关键技术的解决

同其他群组协作系统一样，本系统的用户信息空间也包括私有空间和共享空间。私有空间用于向用户个人显示不希望公开的信息，如与他人私下交流的内容等，通常在交互过程中动态生成。共享空间是协同工作的基础，主要包括白板中的图形及公共交流的信息等。

共享空间的数据部署方式有集中式、全复制式和两者混合结构。混合结构结合了集中式和全复制式结构的优点，更适合于远程教学的环境，因此采用了混合式，根据需要将数据在服务器和节点间进行部署。服务器主要完成用户登录、并发处理和共享数据的访问控制等，各节点都是先在本地对用户的操作进行处理和反馈，然后选择直接通知其他节点或是传送给服务器集中处理。当然，需要保存的数据在服务器的数据库中会有一个备份。

4.2.1 并发控制机制

该系统既有多个班级（聊天室）的并发，也有同一个班级内成员之间的并发，多个用户共享信息空间，并行地操纵信息空间中的数据，因此必须采用适当的并发控制机制来保证共享数据的一致性。常见的并发控制机制有发言权控制法、集中控制法、社会协议法、加锁法等。发言权控制法类似于令牌传递协议，系统中只有一个Floor在各节点轮转，且只有拥有Floor的用户有权操纵共享数据，这种方式不适合高度并行的交互。集中控制法使用一个集中控制进程管理对共享对象的操作，它接收所有用户的操作，按照一定的规则排序，然后广播给所有的用户按序执行，从而保证一致性。由于集中控制进程要处理所有用户的操作请求，因而存在着性能瓶颈；此外，这种方法存在单点失效问题。有些群件系统将并发的控制权留给用户，用户按照正常的协作习惯进行并行工作，这就是社会协议法。这种做法系统不强制并发控制，因此当有用户不遵守协议时系统可能出现难以预料的错误。加锁法是保证数据一致性的常用手段，它提供对共享对象的加锁和解锁操作。用户在修改共享对象之前，必须获得该对象的锁。加锁法的实现较为简单，但是加锁的粒度不易掌握：粒度过粗，则影响用户的并发程度；粒度过细，则加重系统负担。在我们的系统里采用了加锁法来保证共享数据的一致性，每个图形元素都拥有一个锁，粒度适中。由于Java语言本身提供了很好的锁机制，每个对象都拥有针对自身的一个锁，因此这种实现非常简单、直观。

4.2.2 组播方案

远程教学中，任何成员发表的意见都要实时反馈给其他成员；此外，诸如成员加入、离开等类似的系统信息也需要及时传送给每个成员，为此，该系统引入了组播技术。目前在网络层已存在诸多组播路由协议，按其应用领域可分为密集模式和稀疏模式。密集模式主要应用在成员密集分布的网络中，密集模式组播路由协议用扩散（flooding）的方法在网络中传输组播报文。典型的密集模式路由协议有DVMRP、MOSFPR、PIM-DM。稀疏模式组播协议应用在组播成员稀疏分布在网络中并且带宽有限的情况下，稀疏模式在网络中构建一些虚拟的数据交换地点作为汇合点RP，RP管理数据源和接收者之间的通信。对于发送方，要先在RP中注册，然后把数据发向RP；对于接收方，要通过最近的路由器加入到RP中，建立在从RP到接收者的分发树中。组播报文从源到RP后沿分发树传到各接收方，复制仅在分发树的分支处进行。典型的密集模式路由协议有PIM-SM、CBT等。此外，可扩展可靠组播协议（SRM）、基于环的可靠组播协议（RMP）和基于树的可靠组播协议（TMTP）等技术还提供了可靠的组播。

这些组播技术理论上能很好地实现信息的组播。然而，由于经济上或技术上的原因，现有的网络支持组播的状况并不令人满意，尤其在远程教学环境中，当用户在家中通过ADSL或Modem拨号上网时，组播服务通常不可用。针对这种情况，该系统使用了一个简单的应用层组播方案：服务器与每一个客户端都保持一个TCP连接，当班级成员发表了意见或有系统信息需要组播时，先将信息传送到服务器，再由服务器通过这些连接传送到相应的成员中。这种方案解决了当前网络支持组播不足的问题，虽然会给网络带来一定的流量负担，但由于传送的大部分是文本信息，因此实际带来的额外负担相当小；此外，利用TCP协议的特性，这种方案还能保证数据传输的可靠性。