（计算机软件与理论专业论文）基于对象中间件的企业级应用技术的研究.pdf

西北t业大学倾 _ 学位论文摘要 摘要 目前企业级应用日趋复杂，它具有涉及资源众多、事务密集、 数据量大、 用 户数多、 对安全性要求高等特点。 应用中间件技术特别是对象中间件技术可以 大 大缩短企业级应用的开发周期 对象中间件技术是面向对象技术和分布式计算结 合的产物，是今后中间件技术发展的主流方向。 本文主要研究如何使用 e j b / j 2 e e中间件技术进行企业级应用开发，以 满 足企业级应用对高可靠性、 高可用性、 可扩充性和安全性等的要求， 并以笔者参 与研究开发的公交mi s 系统为实例，对使用e j b / j 2 e e中间件技术进行企业级 应用开发进行了研究，研究工作和研究成果主要包括以下内容。 论述了什么是企业级应用， 企业级应用开发平台应该具有的特征。 分析了中 间件技术及其特点 说明了中间件技术在企业级应用开发中的重要性。 深入的研 究了e j b的体系结构和编程模型。详细探讨了会话b e a n 和实体b e a n的设计， 指出了在设计和实现会话b e a n 和实体b e a n 时易出现的问题， 并给出了一般的比 较优良的设计方案，这些方案都成功的应用在公交 m i s系统中。分析和研究了 基于e j b / j 2 e e中间件技术的三层体系结构，并以公交mi s 系统为例， 研究了 表示层、 业务层和数据层的设计， 指出了设计中应该考虑的问题， 探讨了如何利 用基于e j b的三层体系结构设计和架构灵活、可靠和易扩展的企业级应用。 关键字:对象中间件，企业级应用，三层结构，j 2 e e , e j b 西北下业人学硕 卜 学位论文 八b s t r a c t ab s t r a c t e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n t e n d s to b e m o r e c o m p l i c a t e d n o w . i t i n v o l v e s m a n y r e s o u r c e s , d e a l s w i t h a l o t o f t r a n s a c t i o n s , h a s v o l u m e s o f d a t a , s e r v e s m a n y u s e r s , a n d n e e d s m o r e s e c u r i t y . mi d d l e w a r e t e c h n o l o g y , e s p e c i a l l y o b j e c t m i d d le w a r e t e c h n o lo g y c a n s i m p l i f y t h e d e v e l o p m e n t o f e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n s . o b j e c t mid d l e w a r e t e c h n o l o g y i s c o m b i n a t i o n o f t h e 0 0 t e c h n o l o g y a n d t h e d i s t r i b u t e d c o m p u t in g t e c h n o l o g y . i t s t h e t e n d e n c y o f t h e m i d d l e w a r e t e c h n o l o g y t h i s a r t i c l e m a i n l y s t u d i e s h o w t o u s e e j b / j 2 e e m i d d l e w a r e t e c h n o l o g y t o d e v e l o p e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n a n d t o m e e t h i g h - r e l i a b i l i t y , h i g h - a v a i l a b i l i t y , e x t e n s i b i l i t y a n d s e c u r i t y p r o p e r t i e s , w h i c h i s e s s e n t i a l t o e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n s . b a s e d o n t h e p u b l i c t r a n s p o r t a t i o n mi s s y s t e m t h e a u t h o r r e s e a r c h e d a n d d e v e l o p e d , t h i s a r t ic l e s t u d i e s u s i n g e j b / j 2 e e m i d d l e w a r e t e c h n o l o g y t o d e v e l o p e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n . t h e s t u d y w o r k a n d f r u i t s o f t h e s t u d y a r e d e s c r i b e d a s t h e f o l l o w i n g . t h i s a r t i c l e d i s c u s s e s w h a t i s e n t e r p r i s e a p p l ic a t i o n , f e a t u r e s o f t h e a p p l i c a t i o n d e v e l o p m e n t p l a t f o r m . i t a n a l y s e s m i d d l e w a r e t e c h n o l o g y a n d i t s c h a r a c t e r i s t i c s . i t p o i n t s o u t t h e im p o rt a n c e o f m i d d l e w a r e t e c h n o lo g y i n e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n d e v e l o p m e n t . t h i s a r t i c le s t u d i e s t h e e j b a r c h i t e c t u r e a n d i t s p r o g r a m min g m o d e l . i t d e e p l y s t u d i e s t h e d e s i g n i s s u e s o f s e s s i o n b e a n a n d e n t i t y b e a n . s o m e c o m m o n p r o b l e m s i n d e s i g n i n g a n d i m p l e m e n t i n g s e s s i o n b e a n a n d e n t i t y b e a n h a v e b e e n l i s t e d a n d t h e s o l u t i o n s f o r t h e s e p r o b l e m s h a d b e e n g i v e n . a n d a l l t h e s o l u t i o n s m e n t i o n e d a r e a p p l i e d s u c c e s s f u l l y i n t h e p u b l i c t r a n s p o r t a t i o n mi s s y s t e m . t h i s a r t i c l e a n a l y s e s a n d s t u d i e s t h e t h r e e - t i e r a r c h i t e c t u r e , w h i c h i s b a s e d o n t h e e j b/ j 2 e e m i d d l e w a r e t e c h n o l o g y . b a s e d o n t h r e e - t i e r a r c h i t e c t u r e , t h e a u t h o r t a k e s t h e p u b l i c t r a n s p o rt a t i o n mi s s y s t e m a s a n e x a m p l e t o d i s c u s s t h e d e s i g n i n g o f e a c h t i e r . i t p o i n t s o u t t h e p r o b l e m s w e m u s t d e a l t w i t h i n d e s i g n i n g a n d d i s c u s s e s h o w t o u s e t h r e e - t i e r a r c h it e c t u r e t o d e s i g n a n d b u i l d a fl e x i b l e a n d e x t e n s i b l e s y s t e m a r c h i t e c t u r e t h a t m e e t s t h e e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n s r e q u i r e m e n t . k e y wo r d s : 0 0 mi d d l e w a r e , e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n ，j 2 e e , e j b , t h r e e - t i e r ar c h i t e c t u r e 西北工业大学硕 卜 学位论义第一章 结论 第一章绪论 1 . 1 研究背景 随着应用程序规模的不断扩大， 特别是i n t e rne t 及www的出现， 使计算机 的应用范围更为广阔， 许多应用程序需要运行在网络环境的异构平台上。 加之随 着企业应用和业务逻辑的日 益复杂， 需要对各种旧的应用不断进行扩充， 并增加 新的 应用， 这一切都使得原有的应用系统模式“ 主机 滩 冬 1 f ” 或“ 客户扫 棚民 务器” ， 即两层架构模式己经不能适应新的环境， 从而对新一代的软件开发提出了新的需 求，三层结构于是应运而生。 在三层体系结构中，客户机只存放表示层软件， 应用逻辑层包括事务处理、 监控、 信息排队、 w e b 服务等采用专门的服务器， 后台是数据库。 在多层分布式 体系中， 系统资 源被统一管理和使用， 用户可以 通过网 格门 户 ( p o r t a l ) 透明 地 使用整个网络资源。 两层结构向三层结构转变后， 客户端和服务器端的负载就相 应减轻了， 跨平台、 传输不可靠等问题也得到了解决。 而增加的这个服务， 就是 中间件。中iy 时于 在万层结构中主要充当中间层， 完成数据安全、完整地传输， 通 过负载均衡来调节系统的工作效率，从而弥补两层结构的不足。 中间件是为解决分布异构问题而引入的，是一种独立的系统软件或服务程 序， 是位于平台 ( 硬件和操作系统) 和应用之间的通用服务， 针对不同的操作系 统和硬件平台， 它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。 分布式应用软件借 助这种软件在不同的技术之间共享资源。 中问件位于客户机服务器的操作系统之 上， 管理计算资源和网络通讯， 支持使用集群的方式扩展服务器对系统业务的处 理能力， 在比较庞大复杂的业务应用情况下， 对每一个服务使用一组服务器阵列 并通过集群的工作方式，实现强大的负载均衡能力。 同时， 山于在关键应用系统中的业务逻辑程序、 应用逻辑程序及基础程序所 占的比例中， 业务逻辑程序、 应用逻辑程序仅占总程序量的3 0 %， 而基础程序却 占了7 0 %。 同时， 基础软件的开发是一件耗时费力的工作， 如果使用标准商业中 问件系列产品进行组合应用， 同时配合可复用的商务对象构件， 大部分的编程工 作将得以节省， 用户可以 将注意力集中于个性化的增值应用方面， 并缩短开发周 期5 0 %-7 5 %， 应用开发费用可节省8 0 %。 因而， 中f til 件的产品化和广泛应用将 成为不可逆转的潮流 计算机软件技术的发展使得中i1 j i 件技术日 渐成熟，并且出现了不同层次、 不 同 类型的中间件产品。 面向 对象的中间件提供一 个标准的构件框架， 能使不同的 1 - 家的软件通过不同的地址空间、 网络和操作系统互相交互访问， 该构件的具体 实现、 位置及所依附的操作系统对客户来说都是透明的， 从而解决了传统的面向 西北工业大学硕 卜 学位论义第一章 结论 第一章绪论 1 . 1 研究背景 随着应用程序规模的不断扩大， 特别是i n t e rne t 及www的出现， 使计算机 的应用范围更为广阔， 许多应用程序需要运行在网络环境的异构平台上。 加之随 着企业应用和业务逻辑的日 益复杂， 需要对各种旧的应用不断进行扩充， 并增加 新的 应用， 这一切都使得原有的应用系统模式“ 主机 滩 冬 1 f ” 或“ 客户扫 棚民 务器” ， 即两层架构模式己经不能适应新的环境， 从而对新一代的软件开发提出了新的需 求，三层结构于是应运而生。 在三层体系结构中，客户机只存放表示层软件， 应用逻辑层包括事务处理、 监控、 信息排队、 w e b 服务等采用专门的服务器， 后台是数据库。 在多层分布式 体系中， 系统资 源被统一管理和使用， 用户可以 通过网 格门 户 ( p o r t a l ) 透明 地 使用整个网络资源。 两层结构向三层结构转变后， 客户端和服务器端的负载就相 应减轻了， 跨平台、 传输不可靠等问题也得到了解决。 而增加的这个服务， 就是 中间件。中iy 时于 在万层结构中主要充当中间层， 完成数据安全、完整地传输， 通 过负载均衡来调节系统的工作效率，从而弥补两层结构的不足。 中间件是为解决分布异构问题而引入的，是一种独立的系统软件或服务程 序， 是位于平台 ( 硬件和操作系统) 和应用之间的通用服务， 针对不同的操作系 统和硬件平台， 它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。 分布式应用软件借 助这种软件在不同的技术之间共享资源。 中问件位于客户机服务器的操作系统之 上， 管理计算资源和网络通讯， 支持使用集群的方式扩展服务器对系统业务的处 理能力， 在比较庞大复杂的业务应用情况下， 对每一个服务使用一组服务器阵列 并通过集群的工作方式，实现强大的负载均衡能力。 同时， 山于在关键应用系统中的业务逻辑程序、 应用逻辑程序及基础程序所 占的比例中， 业务逻辑程序、 应用逻辑程序仅占总程序量的3 0 %， 而基础程序却 占了7 0 %。 同时， 基础软件的开发是一件耗时费力的工作， 如果使用标准商业中 问件系列产品进行组合应用， 同时配合可复用的商务对象构件， 大部分的编程工 作将得以节省， 用户可以 将注意力集中于个性化的增值应用方面， 并缩短开发周 期5 0 %-7 5 %， 应用开发费用可节省8 0 %。 因而， 中f til 件的产品化和广泛应用将 成为不可逆转的潮流 计算机软件技术的发展使得中i1 j i 件技术日 渐成熟，并且出现了不同层次、 不 同 类型的中间件产品。 面向 对象的中间件提供一 个标准的构件框架， 能使不同的 1 - 家的软件通过不同的地址空间、 网络和操作系统互相交互访问， 该构件的具体 实现、 位置及所依附的操作系统对客户来说都是透明的， 从而解决了传统的面向 西北t业大学硕 学泣论文 第一章 绍论 对象技术尽管通过封装、 继承及多态提供了良 好的代码重用功能， 但是这些对象 只存在一个程序中，夕 卜 面的世界并不知道它们的存在，也无法访问它们的问题。 对象中间件技术的日标就是为软件用户及开发者提供一种应用级的即插即用的 互操作性，就象现在使用集成块和扩展板样。 对象技术的优势和对象中间件的标准化，促使对象中间件的功能将最终涵 盖其它儿类中f1a j 件的功能而成为中间件产品的土流。 当前主流的对象中间件规范 和平台主有多个，但是 s u n公司的j 2 e e在其前身j a v a 语言出现之际就以 “ - 处编写，随处运行”的跨平台优点而受到软件开发者的青睐，目前银行，电信等 的大型应用系统都是基于j 2 e e平台开发的。 可见， j 2 e e平台在开发当今日益复 杂的企业级分布式应用中扮演着重要的角色，理解j 2 e e规范的机制是构建分布 式企业级应用系统的基础和关键。为此， 本文将对利用e j b / j 2 e e规范构建基于 we b的多层体系结构的分布式企业级应用系统进行详细的分析和研究。通过研 究，我们将会更好的利用j 2 e e规范中使用的各种体系结构和设计模式基于e j b 对象中间件技术来设公 和实现规模日益复杂的软件系统， 以满足各个应用领域对 信息管理的需要。 1 . 2 文章的组织结构 本文按照如下章节组织: 第二章: 木章主要介绍企业级应用的特点及对开发平台的要求; 分析了中间件技 术和目前流行 几 的对象中间件技术及其开发平台; 第三 章:研究了基于对象中间件的企业级应用开发过程， 及采用e j b / j 2 e e多 层 体系结构开发企业级应用的优势。 以一个典型的企业级应用公交mi s 系 统为背景，分析其具体的功能需求和业务流程，并根据企业本身的特殊 性，给出系统的软件设计方案。 第四章: 按照三层体系结构展开讨论，以e j b 技术为核心，对基于j 2 e e平台对 系统的各层进行详细的设计和实现 并且 根据各层在实际设计中遇到的 问题和存在的问题，提出基于e j b的优化的设计方案。 第五章:对全文进行了总结，并指出了进一步的研究工作方向。 西北t业大学硕 学泣论文 第一章 绍论 对象技术尽管通过封装、 继承及多态提供了良 好的代码重用功能， 但是这些对象 只存在一个程序中，夕 卜 面的世界并不知道它们的存在，也无法访问它们的问题。 对象中间件技术的日标就是为软件用户及开发者提供一种应用级的即插即用的 互操作性，就象现在使用集成块和扩展板样。 对象技术的优势和对象中间件的标准化，促使对象中间件的功能将最终涵 盖其它儿类中f1a j 件的功能而成为中间件产品的土流。 当前主流的对象中间件规范 和平台主有多个，但是 s u n公司的j 2 e e在其前身j a v a 语言出现之际就以 “ - 处编写，随处运行”的跨平台优点而受到软件开发者的青睐，目前银行，电信等 的大型应用系统都是基于j 2 e e平台开发的。 可见， j 2 e e平台在开发当今日益复 杂的企业级分布式应用中扮演着重要的角色，理解j 2 e e规范的机制是构建分布 式企业级应用系统的基础和关键。为此， 本文将对利用e j b / j 2 e e规范构建基于 we b的多层体系结构的分布式企业级应用系统进行详细的分析和研究。通过研 究，我们将会更好的利用j 2 e e规范中使用的各种体系结构和设计模式基于e j b 对象中间件技术来设公 和实现规模日益复杂的软件系统， 以满足各个应用领域对 信息管理的需要。 1 . 2 文章的组织结构 本文按照如下章节组织: 第二章: 木章主要介绍企业级应用的特点及对开发平台的要求; 分析了中间件技 术和目前流行 几 的对象中间件技术及其开发平台; 第三 章:研究了基于对象中间件的企业级应用开发过程， 及采用e j b / j 2 e e多 层 体系结构开发企业级应用的优势。 以一个典型的企业级应用公交mi s 系 统为背景，分析其具体的功能需求和业务流程，并根据企业本身的特殊 性，给出系统的软件设计方案。 第四章: 按照三层体系结构展开讨论，以e j b 技术为核心，对基于j 2 e e平台对 系统的各层进行详细的设计和实现 并且 根据各层在实际设计中遇到的 问题和存在的问题，提出基于e j b的优化的设计方案。 第五章:对全文进行了总结，并指出了进一步的研究工作方向。 西北下业人学硕 卜 学位论文第_章 企业级应用及中间 件技术分 析 第二章 企业级应用及中间件技术分析 本章论述了什么是企业级应用， 企业级应用开发平台应该具有的特征。 分析 了中间件技术， 指出了中间件技术的特点和在企业级应用开发中的重要性。 对目 前形式众多的中间件技术进行了分类， 并比较了几种主流的对象中间件技术及其 开发平台。 2 . 1 企业级应用 z . 1 1什么是企业级应用 企业级应用一般指企业级软件。 “ 企业”是指为了某个共同利益而工作在一 起的人或实体所组成的组织。企业由许多部门组成，部门之间存在一定的关系， 同时，企业不是孤立的，它处在其它企业之间，需要和其它企业发生各种关系。 它需要解决企业内部和企业之间的各种需求。企业级应用一般具有以下特点r l 包含一系列访问数据库的小程序，且这些小程序相对比较独立。 包含多个企业经营和业务的各种数据的数据库。 处理各种业务的程序司以互操作，能够有机的集成在一起。 它一般处在 i n t e r n e t 环境中，它可能需要和其它企业的应用互相通信。 能够给它的客户提供方便易用的服务，通常通过 we b 给客户提供服务。 少笋卜卜卜 从企业级应用的特点可以看出， 企业级应用结构复杂， 涉及到的内外部资源 众多，事务密集， 数据量大， 用户数多，对安全性要求高，并且要能够满足未来 业务需求的变化， 易于升级和维护。 它由多个不同部分组成，同时企业由于自 身 的利益有必要将各个独立的小应用集成起来， 并且能够互操作。图2 - 1 所示为企 业级应用的一般结构。 s cm erp crm eai 表示逻辑 ( v i e w ) 流程控制 ( c o n t r o l l e r ) 基础服务 业务层 ( mo d e l ) x ml文件 数据库 图2 - 1企业级应用的一般结构 西北下业人学硕 卜 学位论文第_章 企业级应用及中间 件技术分 析 第二章 企业级应用及中间件技术分析 本章论述了什么是企业级应用， 企业级应用开发平台应该具有的特征。 分析 了中间件技术， 指出了中间件技术的特点和在企业级应用开发中的重要性。 对目 前形式众多的中间件技术进行了分类， 并比较了几种主流的对象中间件技术及其 开发平台。 2 . 1 企业级应用 z . 1 1什么是企业级应用 企业级应用一般指企业级软件。 “ 企业”是指为了某个共同利益而工作在一 起的人或实体所组成的组织。企业由许多部门组成，部门之间存在一定的关系， 同时，企业不是孤立的，它处在其它企业之间，需要和其它企业发生各种关系。 它需要解决企业内部和企业之间的各种需求。企业级应用一般具有以下特点r l 包含一系列访问数据库的小程序，且这些小程序相对比较独立。 包含多个企业经营和业务的各种数据的数据库。 处理各种业务的程序司以互操作，能够有机的集成在一起。 它一般处在 i n t e r n e t 环境中，它可能需要和其它企业的应用互相通信。 能够给它的客户提供方便易用的服务，通常通过 we b 给客户提供服务。 少笋卜卜卜 从企业级应用的特点可以看出， 企业级应用结构复杂， 涉及到的内外部资源 众多，事务密集， 数据量大， 用户数多，对安全性要求高，并且要能够满足未来 业务需求的变化， 易于升级和维护。 它由多个不同部分组成，同时企业由于自 身 的利益有必要将各个独立的小应用集成起来， 并且能够互操作。图2 - 1 所示为企 业级应用的一般结构。 s cm erp crm eai 表示逻辑 ( v i e w ) 流程控制 ( c o n t r o l l e r ) 基础服务 业务层 ( mo d e l ) x ml文件 数据库 图2 - 1企业级应用的一般结构 西北丁 _ 业人学硕任学位论文 第章 企业级应用及中间件技术分析 企业级应用需要使用优秀的企业级应用体系结构支持，而优秀的企业级应 用体系结构通常来自于优秀的解决力案。 应用程序的设计丁 始要考虑其体系结构 的合理性、 灵活性和健壮性， 从而既可以满足企业级应用的复杂要求， 也能为今 后系统的调整和升级留有余地 体系结构影响了整个应用的生命周期， 同时增强 了用户在多变的商业社会中的适应性， 减小了系统维护的开销和难度， 从而给企 业带来最大的利益。 2 . 1 . 2企业级应用开发平台的特征 一 个理想的企业级应用开发平台应该具有如下特征: 部署、开发和维护有效性; 系统运行的健壮性和可靠性 具备失败恢复的能力; 能够处理海量的数据: 能够同时支持数量庞大的用户; 具备很高的安全性; 数据的高可用性; 可以迅速地开发和部署新的应用程序; 简化组建重用; 直观的编程模型; 支持行业标准和通用编程接口: 适用于小、中、大各种规模; 不断进行技术升级，以满足不管涌现的需求 系统费用随系统规模的增加而线形增长。 卜奔卜卜卜卜奔卜卜淤卜扮卜卜 2 . 2中间件技术分析 2 . 2 . 1 中间件技术介绍 软件系统的复杂性不断增长、 软件人员的频繁流动和软件行业的激烈竞争迫 使软件企业提高软件质量、 积累和固 化知识财富， 并尽可能地缩短软件产品的升 发周期。 于是集软件复用、 分布式对象计算、 企业级应用开发等技术为一体的“ 基 于中 i司 件的 软件开 发” ( c b s d , c o m p o n e n t b a s e d s o ft w a r e d e v e l o p m e n t ) 应 运而 生，这种技术以软件架构为组装蓝图， 以可复用软件构件为组装模块， 支持组装式 软件的复用， 大大提高了软件生产效率和软件质量。为此国内外大型的软件公司 ( 例如s u n , m i c r o s o ft ) 及软件组织机构 ( o m g ) 都推出了支持中间 件技术的软 件平台。 顾名思义，中间件 ( m i d d l e w a r e ) 是中间件是处于应用软件和系统软件之间 西北丁 _ 业人学硕任学位论文 第章 企业级应用及中间件技术分析 企业级应用需要使用优秀的企业级应用体系结构支持，而优秀的企业级应 用体系结构通常来自于优秀的解决力案。 应用程序的设计丁 始要考虑其体系结构 的合理性、 灵活性和健壮性， 从而既可以满足企业级应用的复杂要求， 也能为今 后系统的调整和升级留有余地 体系结构影响了整个应用的生命周期， 同时增强 了用户在多变的商业社会中的适应性， 减小了系统维护的开销和难度， 从而给企 业带来最大的利益。 2 . 1 . 2企业级应用开发平台的特征 一 个理想的企业级应用开发平台应该具有如下特征: 部署、开发和维护有效性; 系统运行的健壮性和可靠性 具备失败恢复的能力; 能够处理海量的数据: 能够同时支持数量庞大的用户; 具备很高的安全性; 数据的高可用性; 可以迅速地开发和部署新的应用程序; 简化组建重用; 直观的编程模型; 支持行业标准和通用编程接口: 适用于小、中、大各种规模; 不断进行技术升级，以满足不管涌现的需求 系统费用随系统规模的增加而线形增长。 卜奔卜卜卜卜奔卜卜淤卜扮卜卜 2 . 2中间件技术分析 2 . 2 . 1 中间件技术介绍 软件系统的复杂性不断增长、 软件人员的频繁流动和软件行业的激烈竞争迫 使软件企业提高软件质量、 积累和固 化知识财富， 并尽可能地缩短软件产品的升 发周期。 于是集软件复用、 分布式对象计算、 企业级应用开发等技术为一体的“ 基 于中 i司 件的 软件开 发” ( c b s d , c o m p o n e n t b a s e d s o ft w a r e d e v e l o p m e n t ) 应 运而 生，这种技术以软件架构为组装蓝图， 以可复用软件构件为组装模块， 支持组装式 软件的复用， 大大提高了软件生产效率和软件质量。为此国内外大型的软件公司 ( 例如s u n , m i c r o s o ft ) 及软件组织机构 ( o m g ) 都推出了支持中间 件技术的软 件平台。 顾名思义，中间件 ( m i d d l e w a r e ) 是中间件是处于应用软件和系统软件之间 西北丁 _ 业人学硕任学位论文 第章 企业级应用及中间件技术分析 企业级应用需要使用优秀的企业级应用体系结构支持，而优秀的企业级应 用体系结构通常来自于优秀的解决力案。 应用程序的设计丁 始要考虑其体系结构 的合理性、 灵活性和健壮性， 从而既可以满足企业级应用的复杂要求， 也能为今 后系统的调整和升级留有余地 体系结构影响了整个应用的生命周期， 同时增强 了用户在多变的商业社会中的适应性， 减小了系统维护的开销和难度， 从而给企 业带来最大的利益。 2 . 1 . 2企业级应用开发平台的特征 一 个理想的企业级应用开发平台应该具有如下特征: 部署、开发和维护有效性; 系统运行的健壮性和可靠性 具备失败恢复的能力; 能够处理海量的数据: 能够同时支持数量庞大的用户; 具备很高的安全性; 数据的高可用性; 可以迅速地开发和部署新的应用程序; 简化组建重用; 直观的编程模型; 支持行业标准和通用编程接口: 适用于小、中、大各种规模; 不断进行技术升级，以满足不管涌现的需求 系统费用随系统规模的增加而线形增长。 卜奔卜卜卜卜奔卜卜淤卜扮卜卜 2 . 2中间件技术分析 2 . 2 . 1 中间件技术介绍 软件系统的复杂性不断增长、 软件人员的频繁流动和软件行业的激烈竞争迫 使软件企业提高软件质量、 积累和固 化知识财富， 并尽可能地缩短软件产品的升 发周期。 于是集软件复用、 分布式对象计算、 企业级应用开发等技术为一体的“ 基 于中 i司 件的 软件开 发” ( c b s d , c o m p o n e n t b a s e d s o ft w a r e d e v e l o p m e n t ) 应 运而 生，这种技术以软件架构为组装蓝图， 以可复用软件构件为组装模块， 支持组装式 软件的复用， 大大提高了软件生产效率和软件质量。为此国内外大型的软件公司 ( 例如s u n , m i c r o s o ft ) 及软件组织机构 ( o m g ) 都推出了支持中间 件技术的软 件平台。 顾名思义，中间件 ( m i d d l e w a r e ) 是中间件是处于应用软件和系统软件之间 西北 厂 业大 学硕 卜 学位论文第_ _ 帝 企业级应用及中间件技术分 析 类软件，属于可复用软件的范畴( 12 1中间件在操作系统、网络和数据库之 应用软件的下层， 总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的 的匕 环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。 图2 - 2中间件 i d c对于中间件的表述是: 中间件是一种独立的系统软件或服务程序， 分布 式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源， 中间件位于客户机服务器 的 操作系 统之上 管理计算资 源和网 络通信 12 1 。 如图2 - 2 所示。 中间件技术是伴随网络而发展起来的一种面向对象的技术。 以前的计算机系 统多是单机系统，多个用户是通过联机终端来访问的， 没有网络的概念。 网络出 现后，产生了c l i e n t / s e r v e : 的计算服务模式，多个客户端可以共享数据库服务 器和打印服务器等等。 随着网络的更进一步发展， 许多软件需要在不同厂家的网 络产品、 硬件平台、 网络协议异构环境下运行， 应用的规模也从局域网发展到广 域网。在这种情况下，c l i e n t / s e r v e r 模式的局限性也就暴露出来了，于是中间 件应运而生。 中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务， 它的主要作用 是用来屏蔽网络硬件平台的差异性和操作系统与网络协议的异构性， 使应用软件 能够比较平滑地运行于不同平台上。 同时中间件在负载平衡、 连接管理和调度方 面起了 很大的作用， 使企业级应用的性能得到大幅提升， 满足了关键业务的需求。 2 . 2 . 2中间件的特点 中间件应具有以下特点: 满足大量应用的需要 程序员通过调用中间件提供的大量 a p i ，实现异构 环境的通讯从而屏蔽异构系统中复杂的操作系统和网络协议 平台无关性 中间件提供客户机与服务器之间的连接服务，它提供了一 个 公共的通信机制和数据接日，以屏蔽各类通信协议之间的差异和实现通信 协议间尽可能的完全映射。 除此之外， 还用来控制数据传输过程中的流量、 加密和并发等问题。 数据接口用来实现分布式环境中异构系统之问数据的 共享， 针对不同的操作系统和硬件平台， 它们有符合接口 和协议规范的多 西北 厂 业大 学硕 卜 学位论文第_ _ 帝 企业级应用及中间件技术分 析 类软件，属于可复用软件的范畴( 12 1中间件在操作系统、网络和数据库之 应用软件的下层， 总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的 的匕 环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。 图2 - 2中间件 i d c对于中间件的表述是: 中间件是一种独立的系统软件或服务程序， 分布 式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源， 中间件位于客户机服务器 的 操作系 统之上 管理计算资 源和网 络通信 12 1 。 如图2 - 2 所示。 中间件技术是伴随网络而发展起来的一种面向对象的技术。 以前的计算机系 统多是单机系统，多个用户是通过联机终端来访问的， 没有网络的概念。 网络出 现后，产生了c l i e n t / s e r v e : 的计算服务模式，多个客户端可以共享数据库服务 器和打印服务器等等。 随着网络的更进一步发展， 许多软件需要在不同厂家的网 络产品、 硬件平台、 网络协议异构环境下运行， 应用的规模也从局域网发展到广 域网。在这种情况下，c l i e n t / s e r v e r 模式的局限性也就暴露出来了，于是中间 件应运而生。 中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务， 它的主要作用 是用来屏蔽网络硬件平台的差异性和操作系统与网络协议的异构性， 使应用软件 能够比较平滑地运行于不同平台上。 同时中间件在负载平衡、 连接管理和调度方 面起了 很大的作用， 使企业级应用的性能得到大幅提升， 满足了关键业务的需求。 2 . 2 . 2中间件的特点 中间件应具有以下特点: 满足大量应用的需要 程序员通过调用中间件提供的大量 a p i ，实现异构 环境的通讯从而屏蔽异构系统中复杂的操作系统和网络协议 平台无关性 中间件提供客户机与服务器之间的连接服务，它提供了一 个 公共的通信机制和数据接日，以屏蔽各类通信协议之间的差异和实现通信 协议间尽可能的完全映射。 除此之外， 还用来控制数据传输过程中的流量、 加密和并发等问题。 数据接口用来实现分布式环境中异构系统之问数据的 共享， 针对不同的操作系统和硬件平台， 它们有符合接口 和协议规范的多 西北t业大学倾 卜 学位论文第 二 章 企业级应用及中间件技术分 析 种实现。 支持分布式计算，提供跨网络、硬件和fl s 平台的透明性的应用或服务的 交互功能 1 -1 t ll 件软件管理着客户端程序和数据库或者早期应用软件之间 的通讯，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。 y 支持标准的协议和接口 由于标准接日 对于可移植性和标准协议对于互操 作性的重要性，中间件已成为许多标准化工作的主要部分。对于应用软件 开发，中间件远比操作系统和网络服务更为重要，中间件提供的程序接口 定义了 一个相对稳定的高层应用环境， 不管底层的计算机硬件和系统软件 怎样更新换代，只要将中间件升级更新，并保持中间件对外的接口定义不 变， 应用软件儿乎不需任何修改， 从而保护了企业在应用软件开发和维护 中的重大投资。 卜 良好的可靠性 良 好的可靠性是中间件技术开始以来追求的目 标，随着技 术标准的形成，中间件己经可以提供可靠的稳定性。 较高的效率 中间件的工作机制为:当客户端的应用程序需要调用分布式 环境下某个服务器的数据或服务时，中间件系统负责接收客户端的请求， 查找数据源或服务，并建立相应服务或数据同相应服务器之间的对应关 心。因此中间件实现了客户和服务器的透明性， 提供的对服务或数据的查 询效率是比较高的。 中间件有助于减轻应用软件开发者的负担，使它们利用现有的硬件设备、 操 作系统、 网络、 数据库管理系统以及对象模型创建分布式应用软件时更加得心应 手。由于中间件能够保护企业的投资， 保证应用软件的相对稳定， 实现应用软件 的功能扩展; 同时中j司 件产品在很大程度上简化了一个由不同硬件构成的分布式 处理环境的复杂性，所以它的出现正日益引起用户的关注。 2 . 2 . 3 中间件的分类 随着计 算机软件技术的发展， 中间件技术也己 经日 渐成熟， 并且出现了 不同 层次、 不同类型的中间 件产品。按照i d c的分类方法，中1 8 j 件可分为六类。 分 别是数据访问中间件、远程过程调用中间件、消息中间件、 交易中间件、 对象中 r r j 件等 1 2 1 数据访问中间件 是为了建立数据应用资源互操作的模式，对异构环境下的 数据库实现联接或文件系统实现联接的中间件: 远程过程调用中间件 通过这种远程过程调用机制，程序员编写客户方的应 用，需要时可以调用位于远端服务器上的过程; 消息中间件 用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性，进行相互通信，实现 应用程序之间的协同; 西北t业大学倾 卜 学位论文第 二 章 企业级应用及中间件技术分 析 种实现。 支持分布式计算，提供跨网络、硬件和fl s 平台的透明性的应用或服务的 交互功能 1 -1 t ll 件软件管理着客户端程序和数据库或者早期应用软件之间 的通讯，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。 y 支持标准的协议和接口 由于标准接日 对于可移植性和标准协议对于互操 作性的重要性，中间件已成为许多标准化工作的主要部分。对于应用软件 开发，中间件远比操作系统和网络服务更为重要，中间件提供的程序接口 定义了 一个相对稳定的高层应用环境， 不管底层的计算机硬件和系统软件 怎样更新换代，只要将中间件升级更新，并保持中间件对外的接口定义不 变， 应用软件儿乎不需任何修改， 从而保护了企业在应用软件开发和维护 中的重大投资。 卜 良好的可靠性 良 好的可靠性是中间件技术开始以来追求的目 标，随着技 术标准的形成，中间件己经可以提供可靠的稳定性。 较高的效率 中间件的工作机制为:当客户端的应用程序需要调用分布式 环境下某个服务器的数据或服务时，中间件系统负责接收客户端的请求， 查找数据源或服务，并建立相应服务或数据同相应服务器之间的对应关 心。因此中间件实现了客户和服务器的透明性， 提供的对服务或数据的查 询效率是比较高的。 中间件有助于减轻应用软件开发者的负担，使它们利用现有的硬件设备、 操 作系统、 网络、 数据库管理系统以及对象模型创建分布式应用软件时更加得心应 手。由于中间件能够保护企业的投资， 保证应用软件的相对稳定， 实现应用软件 的功能扩展; 同时中j司 件产品在很大程度上简化了一个由不同硬件构成的分布式 处理环境的复杂性，所以它的出现正日益引起用户的关注。 2 . 2 . 3 中间件的分类 随着计 算机软件技术的发展， 中间件技术也己 经日 渐成熟， 并且出现了 不同 层次、 不同类型的中间 件产品。按照i d c的分类方法，中1 8 j 件可分为六类。 分 别是数据访问中间件、远程过程调用中间件、消息中间件、 交易中间件、 对象中 r r j 件等 1 2 1 数据访问中间件 是为了建立数据应用资源互操作的模式，对异构环境下的 数据库实现联接或文件系统实现联接的中间件: 远程过程调用中间件 通过这种远程过程调用机制，程序员编写客户方的应 用，需要时可以调用位于远端服务器上的过程; 消息中间件 用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性，进行相互通信，实现 应用程序之间的协同; 西北工业人学硕 卜 学位论交第二章 企业级应用及中间件技术分 析 声 交易中间件 是在分布、异构环境下提供保证交易完整性和数据完整性的一 种环境平台; 对象中间件 在分布、异构的网络计算环境中，可以将各种分布对象有机地 结合在一起，完成系统的快速集成，实现对象重用。 面向对象的中间件是对象技术和分布式计算发展的产物， 是今后中间件发展 的主流力 一 向， 它提供一种通讯机制， 透明地在异构的分布计算环境中传递对象请 求，而这些刘 一象可以位于本地或者远程机器。 2 . 2 .4 为什么使用中间件技术 使用中间件技术可以 缩短应用的开发周期， 节约应用的开发成本， 减少系统 初期的建设成本， 降低应用开发的失败率， 保护已有的投资， 简化应用集成， 减 少维护费用， 提高应用的开发质量， 保证技术进步的连续性， 增强应用的生命力 具体地说， 中间件屏蔽了底层操作系统的复杂性， 使程序开发人员面刘一个 简单而统 ， 的开发环境， 减少程序设计的复杂性， 将注意力集中在自己的业务上， 不必再为程序在不同系统软件上的移植而重复丁作， 从而大大减少了技术上的负 担。 其次 中问件不仅减少了系统的维护、 运行和管理的工作量， 而且减