中间件技术发展
软件中间件技术现状及发展
软件中间件技术现状及发展梅宏北京大学信息科学技术学院软件研究所，北京 100871{E-mail:meih@}1 前言“中间件”这一术语最早出现在1980年代后期，主要用于描述网络连接管理软件。
在1990年代中期，随着网络技术快速发展，中间件的概念日益普及。
中间件在学术界和产业界均得到长期、广泛的研究与实践，尽管目前尚没有统一的中间件定义，但对于中间件的意义与内涵已有基本共识。
如，IEEE的分布系统专家组认为“中间件通过提供简单、一致、集成的分布编程环境，简化分布应用的设计、编程和管理。
本质上，中间件是一个分布软件层（或平台），抽象了底层分布环境（网络、主机、操作系统、编程语言）的复杂性和异构性”[19]；美国国家自然基金委员会认为“中间件是建立在网络传输服务之上、辅助开发新应用与网络服务、适用于多个应用的一种软件”[30]；对象管理组织OMG认为“中间件就是解决网络环境下互操作问题的软件，它同时还提供事务、目录、事件等其它基本服务”[44]；CMU软件工程研究所认为“中间件是一组支持软件连接的服务的集合，允许在一个或多个主机上运行的多个过程通过网络进行交互。
中间件是将大型机应用移植到客户/服务器应用、以及跨异构平台通信的基础机制，最初用于解决客户/服务器体系的互操作问题（20世纪90年代）”[7]。
不难看出，这些定义从不同角度、采用不同字眼所描述的中间件具有相同的目标——解决分布应用开发中诸如互操作等共性问题，以及相同的内涵——提供这些共性问题的具有普适性的支撑机制。
一般说来，中间件有两层含义。
从狭义的角度，中间件意指Middleware，它是表示网络环境下处于操作系统等系统软件和应用软件之间的一种起连接作用的分布式软件，通过API的形式提供一组软件服务，可使得网络环境下的若干进程、程序或应用可以方便的交流信息和有效的进行交互与协同。
简言之，中间件主要解决异构网络环境下分布式应用软件的通信、互操作和协同问题，它可屏蔽并发控制、事务管理和网络通信等各种实现细节，提高应用系统的易移植性、适应性和可靠性。
中间件技术概述
中间件技术概述李瑞轩华中科技大学计算机学院Overview of Middleware Technology 2006-3-7 2内容概要1. 分布式计算技术发展背景2. 中间件技术基础3. 中间件定义及特点4. 中间件的分类5. 中间件的发展趋势2006-3-7 31. 分布式计算技术发展背景M assivelyparallelprocessorM ultimediaO bject orientedO pen systemN etworks高速、低价和宽频带的数字通讯成熟的网络技术和面向对象技术发展迅速的先进微处理器采用微内核和多线程等技术的现代操作系统几乎完全无序的超大规模的异构网络互连环境M2O2N时代的来临2006-3-7 4分布对象技术应运而生新形式的软件危机升级的绞索开发的噩梦新一代的分布式计算技术分布对象技术=面向对象技术+网络通讯技术面向对象的多层客户/服务器软件开发的革命：产业化、标准化、集约化2006-3-7 5螺旋上升的发展道路分布对象技术传送对象传送请求——取得结果数据典型客户/服务器传送数据PC ——LAN的网络计算框架传送程序主机——终端的集中计算框架2006-3-7 6下一代分布式计算技术与Internet技术结合WWW从Hypertext Web、InteractiveWeb 到Semantic Web丰富的对象资源更有效的对象访问技术智能、主动的Agent技术向智能化、小型化和标准融合的方向发展2006-3-7 7实现分布式计算的技术路线80年代——理想的技术路线：试图在互连的计算机硬件上部署全新的分布式操作系统，全面管理系统中各自独立的计算机，呈现给用户单一的系统视图。
90年代——现实的技术路线：在网络计算平台上部署分布计算环境（也称为中间件），提供开发工具和公共服务，支持分布式应用，实现资源共享和协同工作。
当前人们所说的分布计算技术是指在网络计算平台上开发、部署、管理和维护以资源共享和协同工作为主要应用目标的分布式应用系统。
软件开发中的中间件技术研究
软件开发中的中间件技术研究现代软件开发中的中间件技术已经成为了不可或缺的一部分。
这是不仅因为软件系统越来越复杂，而且因为这种技术带来了更可靠、更高效的解决方案。
本文将从介绍中间件技术的基本概念出发，探讨它的核心特性和各种应用场景，并对其未来的发展进行一些展望。
一、中间件技术的基本概念中间件技术是软件系统中的一种特定软件，它的作用是在应用层与操作系统之间提供服务，并且它们还可以用于数据传输、数据存储和处理。
中间件技术的本质就是抽象出一层中间层，用于连接各种类型、各种操作系统的软件系统，使它们可以互相协同工作。
这样的中间件技术可以处理在物理层面无法解决的问题，如异构系统之间的数据交换和协作。
二、中间件技术的核心特性1. 可重用性中间件技术的可重用性非常高，因为它们可以被多个应用程序同时使用。
这意味着开发者可以将它们与其他应用程序整合在一起，并建立自己的软件系统。
2. 互操作性中间件技术在解决异构系统之间的数据交换和协作时发挥着重要作用。
它们可以帮助解决不同操作系统、不同平台之间的数据交互问题，并且还可以管理不同类型、不同供应商的中间件产品。
3. 可靠性和安全性中间件技术在保障软件系统的可靠性和安全性方面具有独特的优势。
它们在应用程序与操作系统之间构建了一道防线，能够防止恶意软件和攻击程序对系统进行破坏和攻击。
三、中间件技术的应用场景中间件技术具有广泛的应用场景，包括：1. 企业应用企业应用通常采用分布式和异构技术，这就使得它们需要中间件技术来实现各个应用程序之间的集成。
中间件技术可以帮助企业实现多种企业级应用程序的协作和整合。
2. 数据库管理中间件技术还可以用于数据库管理。
它们可以实现数据的集中管理、数据存储和数据访问的安全管理。
3. IoT应用IoT应用通常需要将物联网设备连接到互联网上，实现设备之间的数据交换和互联。
这就需要中间件技术来实现设备之间的通信和协作。
四、中间件技术的未来中间件技术在未来还将继续发挥重要作用，尤其是在以下领域：1. 微服务微服务是构建应用程序的一种新兴方式，它将应用程序分解为多个小型服务，每个服务都运行在独立的进程中。
软件中间件技术现状与展望
传 统 的 中 间件 泛 指一 类 软件 系 统 ， 位 于操 作 是
系统 等系统 软件 与应用 软件 之间 ， 蔽操 作系 统 、 屏 网 络等异 构性 ， 支撑 其相互 之 间连接 的软件 ｌ 。 １
的发 展趋势 ， 以期 抛砖 引玉 ， 读者 共 同推动相 关研 与
究 的进步 。
‘５ ・
《 技 术 新 工 艺 》・ 件 技 术 应 用 专 题 ・行 业 综 述 ２ ０ 新 软 ０ ７年 第 ７期
维普资讯
蔽机 器 、 网络连接 、 操作 系统和 程序设 计语 言等多 方 面 的异构 ， 为分 布式 应 用 提供 一 个统 一 的平 台 。这 种平 台将 应 用 业 务 逻辑 与基 础 软 件 支 撑 设 施 相 分 离， 实现对 异构 系统资 源的透 明一致 的访 问 ， 简化 并 改 善分布 式应用 的开发 、 运行 维护和 管理 。
１ 中 间件 技 术 的起 源
１ １ 基 本 概 念 ．
醛 孽模 帆式
图 １ 中 间件 在 分 布 式 系 统 中 的位 置
中间件 的 思想 最 早 出现 于 ２ ０世 纪 ７ ０年 代 后 期； 于 ２ 并 ０世 纪 ８ ０年 代 中期 正式 提 出 了“ 中间 件
（ ｄ ｌ ｒ） 的概 念 ， 时 主要 是 用 来 描 述 管 理 Ｍｉｄｅ ｅ ” ｗａ 当 网络连 接 的软件 ；０世 纪 ９ ２ ０年 代 ， 网络 技 术 的普 及
我 国从 ２ ０世纪 ９ ０年代 中期 开始 了 巾问件技术 的研 发 ， 研发 的成 果 在 国 家信 息 化进 程 巾正 在发 其 挥越 来越 重要 的作 用 ， 巾间 件为 软 件 产业 的发 展提
供 了 良好 的 机 遇 。 目前 尚 没 有 统 一 的 中 问 件 定 义 ， 对 于 中 问 件 但
国产中间件
国产中间件国产中间件指的是由中国企业开发和生产的中间件软件。
中间件是位于操作系统和应用程序之间的软件层，它提供了在不同应用程序和系统之间进行通信和交互的功能。
国产中间件的发展对于中国的信息技术产业和国家安全具有重要意义。
国产中间件的发展可以追溯到上世纪80年代，当时中国的信息技术产业相对薄弱，大部分企业只能依赖进口的中间件产品。
然而，随着中国信息技术产业的发展和对国产化产品的需求不断增加，一些中国企业开始加大对中间件的研发和生产。
他们致力于开发具有自主知识产权的中间件产品，以替代进口产品，提供更好的技术支持和服务。
在中国国产中间件的发展过程中，一些企业取得了重大突破和成就。
他们积极引进国外先进技术，同时加强自主研发和创新能力，逐渐形成了一批具有竞争力的国产中间件品牌。
这些品牌包括但不限于华为、中兴、用友等公司，他们在中间件领域取得了一系列的创新成果。
国产中间件的发展有助于推动中国信息技术产业的创新和升级，提升中国企业在国际市场的竞争力。
同时，国产中间件也有助于保护国家的信息安全。
使用国产中间件可以减少对外部中间件产品的依赖，降低信息系统被外部潜在风险侵害的可能性。
尽管国产中间件已经取得了一定的成就，但仍面临着一些挑战和问题。
首先，国产中间件的技术水平和产品质量与国外先进产品仍存在一定差距，需要进一步的研发和改进。
其次，国内中小型企业在中间件领域的研发能力相对较弱，需要加强合作与创新。
此外，国产中间件在国际市场的推广和应用也面临一定的障碍和竞争。
为了促进国产中间件的发展，政府和企业可以采取一系列的政策和举措。
政府可以出台支持国产中间件发展的政策，加大对中间件技术研发和创新的资金投入。
同时，企业可以加强与高校和科研机构的合作，共同开展中间件技术的研究和开发。
此外，加强国际间的交流与合作，提升国产中间件在国际市场上的竞争力也十分重要。
总之，国产中间件的发展对于推动中国信息技术产业的创新和升级具有重要意义。
从中间件技术看网格技术的发展
ServiceGrid – ServiceWeb = ?
Resource identification Metadata -〉OGSI Lifetime management, for
resources metadata information
-〉WSRF
Stateful interactions Monitoring Management …
…
CORBA – WS
QoS支持
异步,实时,容错,安全(访问权限 控制)
基础(共性)服务
事务,事件,名字,通告,日志,生 命周期,特性,…
CORBA ? WS ?WSRF?
CORBA
解决问题的深入性带来使用的复杂性
WS如何发展
仅与厂家推动相关 …
WS/OGSI/WSRF
正重复着CORBA技术发展的道路
CORBA和WS技术目标
CORBA
实现异构环境下的分布系统集成与互操作,
WebService
一种新型的应用间(Application 2 Application)的通讯平台和系统集成平台
CORBA和WS技术成分对比
CORBA 服务接口描述 类型系统 传输协议 IDL IDL WebService WSDL XML Schema URL UDDI 无 传值 无
消息表示格式的区别 GIOP/IIOP SOAP
IOR及CORBA-URL Interface Repository POA 传值/传引用 at-most-once
分布标识 服务发布 服务元信息库 服务方对象模型 参数传递 请求语义保证
Naming,Trading UDDI 与宿主环境耦合程度的区别
企业Grid联盟的观点 (Fujitsu-Siemens, HP, Intel, Oracle, Sun, etc)
《中间件技术》课件
中间件技术分类
消息传递中间件
消息传递中间件支持进程间通信和分布式系 统通信。
缓存中间件
缓存中间件提高了对数据、应用程序和网站 的访问速度。
企业服务总线
企业服务总线使企业资源可用、可访问和可 重用。
事务中间件
事务中间件提供了协调、管理和控制分布式 应用程序事务的机制。
中间件技术特点
1
可靠性
中间件技术必须保证数据的可靠传输和处理。
优化
中间件技术通过负载均衡、缓存和路由等机制，优化了系统的性能和可扩展性。
中间件技术的发展趋势和挑战
云计算
云计算、Serverless等新技术正 在改变中间件的发展和应用方 式。
安全性
随着网络环境的复杂性和数据 安全风险的增加，中间件面临 严峻的安全挑战。
人工智能
中间件技术需要与人工智能、 大数据等技术深度融合，以应 对未来的需求。
中间件技术在大数据和云计算中的应用
1
Hadoop生态
中间件技术在Hadoop生态中，支持分布式存储和处理海量数据。
2
Spark平台
中间件技术在Spark平台中，支持实时计算和流式处理。
3
虚拟化技术
中间件技术通过虚拟化技术，支持在云环境中进行高效、灵活的资源管理。
总结和展望
1 总结
中间件技术是构建分布式应用系统的重要基础。
《中间件技术》PPT课件
探索中间件技术的本质和概念，以及如何在企业信息化建设中发挥关键作用。
什么是中间件技术？
定义
应用领域
中间件技术是一种软件系统， 将应用程序部署到网络环境中， 使它们在分布式网络上可靠地 共同工作。
中间件技术在智能城市、物联 网、金融、医疗等领域有广泛 的应用。
中间件技术
（3）企业信息系统层（数据层） （Enterprise Information System Tier），由数据库计算机、 主机或原有系统组成。 服务器组件（“程序”）在 完成服务的过程中通过资源管理 器（数据层）存取它管理的数据， 或者说请求资源管理器的数据服 务。
客 户 层
应 用 服 务 器 数 据 层
--------消息中间件：用来屏蔽掉 各种平台及协议之间的特性，进 行相互通信，实现应用程序之间 的协同；如J2EE中的JMS。
--------交易（事务）中间件：是 在分布、异构环境下提供保证交 易完整性和数据一致性的一种环 境平台；如Goddess。
--------对象中间件：在分布、异 构的网络计算环境中，可以将各 种分布对象有机地结合在一起， 完成系统的快速集成，实现对象 重用。 --------此外还有无线移动中间件 、J2EE应用服务器、安全中间件 等。
--------终端仿真/屏幕转换：用以 实现客户机图形用户接口与已有 的字符接口方式的服务器应用程 序之间的互操作；
--------数据访问中间件：是为了 建立数据应用资源互操作的模式， 对异构环境下的数据库实现联接 或文件系统实现联接的中间件；
--------远程过程调用中间件：通 过这种远程过程调用机制，程序 员编写客户方的应用，需要时可 以调用位于远端服务器上的过程； 如J2EE中的RMI。
Web浏览器 容器+组件
应用客户机 容器+组件
容器+组件
数据库访问代理和管理
一个应用服务器平台可以认 为是一个为用户应用组件提供服 务的容器。
具体应用的组件（“程序”） 驻留在容器中，充分利用容器提 供的各种服务。
J2EE技术提供了许多分布式 应用所需要的资源。
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是一个标准 体系完善、复杂 提出周期慢 没有得到广泛应用 V3.0标准借鉴了J2EE的很多概念 对象思想 组件思想
Corba 1.0 Corba 2.0-2.3 Corba 2.6 Corba 3.0
Oct.1991—Dec.1993 Aug.1996—Jun.1999 Dec.2001 Aug.2002
过程、对象、组件、服务-2
组件接口，可打包独立部署 组件访问 交易接口 服务接口，代表一个业务 服务组装 交易服务——技术接口 交易服务——服务质量（QoS）
交易对象
交易撮合的实现 ｛｝ 交易过程 { 交易撮合（Ａ，Ｂ） A.取款（） B.存款（） } 帐户对象 存款的实现 取款款的实现 ｛｝ ｛｝
May 23 1995 Jan 23 1996 1996 1997 Apr 2 1997 Jun 29 1999 Dec 1999
Java J2EE标准 JDK 1.0 Servlet、JavaBeans 通过应用，快速占领市场 不断发展，吸收大量开源的经验 JDK1.1 EJB 当前的竞争对手——MS .Net J2SE、J2EE、J2ME J2EE Platform Release
机器
主机 小型机
5
服务器+PC
移动设备
主机的年代
主机
所有处理都在主机上运行 界面处理 业务逻辑处理 数据处理
CICS系统
典型应用系统
保险——车险 民航——订票系统 老的银行存取款系统
6
文件共享
所有处理都在PC机上运行 界面处理 业务逻辑处理 数据处理 文件共享服务器 文件共享管理
典型应用系统
办公管理（OA）系统
分布式IT 系统的问题
通用问题 实现方法 应用对象
性能、可扩展性、可管理性、安全性 过程、对象、组件、服务相关的技术 企业，个人，互联网环境
21
11
编程语言的比较
执行效率高 可移植性好 直观/标准化
BASIC
源程序 解释执行
C/C++
源程序 编译 编译器
JAVA
源程序 解释执行
XML/BPEL
script 描述 解释执行 解释引擎
JDK
二进制代码 直接执行
12
多层客户-服务器架构
J2EE（Java 2 Enterprise Edition）
交易服务——业务描述
交易服务——服务水平（SLA）
组件实现
17
基于SOA的应用集成系统
SOA（Service Oriented Architecture）
集成 开发工具
适配器
应用系统 适配器
适配器
设计 开发 部署
TI
TI
资源中心
部署应用服务器（TongIntegrator） 传输管理 流程引擎 事务、可靠性、安全管理 监控管理
监控工具
18
未来发展点
互联网应用 SaaS、Web2.0 移动计算 普遍计算 支持各种设备
19
建设分布式IT系统遇到的问题
(5) 界面展示 (6) 集成
(4) 流程
(7) 安全
(2) 通讯 (1) 不同数据源
(3) 事务完整性
20
解决问题的关键中间件技术
数据访问技术 通讯技术 事务完整性的技术 工作流技术 界面技术 应用集成技术
8
3层的客户-服务器架构
Client - Server
TE
TE
TE TE
客户机 界面处理 请求服务 服务器 业务逻辑处理 数据处理 数据库服务器 数据存取管理
典型应用系统
城市级的储蓄通存通兑系统 部署交易中间价（TongEASY） 福彩系统 通讯管理 事务管理 服务程序管理 9 监控管理
对等的客户-服务器架构
Client - Server
TLQ
TLQ
客户机 界面/逻辑处理 发送数据 服务器 接收数据 业务逻辑处理
TLQ
典型应用系统
小额支付系统 部署消息中间价（TongLINK/Q） 通讯管理 消息可靠性管理 服务程序管理 10 监控管理
CORBA的故事
Common Object Request Broker Architecture（对象请求代理）
B
典型应用系统
电信计费系统
TE TE TW TW
TLQ
TLQ
典型应用系统
电力交换平台 北京市级协同交换平台
14
传统的应用集成系统
EAI（Enterprise Application Integration）
适配器 适配器
应用系统 适配器
TI
TLQ TLQ
TI
15
过程、对象、组件、服务-1
过程的实现方法 模块拆分 存款的实现 ｛｝ 取款的实现 ｛｝ 交易撮合的实现 ｛｝ 交易过程 { 交易撮合（Ａ，Ｂ） 取款（Ａ） 存款（Ｂ） } 对象是独立的个体 对象间交互 交易对象 交易撮合的实现 ｛｝ 交易过程 { 交易撮合（Ａ，Ｂ） A.取款（） B.存款（） } 帐户对象 存款的实现 16 取款款的实现 ｛｝ ｛｝
中间件技术发展
1
内容
主机/网络发展过程
编程语言/技术发展过程
技术架构发展过程
中间件发展过程
2
基本的应用系统构成
应用系统
标准 软件 数据库
标准 软件
中间件
界面处理
逻辑处理
操作系统（Windows、Unix、Linux）
机器（32、64位）
数据处理
网络
局域网：10M/100M/1000M 广域网：9600/64K/2M 移动
3
应用分类
个人应用 企业级应用 互联网应用 广泛应用
4
技术发展
分布式环境
N层架构 架构 主机-终端 方法 文件共享 三层架构 二层架构 面向组件 面向对象 面向过程 面向服务 SOA 应用集成
语言
汇编 COBOL Fortran
C VB PowerBuilder
C++ Java C#
Script 描述语言
7
2层的客户-服务器架构
Client - Server
所有处理都在PC机上运行 界面处理 业务逻辑处理 数据处理 数据库服务器 安装数据库系统 数据存取管理 存储过程（标准的逻辑处理）
典型应用系统
早期的证券系统 开发工具（PowerBuilder） 定义界面 对象操作模式 编写事件处理代码 集成数据库操作 事务管理 股票撮合 购买者扣款 卖出者入款
B
TW TW
客户端 浏览器 移动设备（PDA） 客户机（J2EE） 服务器 界面处理 业务逻辑处理 数据处理 数据库服务器 数据存取管理
部署应用服务器（TongWeb） 界面容器 业务容器 事务管理（JTA） 消息管理（JMS） 13 监控管理
典型应用系统
互联网应用 组件思想 可独立部署组件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
混合部署架构