【转贴】Mach-II 体系

软件体系
在<<软件体系入门>>的报告中, Carnegie Mellon大学的David Garlan和Mary Shaw运用架构程序用的运算法则和数据结构来描述软件体系.报告认为”结构的问题包括全体组织和全局控制；通讯、同步以及数据访问的协议 ；用于设计元素的模块任务；缩放比例与性能；设计方案的选择。”

 

程序设计发生在不同层次上.在面向对象的系统中,需要决定应用程序的接口,实现这些接口所用的类,以及类之间交流和关联途径的选择(这最后一个通常就是实际模式的目标).各个设计呈现一个新的组织层.应用程序的体系包含了绝大多数设计决定.

 

实际应用中,软件体系通常被加工为组件（component）和连接器（connector)的集合。组件是系统的功能元素。比方说，一个购物车，一个通讯录，或者一个数据库都可以是软件体系的组件。连接器是用于组件间通讯的协议，包括方法的调用，SQL查询和HTTP请求。系统所选择的体系决定了组件和连接器的词汇表（vocabulary），一种定义如何组合二者的约束的集合。

 

对软件体系的选择是依据系统整体组织情况—也就是说没有固定,十全十美的体系.随时间推移,一些不同的软件体系风格被推出—每一个都有其优势和劣势.最流行的体系包括:

l          管道与过滤器(Pipes and filters)

l           数据提取与面向对象组织(Data abstraction and object-oriented organization)

l           分层体系(Layered systems)

l           仓储机制(Repositories)

l           基于事件的间接调用(Event-based, implicit invocation)

 

对定义体系中的组件和连接器外露界面的这一事项来说，很重要的风格特征（metrics）就是系统的内聚和耦合。内聚是组件用途单一性的度量标准。组件的内聚性越高，它的功能就越专注，复用所承担的假设就越少。

耦合性可用来度量组件间依赖程度。组件间依赖程度越低（它们的联系越松散），它就越独立、复用性也越好。最大化的内聚和最小化的耦合是灵活、易维护体系结构的两大特点.

 

基于事件的间接调用
 

基于事件，II（implicit invocation××）是具有高内聚和低耦合的精工体系的范例。因此，它被软件工程普遍接受。II体系的例子随处可见，事实上包括所有现代的操作系统、完整的开发环境和数据库管理系统等。

 

Garland和Shaw对间接调用的描述是:“II的思想就是以组件通告（或者广播）一个或更多的事件的方式替代程序的直接调用。系统的其他组件可通过事件联结程序来注册对事件的影响。当该事件被通告，系统将调用所有注册给该事件的程序。如此，一个事件’间接地(implicitly）’地促成了程序在其他模块的调用。”

 

II系统由事件驱动。事件在系统需要做某事时被触发——比如像对引入请求的响应。事件在不同类型的实现中采用不同的形式；通常对于基于对象的系统来说，事件是属性值里包含运行该事件所需上下文信息的对象（类似HTTP请求携带它所有表单和查询语句变量的方式）。

 

当一个事件被通告，系统就开始为该事件查找listener组件。Listener符合我们刚刚已经讨论过的组件创建标准——它们是系统的功能模块。请求作为listener的组件在配置时段里被（XML文件）注册，进而在运行时由确定的事件通告。当事件被触发，所有注册的该事件关联的listener经由动态确定（dynamically-determined）方法调用的手段，传递给该事件。通过这种方式，功能被间接地调用。事件通告（notify）listener的这种处理方式被称作事件宣告（event announcement）。

 

事件和listener可以自行触发其他的事件.我们来分析假象的登录/确认处理(ogin/authentication)如何使用事件和listener来呈现.在这个例子中,登录表单被填入用户名并提交.随后HTTP请求触发生成LoginEvent,系统将带有信息的事件装入请求中.

 

接下来,系统为LoginEvent确定listener;这个例子里只有一个-- AuthenticationListener.由一个配置文件确定后,系统将调用AuthenticationListener的tryLogin()方法,把事件传递给它.根据事件里的信息,tryLogin()方法会查询以确认是否有此用户.如果确认成功,一个新的事件LoginAcceptedEvent会被触发.如果确认失败,新事件LoginFailedEvent会被触发.周期将由被通告的新事件的listener维持下去.

 

 

间接调用体系与直接调用体系的不同之处在于,间接调用系统组件使用事件来相互交流.体系中连接器将事件与组件方法绑定.因为这些绑定是在运行过程动态决定的,组件之间是低耦合的;编译阶段无需确定哪个方法需要调用.低耦合性有助于软件体系灵活性和易维护性:新组件的添加仅需要像其他listener那样注册一下.

 

低耦合性组件在一起工作,无需彼此依赖,便可以完成任务.这种交互策略隔离交互性组件,来提高灵活性.组件只需要注册为系统事件就可以被投入使用,极大提高了复用性.新组件的引入不需要改动其他组件的接口,为功能添加创造了可测量性.总之间接调用极大方便了系统的扩展.

 

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