基于構件的軟件版本管理系統研究

1 引言

　　配置管理系統[ 3, 9]是軟件開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵支撐工具之一，是一種管理軟件開(kāi)發(fā)和維護過(guò)程以及其中各中間軟件產(chǎn)品的系統，是ISO與CMM質(zhì)量保證體系的核心支持工具。配置管理研究怎樣在不同時(shí)刻標識軟件系統的配置，以便系統化地控制配置的改變，并在整個(gè)軟件系統的生命周期內維護配置的完整性和可追蹤性[ 1] .其中，版本管理是基礎和核心。傳統的版本管理系統以文件作為管理的基本粒度。版本管理系統記錄、維護每個(gè)文件的演化歷史。在大型軟件開(kāi)發(fā)中，系統往往包含較多文件，這使得傳統方式版本管理的工作量很大，而且不易于描述文件間內在的組合關(guān)系。目前，基于構件的軟件開(kāi)發(fā)方法已成為發(fā)展趨勢[ 7, 8] .構件作為系統的有機構成成分，在物理上可以表現為多個(gè)文件的集合體，而在開(kāi)發(fā)過(guò)程中是作為一個(gè)原子單位使用的。系統的開(kāi)發(fā)者關(guān)心的是構件整體的開(kāi)發(fā)、演化，組裝和維護。這種大粒度的開(kāi)發(fā)方法，對版本管理提出了新的要求[ 3] .這些要求包括：

　　#應能有效存儲和管理構件演化歷史。

　　#操作模型應有利于體現構件的整體性， 降低系統開(kāi)發(fā)的復雜程度。

　　#需要保證并行開(kāi)發(fā)構件時(shí)的正確性， 同時(shí)不減少項目組協(xié)同工作的靈活性。

　　本文研究了構件的版本控制策略，提出了基于構件的版本管理模型。針對并行開(kāi)發(fā)問(wèn)題，又提出了分別在構件和文件粒度上進(jìn)行版本管理和并發(fā)控制的方法。在此基礎上，設計實(shí)現了一個(gè)產(chǎn)品化的配置管理系統JBCM.該系統既提升了管理的粒度，又能確保團隊開(kāi)發(fā)具有較好的并行性。

　　2 以構件為粒度的版本管理

　　2.1 版本管理系統中的構件定義

　　在基于構件復用的青鳥(niǎo)軟件生產(chǎn)線(xiàn)中，軟件構件定義如下： /構件是可以被多個(gè)軟件系統復用的具有獨立功能的系統構成成分0 [8] .構件在實(shí)際形態(tài)上可表現為通過(guò)目錄結構組織起來(lái)的一些文件的集合，并且是系統中可以明確辨識的構成成分。需要指出的是，在以前許多有關(guān)版本管理的文獻中都出現了構件的概念[ 4] ,但其中的構件一般指的就是文件。本文中的構件則是應用系統中多個(gè)相關(guān)文件構成的一個(gè)邏輯整體，例如一個(gè)類(lèi)的定義及其實(shí)現，一個(gè)完整的功能模塊等。構件版本是構件組成文件版本的集合。構件版本的變化不僅體現了組成文件的版本變化，同時(shí)也反映了構件中文件組成的變化。也就是說(shuō)，組成文件發(fā)生版本演化，或者增加和刪除構件中的文件，都會(huì )引起構件版本的演化。在基于構件的系統中，文件版本由系統內部控制，用戶(hù)只關(guān)注構件版本，從而提升了管理層次。圖1反映了構件版本與文件版本的關(guān)系：

　　圖 中虛線(xiàn)箭頭表示構件和文件與其不同版本的關(guān)系， 實(shí)線(xiàn)箭頭表示構件版本由文件版本組成的關(guān)系。從圖中可以看出構件的版本2 比版本1 增加了一個(gè)文件3, 而且文件版本也發(fā)生了演化。 構件版本的演化與文件版本的演化同步進(jìn)行， 并且隨著(zhù)文件的版本演化自動(dòng)產(chǎn)生?；谏鲜鰳嫾c文件關(guān)系模型， 提出并實(shí)現了基于構件的軟件版本管理系統。

　　2.2 構件的版本管理

　?。?） 以構件為粒度的版本管理特點(diǎn)

　　與 基于文件的版本管理相比， 基于構件的版本管理有以下主要特點(diǎn)： ? 構件的抽象級別比文件高。 構件是應用系統中可以明確辨識的構成成分。 記錄、維護構件的版本比文件的版本管理更有意義。 ? 構件的粒度可以比文件大很多。 一個(gè)項目中可能有諸多分布的邏輯單元， 這些邏輯單元與構件相對應。構件的數量較少， 而且整體邏輯意義明顯， 可以更清晰地體現項目的演化歷史。 ? 在構件基礎上， 可以體現出系統的層次性、構造性等特征。 同時(shí)， 構件版本管理也可以滿(mǎn)足對文件版本的管理需求， 使版本管理既有大粒度， 又有靈活性。

　?。?） 構件版本管理的基本模式

　　基 于構件的版本管理系統采用/ 檢出（ Check Out） 、修改、檢入（ Check In）0 的基本操作模型， 操作的基本單位是構件。 使用者需要先將構件從版本庫檢出到工作區， 隨后在工作區中完成對構件的修改， 最后將修改的結果檢入版本庫。 構件組成文件的增刪以及其中任何一個(gè)文件的修改都被視為對整個(gè)構件的修改。 因此， 作為檢入操作的結果， 版本管理系統會(huì )自動(dòng)生成構件的一個(gè)新版本。 以構件版本為粒度的版本管理系統記錄和管理了開(kāi)發(fā)人員對構件修改的歷史。

　?。?） 構件版本樹(shù)

　　在 基本模式之上， 使用者可以構件的某個(gè)版本進(jìn)行分支，建立一個(gè)新的開(kāi)發(fā)流， 以適應不同的開(kāi)發(fā)需求。 構件多個(gè)分支還可以進(jìn)行合并。 由此， 一個(gè)構件的所有版本構成了一棵版本樹(shù)。 構件版本樹(shù)是系統對構件進(jìn)行版本管理的基礎。構件的版本樹(shù)是由版本管理系統維護， 系統需要提供比較完善的版本名自動(dòng)生成與管理機制。 其基本原則是： ? 無(wú)沖突地表示整棵版本樹(shù)； ? 有效的區分版本名與分支名； ? 有利于體現構件的開(kāi)發(fā)過(guò)程。

　　圖2 構件版本樹(shù)

　　圖2 是采用的一種比較實(shí)用有效的版本樹(shù)命名方法。 版本11 0 為構件的初始版本， 實(shí)心節點(diǎn)為分支點(diǎn)。 版本11211121 210 與版本11 21 213 合并后形成版本1121 214.

　　3 以文件為基本粒度實(shí)現并發(fā)控制

　　311 版本控制與并發(fā)控制單位的分離

　　版本管理系統應能對項目組共同開(kāi)發(fā)軟件系統提供管理支持。 多個(gè)開(kāi)發(fā)人員可以分工開(kāi)發(fā)不同構件， 也可以同時(shí)開(kāi)發(fā)同一構件。 為了保證協(xié)同開(kāi)發(fā)的安全性和正確性， 必須解決構件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的并發(fā)控制問(wèn)題。

　　在基于文件的版本管理系統中， 版本控制與并發(fā)控制的基本單位都是文件。 使用者可以在檢出時(shí)對文件加鎖， 防止其它用戶(hù)對該文件進(jìn)行修改； 檢入時(shí)， 在生成文件新版本的同時(shí)， 要對文件解鎖。 而在基于構件的版本管理系統中， 如果把并發(fā)控制的單位定為構件， 在需要修改時(shí)對構件加鎖， 會(huì )造成其他使用者無(wú)法同時(shí)修改構件和構件中的任何文件。 因此， 提出并實(shí)現了以構件為版本控制單位， 以文件作為并發(fā)控制單位的管理方法。