-1-分布式軟件體系結(jié)構(gòu)編寫目標：面向計算機專業(yè)高年級本科生與研究生的教程。可供從事基于Internet/Intranet的分布式軟件開發(fā)人員參考使用。要求讀者：已掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法與一門面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言（Java最佳）。具備軟件工程的基本知識?？傮w構(gòu)思：強調(diào)理論與實踐相結(jié)合：理論上以CORBA2.4為模型，實踐中以VisiBrokerforJava4.0為工具。強調(diào)深度與廣度相結(jié)合：重點介紹CORBA的同時，兼顧DCOM與EJB兩種模型，最后總結(jié)對比這三種典型體系結(jié)構(gòu)的特點。主要內(nèi)容：分布式計算的基本概念：從C/S過渡到分布式體系結(jié)構(gòu)、OMA體系結(jié)構(gòu)、CORBA基本概念。分布式應用程序的開發(fā)：分布式應用程序框架、用IDL編寫對象接口、編寫服務程序與客戶程序、部署應用程序。分布式計算更深入的課題：探討分布式應用程序的可靠性、伸縮性、安全性、性能等課題可能提出的問題以及解決途徑。不同體系結(jié)構(gòu)的比較：總結(jié)CORBA、DCOM、EJB、XML等特點。配合教學需要的內(nèi)容：在前言部分提供教學進度供參考，每一章后均配有課后練習思考題和上機實習題。-2-引言分布式計算是當前軟件開發(fā)技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。C.A.R.Hoare指出：“分布式計算是一個具有重大理論與實踐意義的迷人課題，其迷人之處在于理論與實踐的同步發(fā)展，一方面實踐推動了理論，另一方面理論又指導著實踐。”本書為讀者介紹分布式計算領(lǐng)域的基本概念、開發(fā)過程、規(guī)范標準等內(nèi)容。分布式計算有兩種典型的應用途徑。第一種應用途徑是將分布式軟件系統(tǒng)看作直接反映了現(xiàn)實世界中的分布性，例如當今許多業(yè)務處理流程通常呈現(xiàn)一種分布式運作方式，負責加工或制造的工廠可能位于珠江三角洲一帶，而負責銷售與市場營銷的部門則可能分別位于北京、上海和廣州，這時負責業(yè)務流程的軟件系統(tǒng)也可作相應的分布式處理。第二種應用途徑主要用于改進某些應用程序的運行性能，使它們比單進程的集中式實現(xiàn)更具有效率，此時軟件系統(tǒng)的分布性并不是現(xiàn)實世界中分布性的映射，而是為充分利用額外的計算資源而人為引入的。在計算機硬件技術(shù)與網(wǎng)絡通信技術(shù)的支持下，應用需求驅(qū)使計算機軟件的規(guī)模與復雜度不斷增長。面對這種情況，對整個軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進行分析與設(shè)計就遠遠重要于對算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇。軟件體系結(jié)構(gòu)關(guān)心的正是整個軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，它決定了一個軟件系統(tǒng)由什么樣的組件組成，以及這些組件之間的交互關(guān)系如何。典型的軟件體系結(jié)構(gòu)風格有設(shè)計圖形用戶界面常用的事件驅(qū)動風格、操作系統(tǒng)常用的層次化設(shè)計、設(shè)計編譯程序常用的管道與過濾器風格、許多應用程序都會使用的面向?qū)ο箫L格等。分布式軟件系統(tǒng)通?；诳蛻魴C服務器風格，其中客戶程序提出信息或服務的請示，而服務程序提供這些信息或服務?？蛻魴C服務器計算模型的發(fā)展大約經(jīng)歷了三個里程碑：局域網(wǎng)文件服務器、數(shù)據(jù)庫服務器以及分布式對象。由于當前面向?qū)ο蠹夹g(shù)幾乎已滲透到軟件開發(fā)的每一個角落，先進的分布式軟件開發(fā)方法當然離不開與面向?qū)ο蠹夹g(shù)的結(jié)合，因而分布式軟件體系結(jié)構(gòu)通常是客戶機服務器風格與面向?qū)ο箫L格的有效組合，典型的例子有OMG的公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)（CORBA）、Microsoft的分布式組件對象模型（DCOM）、SunMicrosystems的企業(yè)JavaBeans（EJB）等。在這些模型中，CORBA以其規(guī)范的嚴格性、供應商的無關(guān)性和其他許多先進的分布式計算特性成為我們教學的首選。在理論教學方面，我們可參考OMG發(fā)布的一系列規(guī)范和關(guān)于CORBA的豐富讀物；在課程實驗方面，我們既可下載使用IONAOrbix、InpriseVisiBroker等商品化CORBA產(chǎn)品的30或60天試用版，也可使用OmniORB、TAO等免費CORBA產(chǎn)品。相對于其他分布式計算模型而言，CORBA在理論更為嚴格與完善，即使讀者采用的開發(fā)平臺未必是CORBA兼容的，CORBA中提出的許多問題也應加以考慮，并可借鑒CORBA提出的問題解決方案。本書從軟件體系結(jié)構(gòu)的角度介紹分布式軟件系統(tǒng)分析與設(shè)計的基本概念，描述了分布式軟件的開發(fā)與布署過程，并探討分布式軟件的可靠性、性能、可伸縮性等高級概念。本書的主要內(nèi)容分為四個部分。第一部分“基本概念”介紹分布式計算中的基本概念與基本原理，從客戶機服務器計算模型過渡到真正的分布式計算模型，并掌握OMA與CORBA的基本概念。為避免為傳統(tǒng)集中式軟件的開發(fā)人員一次性引入太多分布式對象計算的新概念，我們需要一個過渡性介紹以實現(xiàn)循序漸進的教學目標，JavaRMI以其簡單性與實用性自然進入我們的視野。-3-第二部分“開發(fā)過程”首先利用一個完整而簡單的分布式應用例子程序介紹一個典型CORBA應用程序的開發(fā)過程，然后詳細討論如何利用接口定義語言（OMGIDL）編寫對象接口，如何編寫服務端程序與客戶端程序，以及如何部署最終的應用程序。第三部分“高級課題”探討分布式應用程序中的高級課題，提出可能產(chǎn)生的問題以及這些問題的可能解決途徑，包括分布式環(huán)境下對象查找、如何提高分布式應用程序的可靠性、如何提高服務端程序的可伸縮性等。第四部分“其他與展望”通過簡介與對比其他分布式體系結(jié)構(gòu)（如DCOM、EJB、XML等）拓寬讀者在分布式計算領(lǐng)域的知識面，探討分布式計算進一步的發(fā)展方向。本書可供從事基于InternetIntranet的分布式軟件開發(fā)人員參考使用，也可作為計算機專業(yè)高年級本科生與研究生學習分布式計算課程的教材。本書假設(shè)讀者已掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法與Java語言，并具備面向?qū)ο筌浖こ痰幕局R。如果選用本書作為授課教材，對具有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計基礎(chǔ)并熟練掌握C+和Java語言的學生宜講授60課內(nèi)學時，安排課外實驗36學時，教學進度安排可參考如下（括號中分別標明了課內(nèi)學時數(shù)與課外實驗學時數(shù)）：第1章（66）、第2章（40）、第3章（46）、第4章（40）、第5章（86）、第6章（66）、第7章（20）、第8章（20）、第9章（40）、第10章（60）、第11章（66）、第12章（46），第四部分的第13至15章（40）。對于不熟悉Java語言和Web應用的學生宜講授80課內(nèi)學時，安排課外實驗40學時。本書課后練習中規(guī)模較大或復雜性較高的題目以星號“*”標出，這些題目適合作為課程設(shè)計的選題。在即將由ACMIEEE-CS修訂發(fā)布的計算教學大綱2001（CC2001）中，“以網(wǎng)絡為中心的計算（NC）”已成為14個知識領(lǐng)域之一，其中包含客戶機服務器計算、開發(fā)Web應用、通信與網(wǎng)絡、分布式對象系統(tǒng)、協(xié)作技術(shù)與群件等專題。本書內(nèi)容覆蓋了該知識領(lǐng)域的許多專題。本書中所有例子程序均使用Inprise公司的VisiBrokerforJava4.0和WebGain公司的VisualCafEnterpriseEdition4.0平臺開發(fā)，這些例子很容易移植到其他開發(fā)平臺。讀者可從我們的教學網(wǎng)站下載這些例子程序的全部源代碼。分布式軟件系統(tǒng)是軟件開發(fā)的一個新興領(lǐng)域，并且各種分布式計算模型還在不斷地迅速發(fā)展。由于作者水平有限，書中謬誤之處在所難免，懇請廣大讀者不吝批評指正。-4-第一部分基本概念第1章客戶機服務器體系結(jié)構(gòu)本章利用Java語言的遠程方法調(diào)用RMI與數(shù)據(jù)庫接口JDBC開發(fā)一個簡單的電話計費查詢分布式應用程序，通過這個完整的例子幫助讀者復習客戶機服務器體系結(jié)構(gòu)的基本概念，并分析與探討該應用程序需要進一步考慮與改進的不足之處，從而引出分布式軟件體系結(jié)構(gòu)要解決的問題。1.1軟件設(shè)計的基本概念1.1.1隱式地vs顯式地隱式地（implicitly）與顯式地（explicitily）是軟件開發(fā)技術(shù)中經(jīng)常出現(xiàn)的兩個修飾術(shù)語，用于表示程序設(shè)計語言、編程工具或軟件開發(fā)環(huán)境等對軟件開發(fā)人員的兩種不同支持方式。例如一個采用面向?qū)ο蠓椒ㄍ瓿傻脑O(shè)計同樣也可以利用C語言實現(xiàn)，然而C語言對面向?qū)ο笤O(shè)計的支持是一種隱式的方式，面向?qū)ο笤O(shè)計的許多概念在C語言中無法直接地表達出來，顯然這種隱式支持遠遠比不上C+、Java、Ada、Eiffel、Smalltalk等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言提供的顯式支持。軟件開發(fā)人員獲得顯式支持的本質(zhì)可看作是將許多原來必須由程序員動手實現(xiàn)的任務交由更底層的編譯程序、開發(fā)工具或運行環(huán)境完成。例如在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的幫助下，應用程序員開發(fā)數(shù)據(jù)處理應用程序時減輕了許多數(shù)據(jù)定義、查詢、完整性、安全性等方面的負擔。程序設(shè)計技術(shù)或軟件開發(fā)技術(shù)的發(fā)展方向之一是不斷為軟件開發(fā)人員提供更完善、更有效的顯式支持。例如在C語言或Pascal語言中無法顯式地描述一個求平方根函數(shù)square_root()中可能引發(fā)的異常（譬如計算對象是一個負數(shù)），而C+語言或Java語言允許在函數(shù)原型中顯式地將函數(shù)體可能引發(fā)的異常表達出來，這種顯式表達使得編譯程序可幫助程序員檢查該函數(shù)體中是否真的可能引發(fā)這些異常，以及約束使用這些函數(shù)的程序必須處理哪些異常。此外，將異常作為函數(shù)原型的一部分也有助于使用函數(shù)的程序員更全面地理解這些函數(shù)的語法與語義。又如在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中一個實體除了屬性與行為外，還應包含該實體的屬性與行為應滿足的約束。譬如一個銀行帳戶ACCOUNT除了擁有帳戶標識、存款余額等屬性以及存款、取款、查詢余額等行為之外，還至少必須滿足一個約束，即在帳戶生存期的任一時刻存款余額不得小于0（如果是允許透支的信用卡帳戶，則應將約束修改為透支不得超過某一上限，而透支上限必須是帳戶的一個屬性）。在C+語言或Java語言中，程序員無法將這一約束顯式地表達出來，只能在對象初始化、存款、取款等行為的實現(xiàn)中隱式地表達，使用這些