面向普适计算构件化中间件

收稿 日期 ： ０ ２０— ５ ２ １ —８１ 基 金 项 目 ： 林 省 科 技 发 展 计 划 基 金 资 助 项 目 （０ ６ ３ ５ ；吉 林 省 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （０ ０ ５ ５ ；吉 林 省 教 育 厅 基 金 资 助 项 吉 ２０００ ） ２ １ １２ ） 目（ 教 科 合 字 第 ８ 吉 ５号 ）
化 面 向服 务 的普适 计 算 中间件 ， 绍 了构件 化 面 向服 务 的普 适计 算 中 间件 的微 内核 模 型 、 系 介 体
结构 以及 ０Ｓ 服 务 、 ＧＩ ＭＡＣ ＡＯ 服 务 、 普适 计算 应用 服务 的 实现 方法 。
关键 词 ：普 适计 算 ；中 间件 ；构件模 型 ； 内核 ；Ｏ Ｇｉ 微 Ｓ
ｃ ｍ ｐ ｉ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｓ ｒ ｉｅ ． ｏ ｕｔｎｇ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｅ ｖ ｃ ｓ ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｖ ｓ ｖ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ：ｐ ｒ ａ ｉ ｅ ｃ ｍｐ ｔｎ ｕ ｉ ｇ；ｍｉ ｄ ｅ ｒ ；ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｄ ｌ ｄ ｌ ｗａ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔ ｍｏ ｅ ；Ｍ ｉｒ — ｒ ｅ ；ＯＳ ． ｃ ｏ Ｋｅ ｎ ｌ Ｇｉ
Ｖ ｏ ＿ ３ ＮＯ．５ ｌ３
０ｃ ．２ ２ ｔ Ｏ１
面 向普 适 计 算 构 件 化 中间件
胡 明
（ 春 工业 大 学 计 算 机 科 学 与 工 程 学 院 ，吉林 长 春 １ ０ １ ） 长 ３ ０ ２
摘 要 ：针对 普适 计 算对 构件 中间件 的要 求 与 挑 战 ， 出 了一种 采用 微 内核 方 式 的 构件 模 型 提
１ ＭＡ Ａ 中 间 件体 系 结构 Ｃ Ｏ
１ １ 基 本 概 念 ．
构 件及 接 口定 义 、 度 的动态 可配置 性 ， 高 并采用 了
基 于主动 连接 器 的组 装方 式 。它能 够实 现最基 本 的构 件加 载 与注 销 、 件 执行 、 件 管理 等 功 能 。 构 构
ＭＡＣ ＡＯ构件 模型 由 ３个 主 要模 块 组 成 ： 件 监 构 听器、 构件 容器 和构 件执行 器 。此外 ， 以对它 进 可
个服务 运行 平 台 ， 平 台规 范 提 供 了开 放 和 通 该
用 的架构 ， 服务提 供商 、 使 开发 人员 、 软件 提供商 、
设备 提供 商 以统一 的方式 开发 、 部署 和管 理服务 。 因此 ， 可 以作 为 部 署 软 件 服 务 的基 础 平 台 ， 它 而 ＯＳ 的 ｂ ｎ ｌ 实 质上就 是 能够对外 提 供服 务 的 Ｇｉ ｕ ｄｅ
迫 也非 常必要 个 方 面口 ］ 移 动 性 及 分 布性 、 ： 自适 应 性 、 下 文感 知 、 构性 和 互 操作 性 、 展 上 异 扩 性、 服务 动态 发现 、 开发 与部署 。 在设 计 实现 普适 计 算 中间 件 时 ， 一定 要 考 虑
立 部署 、 可组 装 的软 件实 体 ） ３个方 面 对 软件 构 件
进 行 了描 述 。
ＯＳ （ ｅ ｅ ｖｃ ｓ Ｇａｅ ｙ Ｉ ｉ ａｉｅ 是 Ｇｉ Ｏｐ ｎ Ｓ ｒ ｉｅ ｔ ｗａ ｎｔ ｔ ） ｉ ｖ
一
随着 对普 适计 算 的深 入 研究 ， 如何 设 计 并 实
现适 应普适 计算 环境 的中间件 就成 为一个 非常 急
Ｏ 引
综观计 算 机 技 术 的发 展历 史 ， 算 模 式经 历 计
了 四 代 发 展 ， 一 代 主 机 型 计 算 （ ｉｆａ 第 Ｍａｎｒｍｅ Ｃ ｍｐ ｔ ｇ 、 二 代 个 人 机 计 算 （ ｅｓ ｎ ｌ ｏ — ｏ ｕｉ ）第 ｎ Ｐ ｒｏ ａ Ｃ ｒ ｎ ｐ ｔ ｇ 、 三 代 网络 计 算 （ｎｅｎ ｔＣ ｍｐ ｔ ｇ ｕｉ ） 第 ｎ Ｉｔｒ ｅ ｏ ｕｉ ） ｎ
普适 计 算 环境 的移 动性 、 扩展 性 、 自适应 性 、 态 动
服 务发 现等 特 点 。从技 术 的角 度来 说 ， 理想 的方 案 就是使 用基 于构件 （ ｏ ｏ ｅ ｔ 的方 法 结合 面 Ｃ ｍｐ ｎ ｎ ）
向 服 务 （ ｅｖｃ— ｉ ｔｄ Ａｒｈｔｃｕｅ ＯＡ） Ｓ ｒ ｉ Ｏｒ ｎ ｅ ｃ ｉ ｔｒ ，Ｓ ｅ ｅ ｅ 的
Ａｂ ｔａｃ ：Ｉ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｆｅｄ ｏ ｒ ｓｖ ｏｍｐｕ ｉ ｓ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｉ ｌ ｆ ｐｅ ｖａ ｉ ｅ ｃ ｔｎｇ，ａ ｍ ｉ ｔ ｔ ｅ ｉｅ ｎｔ ｎ ｈ ｌｅ ｅ ｎ ｉ ｎｇ ａ ｈｅ ｒ ｑｕ ｒ ｍｅ ｓ ａ ｄ ｃ ａ ｌ ｎｇ ｓ ｉ ｃ ｍｐｏ ｎ ｄ ｅ ｒ 。ｅ ｐｅ ｔ ｎ ｃ ｏｌ ｒ ｔ ｆ ｒ ｒ ＡＣＡＯ （ ｉｒ — ｒ ｌＡｒ ｈｉｅ ｔ ｒ ｉ ｇ ｏ ｎｅ ｔ ｍｉ ｄｌ ｗａ ｅ ｘ ｒ ｓ ａ ｄ ｓ ｈ ａ ｓ ｐｕ ｏ ｗａ ｄ Ｍ Ｍ ｃ ｏ Ｋｅ ｎｅ ｃ ｔ ｃ ｕ ｅ ｕｓｎ Ｃｏ ｐ ｅ — ｓ ｄ ａ ｒ ｉｅ Ｏｒｅ ａ ｅ ｐｒ ｃ 。－・ ｏｍｐｏ ｎｔ ｍｏｄ ｌｗｈｉｈ ｕ ｉ ｇ ｔ ｉｒ － ｍ ｏｎ ｎｔＢａ ｅ ｎｄ Ｓｅ ｖ ｃ － ｉ ｎｔ ｔ ｄ Ａｐ ｏａ ｈ）＿＿— — 。・ —ａ ｃ ＿＿ ・＿ ｎｅ ｅ ｃ ｓ ｎ ｈｅ Ｍ ｃ ｏ Ｋｅ ｎｅ ｒ ｌｍｏｄ ． Ｍ ＡＣＡ０ ｉ ｂ ｓ ｄ ｏｎ Ｃ Ｍ ｏｄ ｌ ｎｄ Ｓ ｅ Ｓ ａ ｅ ３ ｅ ａ ｉ ｐｒ ｖ ｄｅ ｗｉｈ ｏｉ ｄ ｔ ｗｅ ｌ ｏ ｌ ｃ ｍｐｏ ｎｔ ｎ ｉ ｅ ｆ ｅ ｎｅ ａ ｄ ｎｔ ｒ ａ ｅ ｄｅ ｉ ｔｏ ｆｎｉｉ ｎ， ｈｉ ｈｌ ｎａ ｉ ｏ ｆｇｕ ａ ｌｔ ． Ｔｈ ａ ｓ ｍ ｂｌ ｍｅ ｈ ｉ ｕ ｅ ｉ ｂ ｓ ｄ ｎ ｈｅ ｎｉｉｔｖ ｇ ｙ ｄｙ ｍ ｃ ｃ ｎ ｉ ｒ ｂｉｉｙ ｅ ｓｅ ｙ ｔ ｏｄ ｔ ｓ ｄ ｓ ａ ｅ ｏ ｔ ｉ ｔａ ｉ ｅ
Ｍ ＡＣＡｏ （Ｍ ｉｒ Ｋｅ ｎｅ Ａｒ ｈｉｅ ｔ ｒ ｕ ｉ ｇ Ｃｏ ｐ ｅ — ｃ ｏ— ｒ ｌ ｃ ｔｃ ｕ ｅ ｓｎ ｍ ｏｎ ｎｔＢａｓ ｄ ａ Ｓ ｒ ｃ 一 ｉ ｎ ａ ｅ ｅ ｎｄ ｅ ｖｉｅ ０ｒｅ ｔ ｔ ｄ
Ａｐ ｒａｈ 。ＭＡＣ ｐｏｃ） ＡＯ 以 ３ Ｃ模 型 为基 础 ， 有 良好 的构 件及 接 口定 义 、 度 的 动态 可 配置 性 ， 具 高 采用 了基 于 主动连 接 器 的组装 方 式 ， 结合 ＯＳ 框 架 实现 对服 务 的操 作 与 扩展 ， 出 了构 件 并 Ｇｉ 提
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长 春 工 业 大 学 学 报（ 自然 科 学 版 ）
第３ ３卷
以及 第 四 代 普 适 计 算 （ ｅｖ ｓ ｅ Ｃ ｍｐ ｔ ｇ 。 Ｐ ｒａｉ ｏ ｕｉ ） ｖ ｎ 普适 计算 已成 为 目前计算 机技 术研 究 的热点 。
约 指 定 ） 及 组 装 （ 语 境 有 明 显 依 赖 关 系 、 独 以 和 可
ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ Ｍ ＡＣＡ０ ｍ ｂ ｄ ｅ ｈ Ｇｉｆ ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ｃｏ ． ｅ ｏ ｉ ｄ ｔ ｅ ＯＳ ｒ ｍ ｗｏ ｋ，ａ ｃ ｉ ｅ ｈ ｅ ｖ ｃ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｘ ａ ｓｏ ｒ ｈ ｖ ｄ ｔ ｅ ｓ ｒ ｉｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｎ ｉ ｎ，
中 图分类 号 ： Ｐ ３ １ Ｔ １ 文献 标志 码 ： Ａ 文章编 号 ：１ ７ －３ ４ ２ １ ） ５０ ８ —８ ６ ４１ ７ （０ ２ ０ —４ １０
Ｃｏ ｐ ｎ ｔｂ ｓ ｉ ｄｌ ｗ ａ ｅ ｆ ｅｒ ａ ｉｅ ｃ ｍ ｐ ｔｎ ｍ ｏ ｅｎ — ａ ｅｄ ｍ ｄ ｅ ｒ ｏｒｐ ｖ ｓ ｖ ｏ ｕ ｉｇ
Ｈ Ｕ ｉｇ Ｍ ｎ
（ ｈ ｏ ｆＣｏ Ｓｃ ｏ ｌｏ ｍｐｕ ｅ ｃｅ ｃ ｔｒＳ ｉｎ ｅ＆ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｇｎ ｅ ｉｇ，Ｃｈ ｎｇ ｈ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏｇ ，Ｃｈａ ｇ ｈ ｎ １ ０ １ ａ ｃ ｕｎ Ｕｎｖ ｒ ｉｙｏ ｃ ｎ ｌ ｙ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ２，Ｃｈｎ ） ｉａ
普适计 算 中间件 （ ｅｖ ｓ ｅＣ ｍｐ ｔ ｇＭｉ— Ｐ ｒａｉ ｏ ｕｉ ｄ ｖ ｎ
以构件 或服 务 的形 式进 行整合 ， 以保 证 其复用 性 、 可 扩展性 、 于维 护与 管理 。 易
针对 普适 计 算对 构 件 中间 件 的要 求 与 挑 战 ， 提 出 了 一 种 采 用 微 内 核 方 式 的 构 件 模 型 ＭＡ—
Ｃ ＡＯ。 ＭＡＣ ＡＯ 以 ３ 模 型 为 基 础 ， 有 良 好 的 Ｃ 具
ｒ ｉｅ ｍ ｐ ｅ — ｓ ｄ Ｓ ｒ ｃ － ｉ ｎ ｅ ｅ ｖａ ｉ ｅ ｃ ａｓ ｄ Ｃｏ ｏｎ ｎｔＢａ ｅ ｅ ｖｉｅ Ｏｒｅ ｔ ｄ ｐ ｒ ｓｖ ｏｍｐｕｔｎｇ ｍ ｉ ｄｌｗａ ｅ，ａ ｎ ｒ ｄｕｃ ｄ ｔ ｒ ｅ ｉ ｄ ｅ ｒ ｎｄ ｉ ｔ ｏ ｅ ｈｅ ｋｅ ｎ ｌ ｍ ｏ ｅ ，ａ ｃ ｔ ｃ ｕｒ ｏｆ ｈｅ ｏ ｐ ｅ — ｓ ｄ ｅ ｖ ｃ — ｒｅ ｅ ｐ ｒ ａ ｉ ｃ ｍｐｕｔｎｇ Ｉ ａ ｄｉｉ ｎ ｏ ｄ ｌ ｒ ｈｉｅ ｔ ｅ ｔ ｃ ｍ ｏｎ ｎｔｂａ ｅ ｓ ｒ ｉ ｅ ｏ ｉ ｎｔ ｄ ｅ ｖ ｓｖｅ ｏ ｉ ． ｎ ｄ ｔｏ ｔ ｔ ｓ ｈｅ ｅ，ｉ ａ ｓ ｄｅ ｃ ｉ ｅ ｔ ｅ ｍ ｐｌｍ ｅ ｍ ｅ ｈｏ ｏｆ ｔ ｌｏ ｓ ｒｂ ｄ ｈ ｉ ｅ ｎｔ ｔ ｄ ＯＳＧＩ ｅ ｖ ｃ ｓ ｒ ｉｅ， Ｍ ＡＣＡ０ ｓ ｒ ｉｅ， ａ ｄ ｅ ｖｃ ｎ ｐｅ ｖ ｓｖ ｒ ａ ｉｅ
１ ２ 微 内核 构 件 模 型 ．
方 式来 实现 。采用 面 向服务且 基 于构件 的软件 架 构 （ ｏｔ ａ ｅＡｒｈｔｃｕ ｅ 能更 好 地 实 现普 适 计 Ｓ ｆｗ ｒ ｃ ｉ ｔｒ ） ｅ
算 环境 的繁 杂性 和 异构 性 ， 普 适 计 算环 境 中常 将 用 的上 下文感 知 、 服务 动态发 现 、 动态演 化等 功能
第３ ３卷 第 ５期
２１ ０ ２年 １ Ｏ月 Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｏ ｒ ａ ｆＣ
长 春 工 业 大 学 学 报（ 自然 科 学 版 ）
ｃ ｕ ｉ ｅ ｓ ｔ ｆＴｅ ｈ ｎ ｌ ｇ （ ｔ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ｄ ｔｏ ） ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｖ ｏ ｃ ｏ ｏ ｏ ｙ Ｎａ ｕ ａ ｉｎ ｅ Ｅ ｉｉｎ Ｓ
构 件 。 目前 ， Ｓ 已经 得 到 了 Ｉ Ｍ 等很 多 大 型 Ｏ Ｇｉ Ｂ
软 件 机 构 的 认 可 。 Ｏ Ｇｉ ｌ 规 范 由 基 础 框 架 Ｓ ４ Ｒ４
（ ｒｍｅ ｏ ｋ 、 准 服 务 （ ｔｎ ａｄ Ｓ ｒ ｉ ｓ 、 Ｆ ａ ｗ ｒ）标 Ｓａ ｄ ｒ ｅｖｃ ） 框 ｅ 架 服务 （ ｒｍｅ ｏ ｋＳ ｒ ｉ ｓ 、 Ｆ ａ ｗ ｒ ｅｖｃ ） 系统 服务 （ ｙ ｔｍ ｅ Ｓ ｓｅ Ｓ ｒｉ ｓ 、 ｅｖｃ ） 协议 服务 （ ｒ ｔｃｌ ｅｖｃｓ 及其 它 相 ｅ Ｐ ｏｏ ｏ Ｓ ｒ ｉ ） ｅ 关 服务 （ ｓｅｌｎ ｏ ｓＳ ｒ ｉ ｓ 组成 。其 核 心 框 Ｍｉｃｌ ｅ ｕ ｅｖｃ ） ａ ｅ 架 （ ｏｅＦ ａ ｗｏｋ 是 ＯＳ 最核 心 的部分 。 Ｃ ｒ ｒｍｅ ｒ ） Ｇｉ