签。 6.3.3 数据库种类及特点 (4) 6.3.4 数据库逻辑结构 (4) 6.3.5 物理结构设计 (4) 6.3.6 数据库安全 (4) 6.3.7 数据字典 (5) 7 信息编码设计 (5) 7.3 代码结构设计 (5) 7.4 代码编制 (5)
通信中间件设计
通信中间件产品设计 一、概述 (1) 二、背景需求 (2) 三、通信中间件的设计思想 (3) 四、通信中间件的设计 (4) （一）总体设计 (4) （二）分层设计 (5) （三）通信中间件的数据流程 (6) 五、中间件的应用和发展 (7) 一、概述 基于嵌入式系统的跨平台实现互通、互连、互操作及通用性的特殊要求，我们根据中间件的设计思想计划研制开发多种基于嵌入式技术的各设备之间进行网络互连的通信中间件产品。 通信中间件产品的设计思想、设计过程以及通信流程进行了介绍。
二、需求分析 工业测量和控制设备在工业控制领域的应用越来越广泛，几乎涵盖了工业控制领域的各个方面。而作为工业测量和控制的基本单元，通信的功能是十分必要的。通过网络将设备与远程控制台联结起来，可以实现将运行期间采集到的数据发送至控制台，工程人员也可以对设备进行配置与监控。 测控设备使用了很多的接口与系统连接，例如RS-232、485、USB、Ethernet模拟量等接口。通过这些接口可以实现设备与设备之间、设备与系统之间、系统与系统之间的互通互连。可以看出，通信要求在不同的系统体系、不同的通信模块、不同的通信接口之间实现的，但是由于现在各种接口有着各自的通信协议，相互之间没有一种通用的软件协议。在系统设计中还必须考虑接口协议、具体的芯片结构，这给应用系统和软件开发带来了很大的不便。 为了更好地开发和应用在异构平台上运行的系统软件，解决系统与式设备、设备与设备之间的互通互连和互操作的问题，需要根据网络体系结构技术思想研制开发多种标准的、独立于通信介质、支持多种设备、多种系统的通信中间件产品。 通信中间件产品基于不同介质、不同电气特性和不同协议的网络、设备之上，屏蔽了不同通信接口的差异，能够对各种标准的数据传输接口进行透明转换传输。
网络爬虫的设计与实现(完整版)
网络爬虫的设计与实现
摘要 网络爬虫将下载的网页和收集到的网页信息存储在本地数据库中以供搜索引擎使用，它是一个专门从万维网上下载网页并分析网页的程序。随着网络的快速发展，人们对搜索引擎的要求也越来越高，而网络爬虫的效率直接影响着搜索引擎的质量。 本课题研究的是通用网络爬虫，它是从一个或若干个初始网页的链接开始进而得到一个链接队列。伴随着网页的抓取又不断从抓取到的网页中抽取新链接放入到链接队列中，直到爬虫系统满足了停止条件。该课题主要涉及到了缓冲池技术，多线程技术，套接字技术，HTTP和SSL协议，正则表达式，Linux网络编程技术，PHP+Apache的使用等相关技术。 本说明书叙述的网络爬虫是以Linux C实现的，加以PHP语言编写的界面使用户更加方面的操作，利用Shell脚本和Apache服务器使得爬虫系统和界面很好的结合在一起。 关键词：网络爬虫缓冲池正则表达式 SSL协议多线程
目次 1 引言 (1) 1.1 课题选题背景 (1) 1.2 课题研究的意义 (2) 2 需求分析 (3) 2.1 功能需求分析 (3) 2.2 系统性能分析 (4) 3 系统设计 (5) 3.1 系统工作流程图 (5) 3.2 数据结构设计 (6) 3.3 系统各功能流程图 (7) 4 系统实现 (10) 4.1 相关技术分析 (10) 4.2 系统功能模块的实现 (11) 5 测试与结果 (17) 结论 (23) 致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献. (24)
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基于Java的中间件的设计与实现 作者：于虎 单位：三星通信研究院 班号：G08061 学号：GS0806126
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《物联网中间件设计》课程教学大纲
《物联网中间件设计》课程教学大纲 课程类型:专业限选课课程代码: 课程学时: 46学分: 2 适用专业:物联网工程专业 开课时间: 二年级四学期开课单位: 电气与电子工程学院 大纲执笔人: 吴德林大纲审定人:陈吹信 一、课程性质、任务： 无线射频识别技术（RFID）作为物联网中间件技术，被誉为21世纪最有应用和市场前景的十大技术之一，是物联网技术中的核心和关键技术。该课程从RFID技术的原理出发，阐述电感耦合、电磁波、射频采样和编解码，进而介绍了天线、读卡器的原理，同时详细分析了RFID标准和体系结构，以及几种常用的射频技术在各种市民卡、社保卡、公交卡、身份证中的应用，也分析了常用的高频和超高频中的应用，讲述了应用时读卡器、应答器和天线的设计，并提供了软、硬件实现的方法，以及典型芯片的使用方法，为促进该技术快速进入生产、生活打下基础。 通过本课程的学习，使学生了解常见的自动识别技术的基本工作原理、性能指标；掌握射频识别技术的原理、分类和性能指标；掌握射频识别系统的通信基本原理、完整性和安全性措施；掌握电子标签的组成结构；掌握读写器的组成结构；掌握射频识别技术的标准体系与主要的标准；掌握射频识别应用系统的设计与开发流程。 无线射频识别技术在学生能力方面，能够让学生理解和应用射频技术的基本知识；能够分析射频识别系统的基本实现原理；能够分析 RFID 系统数据传输时遇到的问题；面对不同的 RFID 应用，能够分析得到合理的硬件选型参考；能够利用 MATLAB 等仿真软件设计合理的 RFID 通信性能仿真实验；能够选择恰当的开发平台与软硬件进行 RFID 应用系统的设计与开发；能够对不同的 RFID 产品性能指标进行分析与评价；能够对 RFID 通信编码与调制、防碰撞算法性能进行仿真评价；能够对 RFID 应用系统功能进行测试与评价。 二、课程教学内容 1）教学内容、目标与学时分配
高性能网络爬虫系统的设计与实现
2019年4月 件实力较强的大型企业,应该在这方面做出更多的努力和贡献,推动小基站的发展走向成熟。 3总结 目前,各厂商相继推出了自家第一代或第二代小基站产品,系统也日渐完善,预计后续将会有更丰富的产品形态面市。运营商深度覆盖将在2015年逐步展开,2016年开始增量,2017年完成大部分场景的覆盖。小基站是深度覆盖的有效发展方案,针对这一工程项目的建设发展,还需要解决一些关键性问题,才能推动小基站建设的有效实现,切实提升通信质量和效率。 参考文献 [1]唐耀生.LTE数字直放站在深度覆盖中的施工方案研究[J].江苏通信,2017,33(03):48-50+54. [2]袁康鹏,赵霞,王业通,俞沁璐.网络数据在数字直放站中融合传输 的设计[J].系统仿真技术,2015,11(01):57-62+68. [3]梁长松.基于MIMO的LTE数字直放站技术研究及系统应用[J].电 子世界,2013(17):14-15. [4]李学易,郝禄国,杨建坡,马绍轩.同频数字直放站回波干扰消除器 的设计[J].电视技术,2010,34(07):16-19. [5]李莉金,梅顺良.数字直放站锁相源的杂散问题解决方案[J].微计算 机信息,2008(15):1-2+8. [6]任姝婕,吴泽民,都明,郑军.3G数字直放站传输接口标准的分析[J].现代电子技术,2005(23):7-9+13. 收稿日期：2019-3-11 高性能网络爬虫系统的设计与实现 宗靖芯（西安交通大学附属中学，陕西省西安市710043） 【摘要】随着互联网的迅速发展，网络承载着大量的信息，但在这些信息里如何有效的提取并利用它们成为技术发展的关键点。因为用户在使用互联网的时候经常有不同的检索要求，但是检索引擎所返回的结果中往往含有许多用户不关心的网页及信息,所以定向抓取相关网页的爬虫系统应运而生。但是现在网络上的主流爬虫系统有的配置复杂，用户难以上手如Heritrix，或有的只能爬取特定字段，限于个别浏览器使用。所以为了优化爬虫系统，本文提出了一套高性能的定向网络爬虫系统，意在提高爬取数据的效率和准确度，并在初步实验中取得了较好成果。 【关键词】分布式；高可用；网络爬虫 【中图分类号】TP391.3【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）04-0078-02 1引言及研究背景 随着互联网技术的迅速发展,网络承载了大量的信息,如何有效地提取并利用这些信息成为一个巨大的挑战。在众多传统的搜索引擎如Google Yahoo Alta Vista等,这些常用辅助人们检索信息的工具作为访问互联网的渠道和入口,也有一定的局限性。比如:①检索引擎所返回的结果中往往含有许多用户不关心的网页及信息;②在进行网络检索时,我们希望的是尽可能大的网络覆盖率,但是在有限的搜索引擎服务器资源和无限的网络数据资源之间由于资源配置的不同,所以他们之间的矛盾进一步加深。为了解决以上问题,定向抓取相关网页资源的爬虫系统应运而生。 爬虫系统可以自动下载相关网页,根据相应的信息及人们发出的指令制定所要抓取目标。它可以有选择性的访问互联网上的网页与相关的链接,然后再解密出所需要的信息数据。在经过了实践研究以及用户上手的市场调研后,网络爬取逐渐从通用爬虫转变到聚焦爬虫。在不断进化的过程中,爬虫系统起先并不那么追求较大的网络发概率,而是将目标定为爬取与某一特定主题内容相关的信息,并为主体的用户准备查询的数据资源。 从爬虫技术发展的历史来看,第一个爬虫程序诞生于1993年,是由麻省理工学院的学生马休·格雷所编写。此时爬 虫只是一种自动抓取网页信息的机器人的简称,但格雷在写爬虫程序时,起初目的却并不是为了做搜索引擎,但是却为搜索引擎发展提供了坚实的基础。在搜索引擎技术发展中爬虫的算法越来越复杂,在设计中逐渐向多策略、负载均衡及大规模增量抓取等方面来发展。爬虫算法的优化成果,可以涉及到整个互联网中。而且有些被删除的网页也可以通过爬虫程序内的“网页快照”功能实现访问及恢复。 爬虫的应用前景也十分广阔。比如将爬虫应用到数据挖掘中,来获取数据背后隐藏的价值信息;高性能的爬虫技术在处理海量的数据时往往发挥十分重要的作用。而且分布式技术的应用也能帮助处理海量数据,并当数据存储较散不能集中到一起时发挥重要的集群及搜寻作用。未来爬虫也将在人工智能、模式识别和机器学习等领域大展身手。 2现有爬虫系统的分析 现有的网络爬虫系统有很多如Watij、JRex、JSoup再到后来的Htpp Client和目前的Html Unit,这些系统各有优劣,其中用来评判的标准大多为同一网页的获取时间、解析时间、存储信息时对内存和CPU的占用,及是否支持脚本等。爬虫系统可以应用在大规模的数据爬取,可以从网页中抓取各式各样自己需要的数据,相当于能够自动访问互联网并将网站内容下载下来的程序或脚本,也相当于一个没有图形页面的独立浏览器。 但是因为爬虫系统运行时间过长,所以如果它没有良好的框架结构,就会影响到后续数据的存储。主流爬虫系统的缺点有:①系统严重依赖XPath,不能判别所爬取信息的重要度和价值;②爬虫采用插件模式,系统在每个站点都设置了一个插件,可以用此来保证爬取数据的准确性,但是由于爬取广度小所以系统缺乏在大规模的网络中爬取的能力;③系统不支持集群化的数据处理;④在爬取时由于采用关系型数据库,所以没有使用NOSQL固定的数据库;⑤系统不支持robots协议可能侵犯信息所有人权益所以基于以上缺点,我提出了一种高性能的分布式网络爬虫模型。 3实验思路 3.1模板爬虫的框架策略 通信设计与应用78
基于Python对网络爬虫系统的设计与实现
2019.02 1概述 网络信息技术的快速发展使得越来越多人开始重视 网络爬虫技术的应用,使用网络爬虫技术,能够在短时间内找到网页中自己想要的内容,然后再直接返回给广大用户所需要使用的信息数据,使用这种技术在某种程度上能够节省更多人力和物力。近些年,随着网络信息技术的快速发展,使爬虫技术逐渐成为搜索引擎中的重要内容。例如,百度和谷歌都是比较常用的搜索引擎,通过这些搜索引擎能够访问互联网中的各种资源。 2Python 语言 Python 语言是一种比较常用的开发网址工具,这种 语言自身具有非常强大功能。近些年,随着互联网行业 的快速发展,各种行业自身都需要拥有自己的网址,这就给Phthon 语言的应用提供了很大发展机会。Python 语言能够兼容各种不同类型的操作系统[4]。站在网址开发的角度上分析来说Python 是属于面向对象语言,这种编程语言能够在短时间内实现对象编程,Python 属于解释性语言,整体通过简单的语法与动态输入有力支持,使得Python 逐渐成为各种操作系统平台上常用的脚本语言之一,特别是那些追求高性能的综合应用程序开发过程中Python 语言占有重要地位[5]。除此之外,Python 在某种程度上还提供了网络综合信息协议数据库,这种语言能够在短时间内对各种网络协议进行抽象封装。因此,程序员只有集中各方面精力运用合理的程序逻辑来进行管理才能够完善Python 语言模式,并且在短时间内还能够提升整个网址的开发速度。 3 基于Python 对网络爬虫系统的设计与实现 3.1网络爬虫系统设计需求 网络爬虫(又被称为网页蜘蛛,网络机器人),爬 虫就是模拟客户端发送网络请求,接收请求响应,按照 一定的规则,自动地抓取互联网信息的程序。网络爬虫系统设计是一项纷繁复杂的综合性工作,在对其进行设计过程中常常会面临各种不同类型的问题。通常情况下,这些问题主要表现在以下几个重要方面: (1)网 址链接资源提取,网址一般是指依据互联网上相关规则使用HTML 等工具制作来展示整个网址资源的集合。另外,广大民众还可以通过网站寻找到自己想要的一些内容或者发布一些自己需要的相关重要信息。然而,网址的提取并非一件容易的事情,相关工作人员可以先对网址进行初始化操作,然后通过网页分析能够在短时间内提取到更多新的网址链接。 (2)下载需要提取的重要 网址界面,网址里边涵盖的内容种类非常多。 (3)网 址管理,网址种类非常多,这就给相关维护工作人员带来了很大压力和挑战,因此,相关工作人员应该综合其他各方面因素去考虑和分析,通过使用科学、合理的方法来加强网址的综合管理,正确的网址管理在某种程度上能够有效预防各种网址重复现象发生。 (4)网页内 容分析和管理,网页管理是一项纷繁复杂的系统性工作。因此,相关工作人员应该投入更多时间和精力加强网页的综合管理,在对网页内容进行管理过程中,相关工作人员必须把各种不同类型的信息数据存入到数据文件当中。 3.2网络爬虫相关Python 数据模块 (1)网址管理器,网址管理是一项复杂的工作。通 常情况下,网址管理方法种类可以分为以下3个重要方 作者简介：陆树芬(1965-),女,讲师,研究方向:网络搭建及编程、大数据技术与应用专业建设及人才培养模式。 收稿日期：2018-11-17 基于Python 对网络爬虫系统的设计与实现 陆树芬 （贵州航天职业技术学院，贵州遵义563000） 摘 要:网络信息技术持续不断快速的发展，越来越多人开始关注Python 对网络爬虫系统的设计。然而，各种网址信息数据提取是一项复杂的工作，通过使用网络爬虫技术，能够在短时间内提取到各种有价值的信息数据，介绍Python 语言，讲解了基于Python 对网络爬虫系统的设计与实现。关键词:搜索引擎；Python 语言；网络爬虫；贴吧 26
网络爬虫设计与实现毕业设计论文
毕业设计（论文）说明书 题目：网络爬虫设计与实现 学院软件学院 专业软件工程
毕业设计（论文）任务书题目：网络爬虫设计与实现
独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二〇一〇年九月二十日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 二〇一〇年九月二十日
一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。） 互联网是一个庞大的非结构化的数据库，将数据有效的检索并组织呈现出来有着巨大的应用前景。搜索引擎作为一个辅助人们检索信息的工具成为用户访问万维网的入口和指南。但是，这些通用性搜索引擎也存在着一定的局限性。不同领域、不同背景的用户往往具有不同的检索目的和需求，通用搜索引擎所返回的结果包含大量用户不关心的网页。所以需要一个能基于主题搜索的满足特定需求的网络爬虫。 为了解决上述问题，参照成功的网络爬虫模式，对网络爬虫进行研究，从而能够为网络爬虫实现更深入的主题相关性，提供满足特定搜索需求的网络爬虫。 二、参考文献 [1]Winter．中文搜索引擎技术解密：网络蜘蛛 [M]．北京：人民邮电出版社，2004年． [2]Sergey等．The Anatomy of a Large-Scale Hypertextual Web Search Engine [M]．北京：清华大学出版社，1998年． [3]Wisenut．WiseNut Search Engine white paper [M]．北京：中国电力出版社，2001年． [4]Gary R.Wright W.Richard Stevens．TCP-IP协议详解卷3：TCP事务协议，HTTP，NNTP和UNIX域协议 [M]．北京：机械工业出版社，2002 年1月. [5]罗刚王振东．自己动手写网络爬虫[M]．北京：清华大学出版社，2010年10月. [6]李晓明，闫宏飞，王继民．搜索引擎：原理、技术与系统——华夏英才基金学术文库[M]．北京：科学出版社，2005年04月.
(精品)网络爬虫的设计与实现毕业论文
摘要 网络爬虫是一种自动搜集互联网信息的程序。通过网络爬虫不仅能够为搜索引擎采集网络信息，而且可以作为定向信息采集器，定向采集某些网站下的特定信息，如招聘信息，租房信息等。 本文通过JAVA实现了一个基于广度优先算法的多线程爬虫程序。本论文阐述了网络爬虫实现中一些主要问题：为何使用广度优先的爬行策略，以及如何实现广度优先爬行；为何要使用多线程，以及如何实现多线程；系统实现过程中的数据存储；网页信息解析等。 通过实现这一爬虫程序，可以搜集某一站点的URLs，并将搜集到的URLs 存入数据库。 【关键字】网络爬虫；JAVA；广度优先；多线程。
ABSTRACT SPIDER is a program which can auto collect informations from internet. SPIDER can collect data for search engines, also can be a Directional information collector, collects specifically informations from some web sites, such as HR informations, this paper, use JAVA implements a breadth-first algorithm multi-thread SPDIER. This paper expatiates some major problems of SPIDER: why to use breadth-first crawling strategy, and collect URLs from one web site, and store URLs into database. 【KEY WORD】SPIDER; JA V A; Breadth First Search; multi-threads.
网络爬虫的设计与实现(完整版)
网络爬虫的设计与实现(完整版)
网络爬虫的设计与实现
摘要 网络爬虫将下载的网页和收集到的网页信息存储在本地数据库中以供搜索引擎使用，它是一个专门从万维网上下载网页并分析网页的程序。随着网络的快速发展，人们对搜索引擎的要求也越来越高，而网络爬虫的效率直接影响着搜索引擎的质量。 本课题研究的是通用网络爬虫，它是从一个或若干个初始网页的链接开始进而得到一个链接队列。伴随着网页的抓取又不断从抓取到的网页中抽取新链接放入到链接队列中，直到爬虫系统满足了停止条件。该课题主要涉及到了缓冲池技术，多线程技术，套接字技术，HTTP和SSL协议，正则表达式，Linux 网络编程技术，PHP+Apache的使用等相关技术。 本说明书叙述的网络爬虫是以Linux C实现的，加以PHP语言编写的界面使用户更加方面的操作，利用Shell脚本和Apache服务器使得爬虫系统和界面很好的结合在一起。 关键词：网络爬虫缓冲池正则表达式 SSL协议多线程
目次 1 引言 (1) 1.1 课题选题背景 (1) 1.2 课题研究的意义 (2) 2 需求分析 (3) 2.1 功能需求分析 (3) 2.2 系统性能分析 (4) 3 系统设计 (5) 3.1 系统工作流程图 (5) 3.2 数据结构设计 (6) 3.3 系统各功能流程图 (7) 4 系统实现 (10) 4.1 相关技术分析 (10) 4.2 系统功能模块的实现 (12) 5 测试与结果 (18) 结论 (24) 致谢 ........................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献 (25)
通信中间件设计
通信中间件设计 通信中间件产品设计 一、概 述 ..................................................................... .................... 1 二、背景需 求 ..................................................................... ............. 2 三、通信中间件的设计思 想 .......................................................... 3 四、通信中间件的设 计 (4) ,一,总体设 计 ..................................................................... (4) ,二,分层设 计 ..................................................................... (5) ,三, 通信中间件的数据流 程 (6) 五、中间件的应用和发 展 (7) 一、概述 基于嵌入式系统的跨平台实现互通、互连、互操作及通用性的特 殊要求～我们根据中间件的设计思想计划研制开发多种基于嵌入式技
术的各设备之间进行网络互连的通信中间件产品。 通信中间件产品的设计思想、设计过程以及通信流程进行了介 绍。 二、需求分析 工业测量和控制设备在工业控制领域的应用越来越广泛～几乎涵盖了工业控制领域的各个方面。而作为工业测量和控制的基本单元～通信的功能是十分必要的。通过网络将设备与远程控制台联结起来～可以实现将运行期间采集到的数据发送至控制台～工程人员也可以对设备进行配置与监控。 测控设备使用了很多的接口与系统连接～例如RS-232、485、USB、 接口。通过这些接口可以实现设备与设备之间、Ethernet模拟量等 设备与系统之间、系统与系统之间的互通互连。可以看出～通信要求在不同的系统体系、不同的通信模块、不同的通信接口之间实现的～但是由于现在各种接口有着各自的通信协议～相互之间没有一种通用的软件协议。在系统设计中还必须考虑接口协议、具体的芯片结构～这给应用系统和软件开发带来了很大的不便。 为了更好地开发和应用在异构平台上运行的系统软件～解决系统与式设备、设备与设备之间的互通互连和互操作的问题～需要根据网络体系结构技术思想研制开发多种标准的、独立于通信介质、支持多种设备、多种系统的通信中间件产品。 通信中间件产品基于不同介质、不同电气特性和不同协议的网络、设备之上～屏蔽了不同通信接口的差异～能够对各种标准的数据传输接口进行透明转换传输。 2 三、通信中间件的设计思想 通信中间件是位于系统平台和设备硬件平台,通信介质/协议,之间解决系统网络互连的中间适配层～如图所示。该层向下屏蔽掉硬件网络通信接口平 台,RS232/485、USB、以太网、Modem等,的差异～即基于不同介质、不同电气特性
架构,框架,模式,构件,组件,中间件之间区别
1．什么是架构？ 架构、框架、模式是一种从大到小的关系，也是一种组合关系。 架构一般针对一个行业或一类应用，是技术和应用完美的结合。 框架因为比较小，很多表现为中间件，框架一般是从技术角度解决同类问题，例如J道数据增删改查框架就解决了所有数据库系统中大量数据增删改查的功能开发，框架是从技术的横切面去解决实际应用问题。 模式则更小了，越小越灵活，可重用的范围更广。 一个框架可能使用了多个模式，而一个架构有可能应用了多个框架，这样一个大型系统的设计基本从主骨干到骨架基本能够被设计者考虑设计到，也可以想见，一个系统被细化成了很多工作量，例如一个部分细化到工厂模式，那么就可以要求程序员实现工厂模式的代码即可。 由此，控制了大型软件质量，也提高开发效率，同时使得项目变得易于管理和协同，由此可见，一个大型项目的架构设计非常重要。 什么是框架？ ?? 框架，即framework。其实就是某种应用的半成品，就是一组组件，供你选用完成你自己的系统。简单说就是使用别人搭好的舞台，你来做表演。而且，框架一般是成熟的，不断升级的软件。 什么是模式？ 模式，即pattern。其实就是解决某一类问题的方法论。你把解决某类问题的方法总结归纳到理论高度，那就是模式。 ? Alexander给出的经典定义是：每个模式都描述了一个在我们的环境中不断出现的问题，然后描述了该问题的解决方案的核心。通过这种方式，你可以无数次地使用那些已有的解决方案，无需在重复相同的工作。 ? 模式有不同的领域，建筑领域有建筑模式，软件设计领域也有设计模式。当一个领域逐渐成熟的时候，自然会出现很多模式。 ? 什么是构件？ 构件（component）是可复用的软件组成成份，可被用来构造其他软件。它可以是被封装的对象类、类树、一些功能模块、软件框架（framwork）、软件构架（或体系结构Architectural）、文档、分析件、设计模式（Pattern）等。构件分为构件类和构件实例，通过给出构件类的参数，生成实例，通过实例的组装和控制来构造相应的应用软件，这不仅大大提高了软件开发者的开发效率，也大大提高了软件的质量。