系统架构设计师备考第27天——基于构件的软件工程
一、构件和构件模型
1. 构件定义与特征
- 定义：构件是独立的软件单元，通过接口与其他构件交互，支持复用和组装。
- 关键特征：
- 可组装性：所有交互通过公开接口进行，禁止直接内部访问。
- 可部署性：自包含的二进制实体，无需编译即可在构件平台（如EJB、.NET）运行。
- 文档化：完整文档说明功能和使用条件。
- 独立性：可独立组装部署，依赖需显式声明。
- 标准化：符合主流构件模型（Web Services、EJB、.NET）。
2. 构件模型要素
构件模型规范包含三类要素：
- 接口：定义操作名、参数、异常等交互规则。
- 使用信息：
- 全局唯一标识符（如句柄）。
- 元数据（接口、属性）支持服务发现。
- 配置机制适应不同应用场景。
- 部署：打包规范（如二进制构成、依赖说明）。
3. 构件模型服务
- 平台服务：支持分布式通信（如远程调用）。
- 支持服务：通用功能（如身份认证、事务管理）。
- 容器机制：构件运行环境，提供中间件服务（如连接池、安全控制）。
考点提示：构件模型的核心是接口标准化和服务抽象化，需掌握EJB/.NET的区别。
二、CBSE过程
1. 与传统开发过程的差异
| CBSE过程 | 传统过程 |
|---|---|
| 早期需完整需求以识别构件 | 增量开发，需求逐步细化 |
| 根据可用构件调整需求 | 需求固定，设计后再实现 |
| 体系结构设计后二次构件搜索 | 设计后直接进入编码阶段 |
| 开发=构件组装+胶水代码开发 | 开发=从零编写代码 |
2. 关键活动步骤
- 系统需求概览：明确功能与非功能需求。
- 识别候选构件：从库中筛选可用构件（COTS或自研）。
- 需求调整：根据构件可用性修改需求（例如说服用户接受替代方案）。
- 体系结构设计：选择构件模型（如微服务架构），约束构件范围。
- 构件定制与适配：修改构件或开发适配器解决接口不兼容。
- 组装与测试：集成构件，编写胶水代码，验证系统功能。
考点提示：体系结构设计阶段是核心，决定了构件选择范围和技术栈（如中间件平台）。
三、构件组装
1. 组装方式
| 类型 | 适用场景 | 关键机制 |
|---|---|---|
| 顺序组装 | 数据流处理（如ETL管道） | 胶水代码衔接输入/输出接口 |
| 层次组装 | 服务调用（如API层调用数据库层） | 接口直接匹配或适配器转换 |
| 叠加组装 | 合并功能（如支付+日志构件组合成新服务） | 新接口封装原构件，内部无依赖 |
2. 接口不兼容问题与解决
- 参数不兼容：操作名相同但参数类型/数量不一致 → 适配器转换数据类型。
- 操作不兼容：接口操作名不同 → 适配器映射操作名。
- 操作不完备：接口功能子集/超集 → 适配器补充缺失操作。
3. 组装设计考量
- 功能性：满足业务需求。
- 非功能性：性能、可维护性。
- 可替换性：构件更换成本（如接口标准化程度）。
考点提示：叠加组装适合构建复合服务，层次组装需警惕循环依赖。
四、重点考点与常见考题
-
构件模型要素
考题：下列哪项不是构件模型的必备要素？
A. 接口定义 B. 部署规范 C. 源代码开放 D. 元数据管理
答案：C（构件为二进制，无需源码）。 -
CBSE过程 vs 传统过程
考题：CBSE过程中为何需早期完整需求？
答案：为最大化识别可复用构件，降低开发成本。 -
组装方式选择
考题：某系统需整合独立支付与日志服务，应选哪种组装方式？
答案：叠加组装（合并功能，新接口封装）。 -
适配器作用
考题：解决构件接口“操作不完备”问题的方案是？
答案：编写适配器补充缺失操作。 -
体系结构设计重要性
考题：CBSE中哪个阶段限制了可选构件范围？
答案：体系结构设计（选择平台和模型）。
总结
CBSE通过复用构件加速开发，核心在于：
- 构件标准化（接口、部署、文档）
- 过程迭代（需求→构件匹配→架构设计→组装）
- 组装技术（顺序/层次/叠加 + 适配器解决兼容问题）
掌握构件模型选择（如EJB/.NET）、胶水代码开发及接口适配策略，是应对系统集成类案例题的关键。