软件平台与中间件技术2011-4.doc

软件平台与中间件技术2011-4.doc第4章中间件的基本框架、工作原理和实现的关键技术
中间件基本框架
中间件按功能特点分为4层:传输协议层、应用平台层、中间件服务层和应用接口层。中间件的基本功能框架结构如图4-1所示:
图4-1 中间件的基本功能框架结构
⑴传输协议层
由各种传输协议组成,实现各种机型、各种网络之间可靠的通信。如TCP/IP、IPX/BIOS等。
⑵应用平台层
列出了中间件运行的各种支撑平台,如Unix、Windows NT/2000/2003/2008、Ware、OPENVMS等,实现应用的跨平台操作。
⑶中间件服务层
提供通信、控制、计算、管理、输出和信息等各种标准服务。
①通信服务;使得一个应用服务能和其他本地或远程的应用进行通信;包括远程过程调用服务、消息队列服务、传输服务(邮件信息传输、电子数据交换)等。
②控制服务;能使应用程序在本地或分布式环境中控制程序的执行。包括连续计算服务、多线程服务、目标代理服务和事务处理监控服务等。
③计算服务;提供了一系列使应用程序能够进行复杂计算的性能;提供了国际化的应用能使用不同的字符集,具有对分布在不同时区的时间进行同步和管理的功能等。
④管理服务;包括网络管理、系统管理、安全管理等。
⑤输出服务;主要功能是显示信息和用户进行交互。包括图形服务、打印服务、终端服务等。
⑥信息服务;使应用程序能定义、存储、存取和管理数据,支持多存取机制;包括数据存取、文件存取、目录存取等。
⑷应用接口层
定义了应用程序怎样和中间件进行交互,包括编程语言、系统环境和交互机制的定义等。
中间件工作原理
从理论上讲,中间件的工作原理如图4-2所示:
图4-2中间件的工作原理
中间件工作原理是:客户端上的应用程序需要从网络上的某个地方获取一定的数据或服务,这些数据或服务可能处于一个不同硬件环境和运行着不同操作系统及特定查询语言数据库的服务器中。客户机应用程序中负责寻找数据或服务的部分只需访问一个中间件系统,由中间件完成在网络中找到数据源或服务,进而传输客户请求到服务器,并把来自服务器的应答信息经过重新组合,最后将结果送回到客户端的应用程序。
一般情况下,中间件支持下的应用程序从逻辑上可划分为两个部分,一部分负责程序的主体,另一部分负责访问中间件。这种逻辑上的划分十分有利于分布式C/S环境下的程序编写,无论数据或服务处于多少个运行着不同操作系统的主机上,开发者不用编写传输层指令到每个应用程序中,只需在其软件中写入一些简单的指令,来调用中间件提供的API函数。当发布应用程序投入使用时,中间件会迅速、有效地在应用程序和各种操作系统、通信协议或数据库管理系统之间建立起一道桥梁,使C/S环境发挥出最佳效能。
基于对象请求代理的中间件模型
面向对象一直是软件界努力追求的目标,传统的对象技术通过封装、继承和多态提供了良好的代码重用功能。但是这些对象只存在于一个程序中,外面的世界并不知道它们的存在,也无法访问它们。面向对象的中间件就是解决这些问题,它提供了一个标准的构件框架,能视不同厂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。面向对象的中间件技术的目标就是为软件用户和开发者提供一种应用级的即插即用的互操作性。
对象中间件也称基于对象构件模型的中间件或称对象请求代理中间件ORBM(Object Request Brokers Middleware)。对象请求代理(ORB)是近几年才发展起来的一项新技术,它可以看作和编程语言无关的面向对象的RPC应用,被视为从面向对象过渡到分布式计算的强大推动力量。
在此,列举一个基于对象请求代理体系结构的简单模型,藉此说明中间件的工作原理。
系统由客户端、服务器和***中间件三个部分组成。如图4-3所示:
4-3基于对象请求代理体系结构的中间件工作原理
客户端、服务器和***各有一个独立的IP地址和端口号(IP地址和端口号的组合可以确定通信地址)。我们要实现的是客户端和服务器之间的信息交互,但是现在面临这样的问题:客户端和服务器的IP地址以及端口都是可变的,它们并不固定,因此在信息交互之前,客户端无法知道服务器的地址,服务器也并不知道客户端的地址。唯一确定的是***程序的IP地址和端口号,它是不变的。
系统实现的方式如下:客户端启动时首先向***注册自己的信息,主要是自己的IP地址和端口号,如果此时服务器已经注册,则***将服务器的地址信息传递给客户端,否则客户端等待。
服务器启动时也首先向***注册自己的信息,如果此时客户端已经注册,则***将客户端的地址信息传递给服务器(很多情况下并不需要这样的操作,因为总是