中间件技术概述

术也较为复杂。该类别中囊括了多种实现机制，相关标准也比较完备。由于是高层中间件运行的基础，因而仍然占据主体地位。应用服务器在企业信息化建设中得到了广泛应用，是设计、开发、部署、运行和管理Internet 电子商务的平台。企业应用集成中间件帮助企业集成各种新老应用程序，使它们能够跨平台互通，在企业资源规划中扮演着重要角色。正是应用服务器和企业应用集成中间件的出现改变了中间件的作用，使其从一个联结分布式应用各组成部分的通信工具，变成了一个集成工具，从而也提升了中间件的地位和重要性。据预测，未来几年增长率最高的中间件将集中在应用服务器和应用集成中间件上。业务过程管理工具帮助企业管理业务活动，为过程的产出增值，这一类工具中最突出的是工作流管理中间件。

3. 研究现状

中间件的主旨是简化分布系统的构造，其基本思想是：抽取分布系统构造中的共性问题，封装这些共性问题的解决机制，对外提供简单统一的接口，从而减少开发人员在解决这些共性问题时的难度和工作量。在构造分布系统的过程中，开发人员经常会遇到网络通信、同步、激活/去活、并发、可靠性、事务性、容错性、安全性、伸缩性、异构性等问题。中间件正是辅助应用开发者解决这些问题的软件系统，一般提供如下功能： 1) 通信支持

大多数基于中间件的系统包含有分布式操作，也就是说，系统需要于其它分布式服务或系统进行交互。现代操作系统一般提供一组网络操作的编程接口（如套接字），中间件则提供通信支持以屏蔽这组底层、复杂的接口。基于中间件的应用分布式交互主要包括远程过程调用（Remote Procedure Call，RPC）和消息两种方式。 2) 并发支持

分布式应用系统一般需要具有较强的处理能力，也就是说，系统可以处理很多的客户请求。为尽量利用硬件的计算能力，一般系统实现时采用并发技术

（如多进程或多线程），对多个客户请求同时进行处理。但并发技术的使用是一个复杂而且容易出错的过程：并发执行的程序单元之间可能会互相影响、竞争资源，也可能会产生系统内部状态的不一致。因此，应用程序使用并发技术后，其自身复杂度会有很大提高。

中间件为应用系统提供并发支持，是指提供一种“单线程”或“单进程”的编程模型，开发者在开发系统时，无需考虑并发对程序的影响，可以假设程序是串行执行的，从而极大的简化了程序开发和维护的复杂度，也减少了程序出错的可能性。 3) 公共服务

公共服务是对应用中共性功能或约束的抽取。中间件提供一个或一组公共服务，供系统使用，这组公共服务不特定于某一种或某一类系统；应用系统在实现和运行时直接使用这些公共服务。公共服务的好处在于一方面将应用中的共性抽取出来由中间件实现，减少了系统开发的工作量；另一方面使得应用开发者更能关注业务功能的需求、设计和实现，有助于提高软件质量。

不同中间件中提供的公共服务有可能存在差别，其中主要的公共服务包括：名字和目录服务，提供动态的查找功能，应用系统可以在运行时刻按照名字或目录查找需要使用或进行交互的其它系统或系统组成部分。事务服务，提供对应用操作事务性的保证，包括声明型的自动完成事务的启动、提交或回滚，和编程型的事务接口由应用程序控制事务流程。另外，很多中间件还提供分布式的事务支持。安全服务，从通信、访问控制等多个层次上保证应用系统的安全特性。持久化服务，提供一种管理机制，应用系统可以管理其持久化的数据。例如，在基于面向对象方法设计和实现的系统中完成对象——关系映射，将对象存储到关系型数据库中。

3.1. 技术现状

中间件技术是在克服复杂网络应用的共性问题中不断发展和壮大起来的，这些问题可以归纳为四个方面：

a) 从计算环境来看：中间件面对的是一个复杂、不断变化的计算环境，要求中

间件技术具有足够的灵活性和可成长性；

b) 从资源管理的角度来看：操作系统和数据库管理系统管理的是有限资源，资

源种类有限，资源量也有限，而中间件需要管理的资源类型（数据、服务、应用）更丰富，且资源扩展的边界是发散的；

c) 从应用支撑角度来看：中间件需要提供分布应用开发、集成、部署和运行管

理的整个生命周期的总体运行模型；

d) 从应用的角度来看：利用中间件完成的往往是复杂、大范围的企业级应用，

其关系错综复杂，流程交织。例如客户关系管理系统需要集成多个企业内部应用，而供应链管理则涉及企业之间的应用集成。

因此，由于网络应用的复杂性，特别是分布、异构和自治等特点，决定了中间件技术和产品的形态多样性。目前的中间件技术已经形成一个丰富的谱系（图1），并正在向上（应用框架和普适服务）和向下（融合操作系统、数据库管理系统的功能）两个方向不断延伸，并在向更宽广的应用领域拓展。

随着分布式应用的快速发展，各种中间件技术和产品不断涌现。由于中间件技术和产品正在快速的发展，要精确的给出其完整的分类目前尚有一定的困难。因此下文主要对一些典型的中间件技术和产品加以介绍。 1. 事务式中间件（Transactional Middleware）

事务式中间件又称事务处理管理程序（Transaction Processing Monitor）。其主要功能是提供联机事务处理所需要的通信、并发访问控制、事务控制、资源管理、安全管理和其他必要的服务。

事务式中间件由于其可靠性高、性能优越等特点而得到了广泛的应用，是一类比较成熟的中间件，其主要产品包括IBM的CICS，BEA的Tuxedo，和Transarc的Encina等。

2. 过程式中间件（Procedural Middleware）

过程式中间件又称远程过程调用（Remote Procedure Calls， RPCs）中间件。

远程过程调用模型是经典的过程调用思想在网络环境下自然拓广。过程式中间件使得一个主机上的应用可以在网络环境下用过程调用的方式来调用部署在另一个主机上的应用中的过程。新近发展起来的一项技术是XML RPC，它使得在Internet异构环境下应用能够使用RPC。

一般说来，过程式中间件有较好的异构支持能力，简单易用，但在易剪裁性和容错方面有一定的局限性。过程式中间件是一项比较经典的技术，其主要产品有Open Software Foundation 的DCE，Microsoft的RPC Facility等。 3. 面向消息的中间件（Message-Oriented Middleware）

面向消息的中间件，简称为消息中间件，是一类以消息为载体进行通信的中间件。按其通信模型的不同，消息中间件的通信模型有两类：消息队列和消息传递。消息队列是一种间接通信模型，其通信基于队列来完成。而消息传递是一种直接通信模型，其消息被直接发给感兴趣的实体。近年来，对消息中间件技术有较大影响的是J2EE规范中的JMS。

消息中间件在支持多通信规程，可靠性、易用性和容错能力等方面有其特点，比较易于使用。面向消息中间件是一类常用的中间件，其主要产品有IBM的MQSeries，Microsoft的Messaging Queuing，以及Sun的Java Message Queue等。

4. 面向对象中间件（Object Oriented Middleware）

面向对象中间件又称分布对象中间件（Distributed Object Middleware），简称对象中间件。分布对象模型是面向对象模型在分布异构环境下的自然拓广。分布对象中间件支持分布对象模型，使得软件开发者可在分布异构环境下面向对象方法和技术来开发应用。OMG组织是分布对象技术标准化方面的国际组织，它制定出了CORBA标准等，DCOM是微软推出的分布对象技术。COM＋和.NET是其进一步的发展与深化。

总的说来，对象中间件是一种标准化较好、功能较强的中间件；它全面支持面向对象模型，具有良好的异构支持能力，可适用于广泛的一类应用。分布对象中间件是一类常用的中间件，其主要产品有，OMG的CORBA产品