摘 要： 通過(guò)對(duì)非集群環(huán)境與集群環(huán)境的比較分析，提出了一種適合集群環(huán)境的CMS最核心部分(發(fā)布、查看新聞，上傳、下載新聞附件)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，它是對(duì)非集群環(huán)境架構(gòu)設(shè)計(jì)的改良。通過(guò)將文件存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，而應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)文件的副本，從而解決了非集群環(huán)境的架構(gòu)移植到集群環(huán)境時(shí)導(dǎo)致文件無(wú)法正常更新的問(wèn)題。最后通過(guò)引入緩存機(jī)制，使得這種架構(gòu)設(shè)計(jì)在性能方面有了較大的改進(jìn)。
　　關(guān)鍵詞： 集群；內(nèi)容管理系統(tǒng)；新聞發(fā)布系統(tǒng)；架構(gòu)；緩存

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　　CMS的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，大到門戶或商業(yè)網(wǎng)站，小到個(gè)人網(wǎng)站。開(kāi)源的CMS也非常多，如OpenCMS、Infoglue等。一個(gè)功能強(qiáng)大的CMS可以對(duì)內(nèi)容進(jìn)行分類管理，定制內(nèi)容屬性，定制界面，增加、刪除、修改、查看內(nèi)容，增加、刪除、查看附件等。筆者曾經(jīng)開(kāi)發(fā)過(guò)一個(gè)具備以上功能的CMS，此系統(tǒng)所使用的技術(shù)與Infoglue十分相似，都是基于J2EE技術(shù)構(gòu)建的。這個(gè)CMS先后被2個(gè)政府網(wǎng)站所使用，運(yùn)行在單應(yīng)用服務(wù)器環(huán)境，到目前為止一直運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)的核心部分，即內(nèi)容管理和附件管理部分還被集成到一個(gè)職稱評(píng)審系統(tǒng)中，起初在測(cè)試環(huán)境(單應(yīng)用服務(wù)器環(huán)境)下運(yùn)行還很穩(wěn)定，但被部署到生產(chǎn)環(huán)境(集群環(huán)境)時(shí)就出現(xiàn)了很多問(wèn)題，因此需要對(duì)系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
1 非集群環(huán)境下CMS的核心架構(gòu)
　　非集群環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。這是1個(gè)非常典型的單服務(wù)器環(huán)境，由1臺(tái)Web服務(wù)器、1臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器和1臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成。CMS主要被部署到應(yīng)用服務(wù)器上。

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　　一條新聞通常由標(biāo)題、作者、更新日期、正文以及附件等部分組成。一種設(shè)計(jì)是將所有這些信息都保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)用戶查看新聞時(shí)，需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取新聞的所有信息。這種設(shè)計(jì)有2個(gè)非常大的缺點(diǎn)：(1)對(duì)于新聞?wù)?、附件等大?shù)據(jù)量的信息(正文長(zhǎng)度通常在幾KB到幾十KB之間，附件更大)，在傳輸?shù)接脩魹g覽器的過(guò)程中必須從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器傳輸?shù)綉?yīng)用服務(wù)器，然后再傳輸?shù)絎eb服務(wù)器，最后傳輸?shù)綖g覽器。其傳輸路徑長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)多，當(dāng)用戶訪問(wèn)量大的時(shí)候，響應(yīng)用戶的時(shí)間長(zhǎng)。(2)不利于建立全文檢索。由于正文或附件等是以字節(jié)流的形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，而數(shù)據(jù)庫(kù)并不提供針對(duì)字節(jié)流數(shù)據(jù)的搜索功能，因此，幾乎不可能為正文或附件建立全文檢索。
　　一種改進(jìn)的設(shè)計(jì)是將新聞?wù)暮透郊晕募问酱鎯?chǔ)在應(yīng)用服務(wù)器的磁盤中，而新聞的其他信息則存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里。這樣，用戶在查看新聞或者下載附件時(shí)，獲取正文、附件這些信息就不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作，而直接從應(yīng)用服務(wù)器磁盤中讀取文件，從而減少了應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間的通信量，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。此外，還可以對(duì)正文和附件文件建立全文檢索。這種設(shè)計(jì)也有缺點(diǎn)，由于存儲(chǔ)在應(yīng)用服務(wù)器的可靠性不如存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器高，因此，需要經(jīng)常備份應(yīng)用服務(wù)器中存儲(chǔ)的正文、附件等文件。相比于對(duì)系統(tǒng)性能的提高和提供全文檢索功能來(lái)說(shuō)，代價(jià)還是比較小的，因此筆者開(kāi)發(fā)的CMS采用第二種設(shè)計(jì)。
2?系統(tǒng)部署在集群環(huán)境下時(shí)遇到的問(wèn)題
　　職稱評(píng)審系統(tǒng)在正式使用時(shí)需要部署在集群環(huán)境中，集群環(huán)境的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　集群環(huán)境通常有多臺(tái)Web服務(wù)器、多臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器和多臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。集群環(huán)境能夠提供更高的性能、更可靠的服務(wù)。CMS主要部署在應(yīng)用服務(wù)器集群上，每臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器上都有一個(gè)獨(dú)立的CMS。假設(shè)如圖3所示情形，設(shè)A、B兩臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器的時(shí)間是同步的。
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　　a時(shí)刻：管理員請(qǐng)求添加新聞，應(yīng)用服務(wù)器集群中只會(huì)有一臺(tái)服務(wù)器提供服務(wù)，即應(yīng)用服務(wù)器A。此時(shí)，應(yīng)用服務(wù)器A中就保存了新聞的正文文件、附件文件，而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中保存了新聞的標(biāo)題、作者和更新時(shí)間等。
　　b時(shí)刻：用戶請(qǐng)求查看新添加的新聞，請(qǐng)求被路由到應(yīng)用服務(wù)器B，此時(shí)，可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取新聞的標(biāo)題、作者和更新時(shí)間等信息，但是新聞的正文和附件卻無(wú)法獲取，因?yàn)檎暮透郊鎯?chǔ)在應(yīng)用服務(wù)器A上，而集群環(huán)境下各臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器是相對(duì)獨(dú)立的，A服務(wù)器的改變并不會(huì)影響到B服務(wù)器。為此，需重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)集群環(huán)境。
3?系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)
　　系統(tǒng)在集群環(huán)境下遇到的問(wèn)題主要是由于正文和附件只保存在應(yīng)用服務(wù)器上，而各個(gè)應(yīng)用服務(wù)器之間又是互相獨(dú)立的，不能得到同步更新。為解決這個(gè)問(wèn)題，決定將正文和附件保存到應(yīng)用服務(wù)器上的同時(shí)，保存到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，在數(shù)據(jù)庫(kù)中還必須存儲(chǔ)應(yīng)用服務(wù)器上正文和附件的文件更新時(shí)間。當(dāng)用戶請(qǐng)求查看新聞?wù)幕蛳螺d附件時(shí)，系統(tǒng)先在應(yīng)用服務(wù)器上查找該文件，如果文件不存在，則到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上查找，并將文件從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器導(dǎo)入到應(yīng)用服務(wù)器上，然后再將應(yīng)用服務(wù)器上的文件傳輸?shù)綖g覽器；如果文件存在應(yīng)用服務(wù)器上，此時(shí)是否可以直接將應(yīng)用服務(wù)器上的文件傳輸?shù)綖g覽器？這是一個(gè)需要進(jìn)一步討論的問(wèn)題。假設(shè)存在如圖4所示一種情況，設(shè)A、B兩臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器的時(shí)間是同步的。

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　　a時(shí)刻：管理員請(qǐng)求添加正文，此時(shí)正文文件被保存到應(yīng)用服務(wù)器A上，同時(shí)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的正文文件更新時(shí)間是a。
　　b時(shí)刻：用戶請(qǐng)求查看管理員在a時(shí)刻添加的正文，b必定大于a。用戶被路由到應(yīng)用服務(wù)器B上，由于B上并不存在正文文件，于是系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上查找正文，并將正文從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器傳輸?shù)綉?yīng)用服務(wù)器B上，保存成正文文件。此時(shí)，應(yīng)用服務(wù)器B上就記錄了正文文件的更新時(shí)間b。
　　c時(shí)刻：管理員請(qǐng)求修改正文，假設(shè)c>b。管理員被路由到應(yīng)用服務(wù)器A上，此時(shí)應(yīng)用服務(wù)器A上修改了正文文件，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上修改正文文件的更新時(shí)間為c。
　　d時(shí)刻：用戶請(qǐng)求查看正文，假設(shè)d>c。用戶被路由到應(yīng)用服務(wù)器B上，此時(shí)B上已經(jīng)存在正文文件。如果直接將這個(gè)正文文件傳輸給用戶，則用戶看到的是管理員在a時(shí)刻添加的正文，而管理員在c時(shí)刻修改了正文，因此用戶看到的并不是最新的正文。
　　解決方案如下：如果系統(tǒng)能夠在應(yīng)用服務(wù)器上查找到正文文件，則需要將正文文件的更新時(shí)間與數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的正文更新時(shí)間進(jìn)行比較，如果前者大于等于后者，則證明應(yīng)用服務(wù)器中的正文文件是最新的，可以直接傳輸給用戶；否則，證明在應(yīng)用服務(wù)器載入正文文件之后管理員更新了正文，應(yīng)用服務(wù)器中的正文文件不是最新的，如上例中b