现有构件技术评述和理想构件技术初探.doc

第二讲 现有构件技术评述和理想构件技术初探 §1 引言 面向对象的方法和技术是继结构化方法之后出现的、最有代表性的软件开发方法，是当今软件开发的主流技术。面向对象具有良好的思想、方法、机制和技术，其核心是用软件对象模拟和表达现实中的对象。面向对象方法使软件的结构能直接映射其要解决的问题空间的结构，使软件结构与问题空间一致，简化了软件开发过程各阶段中模型之间的转换，从而使人们对问题的认识（分析问题）过程与解决问题的过程保持一致（增量式开发、原型开发）变得成为可能。 然而，面向对象给我们提供的上述好处主要是针对分析、设计和源代码等软件开发阶段的，当一个面向对象的代码经过编译、连接后得到的可执行软件是铁板一块的、不可改变的、无法重用的。另外，面向对象最初所追求的目标并没有完全达到：面向对象的软件是由对象类构成的，面向对象的软件开发不需要每次都从头开始，它可以借用以前软件开发中积累下来的对象类。在极端的情况下，当我们开发一个项目时，就像计算机硬件市场一样，所需要的类都可通过市场买到标准的软部件，我们的工作就是将这些标准的软部件重新组织，让它们相互合作完成本此项目的任务。目前，这个目标还是软件的乌托邦，面向对象的方法和技术并不能完全达到这一目标，这是因为： 对软件设计的结果最终是要用某种面向对象的语言实现，那么，用一种语言实现的对象类怎么用另一种语言来复用呢？软件世界是五彩缤纷，各种语言各有其各自的优点和适应的范围，如果想用某一种通用的、万能的语言工替所有的其它语言，在目前是不现实的，Ada语言就是一种失败的尝试。退一步讲，既使我们发明了这种语言，我们又如何复用以前大量的、用现有语言开发的软件呢？ 面向对象所得到的软件的良好结构是源代码级的，软件的进化和维护只能在这一级进行，它不能解决像作者在文[10]中所述的情况：即一个软件产品交给最终用户以后（可执行的二进制代码），要想对其直接进行维护（增加或修改某个功能），这只有在得到源代码的前提下才可能，而得到源代码有时是不可能的。这就限制了最终用户的特定要求和以后软件方便地升级。 一个对象的二进制代码是与实现它的硬件环境、操作系统平台相关的，他们不能满足Internet上日益增长的移动计算的需要，不能在异质的环境中对它们进行复用。 因此，我们需要一种新的、不依赖于某种特定语言的、在二进制代码级可复用的软件“对象”，这种“对象”就是构件（Component）。 构件技术是一种软件实现的技术和方法，是对面向对象方法在二进制代码级的完善和补充。构件是由接口构成的，它把接口和接口的实现分离开了。接口是独立于语言的一种描述，它将内部的实现以及接口到实现的映射都封装起来了，外界只能通过接口描述使用构件。因此，接口用那种语言实现也就无关仅要了。 由此可见，接口是构件技术的核心，只有定义了统一的接口标准，各种语言编制的软件就可互操作了。目前，ISO并没有定义接口的国际标准，但有三家权威机构已定义了它们的接口标准，并取得了广泛的应用，下面分别介绍。 §2 现有构件技术评述 在现有的软件市场上，有三种代表性的构件技术流派，它们分别是COM（Component Object Model，对象构件模型）、JavaBean和CORBA（the Common Object Request Broker Architecture，公共对象请求代理体系结构）。它们是由不同的机构提出的构件技术实现模型和标准，各有优缺点，下面分别介绍： 一、COM（Component Object Model，对象构件模型） COM是由Microsoft公司推出的构件接口标准。目前已有大量的基于COM的构件可供复用，原则上讲这些构件可以建立在任何环境下，但现有的COM构件大多都依赖于Microsoft环境，在unix、Macintosh等其它操作系统环境下可复用的构件还很少，Microsoft公司正在努力开发更多的在其它操作系统环境下的COM构件。 传统的应用程序在源代码级可被分割为文件、模块、类或函数等，这样便于实施、修改和以后的维护，但将它们编译、链接以后就生成了一个铁板一块的二进制可执行代码，而用COM技术产生的源代码则不是这样的。下面逐一论述COM构件的工作原理，以及由此带来的软件开发优势。 接口 一个COM构件是由若干个接口组成的，而一个接口则是由若干个函数的说明组成的。COM是一个二进制标准，即接口编译以后生成的二进制代码的结构要满足一定的内存块结构。该内存块结构是不依赖于任何语言的。下面的图形表示一个拥有Fun1和Fun2函数的IX接口的内存块结构： 构件 Fun1 Fun2 IX接口 Fun1 Fun2 vtbl 指针 pIX