淺析SOA架構(gòu)基礎(chǔ)理論及哲學(xué)體系認(rèn)知觀

面向?qū)ο蟀l(fā)展到面向構(gòu)件，由面向構(gòu)件再發(fā)展到面向服務(wù)，因此它們的認(rèn)知觀和基礎(chǔ)理論都是息息相關(guān)的，解決大型軟件的開發(fā)效率和質(zhì)量除了要解決編程的正確性外，還必需解決開發(fā)周期長、復(fù)用性差、成本高、文檔多、以及難以適應(yīng)系統(tǒng)演化等問題。

    40年前國際上發(fā)生了“軟件危機”，如IBM公司開發(fā)一個操作系統(tǒng)、或美國的航空公司開發(fā)飛機訂票系統(tǒng)，都花費了上千人年的工作量，開發(fā)周期長、而開發(fā)出來的產(chǎn)品卻是錯誤很多，難以維護(hù)和適應(yīng)修改。正在此時，一位荷蘭的物理家E.W.Dijkstra提出了一種“結(jié)構(gòu)程序設(shè)計方法”，他認(rèn)為：人的智力是有限的，采用數(shù)學(xué)或物理學(xué)的思維方法，用枚舉、抽象、歸納、類比等思維方式簡化問題，稱為結(jié)構(gòu)程序的分析和設(shè)計方法(SASD)。由于我也是數(shù)學(xué)系畢業(yè)的，我拜讀了他的所有論文，編寫一本著作“編程方法學(xué)”，此書三次獲得著作大獎，并在全國十多所名牌大學(xué)講過課。用此方法擴展到軟件設(shè)計中時，稱為“結(jié)構(gòu)化分析和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(SASD)”，

    所謂“結(jié)構(gòu)程序設(shè)計方法”，就是基于面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)沒計方法的早期藍(lán)本，側(cè)重於解決程序正確性的編程的方法，以此為基礎(chǔ)建立了軟件工程這門學(xué)科，建立了編程的基礎(chǔ)理論體系。

    解決軟件開發(fā)效率的認(rèn)知觀及其基礎(chǔ)理論

    我們都知道由面向?qū)ο蟀l(fā)展到面向構(gòu)件，由面向構(gòu)件再發(fā)展到面向服務(wù)，因此它們的認(rèn)知觀和基礎(chǔ)理論都是息息相關(guān)的，解決大型軟件的開發(fā)效率和質(zhì)量除了要解決編程的正確性外，還必需解決開發(fā)周期長、復(fù)用性差、成本高、文檔多、以及難以適應(yīng)系統(tǒng)演化等問題，十多年來仍舊困惑著這門學(xué)科，“軟件危機”仍未解決。

    姍姍來遲的重用技術(shù)

    人們的知識是從一個定理、一個原理逐步積累起來的，，社會是依靠知識的不斷積累發(fā)展的。然而編制軟件每次卻都是從零開始，這是造成“軟件危機”的根本原因。由此提出了編程工作是否也可以重用以前成功的經(jīng)驗和程序呢?。然而軟件的重用比數(shù)學(xué)中重用難得多，整整又經(jīng)過十多年的探索，到七十年代才獲得成功。

    面向?qū)ο蠹夹g(shù)就是為解決重用而提出了“封裝性、繼承性和多態(tài)性”，提出了一批基礎(chǔ)理論著作，我用此方法設(shè)計了大型操作系統(tǒng)，

    但這種方法真正用于實際工程中的開發(fā)應(yīng)用軟件卻很少見到：另外OO未形成統(tǒng)一的模型和概念，難以形成標(biāo)準(zhǔn);工程上的實施缺乏開發(fā)規(guī)范;在技術(shù)上要術(shù)開發(fā)人員的素質(zhì)較高;最大的問題是被開發(fā)出來的軟件難以演化，而軟件要能適應(yīng)變化是客觀存在的。 為此發(fā)展出單純重用的“構(gòu)件和架構(gòu)”思想及其理論體系。在1998年日本京都召開的“基于構(gòu)件的軟件開發(fā)(CBSD)”國際專題學(xué)術(shù)會議上，一致認(rèn)為構(gòu)件技術(shù)離不開構(gòu)件和體系結(jié)構(gòu)。軼件體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)簡稱架構(gòu)。

    軟件開發(fā)技術(shù)已發(fā)展到基于構(gòu)件/架構(gòu)的技術(shù)，與此同時出現(xiàn)了建模語言UML。

    UML統(tǒng)一建模語言

    由于面向?qū)ο蟮牟蛔悖幻嫦驅(qū)ο蟮牡旎寺?lián)合起來，吸收了構(gòu)件的思想，創(chuàng)建了UML統(tǒng)一建模語言。UML為軟件開發(fā)和SOA的產(chǎn)生起到奠基和里程碑的作用。

    UML主要理論成果是：①統(tǒng)一面向?qū)ο蟮幕靖拍?，并引用了用例、，實際上己演化到構(gòu)件和架構(gòu)概念;②認(rèn)為軟件開發(fā)的過程實質(zhì)上是從抽象的模型逐步細(xì)化，過渡到具體的實現(xiàn)，其中間的每個階段都是實現(xiàn)了某一抽象模型，UML為此提供了建立模型的工具，用直覺的圖形來建立模型，從此軟件專家就有了自已的工具，正如音樂家有了五線譜工具那樣;③為適應(yīng)軟件的多變性，提供了演化的概念。為此建模語言為構(gòu)件技術(shù)建立了基礎(chǔ)理論模型。

    軟件架構(gòu)的產(chǎn)生的背景來自分布式系統(tǒng)的需求

    在此之前的軟件架構(gòu)都采用層次結(jié)構(gòu)的架構(gòu)，直到分布式系統(tǒng)提出了c/s胖終端模式的架構(gòu)后，才產(chǎn)生對架構(gòu)的研究，出現(xiàn)了構(gòu)件和架構(gòu)。

    卡內(nèi)基.梅隆大學(xué)為軟件的架構(gòu)和框架建立了扎實的基礎(chǔ)理論，軟件體系結(jié)構(gòu)是軟件系統(tǒng)的高級抽象，體現(xiàn)了軟件設(shè)計思想，反映了系統(tǒng)開發(fā)中最早的決策，明確了系統(tǒng)有那幾部分組成，它們之間是如何交互的;進(jìn)一步影響到資源的配置、團(tuán)隊的組織以及產(chǎn)品的質(zhì)量。系統(tǒng)的成敗在于體系結(jié)構(gòu)。

    特別是三層體系結(jié)構(gòu)是由胖終端中把應(yīng)用構(gòu)件獨立出來組成了應(yīng)用層。分布式系統(tǒng)的復(fù)雜性主要來自網(wǎng)絡(luò)的傳輸，由此提出了中間件技術(shù)及其理論。

    我參與了國產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)版CIS課題的開發(fā)，由于采用了這種結(jié)構(gòu)，獲得了極大的成功，廣州地稅的數(shù)據(jù)大集中，銀行的通存通取、機票訂票、電子商場等都在國內(nèi)獲得成功。

    面向服務(wù)架構(gòu)被廣泛接受絕非偶然

    八年前我的最后一位博士生王文軍的學(xué)位論文是“分布式系統(tǒng)的聯(lián)邦結(jié)構(gòu)”，即面向服務(wù)的架構(gòu)SOA，但未被應(yīng)用和發(fā)展，而二年前IBM公司提出后卻很快被廣泛接受，其原因可從客觀需求上和技術(shù)成熟度上二方面來敘述：

    ⒈客觀上需要

    隨著網(wǎng)絡(luò)普及化，越來越迫功需要將現(xiàn)有多個應(yīng)用系統(tǒng)集成，以能實現(xiàn)更強的信息處理功能。如電子商務(wù)的供應(yīng)鏈、智能交通、電子政務(wù)、數(shù)字地球等已是本世紀(jì)發(fā)展的熱點。Gartner Group預(yù)計，到2008年基于件產(chǎn)品將占領(lǐng)70%的市場份額。IDC預(yù)測到 2007年，基于SOA的支撐平臺、應(yīng)用軟件等相關(guān)市場將達(dá)到210億美元。SOA是當(dāng)前最理想的解決方案。

    ⒉面向?qū)ο蠛蜆?gòu)件架構(gòu)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)已趨向成熟，發(fā)展到統(tǒng)一建模語言，提供建模工具;中間件集群理論己趨向成熟，并提出了中間件inter bus技術(shù);

    ⒊瀏覽器技術(shù)普及，己成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，奠定了SOA的基礎(chǔ)理論和技術(shù)規(guī)范，由此巳是水到渠成，使SOA拙拙成長。

    什么是SOA

    SOA(service-oriented architecture)是面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，是一類分布式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。這類系統(tǒng)是將異構(gòu)平臺上應(yīng)用程序的不同功能部件(稱為服務(wù))通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和規(guī)范，按松耦合方式整合在一起，即將多個現(xiàn)有的應(yīng)用軟件通過網(wǎng)絡(luò)將其整合成一個新系統(tǒng)。

    SOA的二大認(rèn)知觀“整合創(chuàng)新和隨需應(yīng)變”及其基礎(chǔ)理論和技術(shù)

    這二句話是IBM提出的，多應(yīng)用的整合不但是跨平臺的，而且應(yīng)該是松耦合的，也就是說，被整合的應(yīng)用自身仍保持其自主，如香港政府已回歸中國，但保持一國二制，采用了市場經(jīng)濟體系，我為人人，人人為我，用服務(wù)這個簡單概念整合在一起。另外，新增設(shè)的業(yè)務(wù)功能，應(yīng)允許適應(yīng)變化，即隨需應(yīng)變。

    SOA實現(xiàn)中的組成部分

    SOA的體系結(jié)構(gòu)仍舊是三層或N層結(jié)構(gòu)，但對異構(gòu)平臺各層之間的聯(lián)系，不是用CORBA或J2EE的方式，而且用Web的服務(wù)協(xié)議來實現(xiàn)，概念簡單統(tǒng)一，目前都是采用嵌入ESB服務(wù)總線的平臺來實現(xiàn)，ESB是一個中間件群，確保系統(tǒng)實現(xiàn)服務(wù)功能、各種中間件功能及松耦合連接等。另外，普遍采用BPEL(業(yè)務(wù)過程執(zhí)行語言)來描述用戶需求，由BPM(業(yè)務(wù)過程管理平臺)來解釋執(zhí)行。

    SOA的主要優(yōu)點

    ①利用現(xiàn)有的資產(chǎn)。方法是將這些現(xiàn)有的資產(chǎn)包裝成提供企業(yè)功能的服務(wù)。組織可以繼續(xù)從現(xiàn)有的資源中獲取價值，而不必重新從頭開始構(gòu)建。

    ②更易于集成和管理復(fù)雜性。將基礎(chǔ)設(shè)施和實現(xiàn)發(fā)生的改變所帶來的影響降到最低限度。因為復(fù)雜性是隔離的。當(dāng)更多的企業(yè)一起協(xié)作提供價值鏈時，這會變得更加重要。

    ③ 更快地整合和現(xiàn)實。通過利用現(xiàn)有的構(gòu)件和服務(wù)，可以減少完成軟件開發(fā)生命周期所需的時間。這使得可以快速地開發(fā)新的業(yè)務(wù)服務(wù)，并允許組織迅速地對改變做出響應(yīng)和縮短開發(fā)時間。

    ④ 減少成本和增加重用。通過以松散耦合的方式公開業(yè)務(wù)服務(wù)，企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)要求更輕松地使用和組合服務(wù)。

    ⑤ SOA 業(yè)務(wù)流程是由一系列業(yè)務(wù)服務(wù)組成的，可以更輕松地創(chuàng)建、修改和管理它來滿足不同時期的需要。

    國外發(fā)展情況

    IBM公開宣布僅三年不到，去年年底，BEA公司、甲骨文公司、惠普等所有名牌公司都在中國開了SOA發(fā)布會。

    由于標(biāo)準(zhǔn)都一致，都是把本公司的中間件產(chǎn)品向SOA靠，提供開發(fā)和運行SOA系統(tǒng)的相應(yīng)工具和環(huán)境，以爭取市場效益。

    國內(nèi)發(fā)展情況

    正邦公司是國內(nèi)最早采用SOA技術(shù)之一，開發(fā)了上海證卷公司的管理系統(tǒng)。中和威公司開發(fā)了ESB的SOA運行平臺的產(chǎn)品。但國內(nèi)看望的多，具體應(yīng)用的還剛剛開始。

    北京市市科委將支持SOA提供研發(fā)資金，由軟件行業(yè)促進(jìn)中心統(tǒng)一管理，促進(jìn)北京市IP行業(yè)發(fā)展。

    關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)理論

    ⒈各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如SOAP、開發(fā)系統(tǒng)的規(guī)范。

    ⒉各種工具和環(huán)境。如ESB平臺、BEPL語言執(zhí)行平臺。

    ⒊適應(yīng)SOA的系統(tǒng)需求建模和領(lǐng)域參考模型。

    4比較CORBA、J2EE、和COM，融合到SOA中。

    結(jié)束語

    總之：SOA理念清晰、技術(shù)趨向成熟、優(yōu)點突出、實現(xiàn)不難，但要做好卻不容易，如果大家少做重復(fù)性工作，經(jīng)常交流，我們會趕上國際水平，振興我國IP行業(yè)。我希望長風(fēng)聯(lián)盟能挑起此重?fù)?dān)，本人將全力支持。

    （責(zé)任編輯：朱晶）

更多SOA行業(yè)研究分析，詳見中國報告大廳《SOA行業(yè)報告匯總》。這里匯聚海量專業(yè)資料，深度剖析各行業(yè)發(fā)展態(tài)勢與趨勢，為您的決策提供堅實依據(jù)。

更多詳細(xì)的行業(yè)數(shù)據(jù)盡在【數(shù)據(jù)庫】，涵蓋了宏觀數(shù)據(jù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)、進(jìn)出口數(shù)據(jù)、價格數(shù)據(jù)及上市公司財務(wù)數(shù)據(jù)等各類型數(shù)據(jù)內(nèi)容。