[论文解读] New Abeans for TINE Java Control Applications

J. Dovc, Miha Kadunc+5 more|ArXiv.org|Nov 9, 2001

Distributed and Parallel Computing Systems被引用 3

一句话总结

本文提出 Abeans R3，一个基于 Java 的组件框架，支持 TINE 的窄接口，使加速器控制应用程序具备跨平台和 Web 部署能力。结果表明，尽管 Visual Basic 启动速度更快、资源占用更低，但基于 Java 的 Abeans 在平台独立性、强大的面向对象支持以及通过小程序与 Web 浏览器无缝集成方面具有优势，因此特别适合诊断和远程控制应用。

ABSTRACT

Abeans [1] (wide-interface accelerator Java beans developed at JSI) have in the past been used with great success in control applications at ANKA and ESO and on test cases at the SLS and Riken. At DESY, TINE [2] is used as the principal control system for HERA as well as the intercommunication protocol among the HERA experiments. To date, most TINE-based client-side applications have been written using ACOP [3] (a narrow-interface accelerator component) in Visual Basic (VB), which has provided a remarkably powerful developing environment for generating professional control applications. Currently, however, VB control applications can only run on Windows-based desktop machines and consoles. As it is often desirable to provide certain control applications on non-Windows platforms (or indeed over the Web), we have created an equally powerful developing environment based on Java and the next release of Abeans, where an ACOP-like narrow-interface bean has been developed. Like ACOP, the Abean itself accepts plugs from various communication protocols, but was brought to fruition at DESY using the TINE Java class. Details concerning matching Abeans and TINE, as well as the pros and cons of wide versus narrow interfaces will be presented below. Several applications will also presented along with the results of benchmarking against similar VB applications.

研究动机与目标

• 使基于 TINE 的控制应用能够在非 Windows 平台运行，并在 Web 浏览器中使用。
• 解决加速器控制系统中仅限 Windows 的 Visual Basic (VB) 控制应用的局限性。
• 开发一个与 TINE 通信协议兼容的窄接口 Java Bean 框架（Abeans R3）。
• 比较基于 Java 的 Abeans 与现有基于 VB 的 ACOP 应用在性能、开发体验和资源使用方面的差异。
• 通过 Web 小程序演示使用 Abeans 和 TINE 实现平台无关的控制应用部署。

提出的方法

• 使用通道模型为 Abeans R3 实现 TINE 专用插件，将通信协议与应用逻辑解耦。
• 设计窄接口通道模型，其中每个控制系统属性均表示为具有标准读写值和元数据方法的 Java Bean。
• 使用标准 Java RMI 和 TINE Java 类，实现对控制系统数据的远程访问，并支持自动类型转换。
• 利用 Java 小程序和 Web 部署技术，使控制应用可直接从 HTML 页面启动，无需本地安装。
• 利用单个 JVM 托管多个基于 Abeans 的应用，相比独立 JVM 可显著降低内存占用。
• 使用 Visual Age for Java (VAJ) 开发并测试了 TINE 即时客户端、档案阅读器和真空显示面板等应用。

实验结果

研究问题

• RQ1 Abeans R3 基于 TINE 的应用在启动时间和数据采集延迟方面，与等效的 VB 基于 ACOP 的应用相比表现如何？
• RQ2 与宽接口模型相比，Abeans R3 中使用窄接口模型在可维护性和可重用性方面提升了多少？
• RQ3 是否能通过小程序有效在 Web 浏览器中部署基于 Java 的 Abeans R3 应用？这对平台独立性有何影响？
• RQ4 在相同桌面环境下，多个 VB 应用与多个基于 Java 的控制应用在系统资源消耗（尤其是内存）方面有何差异？
• RQ5 与 Visual Basic 相比，使用 Visual Age for Java (VAJ) 在 IDE 响应速度、学习曲线和调试效率方面有何差异？

主要发现

• Abeans R3 框架使基于 TINE 的控制应用能够通过 Java 小程序在非 Windows 平台和 Web 浏览器中部署，实现了真正的平台独立性。
• 通过 TINE 进行同步数据采集，每次调用耗时约 2 毫秒，表明 Abeans 与 VB 应用之间无显著性能差异。
• VB 应用从本地磁盘启动约需 2 秒，而基于 Abeans 的应用约需 5 秒，但两者在运行后均被感知为响应迅速。
• 在单台桌面计算机上运行多个应用时，Java 方案的内存消耗显著高于 VB（例如，4 个以上 Java 应用会导致操作系统压力），但通过在单个 JVM 中运行多个 Abeans 可有效缓解此问题。
• Visual Age for Java (VAJ) 的学习曲线和调试周期比 Visual Basic 更陡峭，且 VAJ 消耗约 40 MB 内存，而 VB 仅约 10 MB。
• 尽管存在性能和开发环境方面的不足，Abeans R3 在面向对象设计和可移植性方面具有显著优势，使其成为 Web 部署诊断工具的理想选择。