第九章 面向构件的软件设计
9.1.1 术语、概念
1、构件
构件的特征如下:
独立部署单元。
作为第三方的组装单元。
没有(外部的)可见状态。
独立可部署,意味着 必须能 跟他所在的环境 及 其他构件 完全分离。
原子性,构件不但必须具备足够好的内聚性,还必须将自己的依赖条件和所提供的服务说明清楚。
缓存具有这样的特征:当它被清空时,除了可能会降低性能以外,没有其它后果。
构建本质上没有状态,同一操作系统进程中 装载多个构件的拷贝 是毫无意义的,至多会存在一个特定构件的拷贝。
许多系统中,构建被实现为 大粒度的单元,工资管理服务程序就是一个构件,工资数据只是实例(对象),将不易变的“模型”和易变的“实例”分离的做法避免了大量的维护问题。
2、对象
对象的特征如下:
一个实例单元,具有唯一的标志。
可能具有状态,此状态外部可见。
封装了自己的状态和行为。
显式存在的实例化方案称为类,也有隐式的实例化方案,既通过克隆一个已存在的对象来实现,即原型对象。
新生的对象都必须被设置一个初始状态,创建与初始化 对象 的代码可以是一个静态过程——类的一部分,称为 构造函数。
如果这个对象是专门用来创建与初始化对象的,称为 工厂。
对象中 专门用来返回其他 新创建的对象的方法 称为 工厂方法。
3、构件与对象
构件通常包含了若干类 或 不可更改的 原型对象。还包括一系列对象。
但构件并非一定要包含类元素,它甚至可以不包含类,可以拥有传统过程体,甚至全局变量。
构件创建的对象——更确切地说是对这些对象的 引用——可以与该构件分离开来,并对构件的客户可见。构件的客户通常是指其他构件。
一个构件可以包含多个类元素,但是一个类元素只能属于一个构建。将一个类拆分进行部署通常没有什么意义。
4、模块
模块化方法成熟的标志是其对分离编译技术的支持,包括跨模块的正确的类型检查能力。
模块没有实例化的概念,在任何情况下,模块都可以包含多个类。类之间的继承关系并不受模块界限的限制。
模块本身就可以作为一个最简单的构件,这些库是功能性的,而不是面向对象的。
资源可以参数化一个构件,重新配置该构件而无需更改构件代码,例如,本地化设置可以通过资源配置实现。
某些情况下,模块并不适合作为构件,构件没有外部可见的状态,但是模块却可以显式地用全局变量来使其状态可见。
5、白盒抽象、黑盒抽象 与 重用
白盒抽象中,可以通过继承对构件的实现细节进行修改,白盒方式中实现细节对外界是完全可见的。
绝大多数系统中,(Application Programming Interface,API)相当于黑盒重用这些接口的实现。
白盒重用不可以轻易地被另外的软件替换,因为 依赖于 细节。
软件构件是一种组装单元,它具有规范的接口规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。
6、接口
接口是一个已命名的一组操作集合。
一个构件可以有多个接口,每个接口提供一种服务。
尽量不要重复引入功能相近的接口。
推行标准化,可能会由于笨拙官僚的“委员会设计”问题而不能达到最优;市场竞争,的 非技术本质 也可能导致结果不是最优。
接口标准化 是对消息的 格式、模式、协议 的标准化,XML 提供了一种统一的数据格式。
7、显式语境依赖
对部署环境的具体要求,称为语境依赖。
8、构件的规模
最大化重用 也有一个潜在的缺点——语境依赖的爆炸性增长。
语境依赖越多,能满足构件环境需求的客户构件就越少,降低了可用性。
构件设计者需要为以上两者找到一个平衡点,还必须考虑环境的演化会使构件更加脆弱。
9.1.2 标准化 与 规范化
如果语境依赖能够被广泛支持,就不是什么缺点。
1、通用市场与专业市场
通用市场的标准化是非常困难的,得满足所有人的需求,网络标准就是最好的例子。
专业市场的标准化与通用市场同样艰辛,由于所涉及的人较少,市场经济的机制就不容易很好地发挥作用。
2、标准的构件体系 与 规范化
要发挥标准化的作用,就必须使与之竞争的其他标准数目尽量很少。
9.3 构件框架
9.3.1 体系结构
构件体系结构的核心包括:构件和外部环境的交互;构件的角色;标准化工具的界面;对最终用户和部署人员的用户界面 等。
1、体系结构的角色
体系结构是关于一个系统的整体视图,定义了总体的不变性,规定了恰当的框架,限制自由度,对整体功能、性能、可靠性、安全性 的主要考虑过细的决策可以放一边。
3、构件系统架构特性
构件系统 体系结构 由一组 平台决策、一组 构建框架 和 构件框架之间的 互操作设计 组成。平台是允许在其上安装构件和构件框架的一个基础设施。
构件框架是一种专用的体系结构,常常实现一些协议以连接构件。
多数原子构件永远都不会被单独部署,尽管他们可以被单独部署。
原子构件通常组成地部署。
4、分层的构件体系结构
传统的垂直分层,自底向上地,抽象程度渐增,与应用相关的性质逐渐提高。
水平分层是性能和资源相关性递减而结构相关性递增。
轻量级体系结构把注意力集中到一个问题,而不是覆盖所有问题,如果轻量级构件支持较好的易扩展性,它的商业价值就非常大。
6、构件与生成式编程
必须要精确控制实际的构件边界,包括提供接口和需求接口,必须能精确控制同其他构件间的静态依赖。
9.3.2 语境相关组合构建框架
COM+ 增加了可租赁线程“套间”的概念,一次只允许一个线程入住,但是多个线程能顺序地入住该“套间”。
相同事务域中的对象 共享一个单独的逻辑线程和一个单独共享事务资源集合,一旦线程从事务域中返回,事务要么提交要么终止。
COM+中,如果两个构件共享一组兼容的语境属性集,则它们可以被看作是处于同一域中。
9.3.3 构件开发
异步问题
事件分发机制负责接收这些事件对象,并把它们发送给对其感兴趣的其他构件实例。
多线程
多线程主要关注于对程序执行进行更好的分配,获取性能最大化的手段却根本不依赖于多线程,而是尽量在第一时间内以最快的速度处理用户的请求。