帶你認識中間件（Middleware）

中間件/Middleware 定義

中間件是一種獨立的系統軟件或服務(wù)程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。中間件位于客戶(hù)機/ 服務(wù)器的操作系統之上，管理計算機資源和網(wǎng)絡(luò )通訊。是連接兩個(gè)獨立應用程序或獨立系統的軟件。相連接的系統，即使它們具有不同的接口，但通過(guò)中間件相互之間仍能交換信息。執行中間件的一個(gè)關(guān)鍵途徑是信息傳遞。通過(guò)中間件，應用程序可以工作于多平臺或 OS 環(huán)境。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，中間件是一種計算機軟件連接了軟件部件或者應用程序。 這種軟件有一組服務(wù)構成，這些服務(wù)包括允許多進(jìn)程運行在一個(gè)或者多個(gè)機器上以達到在網(wǎng)絡(luò )中互相交互的目的。

中間件的特點(diǎn)

1、滿(mǎn)足大量應用的需要；
2、運行于多種硬件和OS平臺；
3、支持分布式計算，提供跨網(wǎng)絡(luò )、硬件和OS平臺的透明性的應用或服務(wù)的交互功能；
4、支持標準的協(xié)議；
5、支持標準的接口。

中間件可以應用于以下情形，如連接公司 LAN和早期系統、交換兩個(gè)郵件系統間的信息、支持 web 客戶(hù)機與數據庫服務(wù)器交換信息等。

主要中間件的分類(lèi)

中間件分類(lèi)（IDC的分類(lèi)）：大致可分為六類(lèi):終端仿真/屏幕轉換中間件、數據訪(fǎng)問(wèn)中間件、遠程過(guò)程調用中間件、消息中間件、交易中間件、對象中間件。

中間件所包括的范圍十分廣泛，針對不同的應用需求涌現出多種各具特色的中間件產(chǎn)品。但至今中間件還沒(méi)有一個(gè)比較精確的定義，因此，在不同的角度或不同的層次上，對中間件的分類(lèi)也會(huì )有所不同。由于中間件需要屏蔽分布環(huán)境中異構的操作系統和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，它必須能夠提供分布環(huán)境下的通訊服務(wù)，我們將這種通訊服務(wù)稱(chēng)之為平臺?；谀康暮蛯?shí)現機制的不同，我們將平臺分為以下主要幾類(lèi)：

1、遠程過(guò)程調用中間件（Remote Procedure Call）
2、面向消息的中間件（MesSAge-Oriented Middleware）
3、對象請求代理中間件（object RequeST Brokers）

它們可向上提供不同形式的通訊服務(wù)，包括同步、排隊、訂閱發(fā)布、廣播等等，在這些基本的通訊平臺之上，可構筑各種框架，為應用程序提供不同領(lǐng)域內的服務(wù)，如事務(wù)處理監控器、分布數據訪(fǎng)問(wèn)、對象事務(wù)管理器OTM等。平臺為上層應用屏蔽了異構平臺的差異，而其上的框架又定義了相應領(lǐng)域內的應用的系統結構、標準的服務(wù)組件等，用戶(hù)只需告訴框架所關(guān)心的事件，然后提供處理這些事件的代碼。當事件發(fā)生時(shí)，框架則會(huì )調用用戶(hù)的代碼。用戶(hù)代碼不用調用框架，用戶(hù)程序也不必關(guān)心框架結構、執行流程、對系統級API的調用等，所有這些由框架負責完成。因此，基于中間件開(kāi)發(fā)的應用具有良好的可擴充性、易管理性、高可用性和可移植性。

各類(lèi)型中間件簡(jiǎn)要介紹

1、遠程過(guò)程調用

遠程過(guò)程調用是一種廣泛使用的分布式應用程序處理方法。一個(gè)應用程序使用RPC來(lái)“遠程”執行一個(gè)位于不同地址空間里的過(guò)程，并且從效果上看和執行本地調用相同。事實(shí)上，一個(gè)RPC應用分為兩個(gè)部分：server和Client。server提供一個(gè)或多個(gè)遠程過(guò)程；client向server發(fā)出遠程調用。server和client可以位于同一臺計算機，也可以位于不同的計算機，甚至運行在不同的操作系統之上。它們通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通訊。相應的stub和運行支持提供數據轉換和通訊服務(wù)，從而屏蔽不同的操作系統和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。在這里RPC通訊是同步的。采用線(xiàn)程可以進(jìn)行異步調用。

在RPC模型中，client和server只要具備了相應的RPC接口，并且具有RPC運行支持，就可以完成相應的互操作，而不必限制于特定的server。因此，RPC為client/server分布式計算提供了有力的支持。同時(shí)，遠程過(guò)程調用RPC所提供的是基于過(guò)程的服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)，client與server進(jìn)行直接連接，沒(méi)有中間機構來(lái)處理請求，因此也具有一定的局限性。比如，RPC通常需要一些網(wǎng)絡(luò )細節以定位server；在client發(fā)出請求的同時(shí)，要求server必須是活動(dòng)的等等。

2、面向消息的中間件

MOM指的是利用高效可靠的消息傳遞機制進(jìn)行平臺無(wú)關(guān)的數據交流，并基于數據通信來(lái)進(jìn)行分布式系統的集成。通過(guò)提供消息傳遞和消息排隊模型，它可在分布環(huán)境下擴展進(jìn)程間的通信，并支持多通訊協(xié)議、語(yǔ)言、應用程序、硬件和軟件平臺。目前流行的MOM中間件產(chǎn)品有IBM的MQSeries、BEA的MessageQ等。消息傳遞和排隊技術(shù)有以下三個(gè)主要特點(diǎn)：
1）、通訊程序可在不同的時(shí)間運行 程序不在網(wǎng)絡(luò )上直接相互通話(huà)，而是間接地將消息放入消息隊列，因為程序間沒(méi)有直接的聯(lián)系。所以它們不必同時(shí)運行。消息放入適當的隊列時(shí)，目標程序甚至根本不需要正在運行；即使目標程序在運行，也不意味著(zhù)要立即處理該消息。
2）、對應用程序的結構沒(méi)有約束 在復雜的應用場(chǎng)合中，通訊程序之間不僅可以是一對一的關(guān)系，還可以進(jìn)行一對多和多對一方式，甚至是上述多種方式的組合。多種通訊方式的構造并沒(méi)有增加應用程序的復雜性。
3）、程序與網(wǎng)絡(luò )復雜性相隔離
程序將消息放入消息隊列或從消息隊列中取出消息來(lái)進(jìn)行通訊，與此關(guān)聯(lián)的全部活動(dòng)，比如維護消息隊列、維護程序和隊列之間的關(guān)系、處理網(wǎng)絡(luò )的重新啟動(dòng)和在網(wǎng)絡(luò )中移動(dòng)消息等是MOM的任務(wù)，程序不直接與其它程序通話(huà)，并且它們不涉及網(wǎng)絡(luò )通訊的復雜性。

3、對象請求代理

隨著(zhù)對象技術(shù)與分布式計算技術(shù)的發(fā)展，兩者相互結合形成了分布對象計算，并發(fā)展為當今軟件技術(shù)的主流方向。1990年底，對象管理集團OMG首次推出對象管理結構OMA(ObjECt Management Architecture)，對象請求代理（Object Request Broker）是這個(gè)模型的核心組件。它的作用在于提供一個(gè)通信框架，透明地在異構的分布計算環(huán)境中傳遞對象請求。CORBA規范包括了ORB的所有標準接口。1991年推出的CORBA 1.1 定義了接口描述語(yǔ)言OMG IDL和支持Client/Server對象在具體的ORB上進(jìn)行互操作的API。CORBA 2.0 規范描述的是不同廠(chǎng)商提供的ORB之間的互操作。

對象請求代理(ORB)是對象總線(xiàn)，它在CORBA規范中處于核心地位，定義異構環(huán)境下對象透明地發(fā)送請求和接收響應的基本機制，是建立對象之間client/server關(guān)系的中間件。ORB使得對象可以透明地向其他對象發(fā)出請求或接受其他對象的響應，這些對象可以位于本地也可以位于遠程機器。ORB攔截請求調用，并負責找到可以實(shí)現請求的對象、傳送參數、調用相應的方法、返回結果等。 client對象并不知道同server對象通訊、激活或存儲server對象的機制，也不必知道server對象位于何處、它是用何種語(yǔ)言實(shí)現的、使用什么操作系統或其他不屬于對象接口的系統成分。

值得指出的是client和server角色只是用來(lái)協(xié)調對象之間的相互作用，根據相應的場(chǎng)合，ORB上的對象可以是client，也可以是server，甚至兼有兩者。當對象發(fā)出一個(gè)請求時(shí)，它是處于client角色；當它在接收請求時(shí)，它就處于server角色。大部分的對象都是既扮演client角色又扮演server角色。另外由于ORB負責對象請求的傳送和server的管理，client和server之間并不直接連接，因此，與RPC所支持的單純的Client/Server結構相比，ORB可以支持更加復雜的結構。

4、事務(wù)處理監控

事務(wù)處理監控（Transaction processing monitors）最早出現在大型機上，為其提供支持大規模事務(wù)處理的可靠運行環(huán)境。隨著(zhù)分布計算技術(shù)的發(fā)展，分布應用系統對大規模的事務(wù)處理提出了需求，比如商業(yè)活動(dòng)中大量的關(guān)鍵事務(wù)處理。事務(wù)處理監控界于client和server之間，進(jìn)行事務(wù)管理與協(xié)調、負載平衡、失敗恢復等，以提高系統的整體性能。它可以被看作是事務(wù)處理應用程序的“操作系統”?？傮w上來(lái)說(shuō)，事務(wù)處理監控有以下功能：
進(jìn)程管理，包括啟動(dòng)server進(jìn)程、為其分配任務(wù)、監控其執行并對負載進(jìn)行平衡。
事務(wù)管理，即保證在其監控下的事務(wù)處理的原子性、一致性、獨立性和持久性。
通訊管理，為client和server之間提供了多種通訊機制，包括請求響應、會(huì )話(huà)、排隊、訂閱發(fā)布和廣播等。

事務(wù)處理監控能夠為大量的client提供服務(wù)，比如飛機定票系統。如果server為每一個(gè) client都分配其所需要的資源的話(huà)，那server將不堪重負（如圖2所示）。但實(shí)際上，在同一時(shí)刻并不是所有的client都需要請求服務(wù)，而一旦某個(gè)client請求了服務(wù)，它希望得到快速的響應。事務(wù)處理監控在操作系統之上提供一組服務(wù)，對client請求進(jìn)行管理并為其分配相應的服務(wù)進(jìn)程，使 server在有限的系統資源下能夠高效地為大規模的客戶(hù)提供服務(wù)。