《系统架构设计师教程（第2版）》第5章-软件工程基础知识-06-基于构件的软件工程（CBSE）

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

• 基于构件的软件工程 (Component-Based Software Engineering)
• 重点：从编程软件偏移到组装软件系统（工程师的焦点从“实现”变成了“集成”）
• 基础：假定在很多大型软件系统中存在足够多的共性，从而使得开发可复用软件组件来满足这些共性是值得的。

1. 构件和构件模型

• 构件：是一个独立的软件单元，可以与其他构件构成一个软件系统

1.1 特征

• 可组装型
  所有外部交互必须通过公开定义的接口进行
• 可部署性
  必须是自包含的
  

  自包含：指一个模块、组件或系统能够独立地运行和测试，而不依赖于其他模块、组件或系统。

• 文档化
  

  构件必须是完全文档化的，用户根据文档来判断构件是否满足需求。

• 独立性
  

  可以在无其他特殊构件的情况下进行组装和部署，如确实需要其他构件提供服务，则应显示声明。

• 标准化
  构件标准化意味着在 CBSE过程中使用的构件必须符合某种标准化的构件模型。

1.2 构件模型

1.2.1 构件模型概述

• 概述：
  • 构件模型定义了构件实现、文档化以及开发的标准
  • 构件模型提供了一组被构件使用的通用服务
    • 平台服务：允许构件在分布式环境下通信和互操作
    • 支持服务：是很多构件需要的共性服务（如身份认证服务）
• 主流的构件模型：Web Services 模型、 Sun公司的EJB 模型、微软的.NET模型

中间件实现共性的构件服务，并提供这些服务的接口

1.2.2 构件模型包含要素

1）接口

• 构件通过构件接口来定义
• 构件模型实现：
  • 规定应如何定义构件接口
  • 在接口定义中应该包含的要素（如操作名、参数以及异常等）

2）使用信息

• 作用：为使构件远程分布和访问，必须给构件一个特定的、全局唯一的名字或句柄
• 构件元数据
  • 概述：是构件本身相关的数据（如构件的接口和属性信息）
  • 作用：用户可以通过元数据找到构件提供的服务
• 构件模型实现：包括访问构件的元数据的特定方法
  

  构件是通用实体，在部署的时候，必须对构件进行配置来适应应用系统。

3）部署

• 构件模型实现：包括
  • 规格说明：指出应该如何打包构件使其部署成为一个独立的可执行实体
  • 部署信息：包含有关包中内容的信息和它的二进制构成的信息。

1.2.3 容器理论

2. CBSE过程

• 概述：是支持基于构件组装的软件开发过程

成功的构件复用需要一个经过裁剪、适配的开发过程

2.1 主要活动包括

• 系统需求概览
• 识别候选构件
• 根据发现的构件修改需求
• 体系结构设计
• 构件定制与适配
• 组装构件，创建系统

2.2 与传统的软件开发过程的不同

• CBSE 早期需要完整的需求，以便尽可能多地识别出可复用的构件

而增量式开发中，早期并不需要完整的需求。

• 在过程早期阶段根据可利用的构件来细化和修改需求

如果构件不满足需求，最好能改需求。

• 在系统体系结构设计完成后，会有一个进一步的对构件搜索及设计精化的活动
  • 可能需要为某些构件寻找备用构件
  • 可能修改构件以适合功能和架构的要求
• 开发就是将已经找到的构件集成在一起的组装过程
  • 包括：
    • 将构件与构件模型基础设施集成在一起
    • 开发适配器来协调不匹配的构件接口（可选）
    • 额外的功能（可选）

在 CBSE 中，体系结构设计阶段特别重要。在这个阶段，将选择一个构件模型和一个实现平台。而模型和平台也决定和限制了可选构件的范围。

3. 构件组装

• 构件组装：指将构件直接集成或是用专门编写的“胶水代码”整合在一起，来创造一个系统或另一个构件的过程。
• 选择组装方式必须考虑：
  • 系统所需要的功能性需求、非功能性需求
  • 当系统发生改变时，一个构件能被另一个构件替代的难易程度。

3.1 组装方式

1）顺序组装

• 使用：顺序组装两个构件，成为一个新构件
  • 需要特定的胶水代码，来保证两个构件的组装
  • 上一个构件的输出，与下一个构件的输入相兼容。
• 适用于：作为程序元素的构件或是作为服务的构件。

2）层次组装

• 概述：一个构件直接调用由另一个构件所提供的服务
  • 被调用构件为调用构件提供所需的服务

  被调用构件的“提供”接口必须和调用构件的“请求”接口兼容。

• 使用：
  • 如果接口相匹配，则调用构件可以直接调用被调用构件
  • 否则就需要编写专门的胶水代码来实现转换。

3）叠加组装

• 概述：两个或两个以上构件放在一起来创建一个新构件
  • 新构件合并了原构件的功能，从而对外提供了新的接口。
  • 外部应用可以通过新接口来调用原有构件的接口
  • 原有构件不互相依赖，也不互相调用
• 适合于：构件是程序单元或者构件是服务的情况

3.2 构件不兼容

1）构件不兼容的情况

• 参数不兼容
  接口每一侧的操作有相同的名字，但参数类型或参数个数不相同。
• 操作不兼容
  提供接口和请求接口的操作名不同。
• 操作不完备
  一个构件的提供接口是另一个构件请求接口的一个子集，或者相反。

2）解决方法

• 解决方案：编写适配器
• 实现方法：
  • 适配器构件使两个可复用构件的接口相一致
  • 适配器构件将一个接口转换为另外一个接口