基于微服务架构的国有资产管理系统设计与实现

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论文字数:37633 论文编号:sb2022070914363248949 日期:2022-07-15 来源:硕博论文网

本文是一篇计算机论文,论文首先介绍了国有资产管理系统和微服务架构的核心概念、国内外研究现状及相关组件,并介绍了微服务应用开发所需的技术栈;而后根据国有资产管理的需求分析进行了数据库和系统功能设计,并将系统划分为资产管理、资产运营、虚拟公物仓、资产定位、资产监管这五个功能模块;最后基于Spring Cloud Alibaba技术栈完成了微服务架构搭建,采用Spring Boot开发框架、Mybatis Plus技术框架、Oracle数据库、Redis数据库、Rabbit MQ消息队列等技术完成了各个微服务应用的开发与集成工作,并基于Jenkins和Docker虚拟化容器技术完成了微服务应用的部署及持续集成。
第一章绪论
1.1研究背景与意义
1.1.1研究背景
进入21世纪后,虽然我国的国有资产管理体系经过不断的研究和改革,初步形成了一整套国有资产管理模式,但却仍然存在着资产经营机制不完善、资产产权管理混乱、管理职责不明确等一系列问题亟待解决。为减少国有资产流失,进一步以电子信息化手段优化完善国有资产管理体制十分有必要。
烟台市国有资产运营管理中心于2018年设立,首个目标就是查明烟台市国有资产家底。通过实施国有资产的信息化管理,实现国有资产数据的实时监管,提高数据的真实有效性,加深对烟台市国有资产的了解。考虑到国有资产数据体量庞大、种类繁多而且权属情况复杂,选择低耦合、高扩展、高性能的软件架构来进行系统开发尤为重要。
随着云计算、虚拟容器技术、自动化运维等技术的快速发展,计算机应用的规模和复杂性逐步增加,以微服务架构为代表的分布式开发模式得以实现并逐渐代替单体开发模式成为业界主流[1-2]。微服务架构作为一种分布式系统结抅,有效的解决了单体架构存在的耦合度高、扩展性差、负载能力差的问题,通过将应用系统拆分为若干个独立的服务并结合虚拟化容器技术实现了系统的自动化部署、监管以及扩展,尤其适合应用于数据量庞大的高并发应用场景,基于微服务架构去实现国有资产数据的信息化管理尤为合适。
本课题旨在依据现有技术标准,结合国有资产运营管理中心的工作特点,基于微服务架构设计并实现科学高效的国有资产运营管理信息系统,实现以信息化手段管控国有资产数据,最终达到“一张国有资产蓝图”、“一个国有资产管理系统”的总要求。
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1.2国内外研究现状
1.2.1国有资产管理系统研究现状
国内的国有资产管理系统研发工作始于财政部在上世纪90年代末着手设计的“金财工程”信息系统,在此之后财政部在21世纪初开始启动行政事业单位国有资产管理信息软件的研发工作,用以替代各行政事业单位原有的传统国有资产管理方式。经过20年的发展和完善,国内众多软件公司都先后组织团队开始进行国有资产管理系统的设计与开发并取得了一定的成就[3],行业内人员的设计水平和开发能力都取得了较大进步[4-5],并且涌现出金蝶软件等一批优秀的专业性技术团队。但是,目前我国的国有资产管理系统成果无论是科学性还是先进性都在一定程度上落后于国外发达地区,主要表现为[6-7]:
(1)目前的国有资产管理系统采用的软件架构较为老旧,大多还采用着传统的单体应用架构、垂直应用架构、SOA架构。单体应用架构将所有代码集中在同一个应用中,导致代码耦合度过高难以维护扩展;垂直应用架构通过将系统拆分为多个应用来降低了代码耦合,但是应用间过于独立难以交互且功能会有大量重叠;SOA架构通过引入注册中心解决了垂直应用架构的应用间交互问题,但同时却导致应用间依赖严重,一旦单点出现问题可能导致整个系统雪崩。因此现有的国有资产管理系统软件架构难以支撑日益增多的功能需求以及急剧增长的数据体量,急需进行软件架构升级;
(2)各类国有资产管理系统急需功能整合、数据共享。目前存在着大量种类繁多、功能单一的资产管理软件且相互之间缺少关联,导致系统用户为了完成一个完整的财务管理流程,往往需切换使用多个应用系统进行数据录入和查询,严重影响了国有资产的管理效率;
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第二章技术综述
2.1微服务架构
2.1.1微服务概述
微服务架构的概念最早于2014年被提出[11],后被Netflix公司将其概括为:将复杂系统拆分为多个独立服务并实现服务间的轻量级数据通信的软件架构体系[12]。微服务架构是在SOA(面向服务的体系架构)[13]设计理念的基础上进一步优化演变的研究成果,相比于传统高耦合且难维护扩展的单体架构[14],微服务架构具有如下优点[15]:
1、低粒度。微服务架构将一个庞大的系统拆分为多个独立的应用服务,相比于SOA架构的服务划分粒度更低,易于持续集成;
2、低耦合。微服务架构中划分的各服务粒度低且功能与职责单一,相互之间不会存在过多依赖且耦合性低,易于开发和维护;
3、高容错。微服务架构中各个服务独立部署,单个服务出现异常并不会影响到其它服务的运行情况。
4、高扩展。微服务架构中的各个服务独立性强,且具有语言无关性,开发团队成员可根据功能需求选择个人擅长的技术栈进行服务开发,不断进行系统功能扩展。

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2.2技术框架
2.2.1 Spring
Spring是一个基于Java平台的轻量级解决方案,为构建企业级应用提供了非侵入式的J2EE框架[17]。作为一种非侵入式技术框架,Spring不会过多的影响到开发者的程序代码从而导致系统难以维护。另外,Spring本身整合了大量的模块化功能组件,允许开发者在开发过程中仅引用所需的组件,大大简化了开发工作量,同时也省得在工程项目中引入冗余的代码[18-19]。
Spring整体可分为7个模块,分别是数据访问(Data Access)、核心容器(CoreContainer)、网络(Web)、面向切面编程(AOP)、设备支持(Instrumentation)消息(Messaging)、测试(Test)。数据访问模块提供了数据库访问、事务管理、消息服务等功能,可以与其它持久层框架(如:Hibernate、Mybatis等)集成使用;核心容器提供了控制反转(IOC)和依赖注入(DI)功能,将对象从创建到销毁的整个生命周期和依赖关系通过容器进行统一管理以实现解耦,是Spring最重要、最核心的组件模块;网络模块提供了对Spring MVC框架[20]、Socket通信、REST Web Services服务、Servlet侦听、Http客户端交互等Web集成方面的支持;AOP模块支持面向切面的编程方式,可通过自定义的切点规则去拦截应用中的方法、注解、请求等,有效的降低系统的耦合度;测试模块支持通过Junit或其他方式实现单元测试和集成测试。
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第三章系统需求分析与概要设计...................................17
3.1需求分析................................17
3.1.1功能需求......................................17
3.1.2非功能性需求......................................20
第四章系统详细设计与实现.............................32
4.1微服务架构设计...................................32
4.2资产数据与功能封装..............................33
4.3认证授权模块...................................36
第五章系统测试......................................53
5.1功能测试........................................53
5.2安全性测试...................................58
第五章系统测试
5.1功能测试
系统的功能测试主要基于系统的需求和设计文档进行黑盒测试,在系统界面上进行各项功能操作并验证系统反馈结果是否符合设计的预期要求,同时还需验证系统界面、文字提示、符号标识等是否易于用户理解,检查系统操作、数据输入是否方便。
由于系统功能繁多,只展示部分核心功能的测试用例来阐述功能测试过程。测试用例及测试结果如表5-1至表5-7所示:

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第六章总结与展望
6.1总结
本课题在经过需求、设计、编码阶段后,基于微服务架构开发并实现了国有资产管理系统,基本实现了摸清国有资产家底、监管国有资产流向的预期目标,为国有资产信息化管理工作提供了技术支持。
论文首先介绍了国有资产管理系统和微服务架构的核心概念、国内外研究现状及相关组件,并介绍了微服务应用开发所需的技术栈;而后根据国有资产管理的需求分析进行了数据库和系统功能设计,并将系统划分为资产管理、资产运营、虚拟公物仓、资产定位、资产监管这五个功能模块;最后基于Spring Cloud Alibaba技术栈完成了微服务架构搭建,采用Spring Boot开发框架、Mybatis Plus技术框架、Oracle数据库、Redis数据库、Rabbit MQ消息队列等技术完成了各个微服务应用的开发与集成工作,并基于Jenkins和Docker虚拟化容器技术完成了微服务应用的部署及持续集成。
本文所设计与实现的国有资产管理系统亮点有:
(1)系统采用微服务架构实现了资产管理业务解耦,各个微服务独立部署运行,即使某一个微服务出现故障也不会影响其它应用服务的正常运行。相比传统单体架构的资产管理系统更加健壮可靠,并且后期的系统运维和扩展工作也更为方便;
(2)系统通过虚拟化容器部署,不会因为开发环境与生产环境各项软件版本不一致而产生系统部署问题,系统迁移和部署非常便利;
(3)系统结合GIS技术实现了国有资产的空间位置管理,可以直观便捷的在地图上定位查询出各资产数据的空间位置,实现了图属关联。
参考文献(略)


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