面向構(gòu)件化軟件（演化）技術(shù)的研究和應(yīng)用.pdf

1、隨著企業(yè)信息化程度的不斷提高，對軟件的需求也越來越高。主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，企業(yè)要求提高軟件的開發(fā)效率，能夠?qū)⑵髽I(yè)已有的各種資源重新利用。軟件復(fù)用是在軟件開發(fā)中避免重復(fù)勞動的解決方案，通過軟件復(fù)用，可以提高軟件開發(fā)的效率和質(zhì)量。近十幾年來，面向?qū)ο蠹夹g(shù)出現(xiàn)并逐步成為主流技術(shù)為軟件復(fù)用提供了基本的技術(shù)支持。軟件復(fù)用研究重新成為熱點，被視為解決軟件危機，提高軟件生產(chǎn)效率和質(zhì)量的現(xiàn)實可行的途徑。同時在分布對象研究領(lǐng)域，軟件構(gòu)件技術(shù)也是一

2、個重要的研究內(nèi)容，當前軟件構(gòu)件技術(shù)被視為實現(xiàn)成功復(fù)用的關(guān)鍵因素之一。 軟件構(gòu)件技術(shù)是一種利用構(gòu)件組裝應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)，它完全改變了傳統(tǒng)的“從無到有”的軟件開發(fā)方式，開發(fā)過程中所使用的每一個構(gòu)件之間通過事先確定的接口進行信息交互，整個應(yīng)用系統(tǒng)通過構(gòu)件的替換或更新滿足不同的需求，通過添加新的構(gòu)件或進行構(gòu)件組裝以增加的功能。 另一方面，軟件系統(tǒng)在長期運行過程中經(jīng)常會遭遇到種種變化的情況，如用戶對軟件需求發(fā)生了改變、功能陳舊不能適

3、應(yīng)現(xiàn)實的需要、企業(yè)業(yè)務(wù)流程更新對軟件能力提出新要求等等。過去，按照傳統(tǒng)的方式，大部分軟件應(yīng)用系統(tǒng)處理變化的方式是根據(jù)需要，重新開發(fā)新的功能模塊并將原始的模塊進行更新，然后重新編譯鏈接整個系統(tǒng)或更改部分的系統(tǒng)生成新的軟件系統(tǒng)，之后部署更新后的軟件系統(tǒng)。這就是傳統(tǒng)的軟件靜態(tài)演化升級的過程。然而，在某些特殊環(huán)境或者說特殊領(lǐng)域內(nèi)要求系統(tǒng)運行不問斷性的環(huán)境中，如空中交通管制系統(tǒng)、全球性的金融交易系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)等，以傳統(tǒng)停止整個系

4、統(tǒng)運行來進行軟件更新，將會帶來巨大的損失，這就要求軟件系統(tǒng)在不停止運行的情況下具備實現(xiàn)軟件更新的能力，這就是我們通常說的軟件動態(tài)演化的能力。 本文在對軟件構(gòu)件技術(shù)理論進行深入探討的基礎(chǔ)上，結(jié)合PLM系統(tǒng)的開發(fā)實踐，在項目中實現(xiàn)了構(gòu)件技術(shù)的部分思想，這其中包括，軟件復(fù)用及面向構(gòu)件的開發(fā)方法、領(lǐng)域構(gòu)件庫的設(shè)計與實現(xiàn)、構(gòu)件組裝環(huán)境的設(shè)計與實現(xiàn)、軟件系統(tǒng)的柔性與適應(yīng)性理論、軟件維護及演化方法等。在這些方面所取得的成果有以下幾方面：

5、 (1)應(yīng)用面向構(gòu)件的軟件開發(fā)方法于PLM系統(tǒng)實踐中，并總結(jié)出從構(gòu)架設(shè)計、構(gòu)件選擇、構(gòu)件組裝、系統(tǒng)維護與演化的一套開發(fā)方法。在PLM中架構(gòu)的設(shè)計采用統(tǒng)一建模語言(UML)建模的方式，分析業(yè)務(wù)基本流程，并初步劃分業(yè)務(wù)功能模塊。反復(fù)這個過程，將功能模塊中的業(yè)務(wù)進一步細化，就形成了以可復(fù)用構(gòu)件為基礎(chǔ)的小功能頁面元素； (2)設(shè)計開發(fā)了面向企業(yè)的領(lǐng)域構(gòu)件庫，構(gòu)件形式除了以數(shù)據(jù)庫方式存儲代碼級構(gòu)件外，還包含各種文件級構(gòu)件，提高了復(fù)用的范

6、圍。對UML語言劃分出的可復(fù)用構(gòu)件，首先從已有的企業(yè)構(gòu)件庫中檢索，構(gòu)件采用刻面分類的方式提高檢索精度。對于構(gòu)件庫中不存在的構(gòu)件，采用手動開發(fā)的方式進行。開發(fā)過程采用基于WEB的可視化PLM構(gòu)件組裝環(huán)境，無需開發(fā)人員再從零開始開發(fā)，組裝環(huán)境提供了大量可復(fù)用資源，提高了開發(fā)效率。通過代碼視圖接口，編輯修改以形成代碼，完成新構(gòu)件開發(fā)。最后將開發(fā)的新構(gòu)件入庫，以供將來復(fù)用； (3)完成了對頁面層構(gòu)件的開發(fā)，實現(xiàn)了PLM構(gòu)件組裝環(huán)境，將其分為WE

7、B構(gòu)件管理、表單建模器、業(yè)務(wù)組件管理三部分，并應(yīng)用該環(huán)境實現(xiàn)了PLM構(gòu)件組裝過程。WEB構(gòu)件管理環(huán)境管理大量可復(fù)用開發(fā)資源，避免了大量手工重復(fù)勞動。表單建模器是開發(fā)WEB頁面構(gòu)件的中心，采用可視化方式，以拖拽的形式，將已有構(gòu)件元素進行裝配合成。對于接口沖突問題，該建模器提供了代碼視圖模式，可以對組裝后代碼進行修改。業(yè)務(wù)組件管理模塊管理組裝完成的業(yè)務(wù)構(gòu)件，存儲了代碼視圖代碼與原文件路徑信息，可以方便查看與復(fù)用，也可以根據(jù)需求用建模器重新打

8、開進行頁面和功能的修改增刪； (4)提出MIs適應(yīng)性與柔性問題。將系統(tǒng)的開發(fā)分為一次和二次開發(fā)，系統(tǒng)的拓展性、適應(yīng)性在系統(tǒng)二次開發(fā)中體現(xiàn)。系統(tǒng)柔性是要求系統(tǒng)具有應(yīng)變外界變化的能力。這種變化主要來自三個方面，一是用戶需求隨時間而不斷變化；二是企業(yè)業(yè)務(wù)流程及管理方式的改變；三是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化及管理技術(shù)的更新，引起軟件開發(fā)模式改變； (5)研究EJB構(gòu)件遷移及構(gòu)件遷移約束問題，并在此基礎(chǔ)上研究基于JAVA反射機制

9、的分布式EJB構(gòu)件演化系統(tǒng)，最后給出應(yīng)用系統(tǒng)示例過程；EJB構(gòu)件遷移存在引用遷移、狀態(tài)遷移、客戶請求丟失等問題，因此必須對構(gòu)件遷移過程進行約束控制。之后分析了.JAVA反射機制與JAVA類加載器性質(zhì)，JAVA反射機制提供了反射API供外部方法來調(diào)用，反射實現(xiàn)了通過名稱字符串得到所對應(yīng)對象的能力。JAVA類加載器是JAVA系統(tǒng)核心類，幸運的是，JAVA提供了自定義JAVA類加載器，可以定義網(wǎng)絡(luò)中任何位置作為類的裝載來源。最后，設(shè)計了分布式