聶 磊

[摘要]基于構(gòu)件的軟件開發(fā)是以構(gòu)件為組裝藍圖，以可復(fù)用軟件構(gòu)件為組裝模塊，支持組裝式復(fù)用，以提高軟件生產(chǎn)效率和軟件產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑。對軟件構(gòu)件技術(shù)、基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法進行較深入的研究，并在此基礎(chǔ)上將構(gòu)件技術(shù)引入到軟件項目設(shè)計中來，探討如何利用軟件構(gòu)件技術(shù)開發(fā)軟件項目。

[關(guān)鍵詞]軟件開發(fā)構(gòu)件技術(shù)應(yīng)用研究

中圖分類號：TP3文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)1020093--01

一、引言

隨著軟件開發(fā)規(guī)模和復(fù)雜性、社會對軟件開發(fā)速度和數(shù)質(zhì)量要求的不斷提高，“軟件危機”現(xiàn)象愈加明顯，提高軟件生產(chǎn)率成為軟件產(chǎn)業(yè)當務(wù)之急。為此，人們提出了軟件復(fù)用思想，而構(gòu)件技術(shù)是軟件復(fù)用技術(shù)的最新發(fā)展趨勢?；跇?gòu)件的軟件開發(fā)技術(shù)近年來取得了突飛猛進的發(fā)展，這不僅對軟件產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新影響深遠，還將為許多其它領(lǐng)域帶來巨大的效益。構(gòu)件化技術(shù)對軟件開發(fā)工廠化是非常重要的。有了構(gòu)件才能通過構(gòu)件的組裝、互連，實現(xiàn)軟件的工程化開發(fā)。

二、軟件構(gòu)件技術(shù)

(一)軟件工程概念

軟件工程的概念主要是針對20世紀60年代“軟件危機”而提出的。它首次出現(xiàn)在1968年NATO(北大西洋公約組織)會議上。自這一概念提出以來，圍繞軟件項目，人們開展了有關(guān)開發(fā)模型、方法以及支持工具的研究。其主要成果有：提出了瀑布模型，開發(fā)了一些結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言、結(jié)構(gòu)化方法等。并且圍繞項目管理提出了費用估算、文檔復(fù)審等方法和工具。

(二)軟件構(gòu)件技術(shù)

構(gòu)件最早由Meliroy在1968年NATO軟件工程會議上提出。構(gòu)件是可復(fù)用的軟件組成成份，可被用來構(gòu)造其他軟件。它可以是被封裝的對象類、類樹、一些功能模塊、軟件框架、軟件構(gòu)架(或體系結(jié)構(gòu))、文檔、分析件、設(shè)計模式等。構(gòu)件分為構(gòu)件類和構(gòu)件實例，通過給出構(gòu)件類的參數(shù)，生成實例，通過實例的組裝和控制來構(gòu)造相應(yīng)的應(yīng)用軟件。例如，如果有一個開發(fā)人員創(chuàng)建了一個能讓一個客戶進入公司的數(shù)據(jù)庫的構(gòu)件，那么其他程序員就不必重新編寫這個功能，而是從公司的構(gòu)件庫中直接提取這個構(gòu)件，并將其應(yīng)用在新程序中。

基于構(gòu)件的軟件開發(fā)(cBSD，Component Based software Development)是以構(gòu)件為組裝藍圖，以可復(fù)用軟件構(gòu)件為組裝模塊，支持組裝式復(fù)用，以提高軟件生產(chǎn)效率和軟件產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑。它包含了系統(tǒng)分析、構(gòu)造、維護和擴展的各個方面，這些方面都是以構(gòu)件方法為核心的。

軟件構(gòu)件技術(shù)以及基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法，與傳統(tǒng)軟件工程方法有所不同，它不僅僅針對某個具體的工程項目，而更多地是針對某一行業(yè)領(lǐng)域的共性需求，利用領(lǐng)域工程方法，將多年積累的行業(yè)經(jīng)驗進行總結(jié)，提煉出業(yè)務(wù)模型、特定領(lǐng)域的系統(tǒng)架構(gòu)、構(gòu)件庫等，這樣開發(fā)出來的架構(gòu)和構(gòu)件封裝了業(yè)務(wù)的個性和變化性，具有此領(lǐng)域的共同特點，在此領(lǐng)域有很高的可復(fù)用性。有了這樣的積累之后，整個應(yīng)用軟件的生產(chǎn)方式將發(fā)生很大的改變，將不再是從頭做起。而是以“構(gòu)件組裝”的方式生產(chǎn)出軟件應(yīng)用系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)的質(zhì)量、復(fù)用率和開發(fā)效率都得到大幅提高。

軟件構(gòu)件技術(shù)要想在實際工作得到有效利用，需要有一些平臺軟件來支撐，這就是我們所說的軟件構(gòu)件技術(shù)的支撐平臺四要素，即構(gòu)件運行支撐環(huán)境、構(gòu)件開發(fā)／組裝環(huán)境、構(gòu)件管理環(huán)境和基于構(gòu)件的開發(fā)方法和過程。

三、構(gòu)件化開發(fā)實踐——基于構(gòu)件的院校辦公系統(tǒng)

在深入研究基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法的基礎(chǔ)上，將其運用在院校辦公系統(tǒng)中，在較好實現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，更能充分發(fā)揮基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法的優(yōu)點，使該系統(tǒng)更易于升級和維護，使系統(tǒng)的安全性、可擴展性、復(fù)用性、可定制性和適應(yīng)性均得到大大提高。

(一)構(gòu)件體系結(jié)構(gòu)與接口的設(shè)計

目前支持構(gòu)件體系結(jié)構(gòu)開發(fā)較成熟的模型有CORBA、COM／DCOM及J2EE三大技術(shù)體系。其中J2BE具有平臺無關(guān)性、可一次開發(fā)多處運行等特點，因此我們選用J2EE技術(shù)。

J2EE技術(shù)提供了一個基于構(gòu)件的開發(fā)方法來設(shè)計、開發(fā)、裝配和部署企業(yè)級應(yīng)用程序。J2EE平臺提供了一個多層結(jié)構(gòu)的分布式的應(yīng)用程序模型，該模型具有重用組件的能力、基于擴展標記語言(XML)的數(shù)據(jù)交換、統(tǒng)一的安全模式和靈活的事務(wù)控制。

在CBSD中，系統(tǒng)是依靠各種構(gòu)件協(xié)同工作完成系統(tǒng)功能。為了實現(xiàn)各構(gòu)件間信息交換就需定義一組接口。業(yè)務(wù)構(gòu)件接口設(shè)計包括邏輯控制構(gòu)件接口(Session EJB接口)和業(yè)務(wù)對象構(gòu)件接口(Entity EJB接口)。

在該系統(tǒng)中采用一組服務(wù)來完成，上層或需用方通過以XML定義的服務(wù)接口向提供者請求服務(wù)，系統(tǒng)中各構(gòu)件也利用該接口發(fā)布和請求服務(wù)。

(二)應(yīng)用系統(tǒng)的部署

在構(gòu)件實現(xiàn)、裝配和測試成功以后，構(gòu)件就可以被部署在應(yīng)用程序中了。在這一步需要連接客戶端應(yīng)用程序和服務(wù)器端構(gòu)件。

例如，在構(gòu)建運用JsP／Servlet技術(shù)基于Web的應(yīng)用系統(tǒng)中，組裝過程就是連接web服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器(包含EJB構(gòu)件容器)。在web端JsP或Java Servlet根據(jù)業(yè)務(wù)要求調(diào)用EJB構(gòu)件相應(yīng)服務(wù)(接口操作)。

在開發(fā)過程中任務(wù)的分配采用全局開發(fā)采用分層模式，局部開發(fā)采用分模塊方式。相應(yīng)地軟件開發(fā)人員分為構(gòu)件生產(chǎn)者和構(gòu)件使用者兩類，構(gòu)件生產(chǎn)者可以將主要精力放到業(yè)務(wù)邏輯部分。而構(gòu)件使用人員將得到可復(fù)用構(gòu)件裝配到系統(tǒng)中，可以全身心關(guān)注與用戶交互部分。全局分層模式的運用將與用戶交互部分與后臺邏輯處理部分嚴格分離，實現(xiàn)了真正的軟件松耦合目的，另外也實現(xiàn)了構(gòu)件的“一次編寫，處處運行”目的。

四、結(jié)語

基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法極大地利用了復(fù)用技術(shù)，可以減少軟件開發(fā)活動中大量的重復(fù)性工作，提高軟件生產(chǎn)效率，降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。同時，由于可復(fù)用構(gòu)件大都經(jīng)過嚴格的測試，并在實際運行環(huán)境中得到進一步檢驗，因此，利用可復(fù)用構(gòu)件進行軟件開發(fā)有助于改善軟件質(zhì)量。此外，大量使用可復(fù)用構(gòu)件，軟件的靈活性和標準化程度也可望得到提高。

本文對軟件構(gòu)件技術(shù)、基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法進行了較深入的研究，并在此基礎(chǔ)上將構(gòu)件技術(shù)引入到軟件項目設(shè)計中來，探討了如何利用軟件構(gòu)件技術(shù)開發(fā)軟件項目。關(guān)于基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法的研究，以后還需要結(jié)合更多實際項目尤其是大規(guī)模項目進行更深入的研究和探討。在大型軟構(gòu)件庫的支持下，利用現(xiàn)有的、質(zhì)量好、可靠性強的軟構(gòu)件，按照大規(guī)模軟件開發(fā)的工程規(guī)范進行開發(fā)，是滿足大型系統(tǒng)要求的捷徑。