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13中间件技术的综述 段前0行,段后1行1绪论网络经济时代的来临，使企业面临信息化的挑战，如何利用信息技术，将不同的应用系统集成为一个高效的整体，采纳现代的管理理念和方法，消除信息孤岛现象，及时将关键信息服务送到一线的工作人员的手中，成为企业提高市场竞争力的关键，Internet 技术的广泛应用，使企业能通过其内部或外部网（Intranet/Extranet），实施面向业务流程的管理、重整和自动化（BPM/BPR/BPA），进入所谓的电子商务时代，为推进这一目标，企业的应用集成（EAI）成为当前一个技术关键和热点，而EAI的核心技术就是通过中间件完成跨平台的应用集成。现代的企业网络应用，基本上都采用多层结构，这就更加重了中间件的必要性，中间件的选择显然与要跨接的应用相关，关键的考虑点是如何采用开放的接口和协议。段前1行,段后0行选择中间件作为软件技术研究开发的突破口是很正确的，因为它是当前分布网络计算的核心技术之一，特别它与企业应用集成（EAI）密切相关，在实施信息化推动工业化国策的今天，更有其明确的现实意义。1.1什么是中间件中间件是分布计算机系统中集成各个组成的软件粘接剂。也有人把中间件定义为网络环境中一组为许多应用需要的、可复用和可扩充的服务或（资源相关的）功能。至今很难给出一个精确的定义和界限其范围，大家发现每个人在谈论中间件时，常关系到他所涉及特定的范围，常常与应用相关，也有人企图将中间件分层，但发现这样做并不带来很多好处，因此，有人干脆认为中间件是一组正交的非结构化的集合，按领域划分或许更方便。1.2建议的研究开发策略国家的有力资助，将有利推动我国中间件技术的发展，我们当然希望我国的软件企业能开发出有高竞争力、可获得广泛应用、具有自主版权的中间件产品，但对这个问题，我们也要抱一个实事求是的态度和估计，中间件技术主要从90年代发展起来，但其技术和应用基础，还可追溯到更早时期，这也是为什么美国在中间件领域占优的重要原因，应当承认，我国在中间件技术研究和应用方面，还有较大差距，要赶上去，还需要一段相当长的过程，需要艰巨的投入和努力，对此，应有充分的估计。为此，我们建议对中间件的研究开发，应有个长期发展规划，既要有雄心壮志，也要按规律办事，有阶段分目标、循序渐进地发展。1.3重点开发电子商务和企业应用集成（EAI）中间件这是当前技术和应用发展的主流，也是配合实施信息化带动工业化国策的需要，推进企业的信息化进程。建议的策略是：与开发优选的企业信息平台、企业应用框架和企业应用业务构件同时推进，根据这些平台、框架和构件要求，研制开发配套的中间件，促进企业应用的集成，为此，需要慎重的研究和规划。把中间件和构件开发一起研究，也是有道理的，因为它们共享相同的基础技术，中间件也可按构件形式开发。2 数据库中间件通常，它们可能不是一个实际的软件产品，而是一组标准或技术，帮助EAI应用软件去存取不同类型或地点的数据库系统，许多数据库厂商也提供了一些数据库产品特定的中间件，它能提供更高效的存取，但除非企业使用统一的数据库，否则很难保证不使用有关的数据库中间件技术。数据库中间件，目前有两大主流技术：ODBC，JDBC。2.1信息中间件（MOM）这一领域最近值得注意的动向是Java Message Service (JMS)，由于Sun公司的推动，将其列入 J2EE标准中，为IT世界带来了一个不贵的信息中间件解决方案，形成了新的热点。许多软件厂商用JMS技术，把他们的产品加一层信息中间件，如GE Global Exchange Services用JMS实现所谓的“集成中介”（ integration brokers） EAI服务器，提供B2B连接，EAI作为应用间的信息转接器，通过spokes把应用传来的信息，经转换后，再发送给其它应用，这种方法与CORBA 和 Javas RMI相比，后两者属同步的，而有些应用要求信息发送后继续运行，微软的MSMQ message queuing产品虽然可以，但缺乏规模可扩充性，所以最后决定用JMS。2.2事务处理监程（TPM）中间件对象监程（Object monitors），又称对象TP监程，是比TPM更先进的技术，它保留了TPM的功能，但基于面向对象概念，当修改服务功能，可不必改变应用，这是新一类产品，更适合电子商务应用，因为网上购物时，可能涉及从多个源上存取数据，另外系统的更改变化也较多，OM成为近年中间件的热点，由于广泛应用于企业系统，是个几十亿美元的大市场，已有许多产品上市。像上面所述，这方面有两个标准值得注意，一是 CORBA 的对象事务服务（OTS），它是CORBA 服务的有机组成，目前已发表1.2版规范，与之相关的是 Java事务服务（JTS），它对应CORBA OTS 1.1版，支持Java Transaction API (JTA) 1.0 Specification，JTS采用标准CORBA ORB/TS 界面和IIOP。2.3分布对象中间件COM+ 由于微软的支持，占有相当大市场，虽让人刮目相看，但受平台限制较大；DCE 由于受开放集团推荐，一度也有很大应用市场，中间件以RPC为主，分布构件通过信息总线完成交互，在微软平台上提供了许多DCE/RPC的功能，典型的主流产品有OSF的免费DCE，DCE非常庞杂，主要用在大的应用系统中，现在有些用户开始批评DCE，认为它缺乏概念模型，给开发带来困难，虽然后来引进了面向对象DCE（即OODCE），但这一包层，又给DCE带来更多层次，使系统交互过多，也增加了维护困难，DCE的另一缺点，是整个系统必须完整安装，不仅造成安装困难，许多功能由于用不到而闲置，这些都约束了DCE的应用。2.4企业应用集成（EAI）中间件中间件的重要应用就是EAI，正因为如此，许多中间件产品，喜欢直接打出EAI中间件的旗号，但它们的功能常可差别很大，但实际的EAI应用中常需要多类中间件的混合使用。作为EAI 中间件，它至少应支持以下几个功能，支持应用间数据交换的信息中间件，支持业务过程规则，在这方面，Vitria 的产品是第一个支持这一功能的。3 财务系统中间件这是一类面向应用的特殊类中间件，由于存在大量的数据和信息交换，基本上是一类信息中间件，另外，出于行业业务需要，存在许多标准和协议，专业性要求较高，比较典型的产品供应商，由于许多企业应用，会与财务或银行、通信或电信打交道，如可用于客户关系管理（CRM）呼叫中心（CallCenter）的计算机-电话集成（CTI）技术，所以也有些软件企业，根据已有的开发经验，搞出一些相关应用接口的中间件，这也不乏是一种方向，像国内的东方通科技公司，就是走这一方向的例子。3.1无线应用中间件日益广泛的移动电话用户群，打开了广阔的应用前景，按美国的预测，到2004年，移动电话用户将达2900万，移动交易额（m-commerce）有可能突破 200亿美元，日本 DoCoMo模式的成功，也为市场带来无限遐想，我们中国目前的移动电话，已超过1.2亿门，成为世界上第一移动电话大国，这些数据，都是普遍看好无线应用和无线应用中间件的主要动力，从2000年起，美国不少（数以百计）新兴产公司，转向无线应用中间件的研制开发，造成过挤和过热的局面。3.2 分布实时控制中间件分布实时控制应用，也是中间件重要应用领域，一个典型产品是Real-Time Innovations (RTI) 公司的 NDDS，WaveWorks，WaveSurf ，还有相应的开发工具，可广泛应用于工业控制、通信、以及军事/空间应用。在要求服务质量的场合，要求采用自适应中间件。这类系统，近几年在国外得到广泛重视和研究，包括作为博士论文的课题。如NASA 研究新一代网络技术的项目NREN，就把自适应中间件列为重要研究课题，以保证高速网上的分布多媒体应用的服务质量（QOS）。类似的应用系统为所谓的信息传播系统Dissemination-Based Information Systems (DBIS)，通常要求在宽带网上传输非对称大容量信息，数据提交类型也多样化，包括请求/响应、预定/出版、广播式、信息点播等，DBIS 要求对服务质量进行监控，另外，面对大量用户，在内容上也可能会有重复，为提高效率，需要设置缓冲等，为适应这类应用，国外研究需要采用一层自适应中间件。技术的另一应用是，建立可客户化的中间件。 考虑到即使本项目取得重大进展，也不可能覆盖中间件所有领域，我们在应用中间件时，仍不可避免会使用到国外许多先进的中间件产品，特别是许多中间件，与底层的系统平台软件密切相关，而在系统软件方面，西方国家的优势还会保持相当长一段时间，再根据我们目前在中间件技术方面基础相对较差，又缺乏经验，因此，我们建议在项目内容上，除突出自主开发外，也要适当兼顾对国外已有技术的学习、消化、引进和技术传播，促进中间件技术的应用推广。为有利掌握国外的发展动态，必要的调研是必需的，下面罗列我们已收集的一些材料，作为选题和立项的参考。由于中间件技术和应用的复杂性，大量技术资料又是很散乱的，为了帮助了解有关技术的发展动态，在附录五中，我们特别推荐一份刚发表的有关“中间件结构报告”，可作为系统了解有关内容的“一门式”参考资料。4嵌入式中间件这一领域与无线和实时控制中间件直接相关，但由于其在目前的特殊性，我们把它明确独立开来，由于超大规模集成电路的发展，微处理器和微控制器的成本和应用变得越来越普遍，将出现所谓的“无处不在的计算“ （Ubiquitous Computing）时代，人与CPU的比例，将从PC时代的 1:1 ,走向1:N (N1)，由于其巨大的市场前景，许多大的IT企业早就开始起前期研究，为巩固其垄断地位。微软早在1999年就枪先推出所谓的“维纳斯”和CE计划，我们中国的软件工作者，也针对性地提出“女娲”计划，这个领域当前的重点方向，是无线移动和手持设备，以及信息家电。4.1 自适应（Adaptive）/反射(Reflective)中间件在电子商务应用领域，特别无线应用，也在考虑用自适应中间件，改变现在中间件服务的静态性，使它的服务能根据应用要求，进行谈判和调整，能随环境的变化，自动优化服务性能，研究方向包括：服务质量（QOS）、安全性、事务处理、信息架构的适应。Michigan 州立大学软件工程网络系统（SENS）实验室的RAPIDware 项目，与Motorola, Lucent, Cisco和海军合作，研究适合移动应用的自适应中间件，对各种类型的移动设备，能自适应选择通信协议，容错和安全服务，重配置用户界面。BBN 有个五年计划项目，叫Quality Objects (QuO)，开发自适应中间件，能支持在分布实时控制系统中，按QOS合同要求，实施对分布设备的实时管理和控制。其它应用包括网络负荷自动平衡和容错计算。计算公式如下：数学公式用斜体,按章编号X=A1+A4+A5*A7+B8C7+E6 4.1Y=B3-B8A9-A12 4.24.2集成开发工具的需要完整的企业应用集成，要求连接Web, 各种客户端、服务器、现成应用系统，要求开发者熟悉各种中间件和相关技术，对技能要求相当高，常使开发人员感到难以胜任，为此特别需要有良好的开发工具环境支持，使各种中间件能捆绑在一个容易使用的集成软件包，使开发人员能工作在业务过程级，而不是困难的代码级。目前，已出现一些这样的环境，如：1） IBM 的Web Sphere，包括开发环境、CORBA对象服务，TP监程，信息队列软件，应用开发和集成工具等；2） Active Software Inc.的 Integration System3） SuperNova 第四代语言开发环境即使难以开发出一个集成的开发环境，如果能为各类应用，推荐一类可行的中间件结构框架和实施策略，也是对企业应用用户大有帮助的。5 如何制定一个中间件研发计划5.1制订发展核心中间件的路线图（Roadmap）这包括：中间件的基本技术结构框架，选择的主流技术和开放标准，须研究发展的技术方向，必需和核心的中间件类型，要研制的中间件类型和功能要求。规划文档的内容，应是结构化的，适合各类人员的参考，除综述外，还应有一定深度的描述，并能根据技术发展，动态加以调整，内容上应兼顾技术和方针政策两个方面。规划制定应有明确的日程表。如表5.1所示。表5.1 规划日程表中间件1软件开发小组12002.32002.6中间件2软件开发小组22002.52002.8中间件3软件开发小组32002.7-2003.4表名位于表的正上方,用宋体小5号粗体表5.1表示第5章第1个表5.2建立一个专家研究小组三级标题段前1行段后0行保持对规划的研究和调整，了解国外最新的技术发展动态，推动技术传播，掌握研究进展，解决有关标准和实践中共同的问题，确定评估和验收标准，促进中间件的应用，向政府有关部门推荐新的研究方向和课题。5.2.1保持对规划的研究和调整学生们提出上面这些问题是有一定原因的。九十年代以来，由于广东经济的迅猛发展，社会急需各方面的计算机人才（包括操作人员），于是，由社会力量办学的计算机培训成了这一时期的一大产物，“计算机操作初级培训”、“计算机操作中级培训”等各类计算机培训项目多得让人眼花缭乱。所以，这些考上职业技术学院计算机专业的大学生心理感觉很不平衡，同时又难以找出一种有别于社会力量办学的计算机培训的自信心和优越感，担心三年制的计算机专业与社会力量办学的计算机培训是同一模式的延续或升级。为了寻找心理中的平衡，刚入校的学生不约而同地提出了上面的问题。5.3推动合作交流和中间件的应用中间件是个大市场，1999年为27亿美元，2004年预计达97亿美元，增加2.5倍，EAI市场2000年为37亿美元，今年为48亿美元，2006年将达到110亿美元，可以看出主要为中间件的产出，令投资者刮目相看，网络公司的下挫，曾一度使中间件厂商的股票也受牵连，但由于中间件市场的利润很快地增长，又带动中间件股票的反弹，如BEA和Mercator的增长率均超过80%，而Tibco高达 157%，后者的股票从$147， 跌到$45后, 又反弹至$110。由于技术和应用领先，中间件市场目前主要仍由美国垄断，占据的市场份额达 75%，其中北美市场额占了 50%，能与美国厂商抗争的为德国的Software AG和 Hitachi，如何冲破这一垄断，是我们必须考虑的问题。选择中间件作为软件技术研究开发的突破口是很正确的，因为它是当前分布网络计算的核心技术之一，特别它与企业应用集成（EAI）密切相关，在实施信息化推动工业化国策的今天，更有其明确的现实意义。通过技术合作，包括定期开展中间件技术研讨会，促进中间件的开发和应用，根据应用反馈明确改进方向。如表5.2所示。表5.2 中间件应用反馈表中间件1应用单位1使用情况1非常满意中间件2应用单位2使用情况2一般中间件3应用单位3使用情况3满意中间件4应用单位4使用情况4不太理想中间件5应用单位5使用情况5还有需解决的问题6 结束语面对众多的中间件技术和产品，常使开发者和应用用户难以作出正确选择，因此如能提供第三方客观的评估，就显得特别需要，但目前从事这方面工作的还不多见，仅发现澳大利亚的CSIRO有一项中间件技术评估（MTE）项目，已发布8份评估报告，内容如下，全套报告要价3850美元：存储过程调用的情况如图6-1所示：图名位于图的正下方用宋体小五号粗体图6-1表示第6章第1个图图6-1 存储过程示意图 中国是否要建立一个评测中间件的标准，是个值得探讨的课题。在IT产品和系统的安全性评测方面,