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近年来,随着Internet规模的增长,分布式组件技术快速发展,新的组件模型不断涌现,现有的组件模型也持续更新。组件容器为组件及组件应用提供部署和运行环境,是基于组件分布式应用开发的核心。组件模型的多样化和快速演化要求组件容器的开发方法将研究范围扩大到整个领域。产品线工程是基于软件核心资产构建软件产品系列的工程方法,将产品线工程方法应用于组件容器领域可以促进组件容器的系统化复用,获得更高的生产效率和产品质量。
由于组件容器领域的特点,应用过程中现有的产品线工程方法体现出一些不足。产品线工程包括领域工程和应用工程,其中领域工程又由领域分析、领域设计和领域实现构成。组件模型是组件容器需求的主要来源,但目前缺乏对组件模型的统一认识和详细分析:领域分析建模要求领域模型有效地刻画领域需求的组织结构、相互关系和变化性,并提供具体的建模过程指导,现有的面向特征、基于用例等领域建模方法存在语义模糊、粒度不当、缺乏具体流程指导等不足。
针对上述问题,论文按照软件开发流程顺序,从需求分析、领域建模、领域设计等方面,对组件容器设计和开发的若干关键问题进行了重点研究,包括组件模型分析、基于原子需求的领域建模方法、组件容器产品线体系结构等。
首先,由于组件模型是组件容器需求的主要来源,针对现有的组件模型分析方法粒度较大的问题,通过分析相关软件实体可能具有的各种约束,选择从语法、部署和交互三个方面,得到构成组件模型的模型元素,提出了一个细粒度的组件模型分析框架。将该分析框架应用于目前有代表性的分布式组件模型,基于分析结果提炼了分布式组件模型的主要公共特征,并与其他分析方法做了对比。
另一方面给出了基于原子需求的领域建模方法。以原子需求概念为基础,提出了一个多层次的领域需求描述模型,从用例、原子需求等多个层次刻画领域需求,并基于变化点建立独立的变化性描述机制。介绍了相应的领域建模过程,包括其建模步骤、建模原则和描述规范,领域分析人员提供具体指导。并结合领域实例探讨了领域建模的过程。
基于以上工作,本文设计了组件容器产品线体系结构PLACE。首先将基于软件实体的组件模型分析框架与基于原子需求的领域建模方法相结合,建立组件容器领域模型,进而提出了组件容器产品线体系结构PLACE,从体系结构、模块功能、变化性设计和变化性管理等方面介绍了其设计。具体组件容器的设计实例表明,PLACE通过在组件模型和体系结构间建立直接的对应关系,有效促进了组件容器领域内的系统化复用。
最后,我们将上述方法应用于网驰平台中组件容器产品系列包括Web容器、EJB容器、BPEL容器和Portlet容器等的设计。实验结果证实了基于PLACE的开发方法在保证产品功能正确性的同时,提高了组件容器领域内的结构复用性,获得了更高的生产效率和产品质量。