【正文】 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◎ 因?yàn)閷?duì)象對(duì)其它對(duì)象隱藏它的表示 ， 所以可以改變一個(gè)對(duì)象的表示 ， 而不影響其它的對(duì)象； ◎ 設(shè)計(jì)者可將一些數(shù)據(jù)存取操作的問(wèn)題分解成一些交互的代理程序的集合 。 只要一個(gè)對(duì)象的標(biāo)識(shí)改變了 ， 就必須修改所有其他明確調(diào)用它的對(duì)象； ◎ 必須修改所有顯式調(diào)用它的其它對(duì)象 ， 并消除由此帶來(lái)的一些副作用 。 例：年齡加 1。 系統(tǒng)中的其它構(gòu)件中的過(guò)程在一個(gè)或多個(gè)事件中注冊(cè) ， 當(dāng)一個(gè)事件被觸發(fā) ， 系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用在這個(gè)事件中注冊(cè)的所有過(guò)程 ， 這樣 ， 一個(gè)事件的觸發(fā)就導(dǎo)致了另一模塊中的過(guò)程的調(diào)用 。 過(guò)程可以用通用的方式調(diào)用 ， 也可以在系統(tǒng)事件中注冊(cè)一些過(guò)程 ， 當(dāng)發(fā)生這些事件時(shí) ， 過(guò)程被調(diào)用 。 這樣不能確定構(gòu)件的處理順序 ， 甚至不知道哪些過(guò)程會(huì)被調(diào)用 ， 因此 ， 許多隱式調(diào)用的系統(tǒng)也包含顯式調(diào)用作為構(gòu)件交互的補(bǔ)充形式 。 當(dāng)需要將一個(gè)構(gòu)件加入現(xiàn)存系統(tǒng)中時(shí) ， 只需將它注冊(cè)到系統(tǒng)的事件中 。 當(dāng)用一個(gè)構(gòu)件代替另一個(gè)構(gòu)件時(shí) ， 不會(huì)影響到其它構(gòu)件的接口 。 一個(gè)構(gòu)件觸發(fā)一個(gè)事件時(shí) ，不能確定其它構(gòu)件是否會(huì)響應(yīng)它 。 ◎ 數(shù)據(jù)交換的問(wèn)題 。在這些情況下 ， 全局性能和資源管理便成了問(wèn)題 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 基于事件的隱式調(diào)用的例子 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 此風(fēng)格的體系結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)在守護(hù)進(jìn)程 、 約束滿足性檢查和包交換網(wǎng)絡(luò)等方面的應(yīng)用程序中 。 在一些層次系統(tǒng)中 ， 除了一些精心挑選的輸出函數(shù)外 ， 內(nèi)部的層只對(duì)相鄰的層可見(jiàn) 。 連接件通過(guò)決定層間如何交互的協(xié)議來(lái)定義 ， 拓?fù)浼s束包括對(duì)相鄰層間交互的約束 。 允許將一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解成一個(gè)增量步驟序列的實(shí)現(xiàn) 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 分層系統(tǒng) 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 核 心 層基 本 工 具用 戶 系 統(tǒng)各 種 構(gòu) 件過(guò) 程 調(diào) 用第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 分層系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◎ 支持基于抽象程度遞增的系統(tǒng)設(shè)計(jì) ， 使設(shè)計(jì)者可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)按遞增的步驟進(jìn)行分解； ◎ 支持功能增強(qiáng) ， 因?yàn)槊恳粚又炼嗪拖噜彽纳舷聦咏换?， 因此功能的改變最多影響相鄰的上下層； ◎ 支持重用 。 這樣 ， 就可以定義一組標(biāo)準(zhǔn)的接口 ， 而允許各種不同的實(shí)現(xiàn)方法 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 分層系統(tǒng)的例子 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 分層系統(tǒng)常用于通信協(xié)議 。 其他的典型例子還有： 操作系統(tǒng) 、 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組 ， 等等 。 控制原則的選取產(chǎn)生兩個(gè)主要的子類 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 補(bǔ)充 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 對(duì)于系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和狀態(tài)的控制方法有兩種 。 這時(shí) ， 倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)黑板體系結(jié)構(gòu) 。 例如：語(yǔ)音識(shí)別 、 模式識(shí)別 、 三維分子結(jié)構(gòu)建模 。 C2風(fēng)格中的系統(tǒng)組織規(guī)則如下： ◎ 系統(tǒng)中的構(gòu)件和連接件都有一個(gè)頂部和一個(gè)底部； ◎ 構(gòu)件的頂部應(yīng)連接到某連接件的底部 ， 構(gòu)件的底部則應(yīng)連接到某連接件的頂部 ， 而構(gòu)件與構(gòu)件之間的直接連接是不允許的； ◎ 一個(gè)連接件可以和任意數(shù)目的其它構(gòu)件和連接件連接； ◎ 當(dāng)兩個(gè)連接件進(jìn)行直接連接時(shí) ， 必須由其中一個(gè)的底部到另一個(gè)的頂部 。 在 C2風(fēng)格的體系結(jié)構(gòu)中 ， 連接件在構(gòu)件之間轉(zhuǎn)發(fā)消息 ，構(gòu)件負(fù)責(zé)維護(hù)狀態(tài) ， 進(jìn)行操作 ， 通過(guò)兩個(gè)接口 （ 頂端接口和底端接口 ） 和其他構(gòu)件交換消息 。 構(gòu)件之間的通信只能通過(guò)消息傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn) ， 不允許使用共享內(nèi)存方式通信 。 這種單向的傳遞性 ， 有利于系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)展 。 每個(gè)構(gòu)件都有一個(gè)頂端域 、一個(gè)底端域 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 構(gòu)件 請(qǐng)求 通知 ◇ C2風(fēng)格 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 構(gòu)件 構(gòu)件構(gòu)件連接件連接件連接件構(gòu)件連接件構(gòu)件連接件連接件構(gòu)件構(gòu)件第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ C2風(fēng)格的特點(diǎn) 經(jīng)典軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◎ 系統(tǒng)中的構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用需求 ， 并能將任意復(fù)雜度的功能封裝在一起； ◎ 所有構(gòu)件之間的通訊是通過(guò)以連接件為中介的異步消息交換機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的； ◎ 構(gòu)件相對(duì)獨(dú)立 ， 構(gòu)件之間依賴性較少 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 產(chǎn)生背景 客戶 /服務(wù)器風(fēng)格 ◎ 在集中式計(jì)算技術(shù)時(shí)代廣泛使用的是大型機(jī) /小型機(jī)計(jì)算模型 。 ◎ 20世紀(jì) 80年代以后 ， 集中式結(jié)構(gòu)逐漸被以 PC機(jī)為主的微機(jī)網(wǎng)絡(luò)所取代 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 基本概念 客戶 /服務(wù)器風(fēng)格 ◎ C/S軟件體系結(jié)構(gòu)是基于資源不對(duì)等 ， 且為實(shí)現(xiàn)共享而提出來(lái)的 ， 是 20世紀(jì) 90年代成熟起來(lái)的技術(shù) ， C/S體系結(jié)構(gòu)定義了工作站如何與服務(wù)器相連 ， 以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用分布到多個(gè)處理機(jī)上 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 體系結(jié)構(gòu) 客戶 /服務(wù)器風(fēng)格 用戶1用戶2用戶3 用戶4 用戶5P r i n t S e r v e rL i n k / R x L P T 1 L P T 2 C O MP o w e r / T XP W RO KW I C 0A C T / C H 0A C T / C H 1W I C 0A C T / C H 0A C T / C H 1E T HA C TC O L其他公用設(shè)備打印機(jī)調(diào)制解調(diào)器InterIntra數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 任務(wù)分配 客戶 /服務(wù)器風(fēng)格 ◎ 服務(wù)器 （ 1） 數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的要求； （ 2） 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)并發(fā)性的控制； （ 3） 數(shù)據(jù)庫(kù)前端的客戶應(yīng)用程序的全局?jǐn)?shù)據(jù)完整性規(guī)則； （ 4） 數(shù)據(jù)庫(kù)的備份與恢復(fù) 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 處理流程 客戶 /服務(wù)器風(fēng)格 輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)請(qǐng)求按鈕表示層業(yè)務(wù)處理開(kāi)始S Q L 請(qǐng)求結(jié)束S Q L 請(qǐng)求開(kāi)始業(yè)務(wù)處理結(jié)束數(shù)據(jù)存取請(qǐng)求業(yè)務(wù)處理程序業(yè)務(wù)處理請(qǐng)求和業(yè)務(wù)處理所需的全部輸入數(shù)據(jù)全部處理結(jié)束D B M S 執(zhí)行S Q L數(shù)據(jù)層業(yè)務(wù)處理開(kāi)始數(shù)據(jù)存取請(qǐng)求業(yè)務(wù)處理結(jié)束數(shù)據(jù)存取程序數(shù)據(jù)登錄/ 更新/ 讀取的請(qǐng)求數(shù)據(jù)登錄/ 更新/ 讀取的結(jié)果第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 優(yōu)點(diǎn) 客戶 /服務(wù)器風(fēng)格 ◎ C/S 體系結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)操作和事務(wù)處理能力 ， 模型思想簡(jiǎn)單 ， 易于人們理解和接受 。 ◎ 在 C/S體系結(jié)構(gòu)中 ， 系統(tǒng)中的功能構(gòu)件充分隔離 ， 客戶應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)集中于數(shù)據(jù)的顯示和分析 ， 而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的開(kāi)發(fā)則集中于數(shù)據(jù)的管理 ， 不必在每一個(gè)新的應(yīng)用程序中都要對(duì)一個(gè) DBMS進(jìn)行編碼 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 缺點(diǎn) 客戶 /服務(wù)器風(fēng)格 ◎ 開(kāi)發(fā)成本較高 ◎ 客戶端程序設(shè)計(jì)復(fù)雜 ◎ 信息內(nèi)容和形式單一 ◎ 用戶界面風(fēng)格不一 ， 使用繁雜 ， 不利于推廣使用 ◎ 軟件移植困難 ◎ 軟件維護(hù)和升級(jí)困難 ◎ 新技術(shù)不能輕易應(yīng)用 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 體系結(jié)構(gòu) 三層客戶 /服務(wù)器風(fēng)格 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 三層體系結(jié)構(gòu)中，客戶（請(qǐng)求信息）、程序（處理請(qǐng)求）和數(shù)據(jù)（被操作）被物理地隔離。業(yè)務(wù)邏輯層現(xiàn)在處于中間層，不需要關(guān)心由哪種類型的客戶來(lái)顯示數(shù)據(jù)，也可以與后端系統(tǒng)保持相對(duì)獨(dú)立性，有利于系統(tǒng)擴(kuò)展。三層結(jié)構(gòu)中安全性也更易于實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閼?yīng)用程序已經(jīng)同客戶隔離。 由于二層 C/S體系結(jié)構(gòu)的缺陷，引出三層 C/S體系結(jié)構(gòu)。 將自己的看法成文 。 ◎ 允許更靈活有效地選用相應(yīng)的平臺(tái)和硬件系統(tǒng) ， 使之在處理負(fù)荷能力上與處理特性上分別適應(yīng)于結(jié)構(gòu)清晰的三層；并且這些平臺(tái)和各個(gè)組成部分可以具有良好的可升級(jí)性和開(kāi)放性 。 ◎ 利用功能層有效地隔離開(kāi)表示層與數(shù)據(jù)層 ， 未授權(quán)的用戶難以繞過(guò)功能層而利用數(shù)據(jù)庫(kù)工具或黑客手段去非法地訪問(wèn)數(shù)據(jù)層 ， 為嚴(yán)格的安全管理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。 ◎ 設(shè)計(jì)時(shí)必須慎重考慮三層間的通信方法 、 通信頻度及數(shù)據(jù)量 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 基本概念 瀏覽器 /服務(wù)器風(fēng)格 三層 C/S體系結(jié)構(gòu)中 ， 各層的作用：表示層 、 功能層 、 數(shù)據(jù)層 ◎ 瀏覽器 /服務(wù)器 （ B/S） 風(fēng)格就是上述三層應(yīng)用結(jié)構(gòu)的一種實(shí)現(xiàn)方式 ， 其具體結(jié)構(gòu)為：瀏覽器 /Web服務(wù)器 /數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器 。從某種程度上來(lái)說(shuō) ， B/S結(jié)構(gòu)是一種全新的軟件體系結(jié)構(gòu) 。 用戶在使用系統(tǒng)時(shí) ， 僅僅需要一個(gè)瀏覽器就可運(yùn)行全部的模塊 ， 真正達(dá)到了 “ 零客戶端 ” 的功能 ，很容易在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)升級(jí) 。 第三章 軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格 ◇ 缺點(diǎn) 瀏覽器 /服務(wù)器風(fēng)格 ◎ B/S體系結(jié)構(gòu)缺乏對(duì)動(dòng)態(tài)頁(yè)面的支持能力 ， 沒(méi)有集成有效的數(shù)據(jù)庫(kù)處理功能 。 ◎ 采用 B/S體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)