構件化軟件及中間件的研究

　　摘 要：隨著構件復用研究的深入和中間件應用領域的擴大，構件技術及中間件成為目前研究的熱點。本文分析構件化軟件及中間件的本質，探討了構件與中間件之間的聯(lián)系，為構件化軟件指導中間件開發(fā)提供一條可行途徑。
　　關鍵詞：構件化軟件 中間件 復用
　　中圖分類號：T33文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0006-01
　　隨著計算機技術的飛速發(fā)展，計算機的應用范圍越來越廣泛，軟件的規(guī)模不斷擴大，系統(tǒng)組織形式由以往的集中式逐漸向分布式轉變。軟件開發(fā)面臨著兩類問題，其一，提高軟件生產率與質量、降低系統(tǒng)開發(fā)周期與成本、增強系統(tǒng)靈活性與可維護性的問題；其二，解決在分布異構環(huán)境下不同類型、不同地理位置的軟、硬件系統(tǒng)之間的通信、集成問題?；诖?，構件技術及中間件成為目前研究的熱點。
　　1 構件化軟件
　　本文將構件分成六個層：語義層描述構件具體實現功能，是構件價值的體現；基約層用來描述構件實體提供或需求服務的接口，負責構件之間的通信，連接包括一組參數；技術層描述構件適應具體的操作平臺、兼容語言等；契約層即行為交互層，描述構件之間及構件與環(huán)境之間的行為交互，包括消息的順序、消息的同步、消息的異步及消息堵塞等條件；服務層描述構件非功能屬性，主要指構件的服務質量；構件是可在一定的范圍內，有限制的修改以達到提高復用目的，同時構件多次復用具有持久性，即構件多次復用的結果是一致的，修改后的構件獨立于原構件。
　　根據以上的分析，本文從復用觀點出發(fā)，認為構件是具有相對獨立的功能，顯示且嚴格的接口描述，具體的語境依賴，特定的契約約束，相對明確的服務指標，可被限制性修改且能多次復用、易于組裝的軟件單元。
　　2 中間件
　　“中間件”這一術語最早出現在20世紀80年代后期，用于描述網絡連接管理軟件。90年代中期，隨著網絡技術的發(fā)展，中間件的概念日益普及，學術界和工業(yè)界都對此做了大量的研究。
　　盡管目前尚沒有統(tǒng)一的中間件的定義，但對中間件的內涵各個研究組織已有相同認識：中間支撐機制。從狹義角度看，中間件是指網絡環(huán)境下處于操作系統(tǒng)和應用軟件之間的一種分布式軟件，它將系統(tǒng)軟件和應用軟件很好地連接起來，使得網絡環(huán)境下的各個進程可以方便的交流信息。從廣義角度，中間件是一處于系統(tǒng)軟件和中應用軟件之間的中間層軟件，為應用軟件的開發(fā)提供支持，類似于一種應用軟件的開發(fā)平臺。
　　隨著計算機技術的發(fā)展，中間件技術日益成熟，除了對象中間件、數據訪問中間件等傳統(tǒng)中間件外，反射中間件、移動中間件等新型中間件相繼出現，并對傳統(tǒng)中間件的發(fā)展產生了巨大的推動作用。
　　3 構件與中間件之間的聯(lián)系
　　3.1 中間件為構件存在提供了基礎
　　中間件的主旨是簡化分布系統(tǒng)的構造，其基本思想是：抽取分布系統(tǒng)構造中的共性問題，封裝這些共性問題的解決機制，對外提供簡單統(tǒng)一的接口，從而減少開發(fā)人員在解決這些共性問題時的難度和工作量。
　　構件的存在必須以構架為基礎，構架是構件運行的容器，拋開構架談構件是空洞的、無意義的。而中間件與構架實際上從兩種不同角度描述軟件的中間層，同時中間件簡化分布系統(tǒng)的構造和設計。從本質上看中間件是一種構架、促進了構件化軟件的發(fā)展；是構件模型具體實現的基礎。如圖1所示：中間件提供了構件之間的非直接互交，構件之間可以通過一個標準的中間件進行交互。一個構件發(fā)布它的服務到該中間件，其他構件可以通過查詢服務，進而發(fā)出請求得到服務不需知道其他構件的具體位置，實現了位置的透明性。
　　C代表：構件——在該結構模型中稱為結構點，有三個獨特的特征。
　?。?）一個結構點是一個抽象具有有限數量的實例。
　?。?）支配結構點使用的規(guī)則應該易理解，同時接口應該簡單。
　?。?）結構點封裝內部的復雜性和實現細節(jié)。
　　M代表：中間件——不僅實現了構件之間的互交，同時也實現了與操作平臺的交互。
　　Platform代表：操作平臺。
　　3.2.1 構件思想對中間件的影響
　　中間件是一類軟件，自然屬于軟件產品，構件化軟件開發(fā)方法毫無疑問可以用于開發(fā)中間件這類軟件。
　　中間件作為分布式計算平臺，其最基本的設計目標是：實現統(tǒng)一分配資源、實現互操作性、實現可擴展性和實現便于系統(tǒng)管理。根據構件技術的基本思想，首先，可以建立針對資源的構件庫，來實現資源的統(tǒng)一分配；其次，對于實現互操作性的關鍵是實現接口與實現的分離，構件具有規(guī)范的接口能夠滿足中間件的互操作性；再次：隨著應用系統(tǒng)的動太增加，要求中間件必須具備可擴展性，即設計可伸縮的中間件的體系結構，這樣中間件的一部分可用構件來實現；最后：為了便于管理中間件必須具有可配置性，這樣的設計可以用構件來代替，基于構件化開發(fā)的中間件各構件自身是獨立可配置的功能單元，只需簡單的集成便于系統(tǒng)的管理。
　　總之，構件化軟件開發(fā)設計的思想對中間件的開發(fā)有一定的指導意義，在未來的軟件開發(fā)中有一定的市場。
　　4 結語
　　構件化軟件被視為軟件復用有效手段之一，中間件技術被當成屏蔽分布異構環(huán)境下系統(tǒng)通信平臺，基于此，本文分析構件化軟件的實質及中間件技術的發(fā)展狀況，探討了構件化軟件與中間件之間的聯(lián)系，為構件化軟件指導中間件開發(fā)提供一條可行途徑。
　　參考文獻
　　[1] 梅宏.軟件中間件技術現狀及發(fā)展[R].中國計算機科學技術發(fā)展報告：45-61.
　　[2] 楊芙清，呂建，梅宏.網構軟件技術體系：一種以體系結構為中心的途徑[J].中國科學E輯：信息科學，2008，38（6）：2991-3000.
　　[3] Qi Huacheng；Rong Mei，Zhang Guangquan；A behavior-driven model of component interaction adaptation[C].Computer Science & Education，200