一種基于軟件架構(gòu)的組件實(shí)現(xiàn)的基本模型及其語言與工具支持.pdf

1、軟件架構(gòu)(SoftwareArchutectureSA)描述了軟件系統(tǒng)的高層整體框架。清晰的軟件架構(gòu)促進(jìn)了更加有效的軟件設(shè)計(jì)，程序理解，形式化分析以及軟件生產(chǎn)線的構(gòu)建。為了支持對于軟件架構(gòu)的清晰描述以及在具體實(shí)現(xiàn)中進(jìn)行架構(gòu)推理(ArchitecturalReasoning)，一系列架構(gòu)定義語言(ArchitectureDefinitionLanguagesADL)被設(shè)計(jì)出來對系統(tǒng)建模，架構(gòu)描述，以及完成對架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)代碼的一致性檢驗(yàn)。

2、 目前存在的ADL對于具體實(shí)現(xiàn)的處理上主要可以分為兩大類：一類的ADL只負(fù)責(zé)架構(gòu)的抽象定義，并不考慮任何與實(shí)現(xiàn)有關(guān)的問題。在這種情況下，具體的實(shí)現(xiàn)只好通過程序員或是軟件工程師自己對于架構(gòu)的理解來完成，無任何的強(qiáng)制手段。結(jié)果就是導(dǎo)致架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)的耦合過于松散，實(shí)現(xiàn)中也反映不出架構(gòu)來，其結(jié)果是對于軟件開發(fā)過程無多少實(shí)際意義。第二類的ADL則走向另一個(gè)極端，這類以ArchJava為代表的ADL將實(shí)現(xiàn)與架構(gòu)抽象緊密地結(jié)合，將它們統(tǒng)一在一種語言

3、中。這種ADL在語言中使用一個(gè)強(qiáng)大的類型系統(tǒng)，使用類型檢查來強(qiáng)制架構(gòu)與抽象的統(tǒng)一。然而，這樣的ADL卻無法提供給設(shè)計(jì)人員來定義和設(shè)計(jì)架構(gòu)抽象，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)階段，具體的實(shí)現(xiàn)代碼顯然不會(huì)存在。 目前對于軟件架構(gòu)的研究中還存在著另外一方面的問題。軟件架構(gòu)中所定義的組件具有兩種不同的特性：作為SA中的基本元素，它們之間的通訊必須嚴(yán)格地遵循架構(gòu)限制。另一方面，作為基于組件的軟件開發(fā)的構(gòu)成元素，它們和一般的組件一樣，也必須擁有可以被獨(dú)立開發(fā)，

4、并支持滯后的第三方集成(Latethirdpartyintegration)的靈活性。這兩方面問題都非常的重要，因?yàn)椴粷M足架構(gòu)限制，SA在軟件開發(fā)中毫無意義；然而如果架構(gòu)中的組件不具有可以獨(dú)立開發(fā)的靈活性，那么SA無法被真正到應(yīng)用到實(shí)用中去。然而，目前對于這兩方面的研究往往分開進(jìn)行，無任何聯(lián)系。對于任何一個(gè)問題所提出的解決方案根本無法來應(yīng)用于解決另一個(gè)問題。這給SA的應(yīng)用帶來了極大的阻礙。在本文中，作者試圖將此兩個(gè)問題結(jié)合在一起考慮。本

5、文首先提出了一個(gè)新穎的設(shè)計(jì)模式triple-C模式(Component-C-ommunicate-through-Connector)，此模式不但強(qiáng)調(diào)了實(shí)現(xiàn)必須完全遵循架構(gòu)定義，而且首次把架構(gòu)中定義的組件也必須擁有可以被獨(dú)立開發(fā)的靈活性這一問題在軟件架構(gòu)的研究領(lǐng)域提出。此模式建議不但架構(gòu)中定義的組件必須被實(shí)現(xiàn)，架構(gòu)抽象中的組件間連接關(guān)系(connection)也應(yīng)被在實(shí)現(xiàn)中得以體現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)中組件的通訊不應(yīng)存在直接的client-serve

6、r關(guān)系，而是通過被實(shí)現(xiàn)的軟件連接子1(SoftwareConnector)來傳遞完成。 基于triple-C模式，作者設(shè)計(jì)了一種新型的架構(gòu)定義語言JCMPL，來支持抽象架構(gòu)的描述。JCMPL僅僅定義抽象，不牽涉任何實(shí)現(xiàn)內(nèi)容，因此完全適用于SA的設(shè)計(jì)。同時(shí)，作者還開發(fā)了工具集JCMP，來編譯JCMPL語言，產(chǎn)生基于triple-C模式的實(shí)現(xiàn)代碼(本文中的實(shí)現(xiàn)代碼為Java代碼)，完成自動(dòng)的接口匹配、檢查，最終實(shí)現(xiàn)代碼與抽象定義的一

7、致性。本文介紹了如何保證基于triple-C模式的實(shí)現(xiàn)與JCMPL所定義的架構(gòu)一致性，以及如何支持基于triple-C模式組件的獨(dú)立開發(fā)的方法。由于基于triple-C模式的實(shí)現(xiàn)更加清晰和真實(shí)地反映了架構(gòu)抽象，JCMP工具集還提供了JCMP/Miner的工具來動(dòng)態(tài)地從已經(jīng)存在的組件實(shí)現(xiàn)中提取出架構(gòu)定義，這也將極大地促進(jìn)組件的復(fù)用以及軟件架構(gòu)在軟件工業(yè)中的應(yīng)用。本文的最后，作者將方案應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中，并在其功能與性能上做出了評估。