中间件的基本概念_面向对象中间件详解

基本概念

中间件:  是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/ 服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通讯。 从中间件的定义可以看出，中间件是一类软件，而非一种软件 ；中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作 ；中间件是基于分布式处理的软件，定义中特别强调了其网络通讯功能。

中间件应特点 ：满足大量应用的需要 ；运行于多种硬件和OS平台 ；支持分布式计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互功能 ；支持标准的协议 ；支持标准的接口。

中间件的十大优越性：
　　（1） 应用开发：The Standish Group 分析了100个关键应用系统中的业务逻辑程序、应用逻辑程序及基础程序所占的比例；业务逻辑程序和应用逻辑程序仅占总程序量的30%，而基础程序占了70%，使用传统意义上的中间件一项就可以节省25%~60%的应用开发费用。如是以新一代的中间件系列产品来组合应用，同时配合以可复用的商务对象构件，则应用开发费用可节省至80%。
　　（2） 系统运行：没有使用中间件的应用系统，其初期的资金及运行费用的投入要比同规模的使用中间件的应用系统多一倍。
　　（3） 开发周期：基础软件的开发是一件耗时的工作，若使用标准商业中间件则可缩短开发周期50%~75%。
　　（4） 减少项目开发风险：研究表明，没有使用标准商业中间件的关键应用系统开发项目的失败率高于90%。企业自己开发内置的基础（中间件）软件是得不偿失的，项目总的开支至少要翻一倍，甚至会十几倍。
　　（5） 合理运用资金：借助标准的商业中间件，企业可以很容易地在现有或遗留系统之上或之外增加新的功能模块，并将它们与原有统无缝集合。依靠标准的中间件，可以将老的系统改头换面成新潮的Internet/Intranet 应用系统。
　　（6） 应用集合：依靠标准的中间件可以将现有的应用、新的应用和购买的商务构件融合在一起进行应用集合。
　　（7） 系统维护：需要一提的是，基础（中间件）软件的自我开发是要付出很高代价的，此外，每年维护自我开发的基础（中间件）软件的开支则需要当初开发费用的15%~25%，每年应用程序的维护开支也还需要当初项目总费用的10%~20%左右。而在一般情况下，购买标准商业中间件每年只需付出产品价格的15%~20%的维护费，当然，中间件产品的具体价格要依据产品购买数量及哪一家厂商而定。
　　（8） 质量：基于企业自我建造的基础（中间件）软件平台上的应用系统，每增加一个新的模块，就要相应地在基础（中间件）软件之上进行改动。而标准的中间件在接口方面都是清晰和规范的。标准中间件的规范化模块可以有效地保证应用系统质量及减少新旧系统维护开支。
　　（9） 技术革新：企业对自我建造的基础（中间件）软件平台的频繁革新是极不容易实现的（不实际的）。而购买标准的商业中间件，则对技术的发展与变化可以放心，中间件厂商会责无旁贷地把握技术方向和进行技术革新。
　　（10） 增加产品吸引力：不同的商业中间件提供不同的功能模型，合理使用，可以让你的应用更容易增添新的表现形式与新的服务项目。从另一个角度看，可靠的商业中间件也使得企业的应用系统更完善，更出众。

按照IDC的分类方法，中间件可分为六类。分别是数据访问中间件、远程过程调用中间件、消息中间件、交易中间件、对象中间件等。
　　数据访问中间件：是为了建立数据应用资源互操作的模式，对异构环境下的数据库实现联接或文件系统实现联接的中间件；
　　远程过程调用中间件：通过这种远程过程调用机制，程序员编写客户方的应用，需要时可以调用位于远端服务器上的过程；
　　消息中间件：用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性，进行相互通信，实现应用程序之间的协同；
　　交易中间件：是在分布、异构环境下提供保证交易完整性和数据完整性的一种环境平台；
　　对象中间件：在分布、异构的网络计算环境中，可以将各种分布对象有机地结合在一起，完成系统的快速集成，实现对象重用。 （面向对象标准原本只有一个，即CORBA(公共对象请求代理体系结构)，该标准由包括BEA、IBM、Oracle、Sun和Sybase等公司在内的众多厂商一起制定，从而形成了一个庞大的CORBA联盟势力。后来，Sun推出了企业级JavaBeans(EJB)，用自己易使用的程序模型来对CORBA做出了改进。微软COM(Component Object Model，组件对象模型)的出现，使面向对象中间件市场里又多了一个标准，这样，面向对象中间件产品实际上形成了两大标准，一是微软的COM，一是JavaBeans。 ）

中间件细分为12种：

 

技术规范

　　1、 DCE体系
　　DCE是Distrbuted Computing Environment 分布式计算环境的缩写，它由Open Software Fondation 制定，现在这个组织被称为Open Group。
　　DCE由多个共同在一起工作的组件组成，它们是：远程过程调用（RPC）、本地和全局目录服务（CDS和GDS）、安全服务、DCE线程、分布式时钟服务（DTS）和分布式文件服务（DFC）。线程、RPC、CDS、安全服务和DTS组件通常被成为安全核心，并且是组成任何DCE环境所必须的组件，DTS是可选件。在DCE环境中，还包括用于管理这些组件的管理工具。
　　DCE被称做中间件或使其具有能力的技术，它不是独立存在的，而是被捆绑在供应商操作系统中，或者由第三方供应商进行集成。

　　2、 DTP模型
　　DTP模型是X/OPEN组织提出的一种软件结构，这种结构允许多个应用程序去共享多个资源管理器提供的资源，并且具有协调全局事物的能力。
　　X/OPEN是一个独立的、具有全球影响力的开放系统组织，它得到了世界大多数的最大的信息系统供应商的支持，其根本任何是通过规范开放系统的具体实现，从计算的观点考虑如何让用户获得更大的利益。
　　X/OPEN的DTP模型由5个基本模块组成：
　　应用程序（AP）：用于定义事物的边界，并确定组成事物操作的动作。
　　资源管理器（RM）：如数据库或文件系统用于存取文件。
　　事物管理器（TP）：给事物分配标识，监督事物的处理过程并负责事物的完成以及协调事物失败的恢复。
　　通信资源管理器（CRM）：在一个事物管理器内或两个事物管理器之间对通信进行控制。
　　在这5个模块之间X/OPEN模型定义了这样一些模块与模块之间的接口规范：
　　应用程序——资源管理器之间已经存在了一些X/OPEN的规范，如SQL和ISAM；在应用程序——事物管理器之间定义了TX接口；在交易管理器——资源管理器之间定义了XA接口；在交易管理器——通信资源管理器之间定义了XA+接口；在应用程序——通信资源管理器之间有3种接口：TXRPC、XATMI和CPI-C；在通信资源管理器——操作系统提供的底层通信协议之间提供了XAP-TP接口。

　　3、 CORBA
　　CORBA是Common Object Request Broker Architecture 的缩写，简称公共对象请求代理结构，它由国际对象管理组织OMG制定，这个组织是一个国际性组织，始建于1989年，现已拥有包括生产厂商与软件开发商800多个会员，其目的是在分布和已构计算机环境下为应用软件的开发提供一个公共框架，使开发出来的软件即面向对象又具有可重用性、可移植性以及可操作性等特点。有关CORBA的其他功能情况参见下面的第三部分说明。
　　4、 J2EE
　　J2EE是Java 2 Platform Enterprise Edition的缩写，是一种多层应用模式的结构体系。整个规范由SUN公司提出，它将业务逻辑从系统服务功能和用户界面中分离出去，放置在客户层和应用基础设施这两层之间的中间层，是目前应用的最为广泛的面向Web的应用系统结构规范。有关J2EE的其他功能情况参见下面的第三部分说明。
　　5、 互联网相关技术规范
　　Web（World Wide Web）是一种网络化的信息资源，它依赖于3个机制，使这些信息资源可以面对广大的使用者。
　　1） 一种唯一的命名机制，为网上的资源进行定位，如：URI。
　　2） 一种通信规程，以便在网上可以存取这些被命名的资源，如：HTTP。
　　3） 混合文本，以便更好地驾御这些信息资源，如：HTML。
　　URI（Universal Resource Identifier）全局资源标识，一种命名机制，它将在网上的一个资源的定位分为3个部分：用于存取资源的通信方式的名称，如HTTP、FTP；保存有资源的机器的名称，如：www.sohu.com；资源本身的名称，也就是存取这些资源的路径。
HTTP（HyperText Transfer Protocol）是一种用于分布式、相互协作、混合型媒体的信息系统的应用层的通信规程。使用这一规程，除了可以在信息系统中取得资料外，还可以进行资料查询，对前端进行更新以及进行信息发布等操作。
　　HTML（HyperText Markup Language）是一种网上使用的出版语言，它可以为作者提供这样的功能：在在线出版的文档中包括标题、文本、表格、列表和照片等；按下鼠标后，通过混合文本链路查找文本；与远端的服务为进行联机事物处理建立表格，以便进行信息查找、预定和订购产品等操作；在文档中直接包含独立页面、影像资料与声音资料等。
这些规范都是web技术的基础，除了这些技术规范以外，还有一些规范也非常重要，它的用途是实现企业与企业间通过Web实现数据交换。这些规范是XML、SOAP、UDDI和WSDL。
　　XML（Extensible Markup Language）通过提供更灵活和更容易被接收的信息标识方法来改进Web的功能。XML被称为可扩展的标注语言，它不像HTML是一种单一的、预先定义的语言，XML是一种用于描述其他语言的语言，使用XML，你可以定义你自己的、不受到类型限制的、其他类型的文档。
　　SOAP（Simple Object Access Protocol）是一种轻量级规程，用于在没有控制中心、分布式的环境中交换信息。它以XML为基础，由4个部分组成：一个信封，定义了是什么信息和如何对它进行处理的框架；一组编码规则，用于描述应用定义的数据类型的表示示例；一组表示远程过程调用和应答的规则方式，以及一组捆绑方式，这种方式用于使用低层通信规程交换信息。SOAP具有与其他规则相结合的可能性。
　　UDDI（Universal Description，Discovery and Integration）是一个规范，这个规范用于Web服务以分布式、以Web为基础的信息的注册。UDDI同时也是一个这样的规范的实现的公用的可接入的集合，这个规范是是某个企业的Web服务所能提供的内容用登记信息的方式提供出来，以便其他企业可以发现这些服务。Web服务是Web技术的下一步发展方向，它可以允许可编程的被放置在Web上，其他方可以使用分布式的方式进行存取。
　　WSDL（Web Service Description Language）是一组包含面向文档或面向过程消息的端点操作信息的xml格式网络服务描述；操作和消息首先被抽象的描述，然后捆绑到具体的网络规程和消息格式中，以便定义端点，相关的具体端点被组合进抽象的端点中（服务）。WSDL可以捆绑描述与SOAP、HTTP GET/POST和MIME相关。

 技术平台

 当前主流的分布计算技术平台，主要有OMG的CORBA、Sun的J2EE和Microsoft DNA 2000。它们都是支持服务器端中间件技术开发的平台。

　　（1）OMG的CORBA
　　CORBA分布计算技术是OMG组织基于众多开放系统平台厂商提交的分布对象互操作内容的基础上制定的公共对象请求代理体系规范。
　　CORBA分布计算技术，是由绝大多数分布计算平台厂商所支持和遵循的系统规范技术，具有模型完整、先进，独立于系统平台和开发语言，被支持程度广泛的特点，已逐渐成为分布计算技术的标准。COBRA标准主要分为3个层次：对象请求代理、公共对象服务和公共设施。最底层是对象请求代理ORB，规定了分布对象的定义（接口）和语言映射，实现对象间的通讯和互操作，是分布对象系统中的"软总线"；在ORB之上定义了很多公共服务，可以提供诸如并发服务、名字服务、事务(交易)服务、安全服务等各种各样的服务；最上层的公共设施则定义了组件框架，提供可直接为业务对象使用的服务，规定业务对象有效协作所需的协定规则。目前，CORBA兼容的分布计算产品层出不穷，其中有中间件厂商的ORB产品，如BEAM3，IBM Component Broker，有分布对象厂商推出的产品，如IONAObix和OOCObacus等.
　　CORBA规范的近期发展，增加了面向Internet的特性，服务质量控制和CORBA构件模型(CORBA Component Model)。
　　Internet集成特性包括了针对IIOP传输的防火墙(Firewall)和可内部操作的定义了URL命名格式的命名服务(Naming Service)。
　　服务质量控制包括能够具有质量控制的异步消息服务，一组针对嵌入系统的CORBA定义，一组关于实时CORBA与容错CORBA的请求方案。
　　CORBA CCM(CORBA Component Model)技术，是在支持POA的CORBA规范(版本2.3以后)基础上，结合EJB当前规范的基础上发展起来的。CORBA构件模型，是OMG组织制定的一个用于开发和配置分布式应用的服务器端中间件模型规范，它主要包括如下三项内容：
　　a、抽象构件模型，用以描述服务器端构件结构及构件间互操作的结构；
　　b、构件容器结构，用以提供通用的构件运行和管理环境，并支持对安全、事务、持久状态等系统服务的集成；
　　c、构件的配置和打包规范，CCM使用打包技术来管理构件的二进制、多语言版本的可执行代码和配置信息，并制定了构件包的具体内容和基于XML的文档内容标准。
　　总之，CORBA的特点是大而全，互操作性和开放性非常好。CORBA的缺点是庞大而复杂，并且技术和标准的更新相对较慢，COBRA规范从1.0升级到2.0所花的时间非常短，而再往上的版本的发布就相对十分缓慢了。在具体的应用中使用不是很多。

      （2）Sun的J2EE
　　为了推动基于Java的服务器端应用开发， Sun于是在1999年底推出了Java2技术及相关的J2EE规范，J2EE的目标是：提供平台无关的、可移植的、支持并发访问和安全的，完全基于Java的开发服务器端中间件的标准。
　　在J2EE中，Sun给出了完整的基于Java语言开发面向企业分布应用规范，其中，在分布式互操作协议上，J2EE同时支持RMI和IIOP，而在服务器端分布式应用的构造形式，则包括了Java Servlet、JSP(Java Server Page)、EJB等多种形式，以支持不同的业务需求，而且Java应用程序具有"Write once，run anywhere"的特性，使得J2EE技术在发布计算领域得到了快速发展。
　　J2EE简化了构件可伸缩的、其于构件服务器端应用的复杂度，虽然DNA 2000也一样，但最大的区别是DNA 2000是一个产品，J2EE是一个规范，不同的厂家可以实现自己的符合J2EE规范的产品，J2EE规范，是众多厂家参与制定的，它不为Sun所独有，而且其支持跨平台的开发，目前许多大的分布计算平台厂商都公开支持与J2EE兼容技术。
　　EJB是Sun推出的基于Java的服务器端构件规范J2EE的一部分，自从J2EE推出之后，得到了广泛的发展，已经成为应用服务器端的标准技术。SunEJB技术是在Java Bean本地构件基础上，发展的面向服务器端分布应用构件技术。它基于Java语言，提供了基于Java二进制字节代码的重用方式。EJB给出了系统的服务器端分布构件规范，这包括了构件、构件容器的接口规范以及构件打包、构件配置等的标准规范内容。EJB技术的推出，使得用Java基于构件方法开发服务器端分布式应用成为可能。从企业应用多层结构的角度，EJB是业务逻辑层的中间件技术，与JavaBeans不同，它提供了事务处理的能力，自从三层结构提出以后，中间层，也就是业务逻辑层，是处理事务的核心，从数据存储层分离，取代了存储层的大部分地位。从分布式计算的角度，EJB像CORBA一样，提供了分布式技术的基础。提供了对象之间的通讯手段。从Internet技术应用的角度，EJB和Servlet，JSP一起成为新一代应用服务器的技术标准，EJB中的Bean可以分为会话Bean和实体Bean，前者维护会话，后者处理事务， 现在Servlet负责与客户端通信，访问EJB，并把结果通过JSP产生页面传回客户端。
　　J2EE的优点是，服务器市场的主流还是大型机和UNIX平台，这意味着以Java开发构件，能够做到"Write once，run anywhere"，开发的应用可以配置到包括Windows平台在内的任何服务器端环境中去。

　（3）Microsoft DNA 2000
　　Microsoft DNA 2000(Distributed interNet Applications)是Microsoft在推出Windows2000系列操作系统平台基础上，在扩展了分布计算模型，以及改造Back Office系列服务器端分布计算产品后发布的新的分布计算体系结构和规范。
　　在服务器端，DNA 2000提供了ASP、COM、Cluster等的应用支持。目前，DNA2000在技术结构上有着巨大的优越性。一方面，由于Microsoft是操作系统平台厂商，因此DNA 2000技术得到了底层操作系统平台的强大支持；另一方面，由于Microsoft的操作系统平台应用广泛，支持该系统平台的应用开发厂商数目众多，因此在实际应用中，DNA 2000得到了众多应用开发商的采用和支持。
　　DNA 2000融合了当今最先进的分布计算理论和思想，如事务处理、可伸缩性、异步消息队列、集群等内容。DNA使得开发可以基于Microsoft平台的服务器构件应用，其中，如数据库事务服务、异步通讯服务和安全服务等，都由底层的分布对象系统提供。
        以Microsoft为首的DCOM/COM/COM+阵营，从DDE，OLE到ActiveX等，提供了中间件开发的基础，如VC，VB，Delphi等都支持DCOM，包括OLE DB在内新的数据库存取技术，随着Windows2000的发布，Microsoft的DCOM/COM/COM+技术，在DNA2000分布计算结构基础上，展现了一个全新的分布构件应用模型。首先，DCOM/COM/COM+的构件仍然采用普通的COM(Component Object Model)模型。COM最初作为Microsoft桌面系统的构件技术，主要为本地的OLE应用服务，但是随着Microsoft服务器操作系统NT和DCOM的发布， COM通过底层的远程支持使得构件技术延伸到了分布应用领域。DCOM/COM/COM+更将其扩充为面向服务器端分布应用的业务逻辑中间件。通过COM+的相关服务设施，如负载均衡、内存数据库、对象池、构件管理与配置等等，DCOM/COM/COM+将COM、DCOM、MTS的功能有机地统一在一起，形成了一个概念、功能强的构件应用体系结构。而且，DNA2000是单一厂家提供的分布对象构件模型，开发者使用的是同一厂家提供的系列开发工具，这比组合多家开发工具更有吸引力。
　　但是它的不足是依赖于Microsoft的操作系统平台，因而在其它开发系统平台(如Unix、Linux)上不能发挥作用。

相关性比较分析
　　目前，针对上述的各种分布计算平台技术，都出现了相似且具有可比性的分布式构件，即CORBA CCM(CORBA Component Model)技术、SUN的EJB(Enterprise JavaBean)技术和DNA 2000中的COM/DCOM/COM+技术。对于以上三个分布计算平台，从集成性，可用性，可扩展性三个方面分析：

中间件是实现电子商务的基础软件

　　电子商务的本质就是对处于分布环境中的各种计算机系统进行交流协调，从而开创新的商业运作模式。网络通信，尤其是互联网技术，是电子商务的通信基础，而管理和传输系统之间的业务信息、协调各个系统的处理模块的中间管理服务系统，是保证电子商务应用成功的关键。电子商务应用服务器、通用业务网关、支付网关、通信平台和安全平台，统一纳入电子商务中间件构架的范畴。
　　
　　 电子商务应用应包含以下层次：
　　 ●浏览器：这是进入电子商务的通道。
　　 ●电子商务应用平台：提供电子商务不同应用类型的生成工具软件，如网上商店、网络支付、虚拟社区等等。
　　 ●电子商务交换平台：对内集成企业内部的各种与电子商务相关的业务系统，对外连接商业合作伙伴，如银行、供应商、客户、配送结构，完成各种不同业务系统之间数据转换和整和。
　　 ●电子商务基础平台：用来支持大量Internet客户的并发访问，使应用开发商快速开发出灵活多变的电子商务应用，尽快把信息系统和商务活动放到Internet中。
　　 在电子商务交换平台和电子商务基础平台中都不能没有中间件的存在。

　　 电子商务中间件构架是一种电子商务应用集成的关键件，不管电子商务应用分布在什么硬件平台上，使用了什么数据库系统，透过了什么复杂的网络，电子商务应用的互连和互操作是电子商务中间件构架首先要解决的问题。在通信方面，电子商务中间件构架要支持各种通信协议和通信服务模式，传输各种数据内容，数据格式翻译、流量控制、数据加密、数据压缩等等；在电子商务中间件构架核心，要解决名字服务、安全控制、并发控制、可靠性和效率保证等；在电子商务应用开发方面，要能提供基于不同平台的丰富的开发接口，支持流行的开发工具和异构互连接口标准等；在管理方面，解决电子商务中间件构架本身的配置、监控、调谐，为电子商务应用的易用易管理提供保证。
　　 其次，针对不同的Web应用环境，对电子商务中间件构架有各种不同的要求。对工作流应用，需要根据条件以及条件满足状态，将信息、响应状态从一个应用传递到另一个应用；对联机事务处理，需要保证分布式的数据一致性、不停机作业、大量并发的高效率；对于一个数据采集系统需要保证可靠传输等等。

软件构件化（Software Component）技术是在大工业生产启发下应运而生的，是软件技术跨世纪的一个发展趋势，其目的是彻底改变软件生产方式，从根本上提高软件生产的效率和质量，提高开发大型软件系统尤其是商用系统的成功率。有了软件构件之后，应用开发人员就可以利用现成的软件构件装配成适用于不同领域、功能各异的应用软件。 中间件抽象了典型的应用模式，应用软件制造者可以基于标准的形式进行开发，使软件构件化成为可能，加速了软件复用的进程。因此，中间件是符合软件发展的内在规律的。