构件化软件课件

构件化软件ComponentSoftware..RoadmapPart1:OO基础OO基本原理DesignbyContract异常处理；并发对象；持久对象Part2:OO设计原则和设计模式敏捷软件开发方法OO设计原则OO设计模式应用框架技术AOP..2RoadmapPart3:构件技术构件化软件分布对象服务计算..3摘要引言构件构件技术构件的组合..4摘要引言构件构件技术构件的组合..5引言..Softwareshouldbecomponentizedbuiltfromprefabricatedcomponents

DouglasMcIlroy'saddressattheNATOconferenceonsoftwareengineeringinGarmisch,Germany,1968titledMassProducedSoftwareComponents.6引言软件问题的核心质量不高生产率低常常是一对矛盾能不能向其它成熟产业学习？复用分工市场竞争但软件有其自身特点..7引言..复用－－不完全一致的使用场景分工－－难以完全解除的部件耦合市场竞争－－不能沿用物质产品的盈利模式8引言基于构件的软件开发一直未曾完全实现的老想法重用“工业化”影响因素不仅限于技术层面..9回顾：软件领域的发展程序设计方法的发展软件需求的变化软件环境的变化软件开发模式的变化..10程序设计方法的发展功能分解法——计算任务结构化程序设计——以数据为中心面向对象程序设计——以对象为中心构件(组件)程序设计——以构件为中心..综合使用11软件需求的变化计算..实用管理(MIS)分布式系统12软件环境的变化单任务..多任务文字界面图形界面单线程多线程平台相关跨平台单机(本地)网络(分布式)单一语言多种语言13软件开发模式机器码..高级语言和脚本代码OS+Compiler+EditorOS+Compilers+IDEs+Libraries+Wizards+Components+otherinfrastructures+经验14发展变化的结果软件学科的形成不变因素：计算机的基本运作模式探求新的计算模型量子计算?生物信息学?..15回顾软件学科多年来的变化..软件的产生过程：原始代码编译

Link终代码、脚本混合软件的分发过程：文档、说明书、自动安装工具、培训、升级软件工程：需求分析设计

codetest使用对象技术和构件技术的不断普及，与大环境发展相结合16对象技术..用一种新的思路来看待问题多年的发展证明了OO符合软件的规律对象技术的发展需要开发工具和开发语言的支持三大特性：封装性、继承性、多态性两种思想Object-BasedObject-Oriented17构件技术..构件技术适合于现代的软件环境软件更新快、规模大、强调协作等构件的概念、软件IC构件的可独立发布性要求“接口与实现分离”构件infrastructure，构件体系COM、CORBA（和Java）、.NET中间件(middleware)市场18摘要引言构件构件技术构件的组合..19构件参考文献ClemensSzyperski,DominikGruntz,StephanMurer.ComponentSoftware:BeyondObject-OrientedProgramming,SecondEdition...20构件的特性独立部署单元必须能跟它所在的环境及其它构件完全分离，因此必须封装自己的全部内部特征(原子性)作为第三方的组装单元必须封装它的实现，并且只通过良好定义的接口与外部环境进行交互(足够好的内聚性)没有（外部的）可见状态构件不能与自己的拷贝有所区别，但某些特殊属性可以没有此种限制..21比较构件vs.对象构件的行为可以通过对象来实现但是构件并非一定要包含类元素，它甚至可以不包含类难以判断一个构件内部是否是“完全面向对象”的构件vs.模块模块化是构件技术产生的前提但对于构件，传统的模块化概念和标准是远远不够的..一个实例单元，具有唯一的标志；可能具有外部可见状态；封装状态和行为包多个类22构件分类：白盒，灰盒，黑盒白盒：提供构件的同时也提供实现构件的全部代码，应用构件时需要对源代码进行某些修改，然后才能把它集成到系统中实现一定的目的灰盒：只提供有关界面部分的源代码，对构件的内核不清楚，只能在接口界面上做一些用户化的工作黑盒：完全不提供代码，只提供构件的二进制可执行形式..23COTSCommercialOffTheShelf现成买来的，即强调构件的预制性不提供源码，强调构件的封装性和透明性强调可互换性不是为某一个客户定制的，而是某一领域中通用的..24软件构件定义ClemensSzyperski，1996:

Asoftwarecomponentisaunitofcompositionwithcontractuallyspecifiedinterfacesandexplicitcontextdependenciesonly.Asoftwarecomponentcanbedeployedindependentlyandissubjecttocompositionbythirdparties.

..25软件构件定义软件构件是一种组装单元，它具有规范的接口契约和显式的语境依赖，软件构件可以被独立地部署并由第三方任意地组装技术因素：独立性、合约接口，组装市场因素：第三方，部署..26软件构件接口：用户与构件发生交互的连接渠道，第3方只能通过构件接口的规格说明理解和复用构件接口规格说明是一种契约，它足够精确地描述构件实现的功能，同时不把构件限定于唯一的实现方法e.g.IDL,WSDL..27软件构件显式语境依赖构件的需求：为了使构件正常工作，必须说明其对部署环境的具体要求。这些要求被称为语境依赖，指的是构件组装和部署的语境。包括了定义组装规则的构件模型和定义构件部署、安装和激活规则的构件平台。RequiredInterfaces..28构件的规模“最大化重用”策略：只实现核心功能，然后重用其他所有的一切。缺点：语境依赖的爆炸性增长..最大化重用降低了可用性健壮性简洁性0100%重用率增加语境依赖会使构件因重用而简洁，但却降低其可用性增加自给性可以减少语境依赖，增加可用性，并且使构件更加健壮，但却使构件规模过大29构件基础设施构件基础设施(infrastructure)是异构构件互操作的标准和通信平台构件框架(framework)是构件实例即插即用的支撑结构，通过一定的环境条件和交互规则，构件框架允许一组构件形成一个孤岛，独立地与外部构件或其它框架交互和协作，构件框架及其内含的构件也可以视为一个构件。OMGCORBA，MicrosoftCOM/DCOM(或.NET)，SUNJavaBean/EJB..30软件体系结构软件体系结构(SoftwareArchitecture)是对系统宏观结构的描述，是由一组构件(components)，连接件(connectors)以及配置(configuration)组成。在较高级别上抽象出不同系统的共性有助于软件工程师在设计早期正确选择软件构架便于对软件系统的性质进行描述和分析构架本身是可复用的资产，软件构架设计的复用会促进软件代码复用，软件构架为构件的组装提供了框架和语境..31摘要引言构件构件技术构件的组合..32构件技术MS：COM(ComponentObjectModel),COM+,.NetOMG：CORBA(CommonObjectRequestBrokerArchitecture),CCM,OMA,MDASUN：JavaBean,EJB(EnterpriseJavaBean)..33COMCOM是MS平台上所有构件的基石93年发布，脱胎于MS的OLE(ObjectLinkingandEmbedding)规范+实现96年，DCOM..34COM：构件对象模型..建立在二进制层次上的标准许多概念与C++的特征相似，如vtable程序与程序之间的通信建立在此基础上COM规范平台无关定义了大量的标准接口用于各种用途COM实现平台相关Windows实现了规范要求以及许多辅助功能35COM特性..语言无关规范和实现都是语言无关的进程透明位置透明inprocserver、out-of-procserver可重用性多线程特性可扩展性36COM：接口..COM接口IID：128位的全局唯一标识符接口定义语言COMIDL对应于C++中由纯虚函数组成的类基接口：IUnknownCOM接口特性：接口不变性继承性多态性——运行时刻的多态性37COM：对象..COM对象CLSID实现多个接口COM对象特性：身份确定封装可重用38COM：构件..COM对象的载体包含多个COM对象进程内构件DLLExportEntrys进程外构件IPC：RPC/LPC39COM：进程内构件..InprocserverExportEntrys40COM：进程外构件..Out-of-procserver41COM：远程构件..remoteserver42COM：构件信息发布..注册表发布构件的信息、对象的信息、接口的信息等注册工具和配置工具Regsvr32.exe.reg自注册-RegServerDCOMCNFG.EXEMTSExplorer、活动目录43COM：创建COM对象..对象的创建过程44COM：COM对象管理..客户使用规则，控制对象生命周期COM实现优化各种辅助手段构件类别componentcategory类别标识符CATIDMTS和COM+45COM：COM体系..基本的功能扩展功能连接点结构化存储名字服务自动化其他COM+46COM：COM+..建立在COM的基础上，COM的自然延伸Services事件服务队列服务事务服务负载平衡其他47COM：应用..OLEActiveXcontrol脚本功能扩展OLEDBADSI(ActiveDirectoryServiceInterfaces)ASP其他48COM：分布式应用..COM/COM+为基于Windows的分布式应用提供了基础设施TransactionSecurityOLEDBWeb集成ActiveDirectory管理功能49CORBA..OMG，800多家厂商联合制定的标准91年1.0，主要是C语言映射95年2.0，加入IIOP最新版本3.0CORBA规范制订了互操作规范，上层标准协议一系列映射到多种语言的规范各种服务相关的规范CORBA实现：ORB50CORBA体系结构..51CORBA：跨平台、跨语言..典型的语言：C++语言、Java语言、Smalltalk多种平台关键：IOR(InteroperableObjectreference)ORB实现52部分ORB实现商业ORBOrbix，IONA公司Visibroker，Inprise公司，4.0版完全支持2.3规范

Netscapecommunicator浏览器嵌入Visibroker自由ORBORBit，遵循CORBA2.2规范，支持C语言，性能较高mico，GNU，OpenSourceTAO，美国华盛顿大学分布式对象计算研究小组omniORB，AT&T剑桥实验室国产ORB国防科大的嵌入式CORBA(eBus)东南大学的ORBUS..53CORBA：客户..客户通过stub或者CORBA库与对象或者ORB进行通信54CORBA：对象..对象与OA进行通信55CORBA：C++映射开发过程..编写IDLIDLC++利用生成的stub类编写客户利用生成的impl类编写服务器对象{以字符串形式传递OR}56CORBA：核心..CORBAIDL支持多继承支持结构化数据类型字符串形式的ORPOA(PortableObjectAdapter)CORBA对象的环境context策略设置57CORBA：核心(续)..GIOP(GeneralInter-ORBProtocol)互操作协议框架IIOP(InternetInter-ORBProtocol)IORCORBA对象的标识实现仓库、接口仓库未标准化58CORBA：服务..命名服务层次命名绑定TradingService功能更强、使用更灵活的对象查询服务事件服务事件发送方和接受方之间的decouple59CCM:CorbaComponentModel..60EJBJ2EEEJB在J2EE中的位置..61EJB..62EJBSessionBeansEntityBeansMessage-drivenbeans..63摘要引言构件构件对象模型构件的组合..64构件的组合ComponentsareforcompositionConnection-orientedcompositionContextualcompositionData-drivencompositionFederationandpeer-to-peer..65Connection-orientedcompositionWiringoutgoingandincominginterfaces..对于一个接口来说非对称Caller---callee当对于component来说可以同时充当caller和callee（组合时刻）类型检查..66ComponentInterfacesBehaviorconstraints:对于一个提供数据库访问接口的构件loginqueryadddellogoutlogin(query|add|del)*logoutNon-functionalrequirementsVersions..67ComponentinterfacesCall-backsCall-backprocedureObjectreference..68Contextualcomposition设想诸如Transaction、Security等非功能特性如何在分布构件组装中得以实现？几乎每个实际分布构件系统都用到由开发者在功能代码中实现？太复杂可否另加？（separationofconcerns）!Howto？自动化？..69Contextualcomposition:

Domainsandcontexts..c1c3uvwxc2Load-balancingdomain（RsrcID=7）Transactiondomain（TxID=42）跨越语境边界的调用被拦截，然后根据语境属性或者被预处理，或者被置后处理，或者被拒绝如果两个构件共享一组兼容的语境属性集，则它们可以被看做是处在同一域中70Contextualcomposition使用“Containers”EJBcontainersCCMcontainersCLRcontextsandchannels以前的container只支持预定义的context,但新技术.NET:ThelistofcontextpropertiesisextensibleEJB3.0:使用@AroundInvoke注释，你可以将任意bean方法作为拦截器方法在任意bean方法之前和之