中间件综述.
中间件概述
中间件概述什么是中间件？在一个具体的应用项目之中，到底能不能够不用中间件？这也是中间件厂商经常被问到问题之一。
之所以有此一问，说明了用户只是知道了中间件，听说其很重要，但并真正不知道什么是中间件？我们最早知道的中间件是一个称为Tuxedo的东西，实质上它是一个交易中间件。
1998年IDC 公司对于中间件有一个定义，并根据用途将其划分为6个类别。
如今所保留下来的只有消息中间件和交易中间件，其他的已经被逐步融合到其他产品中了，被包裹进去了，在市场上已经没有单独的产品形态出现了。
例如，当时有一个叫屏幕数据转换的中间件，其主要是针对IBM大机终端而设计产品，用于将IBM大机终端的字符界面转化为用户所喜欢的图形界面，类似的东西当时都称为中间件。
但随着IBM大机环境越来越少，但是盛行一时的此类中间件如今已经很少再被单独提及。
2000年前后，互联网盛行起来，随之产生了一个新的东西，就是应用服务器。
实际上，交易中间件也属于是应用服务器，为了区分，人们传统的交易中间件称为分布交易中间件，因它主要应用在分布式环境下，而将新的应用服务器，称为J2EE中间件，到目前为止，这都是市场上非常热门的产品。
EAI概念出来之后，市场上又推出了一些新的软件产品，，例如工作流、Portal等，但从分类上不知道怎么归类，向上不能够划归应用，往下又不能归入操作系统，于是就把它归入了中间件，如此中间件的概念更加扩大了。
目前，市场上对于中间件，各家的说法不一，客观上也导致了理解上的复杂性。
如今，市场上又推出了很多新的概念，例如三层结构、构件、Web服务，其中风头最劲的当属SOA（面向服务的架构）。
实际上，他们都不是一个产品，而是一种技术的实现方法，是开发一个软件的一种方法论。
我们知道，最早软件开发方法就是编程、写代码的，其缺点在于无法复用，为此提出了构件化的软件开发方法，通过把编程中一些常用功能进行封装，并规范统一接口，供其它程序调用，例如我们开发一个新软件，可能要用到构件1、构件2、构件3，那么，我们只要对其进行本地组装，就可以得到我们想要的应用软件。
中间件技术的综述
１ ） 远 程 过 程 调 用 远程 过程调用是一种广泛使用 的分布式应用程序处理方法 一个 应用程序使 用 Ｒ Ｐ Ｃ来 “ 远程” 执行一 个位于不 同地址 空间里 的过程 ． 并且从效果上看和执行本 地调用相 同 事 实上 ． 一个 Ｒ Ｐ Ｃ应用分 为两 个 部分 ： ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ 和ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｆ ｖ ｅ ｒ 提供 一个 或 多个 远程 过 程 ； ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ向 ｓ ｅ ｒ 、 『 ｅ ｒ 发出远程调用 ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ 和ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ 可以位于 同一 台计算机 ． 也 可以 位于不 同的计算机 ． 甚至运行在不同的操作 系统之上 它们通 过网络 进行通讯 相应 的 ｓ ｔ ｕ ｂ 和运行 支持提供数据转换和通讯服务 ． 从而屏 蔽不 同的操作系统和网络协议 在这里 Ｒ Ｐ Ｃ通讯是同步的 采用线程 可 以进行异步调用 在Ｒ Ｐ Ｃ模型 中 ． ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ 和ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ 只要具备 了相应 的 Ｒ Ｐ Ｃ接 口 ． 并 且具有 Ｒ Ｐ Ｃ运行支持 ． 就可以完成相应 的互操作 ． 而不 必限制 于特定 的ｓ ｅ ｎ ｒ ｅ ｒ 因此 ． Ｒ Ｐ Ｃ为 ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ／ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ 分布式计算提供了有力的支持。 同 时 ．远 程过程 调用 Ｒ Ｐ Ｃ所 提供 的是 基 于过程 的服 务访 问 ． ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ 与 ｓｅｒｖｅ ｒ 进行直接 连接 ． 没有 中间机 构来处理请 求 ． 因此也具有 一定 的 局限性 比如 ． Ｒ Ｐ Ｃ通常需要一些 网络 细节以定位 ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ ： 在 ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ 发 出请 求的同时 ． 要求 ｓ ｅ ｗ ｅ ｒ 必须是活动的等等 ２ ） 面 向 消 息 的 中 间件 Ｍ Ｏ Ｍ指 的是利用高效可靠 的消息传递机制进行平台无关 的数据 交流 ． 并基于数据通信来进行 分布式 系统 的集成 通过提供消息传递 和消息排 队模 型 ． 它可在分布环境下扩 展进程 间的通信 ． 并支持 多通 讯协议 、 语言 、 应 用程序 、 硬件和软件平 台。 目 前 流行 的 ＭＯ Ｍ 中间件
中间件技术综述
中间件技术综述摘要：介绍了中间件的产生与发展，详细阐述了中间件的定义、分类以及功能与作用。
指出了中间件的优缺点，并分析了中间件技术的现状，最后介绍了中间件的应用前景和发展趋势。
关键词：统一软件开发平台、中间件技术1 引言随着Internet网络应用技术的发展，基于客户机/服务器(Client/Server)模式的系统设计方法己被广泛地应用于各种类型软件系统的设计与开发中。
其编程方式改变了传统的应用程序设计和系统实现方式。
为此人们提出了一种介于客户端和服务器端的软件--中间件(Middleware)。
中间件是处于应用软件和系统软件之间的一类软件，是独立于硬件或数据库厂商(处于其产品的中间，实现其互连)的一类软件，是客户方与服务方之间的连接件，是需要进行二次开发的中间产品。
于是集软件复用、分布式对象计算、企业级应用开发等技术为一体的“基于中间件的软件开发”伴随产生，这种技术以软件架构为组装蓝图，以可复用软件构件为组装模块，支持组装式软件的复用，大大提高了软件生产效率和软件质量。
2 中间件技术2.1 中间件的分类由于中间件所包括的范围十分广泛，而目前对中间件还没有一个比较精确的定义。
因此，在不同的角度或不同的层次上，对中间件的分类也会有所不同。
基于不同中间件的目的和实现机制的不同，一般将中间件主要分为以下几类：远程过程调用中间件(remote procedure call middle-ware)；面向消息的中间件(message oriented middleware)；对象请求代理(object request broker)；事务处理监控(transaction processing monitor)；数据库中间件(database middleware)；专用中间件(proprietary middleware)。
其中，前3类中间件称为管道，它们可向上提供不同形式的通讯服务，包括同步、排队、订阅发布、广播等，在这些基本的通讯服务之上，可构筑各种平台，为应用程序提供不同领域内的服务，如事务处理监控器、分布数据访问等。
中间件技术的综述
1什么是中间件为解决分布异构问题,人们提出了中间件(middleware)的概念。
中间件是位于平台(硬件和操作系统)和应用之间的通用服务,如图1所示,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。
图1中间件也许很难给中间件一个严格的定义,但中间件应具有如下的一些特点:1)满足大量应用的需要2)运行于多种硬件和OS 平台3)支持分布计算,提供跨网络、硬件和OS 平台的透明性的应用或服务的交互4)支持标准的协议5)支持标准的接口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。
2主要中间件的分类中间件所包括的范围十分广泛,针对不同的应用需求涌现出多种各具特色的中间件产品。
但至今中间件还没有一个比较精确的定义,因此,在不同的角度或不同的层次上,对中间件的分类也会有所不同。
由于中间件需要屏蔽分布环境中异构的操作系统和网络协议,它必须能够提供分布环境下的通讯服务,我们将这种通讯服务称之为平台。
基于目的和实现机制的不同,我们将平台分为以下主要几类:1)远程过程调用(Remote Procedure Call)2)面向消息的中间件(Message-Oriented Middleware)3)对象请求代理(Object Request Brokers)它们可向上提供不同形式的通讯服务,包括同步、排队、订阅发布、广播等等,在这些基本的通讯平台之上,可构筑各种框架,为应用程序提供不同领域内的服务,如事务处理监控器、分布数据访问、对象事务管理器OTM 等。
中间件基础知识
中间件基础知识在计算机科学中，中间件（Middleware）是位于客户端和服务器之间的软件层。
它可以充当一个桥梁，将不同的应用程序或服务连接起来，以实现数据传输、通信和交互。
中间件提供了一种机制，使得不同系统之间可以进行无缝的集成和合作。
中间件的作用可以分为以下几个方面：1. 封装和复用：中间件可以将一些常见的功能封装起来，供其他应用程序或服务直接调用。
这样做可以提高开发效率，避免重复劳动。
例如，常见的身份验证、日志记录、缓存等功能都可以通过中间件来实现。
2. 解耦和分离：中间件可以将不同系统之间的耦合度降低，提供了一种解耦的机制。
通过中间件，应用程序可以只关注自身的业务逻辑，而不需要去关心与其他系统的通信细节。
这样可以提高系统的可维护性和可扩展性。
3. 安全性和可靠性：中间件可以提供一些安全和可靠的机制，保证数据的安全传输和可靠交互。
例如，HTTPS协议可以通过中间件来实现数据的加密传输，保护数据的机密性；消息队列中间件可以通过消息的异步传输来保证数据的可靠性。
4. 性能和扩展性：中间件可以提供一些性能和扩展的机制，以满足系统的需求。
例如，负载均衡中间件可以将请求分发到多个服务器上，以提高系统的并发能力和响应速度；缓存中间件可以提供数据的快速访问，减轻后端数据库的压力。
在实际应用中，中间件有多种不同的类型，如Web中间件、消息中间件、缓存中间件等。
每种类型的中间件都有其特定的功能和用途。
Web中间件是最常见的一种中间件。
它位于Web服务器和应用程序之间，负责处理HTTP请求和响应。
常见的Web中间件有Nginx、Apache等。
它们可以提供一些功能，如静态文件服务、反向代理、负载均衡等。
消息中间件是用于处理消息传递的中间件。
它可以将消息发送者和消息接收者解耦，实现异步通信。
常见的消息中间件有Kafka、RabbitMQ等。
它们可以提供高吞吐量和可靠的消息传输，适用于分布式系统和微服务架构。
缓存中间件是用于缓存数据的中间件。
中间件综述
中间件综述[摘要]：介绍中间件的起源、概念及主要研究内容；借鉴国内外经验，谈中间件的研发、测试和评估方法；最后，结合中间件在近年来遇到的问题展望其未来。
[关键词]：中间件；分布式系统；软件体系结构引言随着应用程序规模的扩大，网络的出现，计算机的应用范围更为广阔，许多应用程序需要在网络环境下的异构平台上运行。
在这种分布异构环境中，通常存在多种软、硬件平台。
对如何集成已有系统并能在新的程序开发中运用已有成果的思考与探索促进了中间件的产生。
国内在中间件领域的起步阶段正是整个世界范围内中间件的初创时期，我们并不比国外晚多少，甚至某些技术还处于世界先进水平。
1．中间件概念和分类1．1什么是中间件首先，中间件是一类软件；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，最突出的特点是其通信功能。
文献[1]给出了中间件的定义：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信。
图1、中间件示意图世界著名咨询机构The Standish Group归纳了中间件的十大优越性。
简要地说：缩短开发周期，节约开发成本，提高开发质量，降低开发失败率，压缩系统初期建设成本，保证已有投资，简化应用集成，减少维护成本，保证技术连续性以求发展与突破，增强产品活力；具体地说：首先，从厂商和用户的角度上，中间件的引入不仅使得开发简便、周期缩短，也减少了系统的运行、管理和维护的工作量，更减少了总体费用（一半左右），这样就实现了厂商和用户的双赢。
其次，从技术发展的角度上，中间件屏蔽了底层操作系统的复杂性，使开发人员面对一个简单而统一的开发环境，减少程序设计的复杂性，便于将注意力集中在自己的业务上，不必再为程序在不同系统软件上的移植而重复工作，从而大大减少了技术上的负担。
中间件作为一个软件层，其重要作用是要将应用软件集成起来像一个整体协调工作，保证我们可以实现粒度相对更大的软件复用。
简述中间件的工作原理及分类。
简述中间件的工作原理及分类。
中间件是一种软件模块或组件,通常被嵌入到主程序中,提供对
应用程序的扩展和增强。
中间件的工作原理可以概括为以下几点:
1. 提供额外功能:中间件可以内置一些主程序无法提供的功能,
如异步编程、事件处理、数据库连接等,以增强应用程序的功能。
2. 提高应用程序性能:中间件可以在不修改主程序的情况下,动
态地加载和卸载资源,提高应用程序的性能。
3. 处理异步请求:中间件可以监听来自客户端的请求,并且可以
异步地处理这些请求,使得应用程序可以更加灵活地响应用户的请求。
4. 提供的安全性:中间件需要遵循一定的安全规则,以确保应用
程序的安全性。
按照功能分类,中间件可以分为以下几个方面:
1. 系统工具中间件:如命令行工具、日志工具、性能分析工具等,提供一些基本的系统功能。
2. 数据库中间件:如JDBC驱动程序、ORM框架、集成开发环境
等,提供数据库连接和操作功能。
3. 网络中间件:如HTTP中间件、FTP中间件、WebSocket中间件等,提供网络通信和服务器端功能。
4. 消息中间件:如Kafka、RabbitMQ等,提供异步消息传递和存储功能。
5. 分布式中间件:如Zookeeper、Consul等,提供分布式协调和管理功能。
中间件常见原理以及技术
中间件常见原理以及技术中间件是介于应用系统和系统软件之间的一类软件，它使用系统软件所提供的基础服务（功能），衔接网络上应用系统的各个部分或不同的应用，以达到资源共享、功能共享的目的。
中间件的主要作用是为上层应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。
以下是中间件的一些常见原理和技术：1.终端仿真/屏幕转换：用于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：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，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：屏蔽各种平台及协议之间的特性，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。
5.交易中间件：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。
中间件软件在处理网络通信、数据管理和应用程序之间的协调等方面发挥着重要作用。
例如，手势识别和语音识别等功能通常被一些中间件软件来处理，处理结果传送给用户应用。
此外，中间件还常用于分布式应用中的通信和管理软件中，如web服务器、应用服务器、内容管理服务以及类似的支撑应用开发和传递的工具。
总的来说，中间件通过提供统一的接口和协议，使得不同的应用系统和软件组件能够相互协作和通信，从而提高整个系统的可靠性和效率。
在实际应用中，中间件的选择和设计需要根据具体的业务需求和技术环境进行综合考虑。
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缺点
– – – –
分布式系统
定义
– 由许多独立的计算机组成一个源自统，对使用这个系统的用户 来说，就象面对一台计算机一样。这样的系统我们称之为分 布式系统。
客户/服务器结构
客户方 网络 计算机 计算机
服务器
应用处理逻辑分布在不同的计算机上 通常是表示层逻辑在客户方、处理逻辑在服务方
客户/服务器结构
中间件的分类——EITO的分类
中间件的分类——我们的观点
目前流行的主流中间件技术 数据访问 消息 交易 分布式对象 分布式构件（应用服务器、DCOM) 工作流 应用集成 门户 其他
中间件的作用
缩短开发周期 节约应用程序开发成本 降低运行成本 降低故障率 改善决策 应用系统群集/集成 减少软件维护 提高质量 改进技术 提高产品吸引力
• • • • • • • • • 跨平台，包括不同的网络，主机、数据库等 支持复杂的应用模式 不同应用系统的集成 保证系统的处理效率 保证系统的高可用性 保证系统的动态扩展能力 提供调试，维护，管理工具 保障系统安全 加快开发周期，保证质量
问题特点
原有系统软件未能解决 与业务逻辑无关 应用软件实现困难 多数问题与网络有关 涉及应用软件开发、管理和部署等各方面
(涉及到操作系统、文件系统、编程语言、数据通讯、数据库 系统、系统管理、以及应用软件开发)
(Tuxedo, TongEASY, CICS)
传统技术实现三层结构的主力产品
界面 业务逻辑 数据
AS
客户端
SQL、XA
数据库 服务器
交易中间件
中间件分类介绍
消息
(MOM) 功能 • 高效、可靠的数据传输 • 交易包/文件包 • 各种通讯服务(名字服务) • 点到点、端到端通讯 • 实时网络监控及管理 • 结点状态控制 • 多种通讯机制
--- Giga Information Group
• 操作系统 • 数据库
• 辅助工具类软件 • 辅助工具类软件 (如编译程序、文字 • 网络基础设施类 编辑器) • 专用系统 • 中间件
中间件的概念
中间件是一组程序，应用于分布式系统各 应用之中，为系统屏蔽底层通讯和提供公用服 务，并保障系统的高可靠性、高可用性、高灵 活性
中间件的概念
中间件是一个通道, 保障应用信息的可靠传递 中间件是一个桥梁, 达成商务构件的互连互通 中间件是一个框架, 促成企业应用的完整集成 中间件是一个平台, 实现分布式应用的顺利部署
角色分工
我来搞掂 太难了
应 用
中间件
数据库
太麻烦
我不干
操作系统
从软件的分层看中间件的诞生和发展
应 用 系 统 应 用 系 统 应用系统 应用系统
平台
平台软件 应用组件
中间件 系统软件 裸机 裸机 网络软件 传统系统软件 裸机
中间件
网络软件 传统系统软件 裸机
- 相应的软件产品
• 操作系统 • 数据库
终端访问 数据访问 远程过程调用 消息 交易 对象
中间件的分类——GIGA的分类
来源: Giga Information Group, 1998
续：
来源: Giga Information Group, 1998
续：
来源: Giga Information Group, 1998
中间件的分类——Aberdeen的分类
客户端: Browser 功能支持: HTML, Java Applet, JSP, SERVLET，EJB，JMS HTTP, IIOP, RMI, etc.
中间件分类介绍
Application Server
应用 服务器
“将不同的应用技术集成在一起，使多层分
布式应用的开发、部署、管理变得更加容易“
课程内容
中间件产生基础和起源（1个学时）
描述应用模式的演变与分层处理、软件结构与软件发展潮流
中间件概念（1个学时）
中间件定义、作用
中间件基本类型介绍（1个学时）
描述中间件的主要种类、以及各种中间件解决的问题和适用范围
中间件综述（1个学时）
中间件的发展历史 中间件的应用现状
课程目的
构件模型(COM+/DNA/.NET, J2EE/CCM)
O-O开发工具
中间件分类介绍
J2EE 体系 结构
浏览器
Applet
HTML
Web服务器
EJB服务器
JSP
EJ B
小应用 程序容器 RMI/IIOP
Web容器
JavaMailJAF RMI/IIOP JDBC JNDI JMS JTA
EJB容器
特点
– – – – – 系统有多台计算机构成 互相构成网络系统 计算机各自完成不同的工作 系统结构灵活、处理效率高 网络负担较小
典型客户/服务器结构：文件服务器
客户方
应用程序： 业务处理 界面处理 。。。
客户方 网络
客户方
请求数据
返回数据
数据
文件存储
文件服务器
典型客户/服务器结构：文件服务器
客户方
Obj
Op( )
Obj
Op( )
本地调用
远程调用
中间件分类介绍
CORBA
各种服务
公共对象请求代理结构
(Common Object Request Broker Architecture)
中间件分类介绍
CORBA
Client Stub IDL Spec Skeleton Server
Client Stub
对中间件的整体认识 了解中间件的历史、起源、作用、分类、发展趋势 为深入学习中间件技术奠定基础
中间件产生的基础及起源
计算环境的演变 分布式计算环境的演变 中间件诞生的意义
主机终端系统
Operating System
DC (Data Comm) DBMS Database
AP 1
AP 2
应用软件 基于业务 基础软件 平台的应 用软件是 新一代的 应用软件
业务基础软件平台
软件基础架构平台
操作系统平台
硬件平台
资料来源：计世资讯（CCW Research）
中间件分类介绍
数据 访问
•连接数据库的客户端与服务端 •实现分布式数据库 •传输SQL语句及数据库操作结果 •支持存储过程
(Sybase Netlib, SQL*NET, I_Star ,ODBC, JDBC, etc.)
中间件分类介绍
面向 消息
(MOM) 异步 通信 APIs
(端到端)
(发送消息/ 接收消息) 大量/重复 多节点 实时性高
通信机制
接口函数/包装模板, 队列, 数据交换, 路由
队列/ 可靠 传输
接近实时 广域网
(MQSeries) (TongLINK/Q)
发布/ 订阅
(频道/听众) (股市信息/ 每秒上千条)
来源: Standish Group International, Inc., 1998
中间件的新发展—平台概念
平台=中间件 + 应用构件 + 专业服务
屏蔽复杂细节，提供简单接口 提供个性化服务
贴近行业应用
应用软件平台
一个具体的平台——个性化
适合特定行业应用的基础构件及服务的整合
中间件的新发展—平台概念
中间件分类介绍
数据 访问
SQL语句
数据访问 中间件 数据访问 中间件
过程调用
数据访问 中间件 数据访问 中间件
中间件分类介绍
交易 管理
功能
高可靠性,高效率,高可用性,易用性,安全性
交易管理机制 高速数据甬道机制 网络通讯压缩 网络调度功能 应用管理机制 服务优先权机制 动态伸缩机制 故障恢复机制 监控管理机制 名字服务和路由机制 多个层面的安全机制 加密机制
分布式操作系统
分布式操作系统的一般结构
网络操作系统
针对网络互连的多台异构计算机的操作系统 为远程客户提供本地服务 通常基于文件系统实现互操作
网络操作系统
网络操作系统的一般结构
网络操作系统
客户/服务器方式之一
分布式数据库
提供开发分布式应用的手段
– 客户程序开发工具 – 客户程序与服务程序连接工具 – 服务程序开发工具
举例
– Oracle：Form、Pro*C、Developer2000、SQL*net – Informix：4GL、ESQLC、PB、I-STAR – Sybase：PB、VB，NetLibary
分布式数据库
方法一：
SQL语句
方法二：
过程调用
过程调用
客户/服务器方式之二
分布式系统更深层次的问题
应用程序： 业务处理 界面处理 。。。
客户方 网络
客户方
请求
应答
数据
数据存储
数据库服务器
典型客户/服务器结构：三层结构
应用服务器（第二层）
业 务 逻 辑
业 务 逻 辑
业 务 逻 辑
数据库管 理系统
数据库
数据库服务器（第三层）
Browser
界面
PC机
界面
PC机
客户方（第一层）
客户方
应用软件结构的变化
单一计算机
– 操作系统 – 数据库系统（文件系统） – 编程语言（编程工具）
问题
– 如何使不同计算机上的应用共享资源， – 如何把不同计算机上的应用连接起来 – 如何实现不同计算机上的应用互操作