面向構(gòu)件框架的研究與設(shè)計

1、本欄目責(zé)任編輯：謝媛媛軟件設(shè)計開發(fā)ComputerKnowledgeTechnology電腦知識與技術(shù)第5卷第13期(2009年5月)面向構(gòu)件框架的研究與設(shè)計李嘉炎（華南理工大學(xué)計算機學(xué)院，廣東廣州510006）摘要：面向構(gòu)件軟件開發(fā)的主要思想是使用現(xiàn)存的構(gòu)件來建構(gòu)軟件系統(tǒng)，是提高軟件開發(fā)效率和質(zhì)量的有效途徑可復(fù)用的構(gòu)件在軟件復(fù)用技術(shù)中作用重大。該文首先闡述了構(gòu)件的概念和面向構(gòu)件技術(shù)優(yōu)點，研究并設(shè)計了一種面向構(gòu)件的架構(gòu)，接著結(jié)合現(xiàn)行主流

2、的開源框架，以eclilpse插件的方式給予實現(xiàn)和檢驗；最后，對面向構(gòu)件技術(shù)的發(fā)展進行了展望。關(guān)鍵詞：軟件復(fù)用；構(gòu)件；面向構(gòu)件中圖分類號：TP311文獻標(biāo)識碼：A文章編號：10093044(2009)13343002ResearchDesignofComponentinentedArchitectureLIJiayan(SchoolofComputerScienceSouthChinaUniversityofTechnologyGuan

3、gzhou510640China)Abstract:ThemainpointofComponentientedSoftwareEngineeringisthatbuildthesoftwaresystemreusedtheexistedcomponentwhichisaneffectivewaytoimprovetheefficiencyqualityofthesoftwaredevelopmentReusedcomponenttake

4、animptantpartinsoftwarereuse.ThisarticleelabatedthecomponentconcepttheadvantageofComponentientedtechnologydiscussedsoftwareproducemodelofComponentientedtechnologythendesignedaArchitectureofComponentientedtechnologydevelo

5、peditinthewayofeclipse’spluginwiththeframewksofthemainstreamofopensource.FinallymakesafecasttotheComponentientedtechnology.Keywds:SoftwareReusecomponentsvomponentientedtechnology1引言基于構(gòu)件軟件開發(fā)的主要思想是使用現(xiàn)存的構(gòu)件來建構(gòu)軟件系統(tǒng)。在軟件復(fù)用方面，傳統(tǒng)

6、的開發(fā)方法最多只能做到代碼復(fù)用，面向?qū)ο蠹夹g(shù)促進了軟件復(fù)用，但也只是實現(xiàn)了類和類繼承的復(fù)用，對于整個系統(tǒng)來說，還存在很大的缺口，不能做到核心功能的復(fù)用。面向構(gòu)件的開發(fā)是軟件復(fù)用領(lǐng)域的研究熱點，被視為軟件工業(yè)化生產(chǎn)的必由之路。2構(gòu)件技術(shù)概要2.1構(gòu)件的定義什么是構(gòu)件(component)？“軟件構(gòu)件是一種組裝單元，它具有規(guī)范的接口規(guī)約和顯式的語境依賴。軟件構(gòu)件可以被獨立部署并由第三方任意地組裝?！盵1]它的基本理念是把軟件開發(fā)過程中會重復(fù)

7、用到的部分封裝起來，等到有新的同樣的需求時再調(diào)用。被封裝的對象類、類樹、一些功能模塊、(framewk)、軟件構(gòu)架(或體系結(jié)構(gòu)Architectural)、文檔、分析件、設(shè)計模式(Pattern)等都可視為構(gòu)件。2.2面向構(gòu)件技術(shù)構(gòu)件技術(shù)（如CBA、COM、JavaBean），關(guān)注的是構(gòu)件的描述方法、調(diào)用方法和運行體系，業(yè)界用得比較多的是“基于構(gòu)件的軟件開發(fā)（CBSD）”。而這里的面向構(gòu)件的軟件開發(fā)是指在軟件開發(fā)中，以構(gòu)件為中心組織整個

8、開發(fā)過程，從分析、設(shè)計、開發(fā)、測試、發(fā)布和管理，一直到維護，整個軟件生命周期中的每個階段都統(tǒng)一以構(gòu)件為基本單位進行工作。面向構(gòu)件的軟件開發(fā)，使得開發(fā)人員能夠通過拖拉式的圖形化編程方式快速地實現(xiàn)面向構(gòu)件的系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、組裝和調(diào)試。整個開發(fā)工作屏蔽了技術(shù)細(xì)節(jié)，使得開發(fā)工作像“搭積木”一樣利用構(gòu)件庫中的每個構(gòu)件的映射實現(xiàn)編程，從而實現(xiàn)了業(yè)務(wù)和技術(shù)的分離[3]。2.3面向構(gòu)件與面向?qū)ο蟮谋容^面向構(gòu)件的軟件開發(fā)（CBD），吸收包括面向?qū)ο蠹夹g(shù)

9、在內(nèi)的眾多傳統(tǒng)方法和技術(shù)的優(yōu)點。因此，面向構(gòu)件技術(shù)與面向?qū)ο蠹夹g(shù)即緊密相關(guān)，又有區(qū)別。首先，在概念層面上，對象描述客觀世界實體，構(gòu)件提供客觀世界服務(wù)；其次，在復(fù)用策略上，對象是通過繼承實現(xiàn)復(fù)用，而構(gòu)件是通過合成實現(xiàn)復(fù)用；再次，在技術(shù)手段上，構(gòu)件通過對象技術(shù)而實現(xiàn)，對象按規(guī)定經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕涌诎b之后成為構(gòu)件，一個構(gòu)件通常是多個對象的集合體。最后，從抽象程度來看，面向?qū)ο蠹夹g(shù)己達到了類級重用(代碼級)，它以類為封裝的單位，構(gòu)件將抽象的程度提到

10、一個更高層次，它是對一組類的組合進行封裝，并代表完成一個或多個功能的特定服務(wù)，也為用戶提供了多個接口。2.4面向構(gòu)件的軟件生產(chǎn)模式及其優(yōu)點面向構(gòu)件的軟件體系，使得用戶的需求改變可以直接通過構(gòu)件裝配式的圖形化設(shè)計思路得以體現(xiàn)，使得軟件架構(gòu)師和程序員跳出傳統(tǒng)開發(fā)模式的局限，是代碼式軟件體系的顛覆和革新，使得軟件生產(chǎn)有了一全新的模式，如下圖1所示。面向構(gòu)件開發(fā)能夠屏蔽技術(shù)實現(xiàn)細(xì)節(jié)、提高軟件的質(zhì)量和穩(wěn)定性、得化軟件開發(fā)流程、提高開發(fā)的靈活性、降

11、低大型系統(tǒng)的復(fù)雜度和維護難度等優(yōu)點。目前，CBD主要被用來幫助控制大型系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜度和風(fēng)險，在開發(fā)的構(gòu)造和部署階段中提供一種以架構(gòu)為中心和以重用為中心的方法。收稿日期：20090310ISSN10093044ComputerKnowledgeTechnology電腦知識與技術(shù)Vol.5No.13May2009pp.34303431Email:l:86551569096356909643430軟件設(shè)計開發(fā)本欄目責(zé)任編輯：謝媛媛Compu

12、terKnowledgeTechnology電腦知識與技術(shù)第5卷第13期(2009年5月)3框架的設(shè)計與實現(xiàn)3.1設(shè)計思想為降低大型系統(tǒng)的復(fù)雜度，軟件系統(tǒng)的架構(gòu)經(jīng)歷了對問題空間分解，垂直分割、橫向切割，橫切豎割相結(jié)合的發(fā)展過程。面向構(gòu)件的思想，就是把復(fù)雜業(yè)務(wù)進行橫切豎割的分解，再用一個個的不同粒度的構(gòu)件“編織”整個架構(gòu)，它可以把精力全部放在業(yè)務(wù)功能上而不必操心太多技術(shù)細(xì)節(jié)。[3]本系統(tǒng)采用多層次的構(gòu)件體系，在實現(xiàn)上，利用現(xiàn)有成熟的技術(shù)支

13、撐，在eclipse平臺上，結(jié)合開源技術(shù)如Hibernate、Spring、Struts等，以插件的方式實現(xiàn)框架功能。系統(tǒng)框架如圖2所示。3.2具體設(shè)計與實現(xiàn)本平臺使用主流的開源框架Hibernate實現(xiàn)OR實體映射；再通過對Hibernate的封裝，實現(xiàn)與低層數(shù)據(jù)庫無關(guān)的通用數(shù)據(jù)庫操作構(gòu)件。另外，本框架采用現(xiàn)行主流框架Spring來實現(xiàn)事務(wù)管理。這里的運算構(gòu)件層主要用是帶靜態(tài)的方法的Java類來實現(xiàn)，以XML文件描述其接口和參數(shù)，對業(yè)

14、務(wù)邏輯提供接口調(diào)用，給應(yīng)用開發(fā)人員提供圖形化組裝。業(yè)務(wù)構(gòu)件層，主要由業(yè)務(wù)引擎和業(yè)務(wù)構(gòu)件組成，實現(xiàn)對應(yīng)用邏輯的處理過程。對上層提供規(guī)范的接口以被調(diào)用，對下層，調(diào)用運算構(gòu)件，以流程化的方式使之構(gòu)件粒度較大的業(yè)務(wù)構(gòu)件。展現(xiàn)構(gòu)件層，是連接用戶界面與業(yè)務(wù)處理的中間層次。由展現(xiàn)引擎和展現(xiàn)邏輯流程組成。對于應(yīng)用展現(xiàn)引擎接受服務(wù)請求，調(diào)用業(yè)務(wù)構(gòu)件層的業(yè)務(wù)構(gòu)件計算處理，再返回給用戶界面。頁面層主要提供對應(yīng)用系統(tǒng)的用戶界面支持。由于在展現(xiàn)引擎返回給頁面之前

15、，采用Struts動態(tài)Bean對XML數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換封裝，使得JSP頁面即可支持JSTL表達式語言，同時支持Struts標(biāo)簽。在整個架構(gòu)中，從運算構(gòu)件層到展現(xiàn)層，各層的引擎都將數(shù)據(jù)規(guī)范為XML格式，放在XML總線中，通過XML的DOM方式，封裝了應(yīng)用的各個數(shù)據(jù)區(qū)構(gòu)件。最后，圖形界面用Eclipse的GMF技術(shù)結(jié)合基于模板引擎的代碼生成技術(shù)做成Eclipse插件來實現(xiàn)。用戶在拖拉（組裝）構(gòu)件，使之成為業(yè)務(wù)流程，GMF在后臺則生成對應(yīng)的XML

16、描述配置文件，系統(tǒng)通過對xml配置文件的解析封裝，用模板引擎成生業(yè)務(wù)流程的java文件并編譯。4框架的設(shè)計和實現(xiàn)的優(yōu)點在吸取經(jīng)典的三層體系結(jié)構(gòu)優(yōu)點，使得構(gòu)件粒度更加細(xì)化，軟件開發(fā)更為有效。平臺在軟件開發(fā)周期的每一階段，都以構(gòu)件為核心，具有統(tǒng)傳構(gòu)件技術(shù)的優(yōu)點。本架構(gòu)實現(xiàn)了應(yīng)用系統(tǒng)和代碼的分離，程現(xiàn)給應(yīng)用開發(fā)人員的是圖形化構(gòu)件和規(guī)范的接口，使得應(yīng)用邏輯易于調(diào)整以適應(yīng)需求的變化；而業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)則通過XML總線方式獨立于應(yīng)用邏輯，使應(yīng)用系統(tǒng)的具有良

17、好的數(shù)據(jù)擴展能力。StrutsSpringHibernate的整合開發(fā)，是現(xiàn)行J2EE開發(fā)為程序員所喜愛的開發(fā)方式，基于這些開源框架的開發(fā)人員成熟性和穩(wěn)定性。由于對問題空間的有效分割，框架具有清晰的分層結(jié)構(gòu)，在實現(xiàn)上又吸取了主流開源框架的優(yōu)點，使得整個框架具有良好的可擴展性。5總結(jié)本文文闡述了構(gòu)件技術(shù)的基本概念和面向構(gòu)件的軟件生產(chǎn)模式，接著對面多層次的架構(gòu)進行研究設(shè)計并結(jié)合主流的開源框架在eclipse開臺上以插件的形式實現(xiàn)，最后，用實

18、現(xiàn)的面向構(gòu)件開發(fā)平臺，來組裝企業(yè)應(yīng)用的合同管理系統(tǒng)。被視為解決軟件危機的構(gòu)件技術(shù)將促進軟件產(chǎn)業(yè)的變革。專業(yè)化的構(gòu)件生產(chǎn)將成為獨立的產(chǎn)業(yè)而存在軟件系統(tǒng)的開發(fā)將由軟件系統(tǒng)集成商通過購買商用構(gòu)件集成組裝而成。目前國內(nèi)外越來越多的軟件系統(tǒng)采用面向構(gòu)件的技術(shù)進行開發(fā)，圍繞構(gòu)件的生產(chǎn)、管理和組裝將形成具有相當(dāng)規(guī)模的構(gòu)件市場和構(gòu)件開發(fā)工具市場。隨著構(gòu)件應(yīng)用的推廣和深入對構(gòu)件組裝技術(shù)、構(gòu)件構(gòu)架技術(shù)、分析設(shè)計構(gòu)件的描述和復(fù)用、特定領(lǐng)域軟件構(gòu)架、構(gòu)件庫部署

19、等問題的研究也會不斷深入發(fā)展?？傊?，面向構(gòu)件的軟件工廠正日趨成熟，其應(yīng)用前景十分廣泛。參考文獻：[1]SzyperskiCGruntzDMurerS.構(gòu)件化軟件———超越面向?qū)ο缶幊蘙M].2版.王千祥譯.北京:電子工業(yè)出版社2004.[2]黎婭.基于構(gòu)件的軟件復(fù)用技術(shù)應(yīng)用研究[D].重慶大學(xué)2008.[3]MiliHMiliFMiliA.Reusingsoftware:Issuesresearchdirections[J].IEEET

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