系统架构师学习笔记_第九章_连载

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。