鉴于基于开放实现原理的中间件——反射中间件的研究

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1、电子科技大学博士学位论文基于开放实现原理的中间件——反射中间件的研究姓名：杨思忠申请学位级别：博士专业：计算机应用技术指导教师：刘锦德2002.1.1摘要软件设计在传统上遵循“黑箱”(black-box)抽象的原则，即一个模块应该呈现其功能而隐藏其本身的实现。f这一点已成为处理计算机领域中许多重要问题，如可移植性、可重用性等的基本对策和理念。尽管黑箱抽象有许多优点，但事实表明，如果模块仅仅显露其功能性界面，有时并不能满足各种客户的不同需求。当前的中间件，无论CORBA、DCOM还是JavaRMI基本上都采用了黑箱抽象的原则

2、，因此它们都存在灵活性和适应性的先天性不足。但是中间件所处理的是十分复杂的分布式应用问题，因而常常需要上述的灵活性和适应性。-7r为此』我们建议采用开放其本身的实现(以下简称“开放实现”)的思想来设计中间件。所谓开放实现是一种新的抽象原则，就是将研究对象的下层实现“开放”出来。采用开放实现的模块呈现着双重界面，即基界面(base—interface)和元界面(meta—interface)。基界面就是这个对象应该呈现的传统界面，它提供了可对该对象所具功能的访问，而又不暴露其具体的实现。f元界面则提供了客户所需的控制，可用于

3、定制该对象的下层实现以使其适合用户的需要。但这种开放必须是有约束的和有效的。i反射是指所研究的对象“感知自己、自行推理和作用于自身”的一种能力，是设计对象的一种技术，也是一种具体实施开放实现的可用技术。／开放实现所强调的是对象与客户之间的关系，而反射所强调的则是对象自身具有的一种潜在能力。如果要想将一个系统的实现开放出来，就得借助反射的能力将自身有效地且有约束地开放给客户，以提高系统的灵活性和适应性，并且还可以分离系统的功能性属性与非功能性属性。7。每一次反射计算可以被分为两个逻辑部分：计算流上下文切换和元行为。经过研究，

4、我们发现中间件的工作过程与反射机制的有类似之处，从而导出了中间件的反射视图，进而探索出了采用绑定具体化反射模型来设计中间件。在这个基础上，实现了一个反射中间件的原型RECOM，它支持着不同类型(不同协议、不同服务质量或其它绑定属性)的绑定器。随后设计了一个显式绑定协议，允许用户对特定分布式组件之间的绑定进行改动(配置)，包括替换不同的激活器，以及配置请求级反射层和消息级反射层。依靠反射中间件RECOM的实现，可以满足分布式应用的不同服务质量的要求。，应用程序中涉及元界面的部分，称为元程序。f一个相关的问题．就是元程序的复杂

5、性。造成这种复杂性的一个重要原因是满足非功能性要求的分布式协议和算法的复杂性。应用程序编程人员，通常不是这些领域的专家，很难去定制这样的元程序以满足应用的需要。可以考虑由专门的元程序编程人员开发元程序，然后由应用程序编程人员根据需要选择使用，即将基程序与元程序关联起来。』我们提出了一个基于交易器的关联协议，利用模板和策略实现了交易器的匹配规则。文章通过反射中间件RECOM的实现，展示了开放实现思想和反射技术在中间件设计中的可行性和重要价值。关键字：中间件，开放实现，反射，元界面IIAbstractTraditionally

6、thedesignofsoftwareappliestheprincipleof“black—box”abstraction，thatistosayamodelshouldpresentitsfunctionwhilehidetheunderlyingimplementation．Itisalreadyasthebasicruletodealwithmanyimportantproblemsincomputersciencesuchasportability,reusability,andSOon．Regardlessof

7、theadvantagesoftheblack—boxabstraction，factsshowthatitisdifficulttomeetdifferentdemandsofvariousclientsifamodelonlyexposesitsfunctionalinterface．Thecurrentmiddleware，suchasCORBA，DCOM，andJavaRMI，basicallydependsontheprincipleofblack—boxabstraction，SOtheyareinherent

8、lyshortofflexibilityandadaptability．However,whatmiddlewaredealswithiscomplexdistributedapplications，SOthefore—mentionedflexibilityandadaptabilityareusua