軟件體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)模式課件

1、第8章 軟件體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)模式8.1軟件體系結(jié)構(gòu)的概念 8.1.1什么是軟件體系結(jié)構(gòu) 軟件體系結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)，它包括：1) 軟件的組成元素（組件）；2) 這些（組件）元素的外部可見特性；3) 這些元素（組件）之間的相互關(guān)系。 軟件體系結(jié)構(gòu)不僅指定了系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也顯示了系統(tǒng)需求和構(gòu)成系統(tǒng)的元素之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提供了一些設(shè)計(jì)決策的基本原理。8.1軟件體系結(jié)構(gòu)的概念 軟件體系結(jié)構(gòu)描述的對(duì)象是直接構(gòu)成系統(tǒng)的抽象組件。它由功能各異、相互作用的部件按照層次構(gòu)成，包含了系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)成單元、單元之間的相互作用關(guān)系、在構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)它們的合成方法以及對(duì)合成約束的描述。具體來說，部件包括客戶

2、端、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、程序包、過程、子程序等一切軟件的組成部分。相互作用的關(guān)系可以是過程調(diào)用、消息傳遞、共享內(nèi)存變量、客戶端/服務(wù)器的訪問協(xié)議、數(shù)據(jù)庫的訪問協(xié)議等。8.1軟件體系結(jié)構(gòu)的概念 8.1.2軟件體系結(jié)構(gòu)建模根據(jù)建模的側(cè)重點(diǎn)的不同，可以將軟件體系結(jié)構(gòu)的模型分為結(jié)構(gòu)模型、框架模型、動(dòng)態(tài)模型、過程模型和功能模型5種。1）結(jié)構(gòu)模型這是一個(gè)最直觀、最普遍的建模方法。這種方法以體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、連接件和其他概念來刻畫結(jié)構(gòu)，并力圖通過結(jié)構(gòu)來反映系統(tǒng)的重要語義內(nèi)容，包括系統(tǒng)的配置、約束、隱含的假設(shè)條件、風(fēng)格、性質(zhì)。研究結(jié)構(gòu)模型的核心是體系結(jié)構(gòu)描述語言。2）框架模型框架模型與結(jié)構(gòu)模型類似，但它不太側(cè)重描述

3、結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)而更側(cè)重于整體的結(jié)構(gòu)?？蚣苣Ｐ椭饕砸恍┨厥獾膯栴}為目標(biāo)建立只針對(duì)和適應(yīng)該問題的結(jié)構(gòu)。8.1軟件體系結(jié)構(gòu)的概念 3）動(dòng)態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型是對(duì)結(jié)構(gòu)模型或框架模型的補(bǔ)充，研究系統(tǒng)的大顆粒的行為性質(zhì)。例如，描述系統(tǒng)的重新配置或演化。動(dòng)態(tài)可能指系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的配置、建立或拆除通信通道或計(jì)算的過程。這類系統(tǒng)常是激勵(lì)型的。4）過程模型過程模型研究構(gòu)造系統(tǒng)的步驟和過程，因此結(jié)構(gòu)是遵循某些過程腳本的結(jié)果。5）功能模型該模型認(rèn)為體系結(jié)構(gòu)是由一組功能構(gòu)件按層次組成，下層向上層提供服務(wù)。它可以看作是一種特殊的框架模型。5.1 生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)函數(shù)生產(chǎn)是指廠商對(duì)各種生產(chǎn)要素加以組合制成產(chǎn)品的行為。生產(chǎn)要素就是生

4、產(chǎn)過程中所使用的各種資源，主要包括勞動(dòng)、資本、土地和企業(yè)家才能。5.1 生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)函數(shù)勞動(dòng)是指勞動(dòng)者所提供的各種服務(wù)資本是指生產(chǎn)過程中使用的資金土地是指在生產(chǎn)過程中所使用的自然資源企業(yè)家才能是指企業(yè)家對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的管理和組織工作 企業(yè)家主要根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，合理地配置各生產(chǎn)要素來從事生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)，以追求企業(yè)的利潤最大化。5.1.1 生產(chǎn)函數(shù) 生產(chǎn)函數(shù)是指一定時(shí)期內(nèi)生產(chǎn)要素的數(shù)量與某種組合與其所能產(chǎn)出的最大產(chǎn)量之間存在的函數(shù)關(guān)系。生產(chǎn)函數(shù)的表達(dá)式如式5.1所示。式5.1中的y表示總產(chǎn)出量，L，K，N，E分別表示投入到生產(chǎn)中的勞動(dòng)、資本、土地、企業(yè)家才能的數(shù)量。1. 生產(chǎn)函數(shù)的定義5.1.1

5、 生產(chǎn)函數(shù) 考慮到土地的固定性，變化較小，企業(yè)家才能難以估算故生產(chǎn)函數(shù)通常被簡(jiǎn)化為式5.2。式5.2表明，在已知?jiǎng)趧?dòng)和資本數(shù)量的組合情況時(shí)，可以推算出產(chǎn)品的最大產(chǎn)量。1. 生產(chǎn)函數(shù)的定義5.1.1 生產(chǎn)函數(shù)2. 生產(chǎn)函數(shù)的特征特征資本與勞動(dòng)力的邊際產(chǎn)出總是為正值，勞動(dòng)力（或者資本）投入量不變的情況下，資本（或者勞動(dòng)力）的增加將引起產(chǎn)出的增加邊際產(chǎn)量遞減特性。當(dāng)其他生產(chǎn)要素固定不變時(shí)，隨著某一要素投入量的增加，其邊際產(chǎn)量將逐漸減少生產(chǎn)函數(shù)具有非負(fù)性，總產(chǎn)出必須是正值，且總產(chǎn)量是生產(chǎn)要素組合的結(jié)果，單一要素的投入是不能獲得產(chǎn)出的5.1.1 生產(chǎn)函數(shù)3. 規(guī)模報(bào)酬規(guī)模報(bào)酬又稱為規(guī)模經(jīng)濟(jì)，主要研究所有

6、要素都同比例增加時(shí)，產(chǎn)量時(shí)如何發(fā)生變化的。 通常在規(guī)模較小時(shí)，增加投入可以促進(jìn)規(guī)模報(bào)酬遞增，而當(dāng)規(guī)模達(dá)到一定程度時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)規(guī)模報(bào)酬遞減的情況。5.1.1 生產(chǎn)函數(shù)3. 規(guī)模報(bào)酬5.1.1 生產(chǎn)函數(shù)分別對(duì)公示5.3中的L與K求偏導(dǎo)數(shù)則有：式5.4中， 表示勞動(dòng)力對(duì)產(chǎn)出的彈性系數(shù)，表示在其他條件不變的情況下，勞動(dòng)力增加1%會(huì)使產(chǎn)出發(fā)生變化的百分比； 表示資本對(duì)產(chǎn)出的彈性系數(shù)，表示在其他條件不變的情況下，資本增加1%會(huì)使產(chǎn)出發(fā)生變化的百分比。3. 規(guī)模報(bào)酬5.1.1 生產(chǎn)函數(shù)5.1.2 軟件生產(chǎn)函數(shù)5.1.2 軟件生產(chǎn)函數(shù)5.1.2 軟件生產(chǎn)函數(shù) 軟件生產(chǎn)率是指軟件開發(fā)的效率，是衡量軟件開發(fā)水平的

7、一個(gè)重要因素。影響軟件生產(chǎn)率的因素眾多，主要有技術(shù)因素、管理因素以及文化因素。5.1.2 軟件生產(chǎn)函數(shù)強(qiáng)調(diào)對(duì)企業(yè)研發(fā)人員個(gè)人職業(yè)能力的綜合評(píng)估。為了提升個(gè)人對(duì)軟件企業(yè)的貢獻(xiàn)，有必要從專業(yè)、技能、經(jīng)驗(yàn)、學(xué)歷以及年齡等多方面進(jìn)行考量。軟件技術(shù)領(lǐng)域最好根據(jù)研發(fā)人員所擅長的技術(shù)能力來劃分不同的專業(yè)技術(shù)組。培養(yǎng)研發(fā)人員對(duì)新技術(shù)的學(xué)習(xí)掌握，并創(chuàng)新應(yīng)用。提高軟件生產(chǎn)率的主要舉措有：技術(shù)方面5.1.2 軟件生產(chǎn)函數(shù)建立良好的人才激勵(lì)機(jī)制，通過物質(zhì)、精神獎(jiǎng)勵(lì)以及職務(wù)晉升制度提高研發(fā)人員的工作熱情。建立科學(xué)、合理的研發(fā)人員梯隊(duì)制度，明確劃分管理與技術(shù)領(lǐng)域人才。依據(jù)軟件企業(yè)所處的市場(chǎng)環(huán)境及企業(yè)自身發(fā)展的要求適時(shí)變革

8、管理。用以應(yīng)對(duì)不斷變化的IT市場(chǎng)，進(jìn)而增強(qiáng)軟件企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。提高軟件生產(chǎn)率的主要舉措有：管理方面5.1.2 軟件生產(chǎn)函數(shù)建立良好的企業(yè)學(xué)習(xí)氛圍。通過研發(fā)人員個(gè)人知識(shí)的學(xué)習(xí)、交流及其共享來形成群體效應(yīng)，提升整個(gè)企業(yè)的知識(shí)資源。注重軟件工程項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神，提高團(tuán)隊(duì)溝通能力。提高軟件生產(chǎn)率的主要舉措有：文化方面8.1軟件體系結(jié)構(gòu)的概念 軟件體系結(jié)構(gòu)建?？煞譃?個(gè)層次。1）軟件體系結(jié)構(gòu)核心元模型：軟件體系結(jié)構(gòu)模型由哪些元素組成，這些組成元素之間按照何種原則組織；2）軟件體系結(jié)構(gòu)模型的多視圖表示：從不同的視角描述特定系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，從而得到多個(gè)視圖，并將這些視圖組織起來以描述整體的軟

9、件體系結(jié)構(gòu)模型；3）軟件體系結(jié)構(gòu)描述語言：在軟件體系結(jié)構(gòu)基本概念的基礎(chǔ)上，選取適當(dāng)?shù)男问交虬胄问交姆椒▉砻枋鲆粋€(gè)特定的體系結(jié)構(gòu)；4）軟件體系結(jié)構(gòu)文檔化：記錄和整理上述3個(gè)層次的描述內(nèi)容。8.1軟件體系結(jié)構(gòu)的概念 8.1.3軟件體系結(jié)構(gòu)的分層模型計(jì)算機(jī)硬件層是軟件實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，比如存儲(chǔ)器、時(shí)鐘、高速緩存等。軟件硬件層實(shí)現(xiàn)了軟件與硬件的分離，既是對(duì)軟件實(shí)現(xiàn)的最底層的描述，也是對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)的操作和控制的描述。基礎(chǔ)控制描述層、資源和管理調(diào)度層是體系結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接的內(nèi)在構(gòu)成模型。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式層是軟件的上層體系結(jié)構(gòu)，它是最高層次的軟件結(jié)構(gòu)概念，其涉及的概念通常有客戶端/服務(wù)器、解釋器、編譯器、框架等。

10、應(yīng)用層是建立在軟件概念之上的領(lǐng)域問題描述，它是基于純粹的應(yīng)用領(lǐng)域的。8.1軟件體系結(jié)構(gòu)的概念 8.1.4軟件體系結(jié)構(gòu)的作用 設(shè)計(jì)軟件的體系結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)階段非常重要。軟件體系結(jié)構(gòu)就好比軟件系統(tǒng)的骨骼，如果骨骼確定了，那么軟件系統(tǒng)的框架就確定了。軟件體系結(jié)構(gòu)在軟件開發(fā)過程中的作用如下。1）規(guī)范軟件開發(fā)的基本架構(gòu)2）便于開發(fā)人員與用戶的溝通3）模塊化、層次化設(shè)計(jì)，有利于減少返工，提高效率4）便于系統(tǒng)開發(fā)前、后期的籌備與服務(wù)8.1軟件體系結(jié)構(gòu)的概念 兩種常用的軟件體系結(jié)構(gòu)如圖所示。樹形結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)8.2 典型的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 所謂軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格，是描述某一特定應(yīng)用領(lǐng)域中系統(tǒng)組織方式的慣用模式。 軟件

11、體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格包含4個(gè)關(guān)鍵要素：1) 提供一個(gè)詞匯表；2) 定義一套配置規(guī)則；3) 定義一套語義解釋規(guī)則；4) 定義對(duì)基于這種風(fēng)格的系統(tǒng)進(jìn)行的分析。 根據(jù)以上4要素框架，Garlan和Shaw對(duì)通用軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格的進(jìn)行分類，每種體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格有各自的應(yīng)用領(lǐng)域和優(yōu)缺點(diǎn)。8.2 典型的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 8.2.1數(shù)據(jù)流風(fēng)格數(shù)據(jù)到達(dá)即被激活處理工作，無數(shù)據(jù)時(shí)不工作。一般來說，數(shù)據(jù)的流向是有序的。在純數(shù)據(jù)流系統(tǒng)中，處理之間除了數(shù)據(jù)交換，沒有任何其他的交互。主要研究近似線性的數(shù)據(jù)流，或在限度內(nèi)的循環(huán)數(shù)據(jù)流。其中包括批處理序列、管道/過濾器。8.2 典型的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 8.2.2調(diào)用返回風(fēng)格 各個(gè)構(gòu)件通

12、過調(diào)用其他構(gòu)件和獲得返回參數(shù)來進(jìn)行交互，配合完成功能。包括主程序/子程序、面向?qū)ο箫L(fēng)格、層次結(jié)構(gòu)。8.2 典型的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 8.2.3 獨(dú)立構(gòu)件風(fēng)格這種風(fēng)格的主要特點(diǎn)是：事件的觸發(fā)者并不知道哪些構(gòu)件會(huì)被這些事件影響，相互保持獨(dú)立，這樣不能假定構(gòu)件的處理順序，甚至不知道哪些過程會(huì)被調(diào)用；各個(gè)構(gòu)件之間彼此無連接關(guān)系，各自獨(dú)立存在，通過對(duì)事件的發(fā)布和注冊(cè)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)，其中包括進(jìn)程通訊、事件系統(tǒng)。8.2 典型的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 8.2.4 虛擬機(jī)風(fēng)格它創(chuàng)建了一種虛擬的環(huán)境，將用戶與底層平臺(tái)隔離開來，或者將高層抽象和底層實(shí)現(xiàn)隔離開來。其中包括解釋器、基于規(guī)則的系統(tǒng)。8.2 典型的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 8.

13、2.5倉庫風(fēng)格倉庫是存儲(chǔ)和維護(hù)數(shù)據(jù)的中心場(chǎng)所。在倉庫風(fēng)格中存在兩類構(gòu)件，表示當(dāng)前數(shù)據(jù)的狀態(tài)的中心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和一組對(duì)中心數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的獨(dú)立構(gòu)件。其中包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、超文本系統(tǒng)、黑板系統(tǒng)。8.3 軟件質(zhì)量屬性 軟件質(zhì)量屬性是指軟件系統(tǒng)在其生存周期過程中所表現(xiàn)出的各種特征。質(zhì)量屬性既和軟件體系結(jié)構(gòu)有關(guān)，也和具體實(shí)現(xiàn)有關(guān)。但軟件設(shè)計(jì)是保證軟件質(zhì)量的重要階段，而軟件體系結(jié)構(gòu)是獲取許多質(zhì)量屬性的基礎(chǔ)，因此在軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮到這些質(zhì)量屬性， 并在軟件體系結(jié)構(gòu)層次上進(jìn)行評(píng)估。質(zhì)量屬性可以分為3類：系統(tǒng)屬性、商業(yè)屬性和構(gòu)架屬性。8.3 軟件質(zhì)量屬性 系統(tǒng)屬性按運(yùn)行時(shí)是否可見又分為：運(yùn)行時(shí)可觀察到的：包括

14、性能、安全性、可用性、易用性；運(yùn)行時(shí)不可觀察的：包括可修改性、可移植性、可測(cè)試性、可集成性、可重用性。 商業(yè)屬性包括投放市場(chǎng)時(shí)間、成本和預(yù)計(jì)的系統(tǒng)生命周期長短。 構(gòu)架屬性包括軟件體系結(jié)構(gòu)本身的概念完整性、正確性和可構(gòu)建性。 我們?cè)谲浖w系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)除了考慮到系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能外，還應(yīng)充分考慮到系統(tǒng)所要求的各類質(zhì)量屬性。8.4分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 8.4.1多處理器體系結(jié)構(gòu)多處理器系統(tǒng)是分布式系統(tǒng)的最簡(jiǎn)單模型，系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行許多進(jìn)程，這些進(jìn)程分布在不同的處理器上，可以極大地提高系統(tǒng)的性能。由于大型實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求很高，多采用這種模型。大型實(shí)時(shí)系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)采集信息，并利用采集到的信息進(jìn)行決策，然后發(fā)送

15、信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。雖然，信息采集、決策和執(zhí)行可以在一個(gè)處理器上統(tǒng)一調(diào)度完成，但多處理器的并行計(jì)算比單處理器的分時(shí)片計(jì)算能夠極大地提高系統(tǒng)的性能，而且可靠度也相對(duì)較高。8.4分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 8.4.2客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server，簡(jiǎn)稱C/S）體系結(jié)構(gòu)是為了共享不對(duì)等的資源而提出來的，是20世紀(jì)90年代成熟起來的技術(shù)，C/S體系結(jié)構(gòu)定義了客戶機(jī)如何與服務(wù)器連接，以將數(shù)據(jù)和應(yīng)用系統(tǒng)分部到多個(gè)處理機(jī)上。C/S體系結(jié)構(gòu)有3個(gè)主要的組成部分。服務(wù)器。負(fù)責(zé)給其子系統(tǒng)提供服務(wù)，如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理服務(wù)，文件服務(wù)器提供文件管理服務(wù)，搜索服務(wù)器提供數(shù)據(jù)檢索等。客戶機(jī)。

16、通常是獨(dú)立的子系統(tǒng)，通過向服務(wù)器請(qǐng)求約定的資源獲取數(shù)據(jù)。一臺(tái)服務(wù)器可以同時(shí)為許多客戶機(jī)提供服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)。連接服務(wù)器和客戶機(jī)。有時(shí)客戶機(jī)和服務(wù)器位于同一臺(tái)物理主機(jī)上，但多數(shù)情況下它們分布在不同主機(jī)上。網(wǎng)絡(luò)可以有各種形式，包括有線和無線等。8.4分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) C/S系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮應(yīng)用系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。在邏輯上，我們通常將應(yīng)用系統(tǒng)劃分為3層，即數(shù)據(jù)管理層、應(yīng)用邏輯層和表示層。數(shù)據(jù)管理層主要處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理操作。應(yīng)用邏輯層處理與業(yè)務(wù)相關(guān)的邏輯。表示層處理用戶界面以及用戶的交互。在集中式系統(tǒng)中，不需要將這些清楚地分離，但在分布式系統(tǒng)中，不同層常常被部署在不同的主機(jī)上，因此必須嚴(yán)格地分離不同層。C/S

17、體系結(jié)構(gòu)通常有兩層或三層，也可根據(jù)需要?jiǎng)澐譃楦鄬?。兩層C/S結(jié)構(gòu)一般有兩種形態(tài)。瘦客戶機(jī)模型。在瘦客戶機(jī)模型中，數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用邏輯都在服務(wù)器端執(zhí)行，客戶機(jī)只負(fù)責(zé)表示部分。胖客戶機(jī)模型。在這種模型中，服務(wù)器只負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的管理?？蛻魴C(jī)上的軟件實(shí)現(xiàn)應(yīng)用邏輯以及與系統(tǒng)的交互。8.4分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 三層C/S結(jié)構(gòu)就避免了這個(gè)問題，將數(shù)據(jù)管理層和應(yīng)用邏輯層分別放在兩個(gè)物理層或物理主機(jī)上，客戶端仍然保留在客戶機(jī)上。對(duì)于三層C/S結(jié)構(gòu)，各層的功能或指責(zé)如下：表示層。表示層是應(yīng)用系統(tǒng)的用戶界面部分，擔(dān)負(fù)著用戶與應(yīng)用程序之間的對(duì)話功能。通常采用圖形界面的方式呈現(xiàn)。應(yīng)用邏輯層。應(yīng)用邏輯層為應(yīng)用系統(tǒng)的主體，包含全部

18、的業(yè)務(wù)邏輯。比如數(shù)據(jù)處理，用戶管理，與其他系統(tǒng)交互，以及記錄系統(tǒng)日志等。通常是應(yīng)用服務(wù)器。數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層一般只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存取、管理和維護(hù)（如備份等），通常是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，簡(jiǎn)稱B/S）結(jié)構(gòu)是三層應(yīng)用結(jié)構(gòu)的一種實(shí)現(xiàn)，其具體結(jié)構(gòu)為瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。8.4分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 8.4.3分布式對(duì)象體系結(jié)構(gòu)分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的更一般方法是去掉客戶機(jī)與服務(wù)器之間的差異，用分布式對(duì)象體系結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)系統(tǒng)。分布式對(duì)象的實(shí)質(zhì)是在分布式異構(gòu)環(huán)境下建立應(yīng)用程序系統(tǒng)框架和對(duì)象構(gòu)件，將應(yīng)用服務(wù)分割成功能獨(dú)立的構(gòu)件，各個(gè)構(gòu)件可以放在同一臺(tái)或不同的多臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行。

19、構(gòu)件之間的通信最通常的設(shè)計(jì)方法是通過一個(gè)中間件通信，類似計(jì)算機(jī)中主板上的數(shù)據(jù)總線。中間件一般稱為軟件總線或?qū)ο笳?qǐng)求代理，它的作用是在對(duì)象之間提供一個(gè)無縫接口。分布式對(duì)象技術(shù)的應(yīng)用目的主要是為了降低服務(wù)器負(fù)荷、共享網(wǎng)絡(luò)的資源、平衡分配計(jì)算任務(wù)到不同的主機(jī)，提高系統(tǒng)的協(xié)同處理能力。8.4分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 8.4.4對(duì)等端體系結(jié)構(gòu)對(duì)等端體系結(jié)構(gòu)可以視為客戶端/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)和分布式對(duì)象體系結(jié)構(gòu)的融合。它沒有嚴(yán)格的客戶機(jī)、服務(wù)器劃分，所有的分布的對(duì)等端根據(jù)需要既能充當(dāng)服務(wù)器，又能充當(dāng)客戶端。但有些情況下，對(duì)等端體系結(jié)構(gòu)仍然需要設(shè)計(jì)一個(gè)端節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，用于存儲(chǔ)端節(jié)點(diǎn)信息。在通信之時(shí)，對(duì)等端首先連接到端節(jié)點(diǎn)服

20、務(wù)器上，下載可用的對(duì)等端節(jié)點(diǎn)信息。之后的通信就是根據(jù)這些端節(jié)點(diǎn)信息連接到其他對(duì)等端請(qǐng)求信息，這時(shí)，該節(jié)點(diǎn)常常充當(dāng)客戶端，其它被請(qǐng)求的端充當(dāng)服務(wù)器。對(duì)等端體系結(jié)構(gòu)常常用于數(shù)據(jù)共享類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。8.4分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 8.4.5代理 代理可以用于構(gòu)件包含隔離組件的軟件系統(tǒng)，軟件通過遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用進(jìn)行交互。代理者負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)通信，諸如轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求和傳遞結(jié)果、異常等。 在ORB上有4個(gè)對(duì)象接口。對(duì)象服務(wù)。定義加入ORB的系統(tǒng)級(jí)服務(wù)，如安全性、命名、事務(wù)處理，這類與應(yīng)用領(lǐng)域無關(guān)。公共設(shè)施。定義應(yīng)用程序級(jí)服務(wù)。領(lǐng)域接口。面向特定領(lǐng)域接口。應(yīng)用接口。面向指定的外界應(yīng)用，一般是供應(yīng)商或用戶借助ORB、公共對(duì)象服務(wù)以及公共

21、設(shè)施而開發(fā)的特定產(chǎn)品。8.5體系結(jié)構(gòu)框架 8.5.1模型-視圖-控制器MVC（Model-View-Controller）模型由Trygve Reenskaug博士在20世紀(jì)70年代提出，并最早在面向?qū)ο缶幊陶Z言Smalltalk-80中實(shí)現(xiàn)。MVC強(qiáng)調(diào)將用戶的輸入、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)表示方式分開設(shè)計(jì)，一個(gè)交互式應(yīng)用系統(tǒng)由模型、視圖、控制器3部分組成，分別對(duì)應(yīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)表示和輸入/輸出控制部分。8.5體系結(jié)構(gòu)框架 模型。模型對(duì)象代表應(yīng)用領(lǐng)域中的業(yè)務(wù)實(shí)體和業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則，是整個(gè)模型的核心，獨(dú)立于外在的顯示內(nèi)容和顯示形式。模型對(duì)象的變化通過事件通知視圖和控制器對(duì)象。采用了發(fā)布者/訂閱者方式，模型是發(fā)

22、布者，視圖和控制器是訂閱者。對(duì)于模型來說，并不知道自己對(duì)應(yīng)的視圖控制器；但控制器可以通過模型提供的接口改變模型對(duì)象，接口內(nèi)封裝了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和行為。視圖。視圖對(duì)象代表GUI對(duì)象，以用戶熟悉和需要的格式表現(xiàn)模型信息，是系統(tǒng)與外界的交互接口。視圖訂閱模型可以感知模型的數(shù)據(jù)變化，并更新自己的顯示。視圖對(duì)象也可以包含子視圖，用于顯示模型的不同部分。在多數(shù)的MVC實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，視圖和控制器常常是一一對(duì)應(yīng)的?？刂破鳌？刂破鲗?duì)象處理用戶的輸入，并給模型發(fā)送業(yè)務(wù)事件，再將業(yè)務(wù)事件解析為模型應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作；同時(shí)，模型的更新與修改也將通過控制器來通知視圖，保持視圖與模型的一致。 8.5體系結(jié)構(gòu)框架 MVC的整個(gè)處理流程為

23、：系統(tǒng)攔截到用戶請(qǐng)求，根據(jù)相應(yīng)規(guī)則（多數(shù)采用路由技術(shù)），將用戶請(qǐng)求交給控制器，控制器決定哪個(gè)模型來處理用戶的請(qǐng)求；模型根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯處理完畢后將結(jié)果返回給控制器；然后控制器將數(shù)據(jù)提交給視圖；視圖把數(shù)據(jù)組裝之后，呈現(xiàn)給用戶。其中，模型處理所有的業(yè)務(wù)邏輯和規(guī)則，視圖只負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)，控制器負(fù)責(zé)用戶的請(qǐng)求，這樣將業(yè)務(wù)和表現(xiàn)層分離，以便業(yè)務(wù)代碼可以被用于任何相似的業(yè)務(wù)中，視圖代碼也可以根據(jù)需要隨意替換。8.5體系結(jié)構(gòu)框架 8.5.2模型-視圖-表示器模型-視圖-表示器（Model-View-Presenter，簡(jiǎn)稱MVP）是近年來流行起來的一種體系結(jié)構(gòu)。從名字上就可以看出，MVP與MVC十分類似，事實(shí)也確

24、實(shí)如此。甚至有程序員開玩笑說MVP不過是將MVC中的C換成了字母P，這種說法一定程度上確實(shí)有其道理。MVP與MVC的的主要差異體現(xiàn)在“請(qǐng)求在何處訪問系統(tǒng)”以及“各部分如何聯(lián)系在一起”。MVP中的視圖比MVC中的視圖更加“被動(dòng)”，視圖引發(fā)事件，但是由表示器讀取并設(shè)置UI的值。事實(shí)上，MVP模式設(shè)計(jì)的目的就是為了增強(qiáng)MVC模式，以嘗試使視圖更加被動(dòng)，以便更換視圖更加容易。8.5體系結(jié)構(gòu)框架 MVP的處理流程如圖所示。 用戶直接與視圖進(jìn)行交互（圖中步驟1）。視圖通過引發(fā)一個(gè)事件，通知表示器有事件發(fā)生（步驟2），然后表示器訪問視圖通過其IView接口公開的屬性（步驟3）。這些屬性是視圖實(shí)際UI元素的包

25、裝器。此后表示器調(diào)用模型（步驟4），再返回結(jié)果（步驟5）。表示器轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，然后設(shè)置UI的值，該操作通過IView接口完成（步驟6）。視圖將最終頁面顯示給用戶。8.5體系結(jié)構(gòu)框架 8.5.3J2EE體系結(jié)構(gòu)框架MVC是很多現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)，主要應(yīng)用于企業(yè)和電子商務(wù)系統(tǒng)中。J2EE的核心體系結(jié)構(gòu)就是在MVC框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展得到的，如圖所示。J2EE模型是分層結(jié)構(gòu)，中間是3層（表示層、業(yè)務(wù)層和集成層）包含應(yīng)用構(gòu)件，客戶層和資源層處于應(yīng)用的外圍。8.5體系結(jié)構(gòu)框架 8.5.4PCMEF框架表示-控制-中介-實(shí)體-基礎(chǔ)（Presentation-Control-Mediator-Entity-Foundation，簡(jiǎn)稱PCMEF）是一個(gè)垂直層次的分層體系結(jié)構(gòu)框架。每一層是可以包含子包的包。PCMEF框架包含4層：表示層、控制層、領(lǐng)域?qū)雍突A(chǔ)層。領(lǐng)域?qū)影瑑蓚€(gè)預(yù)定義的包：實(shí)體（Entity）和中介（Mediator）。參考MVC框架，表