中间件-0技术概述
中间件技术的简介
中间件技术的简介1.1两层结构与三层结构长期以来，我们一直使用着"客户端/服务器"的两层结构，这种两层的结构曾让无数人为之兴奋和惊叹，即客户端提供用户界面、处理业务逻辑，数据库服务器接受客户端SQL 语句并对数据库进行查询，更新等操作，然后操作结果返回给客户端，如图所示。
在一个比较简单的计算机应用系统中，采用两层体系结构的确给人们带来了相当的灵活性。
但随着计算机应用水平的飞速发展、企业信息化水平的不断深入、企业客户的不断增加，以及新业务的不断出现，越来越多的用户对计算机应用系统提出了更高的要求：1．要能够同时支持成千上万乃至更多用户的并发服务请求2．由单一的局域网向跨多个网络协议的广域网扩展3．不仅要支持一般的信息管理，而且还要支持关键业务的联机交易处理4．从支持单一的系统平台和数据源转向支持异构的多系统平台和多数据源面对用户的新需求，二层结构的应用模式由于采用客户机与服务器直接联接的方式形成了其固有的一些缺陷：1．难以维护client/server结构用户界面、业务逻辑和数据逻辑相互交错，通常在第一次部署的时候比较容易，但难于升级或改进，而且经常基于某种专有的协议（通常是某种数据库协议）。
它使得重用业务逻辑和界面逻辑变得非常困难。
2．难以扩展随着系统的升级，系统复杂程度大大增加，难以扩展，另外它是一个封闭的系统，很难与其他的应用系统实现互操作。
3．安全性差客户端程序可以直接访问数据库，可通过编程语言或数据库提供的工具直接对数据库进行操作，不安全4. 性能不好客户端直接与数据库建立连接，当有大量的并发用户存在时，会使数据库不堪重负，性能迅速下降，甚至当机。
三层结构为解决传统二层模式与应用需求日益突出的矛盾，以交易中间件为基础框架的三层应用模式应运而生，三层结构以中间层管理大量的客户端并为其联接、集成多种异构的服务器平台，通过有效的组织和管理，在极为宽广的范围内将客户机与服务器进行高效组合。
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。
中间件技术概述
中间件定义及分类中间件（Middleware）是处于操作系统和应用程序之间的软件，也有人认为它应该属于操作系统中的一部分。
人们在使用中间件时，往往是一组中间件集成在一起，构成一个平台(包括开发平台和运行平台)，但在这组中间件中必需要有一个通信中间件，即中间件=平台＋通信，这个定义也限定了只有用于分布式系统中才能称为中间件，同时还可以把它与支撑软件和实用软件区分开来。
按照IDC的分类方法，中间件可分为六类。
1.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；2.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；在分布式系统中，重要的数据都集中存放在数据服务器中，它们可以是关系型的、复合文档型、具有各种存放格式的多媒体型，或者是经过加密或压缩存放的，这类中间件将为在网络上虚拟缓冲存取、格式转换、解压等带来方便。
3.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；4.消息中间件：用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性，实现在不同平台之间通信，实现分布式系统中可靠的、高效的、实时的跨平台数据传输，实现应用程序之间的协同。
这是中间件中唯一不可缺少的，是销售额最大的中间件产品，主要产品有国内东方通科技公司的TongLINK、BEA公司的BEA eLink 、IBM公司的MQSeries等,目前在Windows 2000操作系统中已包含了其部分功能。
5.交易中间件：是在分布、异构环境下提供保证交易完整性和数据完整性的一种环境平台。
在分布式事务处理系统中要处理大量事务，常常在系统中要同时做上万笔事务。
在联机事务处理系统(OLTP)中，每笔事务常常要多台服务器上的程序顺序地协调完成，一旦中间发生某种故障时，不但要完成恢复工作，而且要自动切换系统，达到系统永不停机，实现高可靠性运行；同时要使大量事务在多台应用服务器能实时并发运行，并进行负载平衡地调度，实现昂贵的可靠性机和大型计算机系统同等的功能，为了实现这个目标，要求系统具有监视和调度整个系统的功能。
第1章中间件技术介绍
第1章中间件技术介绍中间件技术是现代计算机系统中常用的一种关键技术，用于支持各种应用程序之间的通信和交互。
中间件技术使得不同平台、不同语言、不同协议的应用程序能够无缝地进行数据传输和信息交换，提高了应用程序之间的互操作性和集成性。
中间件技术是在应用程序和操作系统之间的一个软件层，它位于底层操作系统和应用程序之间，用于屏蔽不同操作系统之间的差异和应用程序之间的复杂性。
中间件技术可以提供一系列的服务和功能，如消息传输、数据存储、分布式计算、事务管理等，以满足不同应用程序的需求。
中间件技术通常分为两类：基于消息传输的中间件和基于组件模型的中间件。
基于消息传输的中间件是一种通过消息传递来实现应用程序之间通信的技术。
它的基本原理是应用程序通过发送和接收消息进行交互，中间件负责将消息从发送方传递给接收方。
基于消息传输的中间件通常使用消息队列和发布/订阅模式来实现。
消息队列是一种存储消息的容器，发送方将消息发送到队列中，接收方从队列中获取消息并进行处理。
发布/订阅模式是一种将消息发布到主题或者订阅主题的订阅者进行接收的方式。
基于消息传输的中间件可以实现应用程序之间的解耦，提高系统的可伸缩性和可靠性。
基于组件模型的中间件是一种基于组件模型来实现应用程序之间通信的技术。
组件模型是一种将应用程序划分为独立的组件，并通过接口来定义组件之间的交互方式的模型。
基于组件模型的中间件通过提供组件容器、接口定义和消息传递等功能来实现应用程序之间的协作。
组件容器是一种运行时环境，用于加载和执行组件。
接口定义是一种描述组件提供的服务和属性的方式，用于组件之间的通信。
消息传递是一种通过消息来实现组件之间交互的方式。
基于组件模型的中间件可以实现组件的重用和组件之间的松耦合，提高系统的可维护性和可扩展性。
中间件技术在很多领域都有广泛的应用。
在企业应用开发中，中间件技术可以用于实现企业服务总线、分布式事务处理等功能。
在云计算和大数据领域，中间件技术可以用于实现分布式存储、分布式计算等功能。
中间件的技术及其应用
一、概述1、中间件的概念随着计算机技术的飞速发展，各种各样的应用软件需要在各种平台之间进行移植，或者一个平台需要支持多种应用软件和管理多种应用系统，软、硬件平台和应用系统之间需要可靠和高效的数据传递或转换，使系统的协同性得以保证。
这些，都需要一种构筑于软、硬件平台之上，同时对更上层的应用软件提供支持的软件系统，而中间件正是在这个环境下应孕而生。
由于中间件技术正处于发展过程之中，因此目前尚不能对它进行精确的定义。
比较流行的定义是：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。
中间件位于客户机/ 服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通讯。
从中间件的定义可以看出，中间件是一类软件，而非一种软件；中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作；中间件是基于分布式处理的软件，定义中特别强调了其网络通讯功能。
2、中间件特点及优势通常意义下，中间件应具有以下的一些特点：满足大量应用的需要；运行于多种硬件和OS平台；支持分布式计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互功能；支持标准的协议；支持标准的接口。
程序员通过调用中间件提供的大量API，实现异构环境的通讯，从而屏蔽异构系统中复杂的操作系统和网络协议。
中间件提供客户机与服务器之间的连接服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。
针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。
由于标准接口对于可移植性和标准协议对于互操作性的重要性，中间件已成为许多标准化工作的主要部分。
对于应用软件开发，中间件远比操作系统和网络服务更为重要，中间件提供的程序接口定义了一个相对稳定的高层应用环境，不管底层的计算机硬件和系统软件怎样更新换代，只要将中间件升级更新，并保持中间件对外的接口定义不变，应用软件几乎不需任何修改，从而保护了企业在应用软件开发和维护中的重大投资。
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。
中间件技术原理与应用
中间件技术原理与应用中间件是指位于客户端和服务器之间的一层软件，通过提供统一的接口和功能，实现不同系统之间的通信和互操作。
中间件技术在现代计算机系统中起到了至关重要的作用，它不仅提供了高效的数据传输和处理能力，还能够实现系统之间的解耦和灵活性。
中间件技术的原理可以简单概括为请求-响应模型。
当客户端发送请求时，中间件会接收并处理这些请求，然后将结果返回给客户端。
中间件可以根据具体的业务需求，对请求进行路由、转发、过滤和加工等操作，以保证数据的安全性和完整性。
同时，中间件还可以实现负载均衡和故障恢复等功能，提高系统的可用性和性能。
中间件技术在各种应用场景中都有广泛的应用。
在分布式系统中，中间件可以将不同节点之间的通信进行抽象和封装，简化系统架构和开发流程。
在消息队列系统中，中间件可以实现异步通信和解耦，提高系统的吞吐量和可扩展性。
在微服务架构中，中间件可以实现服务的注册与发现、服务的调用和容错处理等功能，提高系统的灵活性和可靠性。
以消息队列为例，中间件可以将消息发送方和接收方解耦，实现异步通信和削峰填谷。
消息发送方将消息发送到消息队列中，然后由消息接收方从消息队列中获取消息并进行处理。
这种方式可以降低系统的耦合度，提高系统的可靠性和性能。
同时，中间件还可以实现消息的持久化和重试机制，确保消息的可靠传输。
中间件技术还可以应用于分布式缓存系统中。
分布式缓存系统可以将数据缓存在中间件中，以提高数据的读取速度和系统的性能。
中间件可以实现数据的分片和复制，保证数据的可靠性和一致性。
同时，中间件还可以实现缓存的过期和更新策略，保证缓存数据的有效性和一致性。
中间件技术还可以应用于分布式事务处理中。
分布式事务处理是指在分布式环境下保证多个操作的一致性和原子性。
中间件可以实现分布式事务的协调和管理，确保事务的正确执行和回滚。
中间件可以通过两阶段提交协议和补偿事务等机制，实现分布式事务的一致性和可靠性。
中间件技术在现代计算机系统中具有重要的意义和作用。
中间件技术原理与应用
中间件技术原理与应用中间件技术是指介于操作系统和应用软件之间的一种软件，它能够提供一系列的服务和功能，帮助应用软件更好地运行和管理。
中间件技术在计算机领域中有着广泛的应用，比如在分布式系统、数据库系统、消息队列系统等方面都扮演着重要的角色。
本文将从中间件技术的原理和应用两个方面来进行阐述。
中间件技术的原理主要包括以下几个方面，首先，中间件技术可以提供统一的接口和协议，使得不同的应用软件能够在不同的操作系统上运行，从而实现了跨平台的能力。
其次，中间件技术可以提供分布式系统的支持，帮助应用软件实现分布式计算和通信，提高了系统的可靠性和性能。
此外，中间件技术还可以提供事务管理和消息队列等功能，帮助应用软件实现数据的一致性和可靠性。
总的来说，中间件技术的原理是通过提供一系列的服务和功能，帮助应用软件更好地运行和管理。
中间件技术的应用主要体现在以下几个方面，首先，中间件技术在分布式系统中有着广泛的应用，比如分布式数据库系统、分布式文件系统等，它可以帮助应用软件实现跨网络的数据访问和共享。
其次，中间件技术在消息队列系统中也有着重要的应用，比如企业级的消息中间件系统，它可以帮助应用软件实现异步通信和解耦，提高了系统的可维护性和扩展性。
此外，中间件技术还在大型系统的集成和管理中有着重要的应用，比如企业应用集成（EAI）系统、企业服务总线（ESB）系统等，它可以帮助不同的应用软件实现集成和协同工作。
总的来说，中间件技术的应用涵盖了分布式系统、消息队列系统、集成系统等多个方面，它在现代计算机系统中有着广泛的应用。
综上所述，中间件技术是一种介于操作系统和应用软件之间的软件，它通过提供一系列的服务和功能，帮助应用软件更好地运行和管理。
中间件技术的原理主要包括统一的接口和协议、分布式系统的支持、事务管理和消息队列等功能。
中间件技术的应用主要体现在分布式系统、消息队列系统、集成系统等多个方面。
可以说，中间件技术在现代计算机系统中有着重要的地位和作用，它为计算机系统的发展和应用提供了强大的支持和保障。
中间件技术与开发指南
中间件技术与开发指南近年来，随着互联网技术的飞速发展和应用场景的不断拓展，中间件技术越来越受到人们的关注和重视。
在构建大型复杂系统和平台时，中间件技术是不可或缺的一部分。
本文将从中间件技术的概念、特点、应用场景和开发指南等方面对中间件技术进行探讨。
一、中间件技术的概念与特点中间件技术，顾名思义，是处于软件系统之间的一种“软件”，主要用于连接、协调、转换、优化等功能。
它作为软件系统的一种基础设施，提供服务、管理资源和协调各系统之间的交互，对于保证系统的可靠性、可扩展性和灵活性具有重要作用。
中间件技术有多种类型，常见的有消息中间件、分布式缓存中间件、分布式事务中间件、分布式计算中间件、RPC中间件等。
不同类型的中间件技术在不同应用场景中发挥着各自的优势。
但所有中间件技术都具有如下特点：1. 抽象性：中间件技术屏蔽了底层的实现细节，对系统开发者提供了更高层次的抽象。
2. 可移植性：中间件技术通过标准化的接口和协议，提供了跨平台、跨语言的通信方式，从而保证了系统的可移植性。
3. 可靠性：中间件技术通常采用分布式架构，具有高可用、灾备和容错机制，保证了系统的可靠性。
4. 高性能：中间件技术采用了高效的通信和计算机制，具有较佳的性能表现，可以满足对高性能的需求。
二、中间件技术的应用场景中间件技术的应用场景非常广泛，涉及到各种复杂系统和平台的构建。
下面以几个典型的应用场景为例：1. 微服务架构微服务架构是一种较新的软件架构模式，其核心思想是将一个大型的系统拆分成多个小型的服务，每个服务独立运行、独立扩展，并通过中间件技术实现服务之间的通信和协作。
2. 高并发应用在高并发应用场景下，中间件技术可以通过分布式缓存、负载均衡、消息队列等方式实现系统的高性能、高可用和高可扩展性。
例如，分布式缓存中间件如Redis、Memcached等，可以提供高速的数据访问服务，大大缓解了数据库的压力。
3. 分布式系统传统的集中式系统难以满足大规模的系统需求，而分布式系统则是一种可以灵活扩展的系统结构。
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▪ 对象接口是对象结构与行为的外部可见的规格说明，用IDL描述 ▪ 对象实现提供对象内部的具体数据表示与可执行代码，同一接口
的实现可采用不同语言编写
▪ 所有接口均未规定组件的具体实现，为开发的实现活动留下自由
corba静态工作方式
客户
IDL stubs 客户方代理 ORB内核
Web Service特点
▪ Web 服务是用标准的、规范的 XML 概念描述一些操作的接
口（利用标准化的 XML 消息传递机制可以通过网络访问这 些操作）
▪ 该接口隐藏了实现服务的细节，允许独立于实现服务所基于
的硬件或软件平台和编写服务所用的编程语言使用服务。
▪ Web 服务履行一项特定的任务或一组任务。 ▪ Web 服务可以单独或同其它 Web 服务一起用于实现复杂的
6. Stub talks to skeleton
7. Skeleton invokes remote object
method
“Fred”
Registry Virtual Machine
CORBA
客户
服务器
界面 仓库
动态 调用
IDL 存根
ORB 界面
静态 IDL 框架
ORB 核 心（GIOP/IIOP）
1.1
中间件的特性
▪ 易用性 ▪ 位置透明性：应用不必知道对方网络和应用的地址；不经重
新编译，就可把一个应用从一台机器上转移到另一台机器
▪ 消息传输的完整性：消息不应丢失或重复 ▪ 消息格式的完整性：消息格式不应被破坏 ▪ 语言透明性：使用中间件的程序应能与另一个用不同语言编
写的程序通信；如果用不同语言重写一个程序，其他程序应 不受影响
Remote Object
1
Stub
Skeleton
Server
2
“Fred” Registry Virtual Machine
RMI 流程(2)
Client Virtual Machine Client
3. Client requSersvtseroVbijretucatlfrMomachRineegistry 4(a. nRdesgtiusbtrygeretstucrnresarteemd)oROteebmjreeocfttee rence
过程A代码 A(…) . . . 调用B . . . 退出
过程B代码 B(…) . . . . . . . 退出
机器2
机器3
rmi
▪ 在分布式程序中，远程对象的方法能被运行在不同
主机上的其他java虚拟机的方法调用
▪ 类似于rpc
基本概念
▪ 远程对象：方法能被不同宿主机上的Java虚拟机调用的对象。 ▪ 远程接口：一个声明远程对象的方法的接口。
Server Virtual Machine
Remote Object
Skeleton
Server
“Fred” Registry Virtual Machine
RMI 流程(1)
Client Virtual Machine
Server Virtual Machine
1. Server Creates Remote Object 2. SeCrvlienr tRegisters Remote Object
Rpc的调用
▪ 从一个程序片调用另一个程序片的过程称为远程过
程调用，即RPC。
▪ RPC是一个Client/Server模型，调用程序片（本地
程序）称为rpc client，被调用程序片（远程程序） 称为rpc server。
主程序
main(…) . . .
调用A . . .
退机出器1
RPC调用模型
程序设计方法的发展
▪ 结构化程序设计 —— 以数据为中心
综
▪ 面向对象程序设计 —— 以对象为中心
合
使
▪ 组件程序设计 —— 以组件为中心
用
软件需求的变化
▪ 计算 ▪ 实用 ▪ 管理(MIS) ▪ 分布式系统
软件环境的变化
单任务 文字界面
单线程
多任务
图形界面
多线程
平台相关 单机(本地) 单一语言
对象实现
Static IDL skeleton 服务方代理
对象适配器OA
ORB内核
▪ 定位 ▪ 消息 ▪ 安全 ▪ 事件 ▪ 事务 ▪ 数据
基础服务
Web Service的概念
▪ 提供一个与操作系统无关、与程序设计语言无关、与机器类
型无关、与运行环境无关的平台，实现网络上应用的共享
▪ A Service is a piece of software that is not tightly coupled with
处理的软件系统,是在由通信网络互联的多处理机体系结构上 执行任务的系统。它包括分布式操作系统、分布式程序设计 语言及其编译(解释)系统、分布式文件系统和分布式数据库 系统等
▪ 分布式计算是一门计算机科学，它研究如何把一个需要非常
巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把 这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果 综合起来得到最终的结果
跨平台 网络(分布式) 多种语言
发展路线
面向过程语言c
面向对象语言 java
rpc 分布式技术
Web service
中间件技术
rmi
组件
分布式技术
▪ 分布式就是把整个网络作为一台大型计算机，在不同的地方
做不同的工作
▪ 分布式软件系统(Distributed Software Systems)是支持分布式
Stub
3
4
Skeleton
Server
“Fred” Registry Virtual Machine
RMI 流程(3)
Client Virtual Machine
Server Virtual Machine
Client
5
Remote Object
7
6
Stub
Skeleton
Server
5. Client invokes stub method
▪ 远程服务器：创建远程对象的实例 ▪ 客户端：使用远程对象
Stub（存根/桩）
存在于客户端
远程对象的本地映象：调用远程对象时，实际调用的是桩对 象上的方法
负责
初始化并与远程对象所在的远程VM连接 将参数打包，传递到远程VM 等待方法调用的结果 解包返回值和异常 将值返回给调用者
框架
动态 框架 调用
对象 适配
器
对象实 现仓库
所有 ORB 实现都一致的界面 可能有多个对象适配器 依赖 ORB 核心的界面 每个对象对应的存根或框架
向上调用界面 向下调用界面
▪ 客户程序与对象实现之间的界面(interface)是对象的接口定义，
对象接口是服务双方共同订立的合约
▪ 对象实现可以采用多种方式实现：独立服务程序，一个程序
a2 10
b2 2 x
y z 30
10 a1 2 b1 30 c
Java中的调用
public class PassParameter{ static void showMe(int pi, Object po){ System.out.println("pi = " + pi + " ; po = " + po); // Step 2 （示意图：3-2-2） pi++; po = new Object(); System.out.println("pi = " + pi + " ; po = " + po); // Step 3 （示意图：3-2-3） } public static void main(String[] args){ int i = 1; Object o = new Object(); System.out.println("i = " + i + " ; o = " + o); // Step 1 （示意图：3-1-1） showMe(i, o); System.out.println("i = " + i + " ; o = " + o); // Step 4 （示意图：3-2-3） }
中间件中要解决的问题
▪ 互操作问题（通信） ▪ 提供一个基本的环境（基础服务）
▪ Stub,skeleton ▪ 注册
互操作问题
C语言中函数函数调用
f(int a2,int b2) {
int x,y,z; … return (z) } main() { int a1,b1,c; c=f(a1,b1); }
▪ 分布式计算是近年提出的一种新的计算方式。所谓分布式计
算就是在两个或多个软件互相共享信息，这些软件既可以在 同一台计算机上运行，也可以在通过网络连接起来的多台计 算机上运行。分布式计算比起其它算法具有以下几个优点： 1、稀有资源可以共享， 2、通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载， 3、可以把程序放在最适合运行它的计算机上， 其中，共享稀有资源和平衡负载是计算机分布式计算的核心 思想之一。
聚集或商业交易
部署在Web上的对象
▪ 对象界面描述: WSDL ▪ 对象访问: SOAP ▪ 对象界面发现: UDDI ▪ 对象实现: EJB, COM+,
CORBA以及任何可用于对象实 现的技术
UDDI WSDL SOAP
▪异构 计算机硬件、操作系统、网络协议、数据库系统