第三章_軟件體系結(jié)構(gòu)風格

1、第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風格本章內(nèi)容o3.1 軟件體系結(jié)構(gòu)風格概述o3.2 常用的軟件體系結(jié)構(gòu)風格o3.3 管道/過濾器體系結(jié)構(gòu)風格o3.4 面向?qū)ο篌w系結(jié)構(gòu)風格o3.5 事件驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)風格o3.6 分層體系結(jié)構(gòu)風格o3.7 C2體系結(jié)構(gòu)風格o3.8 數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)風格本章內(nèi)容o3.9 解釋器體系結(jié)構(gòu)風格o3.10 反饋控制環(huán)體系結(jié)構(gòu)風格o3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o3.12 瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o3.13 公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)風格o3.14 正交體系結(jié)構(gòu)風格o3.15 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu)風格o3.16 MVC體系結(jié)構(gòu)風格o3.17 異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)集成3.1 軟件體系

2、結(jié)構(gòu)風格概述o軟件體系結(jié)構(gòu)表示系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，用于從較高的層次上來描述各部分之間的關(guān)系和接口，主要包括：構(gòu)件、構(gòu)件性質(zhì)和構(gòu)件之間的關(guān)系o軟件框架設(shè)計的核心問題是：能否復(fù)用已經(jīng)成型的體系結(jié)構(gòu)方案o不同系統(tǒng)的設(shè)計方案存在著許多共性問題，把這些共性部分抽取出來，就形成了具有代表性的和可廣泛接受的體系結(jié)構(gòu)風格3.1 軟件體系結(jié)構(gòu)風格概述o軟件體系結(jié)構(gòu)風格也稱為軟件體系結(jié)構(gòu)慣用模式，是指不同系統(tǒng)所擁有的共同組織結(jié)構(gòu)和語義特征o軟件體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)件和連接件之間相互作用的形式化說明，用以指導(dǎo)將多個模塊組織成一個完整的應(yīng)用程序o軟件體系結(jié)構(gòu)風格定義了用于系統(tǒng)描述的術(shù)語表和一組用于指導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)建的規(guī)則3.1 軟件體

3、系結(jié)構(gòu)風格概述o軟件體系結(jié)構(gòu)風格包括構(gòu)件、連接件和一組將它們結(jié)合在一起的約束限制，諸如：拓撲限制和語義限制等o對于高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品而言，首先要為其選擇合適的體系結(jié)構(gòu)風格，這樣就能夠更好地重用已有的設(shè)計方案和實現(xiàn)方案o利用軟件體系結(jié)構(gòu)風格中的不變部分，可以使系統(tǒng)大粒度地重用已有的實現(xiàn)代碼3.2 常用的軟件體系結(jié)構(gòu)風格o數(shù)據(jù)流風格：批處理和管道/過濾器o調(diào)用/返回風格：主程序/子程序、層次結(jié)構(gòu)和客戶機/服務(wù)器o面向?qū)ο箫L格o獨立部件風格：進程通訊和事件驅(qū)動o虛擬機風格：解釋器和基于規(guī)則的系統(tǒng)o數(shù)據(jù)共享風格：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和黑板系統(tǒng)3.3 管道/過濾器體系結(jié)構(gòu)風格o管道/過濾器結(jié)構(gòu)主要包括過濾器和管道兩

4、種元素o構(gòu)件被稱為過濾器，負責對數(shù)據(jù)進行加工處理o每個過濾器都有一組輸入端口和輸出端口，從輸入端口接收數(shù)據(jù)，經(jīng)過內(nèi)部加工處理之后，傳送到輸出端口上o數(shù)據(jù)通過相鄰過濾器之間的連接件進行傳輸，連接件可以看作輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流之間的通路，這就是所謂的管道3.3 管道/過濾器體系結(jié)構(gòu)風格o管道/過濾器結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)流處理分為幾個順序的步驟來進行，一個步驟的輸出是下一個步驟的輸入，每個處理步驟由一個過濾器來實現(xiàn)o每個過濾器獨立完成自己的任務(wù)，不同過濾器之間不需要進行交互o在管道/過濾器結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)輸出的最終結(jié)果與各個過濾器執(zhí)行的順序無關(guān)3.3 管道/過濾器體系結(jié)構(gòu)風格o每個過濾器都是一個獨立的個體元素，

5、各個過濾器的狀態(tài)互不相關(guān)，非鄰近過濾器不共享任何信息o運行結(jié)果的正確性與各個過濾器運行的先后順序無關(guān)3.3 管道/過濾器體系結(jié)構(gòu)風格o管道/過濾器風格具有以下優(yōu)點：n簡單性，允許將系統(tǒng)的輸入和輸出看作是各個過濾器行為的簡單組合，獨立的過濾器能夠減小構(gòu)件之間的耦合程度n系統(tǒng)具有可擴展性和可進化性，各個過濾器是相互獨立的，因此可以很容易地將新過濾器添加到現(xiàn)有的系統(tǒng)之中，以擴展系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理能力，原有過濾器可以很方便地被改進的過濾器所替代3.3 管道/過濾器體系結(jié)構(gòu)風格n支持復(fù)用，如果一個過濾器的輸出數(shù)據(jù)格式與另一個過濾器的輸入數(shù)據(jù)格式是一致的，就可以將這兩個過濾器連接在一起n系統(tǒng)并發(fā)性，各個過濾器

6、能夠獨立運行，因此，不同子任務(wù)可以并行執(zhí)行，提高了系統(tǒng)運行效率n便于系統(tǒng)分析，由于系統(tǒng)是獨立構(gòu)件的組合，具有清晰的拓撲結(jié)構(gòu)，因而有利于對數(shù)據(jù)吞吐量、死鎖和計算準確性進行分析3.3 管道/過濾器體系結(jié)構(gòu)風格o管道/過濾器風格也存在著一定的問題：n系統(tǒng)處理過程是批處理方式，過濾器具有很強的獨立性，對于每一個過濾器，設(shè)計者必須考慮從輸入到輸出的轉(zhuǎn)換過程，這種方式會造成過濾器對輸入數(shù)據(jù)的批量轉(zhuǎn)換處理n不適合用來設(shè)計交互式應(yīng)用系統(tǒng)n由于沒有通用的數(shù)據(jù)傳輸標準，因此每個過濾器都需要解析輸入數(shù)據(jù)和合成數(shù)據(jù)，添加和去除標記需要花費一定的時間，從而導(dǎo)致了系統(tǒng)性能下降，增加了過濾器設(shè)計的復(fù)雜性3.3 管道/過濾器

7、體系結(jié)構(gòu)風格n難以進行錯誤處理，管道/過濾器結(jié)構(gòu)的固有特性，決定了很難制定錯誤處理的一般性策略o傳統(tǒng)的編譯器是管道/過濾器體系結(jié)構(gòu)風格的一個實例3.4 面向?qū)ο篌w系結(jié)構(gòu)風格o在這種體系結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)表示和相關(guān)原語操作都被封裝在抽象數(shù)據(jù)類型中o對象是構(gòu)件，也稱為抽象數(shù)據(jù)類型的實例o對象是一種被稱為管理器的構(gòu)件，負責保持資源的完整性o在對象和對象之間，通過函數(shù)調(diào)用和過程調(diào)用來進行交互3.4 面向?qū)ο篌w系結(jié)構(gòu)風格o面向?qū)ο箫L格具有以下優(yōu)點：n一個對象對外界隱藏了自己的詳細信息，改變一個對象的表示，不會影響系統(tǒng)的其它部分n繼承和封裝方法為對象復(fù)用提供了技術(shù)支持3.4 面向?qū)ο篌w系結(jié)構(gòu)風格n對象將數(shù)據(jù)和操

8、作封裝在一起，提高了系統(tǒng)內(nèi)聚性，減小了模塊之間的耦合程度，使系統(tǒng)更容易分解為既相互作用又相互獨立的對象集合o面向?qū)ο篌w系結(jié)構(gòu)風格也存在著一些問題：n如果一個對象要調(diào)用另一個對象，則必須知道它的標識和名稱n會產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，如果一個對象的標識發(fā)生改變，那么必須修改所有顯式調(diào)用它的其它對象，并消除由此引發(fā)的副作用3.5 事件驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)風格o事件驅(qū)動就是在當前系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，根據(jù)事件聲明和發(fā)展狀況來驅(qū)動整個應(yīng)用程序運行o系統(tǒng)對外部的行為表現(xiàn)可以通過它對事件的處理來實現(xiàn)o構(gòu)件不再直接調(diào)用過程，而是聲明事件o系統(tǒng)其它構(gòu)件的過程可以在這些事件中進行注冊，當觸發(fā)一個事件時，系統(tǒng)會自動調(diào)用在這個事件中注冊的所

9、有過程3.5 事件驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)風格o事件驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)件提供了一個過程集合和一組事件o過程可以使用顯示方法進行調(diào)用，同時，也可以由構(gòu)件在系統(tǒng)事件中注冊o在消息機制的控制下，系統(tǒng)作為一個整體與外界環(huán)境進行交互o事件驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)風格具有以下優(yōu)點：3.5 事件驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)風格n事件聲明者不需要知道哪些構(gòu)件會響應(yīng)事件，因此，不能確定構(gòu)件處理的先后順序，甚至不能確定事件會引發(fā)哪些過程調(diào)用n提高了軟件復(fù)用能力，只要在系統(tǒng)事件中注冊構(gòu)件的過程，就可以將該構(gòu)件集成到系統(tǒng)中n便于系統(tǒng)升級，只要構(gòu)件名和事件中所注冊的過程名保持不變，原有構(gòu)件就可以被新構(gòu)件所替代o事件驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)風格也存在著一些問題：3.5 事件驅(qū)動

10、體系結(jié)構(gòu)風格n構(gòu)件放棄了對計算的控制權(quán)，完全由系統(tǒng)來決定，當構(gòu)件觸發(fā)一個事件時，它不知道其余構(gòu)件是如何對其進行處理的n存在數(shù)據(jù)傳輸問題，數(shù)據(jù)可以通過事件來進行傳輸，但是，在大多數(shù)情況下，系統(tǒng)本身需要維護一定的存儲空間，這將對系統(tǒng)的邏輯功能和資源管理有一定影響3.6 分層體系結(jié)構(gòu)風格o在分層風格中，系統(tǒng)將劃分為一個層次結(jié)構(gòu)o每一層都具有高度的內(nèi)聚性，包含抽象程度一致的各種構(gòu)件，支持信息隱藏o分層有助于將復(fù)雜系統(tǒng)劃分為獨立的模塊，從而簡化程序的設(shè)計和實現(xiàn)o通過分解，可以將系統(tǒng)功能劃分為一些具有明確定義的層，較高層是面向特定應(yīng)用問題的，較低層更具有一般性3.6 分層體系結(jié)構(gòu)風格o每層都為上層提供服務(wù)

11、，同時又利用了下層的邏輯功能o每層只對相鄰層可見，層次之間的連接件是協(xié)議和過程調(diào)用，用以實現(xiàn)各層之間的交互o上層通過下層提供的接口來使用下層的功能，而下層卻不能使用上層的功能o良好的層次結(jié)構(gòu)將有助于對邏輯功能實施靈活的增加、刪除和修改3.6 分層體系結(jié)構(gòu)風格o利用接口，可以將下層實現(xiàn)細節(jié)隱藏起來，從而有助于抽象設(shè)計，形成松散耦合的結(jié)構(gòu)模型3.6 分層體系結(jié)構(gòu)風格o分層體系結(jié)構(gòu)風格具有以下優(yōu)點：n設(shè)計者可以將系統(tǒng)分解為一個增量的步驟序列，從而完成復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯n每一層至多和相鄰的上下兩層進行交互，每一層的功能變化最多只影響相鄰兩層，便于實現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴展n只要給相鄰層提供相同的接口，就可以使用不

12、同的方法來實現(xiàn)每一層，支持軟件資源的復(fù)用o分層體系結(jié)構(gòu)風格也存在著一些問題：3.6 分層體系結(jié)構(gòu)風格n并非所有系統(tǒng)都能夠按照層次來進行劃分，即使一個系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)是層次化的，但是出于對系統(tǒng)性能的考慮，需要把不同抽象程度的功能合并到一層，破壞了邏輯獨立性n很難找到一種合適和正確的層次劃分方法，其應(yīng)用范圍受到限制n在傳輸數(shù)據(jù)時，需要經(jīng)過多個層次，導(dǎo)致了系統(tǒng)性能下降n多層結(jié)構(gòu)難以調(diào)試，往往需要通過一系列的跨層次調(diào)用來實現(xiàn)3.6 分層體系結(jié)構(gòu)風格o分層體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用實例：n開放系統(tǒng)互聯(lián)國際標準組織(Open Systems Interconnection-International Standards

13、Organization，OSI-ISO)所指定的分層通信協(xié)議、計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n引文管理系統(tǒng)是采用分層體系結(jié)構(gòu)來進行設(shè)計的o主要包括3種類型的構(gòu)件：用戶界面構(gòu)件、引文格式化構(gòu)件以及引文存儲和檢索構(gòu)件3.7 C2體系結(jié)構(gòu)風格oC2結(jié)構(gòu)是一個層次網(wǎng)絡(luò)，包括構(gòu)件和連接件兩種軟件元素o構(gòu)件和連接件都是包含頂部和底部的軟件元素o構(gòu)件與構(gòu)件之間只能通過連接件進行連接，連接件之間則可以直接進行連接o構(gòu)件的頂部、底部分別與連接件的底部、頂部相連，連接件的頂部、底部也分別與連接件的底部、頂部相連3.7 C2體系結(jié)構(gòu)風格o構(gòu)件之間的所有通訊必須使用消息傳遞機制來實現(xiàn)，構(gòu)件之間所傳

14、遞的消息可以分為兩種：n一種是向上層構(gòu)件發(fā)出服務(wù)請求的請求消息，一種是向下層構(gòu)件發(fā)送指示狀態(tài)變化的通知消息o連接件負責消息的過濾、路由、廣播、通信和相關(guān)處理o構(gòu)件只能使用其上層構(gòu)件所提供的服務(wù)，而不能感知下層構(gòu)件的存在3.7 C2體系結(jié)構(gòu)風格o上下層的含義與一般情況相反，最下層構(gòu)件是用戶界面和IO設(shè)備，上層構(gòu)件則是比較低級的邏輯操作3.7 C2體系結(jié)構(gòu)風格oC2體系結(jié)構(gòu)風格具有以下優(yōu)點：n可以使用任何編程語言來開發(fā)構(gòu)件，構(gòu)件重用和替換比較容易實現(xiàn)n具有一定的擴展能力，可以有多種不同粒度的構(gòu)件，構(gòu)件之間相對獨立，且依賴性較小，構(gòu)件可以在分布式和異構(gòu)壞境中運行，利用構(gòu)件來實現(xiàn)應(yīng)用需求，對任意復(fù)雜的

15、邏輯功能進行封裝n構(gòu)件不需要共享地址空間，避免了共享全局變量所造成的復(fù)雜關(guān)系，構(gòu)件可以有自己的控制線程，即構(gòu)件可以是多線程的3.7 C2體系結(jié)構(gòu)風格n具有良好的適應(yīng)性，可以實現(xiàn)多個用戶和多個系統(tǒng)之間的交互，能夠同時激活多個對話并使用不同的形式來進行表示n可以使用多個工具集和多種媒體類型，能夠動態(tài)地更新系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)o在構(gòu)件和連接件之間，存在著以下關(guān)系：n構(gòu)件頂部與連接件底部相連，構(gòu)件底部與連接件頂部相連，構(gòu)件與構(gòu)件之間不允許直接相連n與某一個連接件相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件和連接件的數(shù)目沒有限制3.8 數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)風格o數(shù)據(jù)共享風格也稱為倉庫風格，有兩種不同類型的軟件元素：n一種是中央數(shù)據(jù)單元，也稱為資

16、源庫，用于表示系統(tǒng)的當前狀態(tài)，另一種是相互依賴的構(gòu)件組o中央數(shù)據(jù)單元和構(gòu)件之間可以進行信息交換，這是數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)實現(xiàn)基礎(chǔ)o根據(jù)所使用的控制策略不同，數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)可以分為兩種類型：n一種是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，另一種是黑板3.8 數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)風格o如果由輸入流中的事件來驅(qū)動系統(tǒng)進行信息處理，把執(zhí)行結(jié)果存儲到中央數(shù)據(jù)單元中，則這個系統(tǒng)就是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)o如果由中央數(shù)據(jù)單元的當前狀態(tài)來驅(qū)動系統(tǒng)運行，則這個系統(tǒng)就是黑板應(yīng)用系統(tǒng)o黑板是數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)的一個特例，用以解決狀態(tài)沖突并處理可能存在的不確定性知識源3.8 數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)風格o黑板經(jīng)常被用于信號處理，例如：語音和模式識別，同時，在自

17、然語言處理領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用，諸如：機器翻譯和句法分析3.8 數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)風格o黑板系統(tǒng)主要包括3部分：n知識源是主要的信息來源，知識源在邏輯上和物理上都是獨立的，知識源只與產(chǎn)生它們的應(yīng)用有關(guān)，通過中央數(shù)據(jù)單元，多個知識源相互配合，完成相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯，這一過程對外部環(huán)境是透明的n中央數(shù)據(jù)單元，黑板系統(tǒng)的運行完全依賴于中央數(shù)據(jù)單元的狀態(tài)變化，中央數(shù)據(jù)單元是整個系統(tǒng)的核心部分，反映了業(yè)務(wù)邏輯的求解狀態(tài)，在多個知識源之間，中央數(shù)據(jù)單元起到了通信機制的作用3.8 數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)風格n控制單元是由中央數(shù)據(jù)單元的狀態(tài)來驅(qū)動的，知識源的執(zhí)行導(dǎo)致了中央數(shù)據(jù)單元的狀態(tài)發(fā)生變化，控制單元根據(jù)預(yù)先定義的策略，

18、啟動相應(yīng)的知識源，以完成系統(tǒng)的控制任務(wù)o黑板體系結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點：n便于多客戶共享大量數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)是何時產(chǎn)生的、由誰提供的以及通過何種途徑來提供n便于將構(gòu)件作為知識源添加到系統(tǒng)中來3.8 數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)風格o黑板體系結(jié)構(gòu)風格也存在著一些問題：n對共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同知識源要達成一致，因為要考慮各個知識源的調(diào)用問題，這會使得共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的修改變得非常困難n需要同步機制和加鎖機制來保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，增大了系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度3.9 解釋器體系結(jié)構(gòu)風格o解釋器作為一種體系結(jié)構(gòu)，主要用于構(gòu)建虛擬機，以彌合程序語義和計算機硬件之間的間隙o解釋器是利用軟件來創(chuàng)建的一種虛擬機，因此，解釋器風格又被

19、稱為虛擬機風格o程序的邏輯功能很復(fù)雜，用戶需要采用復(fù)雜的方式來進行操作，一個較好的解決方案是提供面向領(lǐng)域的虛擬機語言3.9 解釋器體系結(jié)構(gòu)風格o解釋器體系結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：n能夠提高應(yīng)用程序的移植能力和編程語言的跨平臺移植能力n實際測試工作可能非常復(fù)雜，測試代價極其昂貴，具有一定的風險性，可以利用解釋器對未實現(xiàn)的硬件進行仿真o解釋器體系結(jié)構(gòu)風格也存在著一些問題：n由于使用了特定語言和自定義操作規(guī)則，因此增加了系統(tǒng)運行的開銷n解釋器系統(tǒng)難以設(shè)計和測試3.9 解釋器體系結(jié)構(gòu)風格o解釋器體系結(jié)構(gòu)有許多現(xiàn)實應(yīng)用，可以將其作為整個軟件系統(tǒng)的一個組成部分，以下是一些具體的應(yīng)用實例：nJava和Smallt

20、alk的編譯器n基于規(guī)則的系統(tǒng)，諸如：專家系統(tǒng)領(lǐng)域中的Prolog語言n腳本語言，例如：Awk和Perl3.10 反饋控制環(huán)體系結(jié)構(gòu)風格o反饋控制環(huán)是一種特定的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)是線性的，控制連續(xù)循環(huán)過程的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該是環(huán)形的o在反饋控制環(huán)系統(tǒng)中，主要包括以下3個部分：n過程，指操縱過程變量的相關(guān)機制n數(shù)據(jù)元素，指連續(xù)更新的過程變量，包括：輸入變量、控制變量、操縱變量和相關(guān)參考值3.10 反饋控制環(huán)體系結(jié)構(gòu)風格n控制器，通過控制規(guī)則來修正變量，收集過程的實際狀態(tài)和目標狀態(tài)，調(diào)節(jié)變量以驅(qū)動實際狀態(tài)朝目標狀態(tài)前進o反饋控制環(huán)結(jié)構(gòu)能夠處理復(fù)雜的自適應(yīng)問題，機器學(xué)習就是一個典型的實例3.10

21、反饋控制環(huán)體系結(jié)構(gòu)風格o將訓(xùn)練樣本輸入到學(xué)習構(gòu)件中，作為被查詢的基本數(shù)據(jù)和知識源o然后輸入真實數(shù)據(jù)，經(jīng)過學(xué)習構(gòu)件的分析和計算，輸出學(xué)習結(jié)果o檢測構(gòu)件要檢查學(xué)習結(jié)果與預(yù)期結(jié)果之間的差異，并反饋給學(xué)習構(gòu)件3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o在集中計算時代，主要采用大型機/小型機模型，在這種模型中，通過與宿主機相連的非智能終端來實現(xiàn)宿主機程序的邏輯功能o個人計算機和工作站的采用，改變了這種協(xié)作計算模式，導(dǎo)致了分散計算模型的出現(xiàn)o分散計算模型的主要優(yōu)點是：用戶可以選擇適合自己的工作站、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，在這一時期，集中計算模式逐漸被以PC機為主的網(wǎng)絡(luò)計算模式所取代3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風

22、格o客戶機/服務(wù)器(Client/Server，C/S)是20世紀90年代開始成熟的一項技術(shù)，主要針對資源不對等問題而提出的一種共享策略o客戶機/服務(wù)器是兩個相互獨立的邏輯系統(tǒng)，為了完成特定任務(wù)，它們形成了一種協(xié)作關(guān)系o在C/S體系結(jié)構(gòu)中，主要包括三個部分：服務(wù)器、客戶機和網(wǎng)絡(luò)3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o客戶機向服務(wù)器發(fā)送操作請求，期待服務(wù)器的響應(yīng)o二者之間具有一定的連接機制，遵循公共的通信協(xié)議，都需要處理請求表達、返回結(jié)果表示、連接關(guān)系和狀態(tài)表達等一系列問題3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)處理分布在一定范圍內(nèi)的多個構(gòu)件上，包括客戶機程序中的構(gòu)件和服務(wù)器程序中的構(gòu)件，

23、構(gòu)件與構(gòu)件之間是通過網(wǎng)絡(luò)進行連接的o定義了工作站與服務(wù)器的連接方法，從而使數(shù)據(jù)存儲和邏輯計算可以分布到物理上的多個處理器上o服務(wù)器負責存儲和管理數(shù)據(jù)信息，客戶機負責數(shù)據(jù)顯示、用戶交互以及對業(yè)務(wù)邏輯的處理3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格oC/S系統(tǒng)可以分為前臺客戶機程序和后臺服務(wù)器程序兩部分o服務(wù)器程序負責管理客戶機程序的數(shù)據(jù)，而客戶機程序負責完成與用戶之間的交互，發(fā)送請求消息，接收和分析從服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)o客戶機程序是表示層，包括用戶界面和業(yè)務(wù)處理程序o服務(wù)器程序是數(shù)據(jù)層，包括中心數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)查詢程序、數(shù)據(jù)存儲程序和數(shù)據(jù)更新程序3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格3.11 客戶機/服務(wù)器體

24、系結(jié)構(gòu)風格o服務(wù)器程序負責管理系統(tǒng)資源，包括：管理數(shù)據(jù)庫的安全性、控制數(shù)據(jù)庫訪問的并發(fā)性、定義全局數(shù)據(jù)完整性規(guī)則以及備份恢復(fù)數(shù)據(jù)庫o服務(wù)器永遠處于激活狀態(tài)，監(jiān)聽用戶請求，為客戶提供服務(wù)操作o客戶機程序的主要任務(wù)包括：提供用戶與數(shù)據(jù)庫交互的界面、向服務(wù)器提交用戶請求、接收來自服務(wù)器的信息以及對客戶機數(shù)據(jù)執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯操作3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o網(wǎng)絡(luò)通信軟件的主要功能是完成服務(wù)器程序和客戶機程序之間的數(shù)據(jù)傳輸o在代理風格中，服務(wù)器將其服務(wù)和數(shù)據(jù)發(fā)布到代理服務(wù)器上，客戶機通過代理服務(wù)器來訪問服務(wù)，提高了系統(tǒng)的安全性3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格oC/S體系結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：n客戶機

25、構(gòu)件和服務(wù)器構(gòu)件分別運行在不同的計算機上，有利于分布式數(shù)據(jù)的組織和處理n構(gòu)件之間的位置是相互透明的，客戶機程序和服務(wù)器程序都不必考慮對方的實際存儲位置n客戶機側(cè)重數(shù)據(jù)的顯示和分析，服務(wù)器則注重數(shù)據(jù)的管理，因此，客戶機程序和服務(wù)器程序可以運行在不同的操作系統(tǒng)上，便于實現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境和多種不同開發(fā)技術(shù)的融合3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格n構(gòu)件之間是彼此獨立和充分隔離的，這使得軟件環(huán)境和硬件環(huán)境的配置具有極大的靈活性，易于系統(tǒng)功能的擴展n將大規(guī)模的業(yè)務(wù)邏輯分布到多個通過網(wǎng)絡(luò)連接的低成本的計算機上，降低了系統(tǒng)的整體開銷oC/S體系結(jié)構(gòu)也逐漸暴露出一些問題：n開發(fā)成本較高，客戶機的軟件配置和硬件配置的

26、要求比較高，隨著軟件版本的升級，對硬件性能的要求也越來越高，從而增加了系統(tǒng)成本，使客戶機變得臃腫3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格n在開發(fā)C/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)時，大部分工作都集中在客戶機程序的設(shè)計上，增加了設(shè)計的復(fù)雜度，客戶機負荷太重，難以應(yīng)對客戶端的大量業(yè)務(wù)處理，降低了系統(tǒng)性能n信息內(nèi)容和形式單一，傳統(tǒng)應(yīng)用一般都是事務(wù)處理型，界面基本上遵循數(shù)據(jù)庫的字段解釋，在開發(fā)之初就已經(jīng)確定，用戶無法及時獲取辦公信息和文檔信息，只能獲得單純的字符和數(shù)字，非?？菰锖退腊?.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格n如果對C/S體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進行升級，開發(fā)人員需要到現(xiàn)場來更新客戶機程序，同時需要對運行環(huán)境進行重新配置，增

27、加了維護費用n兩層C/S結(jié)構(gòu)采用了單一的服務(wù)器，同時以局域網(wǎng)為中心，因此難以擴展到Intranet和Internetn數(shù)據(jù)安全性不高，客戶機程序可以直接訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，因此，客戶機上的其它惡意性程序也有可能訪問到數(shù)據(jù)庫，無法保證中心數(shù)據(jù)庫的安全3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o為了克服兩層C/S結(jié)構(gòu)的缺點，可以將客戶機和服務(wù)器中的部分業(yè)務(wù)邏輯抽取出來，形成功能層，放在應(yīng)用服務(wù)器上，這就是所謂的三層C/S體系結(jié)構(gòu)o三層C/S結(jié)構(gòu)包括：客戶機、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器三個部分3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o在三層C/S結(jié)構(gòu)中，針對一類應(yīng)用問題建立了中

28、間層，即功能層，配置在應(yīng)用服務(wù)器上o應(yīng)用服務(wù)器負責處理客戶機與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的交互，而不是直接讓客戶機與中心數(shù)據(jù)庫相連，因此減少了同數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連的客戶機的數(shù)目，提高了系統(tǒng)安全性o由于將數(shù)據(jù)存取構(gòu)件放在應(yīng)用服務(wù)器上，客戶機只存放系統(tǒng)的表示層，因此，客戶機程序不必關(guān)心數(shù)據(jù)的操作細節(jié)，便于實現(xiàn)軟件的安裝與維護3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o在三層C/S體系結(jié)構(gòu)中，通過增加應(yīng)用服務(wù)器，在不增加數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負擔的情況下，使客戶機變“瘦”，這種風格又被稱為“瘦客戶機”C/S結(jié)構(gòu)o在三層C/S結(jié)構(gòu)中，減小了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的工作量，應(yīng)用服務(wù)器可以建立數(shù)據(jù)備份，因此，提高了系統(tǒng)的可靠性o在三層C/S結(jié)

29、構(gòu)的軟件系統(tǒng)中，可以將業(yè)務(wù)邏輯劃分為表示層、功能層和數(shù)據(jù)層3個部分3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o表示層，是系統(tǒng)和用戶之間的接口，實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)之間的對話功能，用于檢查從鍵盤和鼠標等設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)，顯示輸出結(jié)果o功能層，負責處理所有的業(yè)務(wù)邏輯o數(shù)據(jù)層就是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，負責讀寫數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須能夠迅速地執(zhí)行大量數(shù)據(jù)的更新和檢索操作o在開發(fā)三層C/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)時，需要對這三層的功能進行明確地劃分，使之在邏輯上相互獨立3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o設(shè)計過程中的難點是：如何從兩層C/S結(jié)構(gòu)的表示層和數(shù)據(jù)層中分離各自的應(yīng)用程序，同時使層次之

30、間的接口簡單明了o在實現(xiàn)三層C/S體系結(jié)構(gòu)時，通?？梢圆捎弥虚g件技術(shù)o中間件是一個用API定義的軟件層，是一種具有強大通信能力和良好擴展能力的分布式軟件管理框架3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o在客戶機和服務(wù)器以及服務(wù)器和服務(wù)器之間，使用中間件來傳送數(shù)據(jù)，完成客戶機群和服務(wù)器群之間的通信任務(wù)o在配置三層C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)時，通常有多種不同的選擇方案n將表示層放在客戶機上，功能層和數(shù)據(jù)層都放在同一個服務(wù)器上，與兩層C/S結(jié)構(gòu)相比，雖然提高了程序的可維護性，但兩層C/S結(jié)構(gòu)的缺陷并未得到完全解決3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格n由于三層分別放在不同的計算結(jié)點上，因此提高了系統(tǒng)的靈活性，能夠適

31、應(yīng)客戶機數(shù)目和處理負荷的變動，但是，在這種情況下，服務(wù)器之間要進行數(shù)據(jù)傳送，增加了系統(tǒng)開銷3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格n如果將表示層和功能層都放在客戶機上，其配置方案如下所示，在這種情況下，客戶機的工作負擔很重，類似于兩層C/S結(jié)構(gòu)3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格n如果將表示層和功能層都放在客戶機上，其配置方案如下所示，在這種情況下，客戶機的工作負擔很重，類似于兩層C/S結(jié)構(gòu)3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o與兩層C/S結(jié)構(gòu)相比，三層C/S體系結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：n如果合理地劃分三層結(jié)構(gòu)的功能，可以使系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)更加清晰，提高了軟件的可維護性和可擴充性n在實現(xiàn)三層C/S結(jié)構(gòu)時，

32、可以更有效地選擇運行平臺和硬件環(huán)境，從而使每一層都具有清晰的邏輯結(jié)構(gòu)、良好的負荷處理能力和較好的開放性，清晰和合理地劃分三層C/S結(jié)構(gòu)，使各層之間保持相互獨立，可以降低每一層應(yīng)用的修改難度3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格n在三層C/S結(jié)構(gòu)中，可以分別選擇合適的編程語言來并行地開發(fā)每一層的邏輯功能，以提高開發(fā)效率，同時，每一層的維護也更加容易n系統(tǒng)具有較高的安全性，可以充分利用功能層來將數(shù)據(jù)層和表示層分隔開來，使未授權(quán)用戶難以繞過功能層，無法利用數(shù)據(jù)庫工具和黑客手段來非法訪問數(shù)據(jù)層，從而保證了中心數(shù)據(jù)庫的安全性，整個系統(tǒng)也更加便于控制，管理層次也更加合理3.11 客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o

33、在實現(xiàn)三層C/S結(jié)構(gòu)時，需要注意以下幾個問題：n如果各層之間的通信效率不高，即使每一層的硬件配置都很高，系統(tǒng)的整體性能也不會太高n必須慎重考慮三層之間的通信方法、通信頻率和傳輸數(shù)據(jù)量，這和提高各層的獨立性一樣也是實現(xiàn)三層C/S結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性問題3.12 瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server，B/S)，是三層C/S體系結(jié)構(gòu)的一種實現(xiàn)方式，主要包括：瀏覽器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器oB/S結(jié)構(gòu)主要利用了不斷成熟的WWW技術(shù)，結(jié)合瀏覽器的多腳本語言，采用通用瀏覽器來實現(xiàn)原來需要復(fù)雜的專用軟件才能實現(xiàn)的強大功能，節(jié)約了開發(fā)成本o與三層C/S結(jié)構(gòu)的解決方案相比，B/S

34、體系結(jié)構(gòu)在客戶機上采用了WWW瀏覽器，將Web服務(wù)器作為應(yīng)用服務(wù)器3.12 瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格oB/S體系結(jié)構(gòu)的核心是Web服務(wù)器，可以將應(yīng)用程序以網(wǎng)頁的形式存放在Web服務(wù)器上3.12 瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o當用戶運行某個應(yīng)用程序時，只需要在客戶端的瀏覽器中鍵入相應(yīng)的URL，向Web服務(wù)器提出HTTP請求o當Web服務(wù)器接收HTTP請求之后，會調(diào)用相關(guān)的應(yīng)用程序，同時向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)操作請求o數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對數(shù)據(jù)操作請求進行響應(yīng)，將結(jié)果返回給Web服務(wù)器的應(yīng)用程序3.12 瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格oWeb服務(wù)器應(yīng)用程序執(zhí)行業(yè)務(wù)處理邏輯，利用HTML來封裝操作結(jié)果，通過瀏覽

35、器呈現(xiàn)給用戶o在B/S結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)請求、網(wǎng)頁生成、數(shù)據(jù)庫訪問和應(yīng)用程序執(zhí)行全部由Web服務(wù)器來完成o在B/S結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的安裝、修改和維護都在Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上進行3.12 瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格o在使用系統(tǒng)時，用戶僅使用一個瀏覽器就可以運行全部的應(yīng)用程序，真正實現(xiàn)了“零客戶端”的運作模式o在系統(tǒng)運行期間，可以對瀏覽器進行自動升級，B/S結(jié)構(gòu)為異構(gòu)機、異構(gòu)網(wǎng)和異構(gòu)應(yīng)用服務(wù)的集成提供了有效的框架基礎(chǔ)oB/S體系結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：n客戶端只需要安裝瀏覽器，操作簡單，能夠發(fā)布動態(tài)信息和靜態(tài)信息3.12 瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格n運用HTTP標準協(xié)議和統(tǒng)一客戶端軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)跨平臺通信

36、n開發(fā)成本比較低，只需要維護Web服務(wù)器程序和中心數(shù)據(jù)庫，客戶端升級可以通過升級瀏覽器來實現(xiàn)，使所有用戶同步更新oB/S體系結(jié)構(gòu)風格也存在著一些問題：n個性化程度比較低，所有客戶端程序的功能都是一樣的3.12 瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)風格n客戶端數(shù)據(jù)處理能力比較差，加重了Web服務(wù)器的工作負擔，影響系統(tǒng)的整體性能n在B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)提交一般以頁面為單位，動態(tài)交互性不強，不利于在線事務(wù)處理(Online Transaction Processing，OLTP)nB/S體系結(jié)構(gòu)的可擴展性比較差，系統(tǒng)安全性難以保障nB/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)查詢中心數(shù)據(jù)庫，其速度要遠低于C/S體系結(jié)構(gòu)3.13 公共

37、對象請求代理體系結(jié)構(gòu)風格o在異構(gòu)分布式環(huán)境下，可以利用CORBA來實現(xiàn)應(yīng)用程序之間的交互操作oCORBA規(guī)范主要包括：n對象請求代理ORB、對象適配器(Object Adapter，OA)、接口定義語言IDL、接口存儲(Interface Repository，IR)和ORB內(nèi)部的相關(guān)協(xié)議oCORBA體系結(jié)構(gòu)的核心是ORB，ORB作為“軟件總線”用來連接網(wǎng)絡(luò)上的不同應(yīng)用對象3.13 公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)風格oORB的任務(wù)是定位服務(wù)器，通過對象適配器OA將操作請求傳送給相應(yīng)的服務(wù)器oOA位于ORB和對象之間，屏蔽了ORB內(nèi)部的實現(xiàn)細節(jié)，為服務(wù)器對象提供了抽象接口n其功能包括：登錄服務(wù)器、注冊

38、對象、創(chuàng)建對象、激活對象、分發(fā)客戶請求和認證客戶請求oCORBA提供了透明訪問對象的相關(guān)方法，能夠屏蔽實現(xiàn)方式、對象狀態(tài)、通信機制和開發(fā)技術(shù)之間的差異3.13 公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)風格3.13 公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)風格o在客戶端，ORB定義了一個動態(tài)調(diào)用接口(Dynamic Invocation Interface，DII)，以API的形式出現(xiàn)，用來發(fā)送操作請求，提供了動態(tài)調(diào)用方法o在服務(wù)器端，OA利用動態(tài)框架接口(Dynamic Skeleton Interface，DSI)來傳輸操作請求，提供了動態(tài)實現(xiàn)方法o接口定義語言(Interface Definition Language，

39、IDL)用來定義客戶端和服務(wù)器之間的靜態(tài)接口3.13 公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)風格oIDL不是編程語言，它是CORBA規(guī)范的一種中性定義語言，用于描述對象接口o客戶端與ORB之間的靜態(tài)接口，被稱為靜態(tài)調(diào)用接口(Static Invocation Interface，SII)o服務(wù)器與ORB之間的靜態(tài)接口，被稱為靜態(tài)框架接口(Static Skeleton Interface，SSI)3.13 公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)風格oCORBA規(guī)范包含了ORB的內(nèi)部協(xié)議，即Internet ORB內(nèi)部協(xié)議(Internet Inter-ORB Protocol，IIOP)，用以描述IDL類型的在線表示方法

40、和協(xié)議數(shù)據(jù)單元oIIOP使用TCP/IP來傳輸ORB之間的操作請求和相關(guān)參數(shù)3.13 公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)風格oIR包含了運行時所需要的IDL規(guī)范，定義了基本類型映射機制oIMR存儲服務(wù)器的詳細信息oCORBA體系結(jié)構(gòu)風格具有以下優(yōu)點：n實現(xiàn)了客戶端程序與服務(wù)器程序的分離，客戶不再直接與服務(wù)器發(fā)生聯(lián)系，而僅需要和ORB進行通信，客戶端和服務(wù)器之間的關(guān)系更加靈活n將分布式計算模式與面向?qū)ο蠹夹g(shù)結(jié)合起來，提高了軟件復(fù)用效率3.13 公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)風格n提供了軟件總線機制，軟件總線是指一組定義完整的接口規(guī)范，應(yīng)用程序、軟件構(gòu)件和相關(guān)工具只要具有與接口規(guī)范相符的接口定義，就能集成到應(yīng)用系

41、統(tǒng)中，這個接口規(guī)范是獨立于編程語言和開發(fā)環(huán)境的nCORBA能夠支持不同的編程語言和操作系統(tǒng)，在更大的范圍內(nèi)，開發(fā)人員能夠相互利用已有的開發(fā)成果3.14 正交體系結(jié)構(gòu)風格o正交體系結(jié)構(gòu)是一種以垂直線索構(gòu)件族為基礎(chǔ)的層次化結(jié)構(gòu)，包括組織層和線索o在每一個組織層中，都包含具有相同抽象級別的構(gòu)件o線索是子系統(tǒng)的實例，是由完成不同層次功能的構(gòu)件通過相互調(diào)用而形成的，每一條線索完成系統(tǒng)的一部分相對獨立的功能o在正交體系結(jié)構(gòu)中，每條線索的實現(xiàn)與其它線索的實現(xiàn)無關(guān)或關(guān)聯(lián)很少，在同一層次中，構(gòu)件之間不存在相互調(diào)用關(guān)系3.14 正交體系結(jié)構(gòu)風格o正交體系結(jié)構(gòu)的基本思想是：n按照功能的正交相關(guān)性，將系統(tǒng)垂直地劃分為

42、若干個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)用一條線索來實現(xiàn)n每條線索由多個具有不同層次功能和抽象級別的構(gòu)件組成o如果線索之間是相互獨立的，即不同線索中的構(gòu)件不存在調(diào)用關(guān)系，那么這種結(jié)構(gòu)就是完全正交體系結(jié)構(gòu)o在同一層次上，各個線索的構(gòu)件具有相同的抽象級別3.14 正交體系結(jié)構(gòu)風格o在正交體系結(jié)構(gòu)中，有一個公共的頂層，用于觸發(fā)各條線索運行，還有一個公共的底層，包含了各條線索需要的數(shù)據(jù)3.14 正交體系結(jié)構(gòu)風格o正交體系結(jié)構(gòu)具有以下特征：n正交體系結(jié)構(gòu)由完成不同功能的n(n1)個線索(子系統(tǒng))組成n線索之間是相互獨立的，系統(tǒng)的某一變動僅涉及一條線索，而不會影響到其它線索n系統(tǒng)具有m(m1)個不同抽象級別的層次n具有一

43、個驅(qū)動線索運行的公共頂層和一個存儲共享數(shù)據(jù)的公共底層o正交體系結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：3.14 正交體系結(jié)構(gòu)風格n結(jié)構(gòu)清晰，線索與線索之間是獨立的，不進行相互調(diào)用，構(gòu)件的位置可以清楚地說明它所實現(xiàn)的抽象層次和擔負的功能n便于修改和維護，因為線索之間是相互獨立的，因此，某一條線索的修改不會影響到其它線索，當需求發(fā)生變動時，可以將新需求分解為獨立的子需求，然后使用線索和構(gòu)件來實現(xiàn)每一個子需求n易于重用，在同一應(yīng)用領(lǐng)域中，不同軟件系統(tǒng)往往具有相同的層次和線索，因此，可以共享同一個框架結(jié)構(gòu)3.15 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu)風格o層次消息總線的理論基礎(chǔ)是消息驅(qū)動的編程方法和計算機硬件總線概念o計算機硬件總線

44、的概念為層次消息總線體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了很好的借鑒和啟示o構(gòu)件之間是通過消息總線來進行通信的，可以支持構(gòu)件的分布式存儲和并發(fā)運行o消息總線是系統(tǒng)的連接件，負責消息的分派、傳遞和過濾，并返回處理結(jié)果3.15 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu)風格o構(gòu)件掛接在消息總線上，向總線登記自己所感興趣的消息類型o在構(gòu)件之間，消息是唯一的通信方式n構(gòu)件發(fā)出請求消息，然后總線把請求消息分派到系統(tǒng)中所有對此感興趣的構(gòu)件n在接收到請求消息后，構(gòu)件將根據(jù)自身狀態(tài)對其進行響應(yīng)，并通過總線返回處理結(jié)果o由于構(gòu)件是通過消息總線進行連接的，不要求各個構(gòu)件具有相同的地址空間3.15 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu)風格o復(fù)雜構(gòu)件分解為粒度

45、更細的子構(gòu)件，通過局部消息總線進行連接，從而形成復(fù)合構(gòu)件o如果子構(gòu)件仍然比較復(fù)雜，則可以進一步分解，如此分解下去，系統(tǒng)將形成樹狀的拓撲結(jié)構(gòu)o葉結(jié)點是系統(tǒng)的原子構(gòu)件，不再包含子構(gòu)件o原子構(gòu)件的設(shè)計可以采用不同的軟件體系結(jié)構(gòu)風格3.15 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu)風格o整個系統(tǒng)可以作為一個構(gòu)件，通過更高層次的消息總線集成到更大的應(yīng)用系統(tǒng)中o在HMB體系結(jié)構(gòu)中，主要包括構(gòu)件和消息總線兩種軟件元素3.15 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu)風格nHMB構(gòu)件主要包括接口部分、行為部分和結(jié)構(gòu)部分：o在接口部分，定義了構(gòu)件與外界之間交互的信息和承擔的責任，HMB構(gòu)件的接口是一種基于消息的互連接口3.15 基于層次消

46、息總線的體系結(jié)構(gòu)風格o在行為部分，使用有限狀態(tài)自動機來描述構(gòu)件的功能，構(gòu)件行為要同時受到外來消息和自身狀態(tài)的影響o結(jié)構(gòu)部分描述了復(fù)合構(gòu)件的拓撲結(jié)構(gòu)，復(fù)合構(gòu)件由簡單的子構(gòu)件組合而成，子構(gòu)件通過復(fù)合構(gòu)件內(nèi)部的消息總線進行連接3.15 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu)風格n消息總線：o在HMB體系結(jié)構(gòu)中，消息總線是連接件o構(gòu)件向消息總線登記自己感興趣的消息，形成構(gòu)件消息響應(yīng)登記表o消息總線根據(jù)接收到的消息，查閱構(gòu)件消息響應(yīng)登記表，確定能夠響應(yīng)該消息的構(gòu)件，并將消息傳遞給該構(gòu)件，同時，負責返回處理結(jié)果o從邏輯上看，消息總線是一個整體，但是，從物理上講，它可以跨越多個不同的機器o掛接在消息總線上的構(gòu)件可以分布在多個不同的機器上，并行運行3.15 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu)風格n消息登記：在基于消息的系統(tǒng)中，構(gòu)件需要向消息總線登記自己所感興趣的消息，不關(guān)心該消息是由哪個構(gòu)件發(fā)出的3.15 基于層次消息總線的體系結(jié)構(gòu)風格n消息分派和傳遞：消息總線負責在構(gòu)件之間傳遞消息，根據(jù)構(gòu)件消息響應(yīng)登記表把消息分派給對其感興趣的構(gòu)件，并返回處理結(jié)果n消息過濾：在不同的構(gòu)件中，同一消息可能使用了不同的名字，不同的消息也可能使用了相同的名字，在構(gòu)件集成時，需要對消息進行過濾nHMB體系結(jié)構(gòu)風格支持運行時系統(tǒng)演化：3.15 基于層次消息總線