2、面向对象中间件
MWT3
26
•
•
2.5 续 事务管理系统
应用程序（AP）
RM API XA 资源管理器 （RM）
TM API
事务管理器 （TM） XA +
CRM API 通信资源 管理器 （CRM） TCP/IP
27
2.5 续 交易中间件作用
三层结构
Client
……
2.4 续
Server WWW Server
Applet
SQL
数据存取中间件 业务规则 本地复制
Remote DBMS
JDBC
Client
DBMS
三层结构的缺陷 • ①对连接没有充分利用
• ②对重复的数据库操作没有优化
• ③远程访问不可靠
17
2.4 续
数据库访问中间件主要功能
中间件技术
1
上机安排 班级：软件+电子商务 2007-1~2 周次：第7、8、9、10周 星期：星期五 节次：第5、6、7节
2
上机安排 班级：软件+信息 2007-1~2 周次：第7、8、9、10周 星期：星期三 节次：第5、6、7节
3
第2章 五大类中间件的工作机理
主要内容
•
•
2.1 远程过程调用中间件（RPCM） 2.2 面向对象中间件（OOM) 2.3 消息中间件（MOM） 2.4 数据库访问中间件（DAM） 2.5 交易中间件 （DTPM）
22
2.4 续
一种数据库访问中间件原型的构造方法
DB 中间件 远 程 访 问 模 块 安 全 控 制 模 块 连接管理模块 操作评价模块 缓冲区 客户交互模块 客户
中间件技术
另外，当客户机服务器方式的应用逐 渐推广到企业级的关键任务环境时，便出 现了一些问题，如系统可扩展性差、解析 度低、维护代价高、安全性差、系统间通 信功能较弱。为解决这些问题中间件技术 应运而生。
4.1.1 中间件简介
“中间件”这一术语最早出现在20世 纪80年代后期，主要用于描述网络连接 管理软件。
在20世纪90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。
表4-1所示是国际上各种组织对中间 件的描述。
表4-1 国际各组织对中间件的描述
国际组织
对中间件的描述
4.4 支持无线传感器网络的中间 件
传感器网络是固定式分布的，首先，这 些传感器分布在一个物理空间和主要通过无 线连接。
这个特点增加了整个系统的不可靠性。
其次，传感器网络具有动态的可用 性。
无论是通过空间移动性，还是增加 新的传感器，或现有传感器的丢失，都 会引起可用传感器设置随时间而改变。
最后，传感器网络资源的限制。 网络带宽和传感器的能量限制。
图4-6 传感器网络应用、MAN和传感器 网络之间的关系
图4-7 MAN组成
图4-8 MAN、应用、传感器和部分API 之间的相互作用
4.5 物联网与中间件
物联网中的中间件处于物联网的集 成服务器端和感知层、传输层的嵌入式 设备中。
服务器端中间件称为物联网业务基 础中间件，一般都是基于传统的中间件 （应用服务器、ESB/MQ等）构建，加 入设备连接和图形化组态展示等模块； 嵌入式中间件是一些支持不同通信协议 的模块和运行环境。
目前流行的面向消息的中间件产品有 IBM的MQSeries、BEA的MessageQ等。
ICE
8.线程支持: 8.线程支持: Ice run time完全是线程化的,其API是 time完全是线程化的,其API是 线程安全的.作为应用开发都,你无需为 开发线程化的高性能客户和服务器付出额 外努力 ; 9.传输机制无关性: 9.传输机制无关性: ICE目前采用TCP/IP和UDP作为传输 ICE目前采用TCP/IP和UDP作为传输 协议.客户和服务器代码都不需要了解底 层的传输机制 ;
ICE服务 ICE服务
ICE有一些功能特性被实现成ICE服务器,自己开发的应用充当的是这 ICE有一些功能特性被实现成ICE服务器, 些服务器的客户端.ICE服务有:IcePack,IceBox,IceStorm,IcePath,Glacier. 些服务器的客户端.ICE服务有:IcePack,IceBox,IceStorm,IcePath,Glacier. 1. IcePack: IcePack: 我们在第 12页提到过, IcePack 是 Ice的定位服务,用于在使用间接 12页提到过, Ice的定位服务,用于在使用间接 绑定时把符号性的 (symbolic)适配器名解析为协议-地址对. 除了这样 symbolic)适配器名解析为协议-地址对. 的定位服务, IcePack还提供了其他特性: IcePack还提供了其他特性: IcePack 允许你注册服务器,进行自动启动:当客户发出请求时,服 务器无需在运行, IcePack 会在第一个客户请求到达时,随需启动服务器. IcePack 支持部署描述符 (deployment descriptors),能让你轻松地配 descriptors),能让你轻松地配 置含有若干服务器的复杂应用. IcePack 提供了一种简单的对象查找服务,客户可用来获取它们感兴趣 的对象的代理.
ICE介绍
ICE资料整理概念ICE: （The Internet Communications Engine）互联网通信引擎。
是由前CORBA专家开发的新一代面向对象中间件，ICE之轻量级分布式通讯中间件。
介绍：ICE是一种面向对象的中间件平台。
从根本上说，这意味着Ice 为构建面向对象的客户－服务器应用提供了工具、API 和库支持。
Ice 应用适合于异构平台环境中使用：客户和服务器可以采用不同的编程语言，可以运行在不同的操作系统和机器架构上，并且可以使用多种网络技术进行通信。
无论部署环境如何，这些应用的源码都是可移植的。
其采用C/S 模式结构，支持同步调用方式和异步调用方式，异步派发调用方式。
支持跨语言的对象调用。
多种语言之间采用共同的Slice（Specification Language for Ice）进行沟通。
支持ice到C,JAVA,C#,VB,Python,Ruby,PHP等多种语言的映射。
Ice源代码发布包包含一系列的第三方产品（Berkeley DB，bzip2/libbzip2，The OpenSSL Toolkit，SSLeay，Expat，STLport，mcpp）。
特点：1.平台无关性。
无论客户端或者服务端均可用现在流行的开发语言（C++ /JAVA/C#/php）进行开发，并且屏蔽语言差异性。
现在比较流行的方式是客户端用C#开发，与用C++开发的服务端直接通讯。
2.通讯协议多样性。
现在可选择TCP、UDP、HTTP进行通讯，如果对安全要求较高，可选择SSL对传输的数据进行加密。
3.Ice具有丰富的特性。
其性能远是基于jms 所不能比的。
4.ICE注重的是通讯，异构平台，多语言之间，支持远程对象的通讯中间件。
中间件概念优点应用领域
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。
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。
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。
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。
中间件软件管理着客户端程序和数据库或者早期应用软件之间的通讯。
中间件在分布式的客户和服务之间扮演着承上启下的角色，如事务管理、负载均衡以及基于Web的计算等。
利用这些技术有助于减轻应用软件开发者的负担，使他们利用现有的硬件设备、操作系统、网络、数据库管理系统以及对象模型创建分布式应用软件时更加得心应手。
物联网中间件35730说课讲解
中间件设计方法
物联网具有自身体系结构的差异性、网络中节点的部署和 数据采集的多样性以及通信的异构性等特点，在设计物联网中 间件软件时必须遵循以下原则。 （1）由于节点能量、计算、存储能力及通信带宽有限，因此传 感网中间件必须是轻量级的，且能够在性能和资源消耗间取得 平衡。 （2）物联网环境较为复杂，因此中间件软件还应提供较好的容 错机制、自适应和自维护机制。 （3）中间件软件的下层支撑是各种不同类型的硬件节点和操作 系统(TinyOS、MantisOS、SOS)，因此，其本身须能够屏蔽网 络底层的异构性。 （4）中间件软件的上层是各种应用，因此，它还需要为各类上 层应用提供统一的、可扩展的接口，以便于应用的开发。
1、事件管理系统（EMS）
EMS配置在“边缘EPC中间件”端，用于收集所读到的标签信 息。 EMS的主要任务：
（1）能够让不同类型的读写器将信息写入到适配器；
（2）从读写器中收集标准格式的EPC数据；
（3）允许过滤器对数据EPC数据进行平滑处理；
（4）允许将处理后的数据写入到RIED或数据库；
（5）对事件进行缓冲，使得数据记录器、数据过滤器和适配器能 够互不干扰的互相工作。
（2）SOAP服务器
SOAP服务器的任务是将功能和任务管理器的接口作为服务 的形式暴露出来，让所有的系统都能够访问到，可以通过一个 简单部署描述文件来完成部署，该文件描述了哪些任务管理器 的方法被描述出来。
（3）类服务器
类服务器使得给系统动态加载额外服务成为可能，任务管 理器指向类服务器并在类服务器有效时加载所要加载新的类。 这样可以很容易地实现更新、添加和修改任务而不需要重新启 动系统。
围绕物联网在信息交互、任务分解、节点协同、数据处理和 异构抽象等方面的设计目标，物联网中间件设计方法主要可分 为以下几类：
面向对象的分布式中间件ICE
技 术 概 览
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维普资讯
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面向对象 的分布 式中 间件 ｌ ＣＥ
■ 李 志 明 在 分 布 式 计 算 领 域 ， Ｐ ｔ ｏｎ ＰＨＰ、 Ｃ撑和 ＶＢ 等 版 。２ ０ ｙｈ 、 ０ ３年 ３月 ，Ｏｒ ｉ ２ ０ ｂｘ ０ ０ ＣｏＲＢ Ａ和 ＣｏＭ＋ 占有 重 要 的 多 种 开 发 语 言 。 地 位 。 然 而 ，又 分 别 由 于 “ 复
为 ＣｏＲＢＡ 开 发 一 系 列 产 品
之 后 ， 深 感 于 Ｃ ｏ ＲＢＡ 的 复 杂 ， 是走到一起致力 于创造 于
一
种 全 新 的分 布 式 计 算 模 型 。
Ｚ ｏ ｅｒ Ｃ公 司 成 立 之 后 ， 速 推 迅 出 一 系 列 遵 循 ＧＰＬ、 合 这 个 符 理 念 的分 布 式 计 算 产 品 ， 成 构
责编 ／陈杰 ｋ ｎ ｙ ｘ ｍａ ． ｍ 美编 ／庆琨 ｅ ｎ ｃ ＠ｇ ｉ ｏ ｌ ｃ
架构。
雄 传 Ｏｎｉｅ） 款 国 产 在 线 游 功 能 一 一 可 能 达 到 数 百 万 个 ｌ ）这 ｎ Ｉ ＣＥ对 象 。
ICE
实现原理
实现原理
客户与服务器
按照常规的理解，客户与服务器的划分在于两者承担的角色不同：客户是发出请求的一方，服务器是响应请 求、提供服务的一方。然而在实际应用中，很多服务器并不是纯粹的服务器，它们常常充当某些客户的服务器， 但为了完成它们的客户的请求，它们又会充当其他的服务器的客户。
ICE同理，很多客户机也不是纯粹的客户。例如，客户可以在服务器上启动一个长时间运行的操作，在启动 该操作时，客户可以向服务器提供回调对象（ callback object），供服务器用于在操作完成时向客户发出通知。 在这种情况下，客户在启动操作时充当客户，而在接收操作完成通知时充当服务器。
在设计网站架构的时候可以使用ICE实现对网站应用的基础对象操作，将基础对象操作和数据库操作封装在 这一层，在业务逻辑层以及表现层(java,php,.net,python)进行更丰富的表现与操作，从而实现比较好的架构。 基于ICE的数据层可以在未来方便的进行扩展。ICE支持分布式的部署管理，消息中间件，以及网格计算等等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ术简介
技术简介
中间件(middleware)是基础软件的一大类，属于可复用软件的范畴。顾名思义，中间件处于操作系统软件 与用户的应用软件的中间。中间件在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层，总的作用是为处于自己上 层的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。
ICE
面向对象中间件
01 技术简介
03 实现过程 05 优点
目录
02 实现原理 04 设计目标
基本信息
网络通信引擎ICE(Internet Communications Engine)是Zero C公司的分布式系统开发专家实现的一种新 的高性能的面向对象中间件平台。从根本上说， ICE为构建面向对象的客户-服务器应用提供了工具、 API （ Application Program Interface）和库支持。 基于ICE可以实现电信级的解决方案。
税务系统业务能力升级测试大纲——信息技术类(1)
税务系统业务能力升级测试大纲（信息技术类_初级）一、测试目标(一)网络1．了解网络的基本概念和分类，熟悉OSI 体系结构模型，掌握TCP/IP体系结构模型等计算机网络知识；2．了解IEEE802参考模型，熟悉局域网拓扑结构，了解无线局域网等局域网基础知识，了解广域网基本概念；3．掌握网络互连技术与设备管理，包括IP地址、传输介质、网络设备、交换机及路由器基本配置等；4．熟悉网络应用，熟悉网络管理知识，掌握网络诊断和配置常用命令等。
(二)信息安全1．了解信息安全面临的五方面的安全风险、信息安全的相关法律法规和应急响应相关内容；2．熟悉等级保护的相关规定和标准；3．掌握总局信息安全制度规范，掌握终端安全使用的相关技术。
(三)数据库1．了解数据库的概念、数据库发展和数据库体系结构、数据模型，以及概念模型的表示方法（实体-联系方法）；了解关系数据库的规范化理论；2．熟悉关系数据库基本概念和模型；3．掌握结构化查询语言SQL的各种应用，包括简单查询、连接查询、嵌套查询、集合查询、数据更新等。
(四)个人电脑的使用与管理1．了解计算机软、硬件发展历史，了解计算机体系结构及组成原理；2．熟悉个人计算机常见故障，熟悉个人计算机日常维护与保养；3．掌握个人计算机软、硬件故障排除方法，掌握常用操作系统安装过程及设置，熟悉常用操作系统的使用方法及优化配置。
(五)系统运维1．了解信息系统运维管理的一般理论与方法，能够理论联系实际，对常见运维活动进行科学分析和有效管理；2．熟悉常见应用系统的特点，掌握常见应用系统的运维要点，能有效处置运维过程中的重难点问题；3．熟悉机房建设与管理的一般要求，了解机房建设中有关中央空调、配电、监控、消防、防雷等系统的技术规范。
二、测试方式与试题结构（一）考试测试方式为闭卷，满分为100分，考试时间为：90分钟。
（二）试题类型分为客观性试题和主观性试题。
客观性试题包括判断题、单项选择题、多项选择题等；主观性试题包括简答和案例分析题等。
中间件
中间件
中间件包括
⒈面向对象中间件（object-oriented midware）： ⒉面向消息中间件（message-oriented midware简记为MOM）：
面向消息中间件（MOM）
MOM是一种面向分布式应用的中间件，它通 过消息队列（Message Queue，简记为MQ） 为分布应用提供一种可靠的消息通信机制，特 别适合于松散耦合应用集成。 MOM基本结构如下图所示。所有队列包括持 久（persistence）队列和内存队列都是由队列 管理器（Queue Manager ，简记为QM）管理 。队列管理器负责从发送方接收消息，转发给 另一个队列管理器。另一个队列管理器则负责 接收到来的消息，并放入接收方用户的队列。
物理层
ISO OSI/RM数据传输方式
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DH NH TH TH SH PH AH AH
Data
TCP/IP的分层与协议
TCP/IP的分层与协议
应用层 应用层 表示层
对话层 传输层 传输层 网络层 网络层 链路层 数据链路层
物理层 T C P /IP 模 型
物理层 IS O O S I/R M
操作系统在分层中的位臵
操作系统在分层中的位臵
三种分布式系统的比较
类别 分布式操作系统 网络操作系统 局部OS同构 是 否 通信方式 消息 文件 资源管理 全局，分布 结点 透明性 高 低 分布性 低 高 开放性 低 高 特性
第二章 进程通信
2.2 不同节点上的进程间通信
MWT2
应用程序 机器A 远程调用 网络
对象 对象 对象
机器B
本地与远程方法调用
21
2.1 续
RMI体系结构
Java Virtual Machine Client Java Virtual Machine Remote Object
Stub
Skeleton
远程引用层
远程引用层
传输层
TCP
传输层
22
2.1 续
RMI系统的目标
•
• •
•
• •
⑴支持对存在于不同Java虚拟机上对象的无缝的远 程调用。 ⑵支持服务器对客户的回调。 ⑶把分布式对象模型自然地集成到Java语言里。 ⑷把分布式对象模型和本地Java对象模型间的不同 表面化。 ⑸使编写可靠的分布式应用程序简单化。 ⑹保留Java运行时环境提供的安全性。
23
2.2 面向对象中间件 软件开发面临的问题:
•
• •
软件的开发、修改和维护变得更加困难。
软件开发常常超期和超出预算。 由于没有代码重用，新软件的开发都是从零开始。 一种自顶向下的开发方法，将整个系统分解成独立 的模块，然后逐一实现这些模块的功能。 缺点：完整的系统只能在开发完成后才能呈现全貌。 如果在开始编程时发现设计中存在缺陷，那么整个 设计将被重新构造。
• 为使分布式系统能处理应用的分布，实现应用之间 的互通和互操作而开发的各种标准，如OSF的DCE、 OMG的CORBA、UI的ALTAS和DEC的NAS。
• 从1987年起，在ISO/IEC和ITU的共同努力下，于 1995年发布了开放式分布处理参考模型RM-ODP。
• RM-ODP不仅是一个一般标准，还是一个标准的标准。
电子政务考点
1.电子政务的概念：广义：泛指各类行政机关运用计算机技术，现代通信技术，网络技术进行管理和服务活动。
狭义：专指国家各级行政机关运用计算机技术，现代通信技术，网络技术进行行政事务管理和服务活动。
2.电子政务与传统政务的区别：（1）操作上：传统政务操作高成本，低效率，属于粗放的管理方式；电子政务操作低成本，高效率，属于精简的管理方式。
（2）工作方式上：传统政务多以开会，研究，逐级下达，层层上报等工作方式为主；电子政务以虚拟办公，借助网络实现资源的高度共享（3）办公手段不同：传统政务办公模式依赖于纸质文件作为信息传递的介质，办公手段落后，效率低；电子政务随时传递、交换和共享各种信息资源，加快了信息交换的速度，提高了信息利用的频率，使信息资源的开发利用渗透到经济和社会生活的各个领域，推动了经济、社会的发展，使人类进人信息时代。
（4）行政业务流程不同：传统政务的机构设置是管理层次多，决策与执行层之间信息沟通的速度较慢，费用较多，信息失真率较高；电子政务的发展使信息传递高效，快捷。
从而极大地提高政府的行政效率。
（5）与公众沟通方式不同：传统政务缺乏与公众的沟通，容易疏远政府与公众的关系；电子政务能够与公众进行实时有效的沟通，有利于政府更好的为人民服务。
3.电子政务框架体系：电子政务的网络体系，电子政务资源体系，电子政务支撑平台，电子政务应用体系，政府门户网站，系统维护管理体系，电子政务安全体系，国家电子政务标准体系4.我国电子政务“三网一库”的基本框架：三网为政府机关内部的办公业务网（政府内网）；与政府内网有条件关联，实现地区级政府涉密信息共享的办公业务资源网（政务专网）；以因特网为依托的政府公众信息网（政务外网）；一库即政府系统共建共享的政务资源数据库。
5.中国电子政务标准体系：总体标准，应用标准，应用支撑标准，网络基础设施标准，信息安全标准，管理标准6.中间件及其类型：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。
基于面向对象数据访问中间件设计与应用
维普资讯
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基于 面 向对象 数据 访 问 中间件 设 计与应 用
朱 勇赵 建 ．振南
（ 放 军 理 １ 学 Ｔ程 兵 １程学 院 ， 苏 ｍ ｙ １ ０ ７ 解 ２ 大 － ． 江 ．２ ０ ０ ）
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中间件技术的综述
中间件技术的综述作者：崔力升来源：《科技视界》 2014年第3期崔力升（信阳职业技术学院，河南信阳 464000）【摘要】计算机技术迅速发展。
从硬件技术看，CPU速度越来越高，处理能力越来越强；从软件技术看，应用程序的规模不断扩大，特别是Internet及WWW的出现，使计算机的应用范围更为广阔，许多应用程序需在网络环境的异构平台上运行。
这一切都对新一代的软件开发提出了新的需求。
【关键词】中间件；面向对象；计算机技术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。
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。
物联网中间件
2021/3/11
16
物联网典型中间件
传感网网关中间件
传感网网关中间件软件系统结构（如下图）主要分为6个部 分：主控模块、公共信息中间件、通用API模块、中间件管理模 块、消息管理模块、功能性中间件模块。
4.面向消息的物联网中间件
该类中间件主要采用异步模式和生产者/消费者模式，其典型 代表为Mires。
5.基于移动代理的物联网中间件
基于移动代理的物联网中间件提供抽象的计算任务给上层应 用，尽可能使应用模块化，以便可以更容易地进行代码传输。 Agilla是其典型代表。
2021/3/11
13
中间件三层体系结构
智能家居
域中间件
工业监控
中间件管理器 域中间件
中间件接口 通用中间件
支撑接口 支撑软件
硬件
传
网
安
代
感
络
全
定
统
码
探
管
管
位
计
管
测
理
理
理
通用中间件
中间件管理器
网络协议栈 运行环境
（OS抽象/虚拟机） 操作系统（OS）
硬件
硬件抽象（HAL）
2021/3/11
20
（1）通用中间件。在底层运行支撑软件的支持下实现一系列基本的节点 功能，主要包括以下两个方面：①为域中间件提供基本的业务支撑服务； ②实现基本的管理功能。
18
中间件管理模块：网关软件基于中间件架构，中间件管理模 块实现了中间件管理机制，包括中间件加载卸载、中间件注 册注销、中间件服务注册注销、中间件遍历、中间件服务遍 历等功能。
中间件分类及举例
中间件是一种软件，它能使处于同一网络的不同应用之间能够实现相互通信、相互协作，从而简化网络应用的设计与开发。
根据不同的功能和应用场景，中间件可以分为以下几类：事务式中间件：主要功能是提供联机事务处理所需要的通信、并发访问控制、事务控制、资源管理、安全管理、负载平衡、故障恢复和其他必要的服务。
典型的应用场景包括电信、金融、飞机订票系统、证券等拥有大量客户的领域。
过程式中间件：又称远程过程调用中间件。
过程中间件一般从逻辑上分为两部分：客户和服务器。
客户机和服务器之间的通信可以使用同步通信，也可以采用线程式异步调用。
过程式中间件有较好的异构支持能力，简单易用，但由于客户和服务器之间采用访问连接，所以在易剪裁性和容错方面有一定的局限性。
面向消息的中间件（MOM）：这类中间件以消息为载体进行通信，利用高效可靠的消息机制来实现不同应用间大量的数据交换。
它的主要优点在于异步通信模式和分布式系统中高效的数据传输。
典型的产品包括IBM的MQSeries和BEA的MessageQ。
面向对象中间件（OOM）：又称分布对象中间件，是分布式计算技术和面向对象技术发展的结合。
它利用面向对象技术将现实世界中复杂的问题转化为简单的问题，并利用中间件将对象之间的通讯和交互实现标准化和模块化。
典型的产品包括OMG的CORBA和Microsoft的DCOM。
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从1987年起，在ISO/IEC和ITU的共同努力下，于 1995年发布了开放式分布处理参考模型RM-ODP。
RM-ODP不仅是一个一般标准，还是一个标准的标准。
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消息中间件工作机理
应用之间以一系列消息的方式进行通信。在发送者和 接受者的传送过程中，为了避免在传递过程中消息被 丢失，消息保存在队列中。 MOM为消息接收者查看消息提供了一个缓冲区域， 应用把消息发送到与接收者相关的队列中，如果发送 者想及时得到反馈，它们就把接收返回消息的队列名 包含在所有它们发送的消息中。
消息传递机制要保证将发送者的消息传送到目的地。
在消息传递中，应用程序之间不必须建立直接的联系， 从而实现消息传送的异步性。
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消息中间件
消息中间件能够简化应用之间数据的传输，提供 可靠的、跨平台的消息传输手段，实现应用程序 之间的协同。 有两种基本的工作模型：
消息队列
消息传递（发布-订阅） 缺点：不支持程序控制的传递。 产品：东方通科技的 TongLINK/Q 、 BEA 的 elink 、 DEC 的 MessageQ 、 IBM 的 MQSeries 、 Microsoft MSMQ等。
产 品 ： Borland 公 司 的 Visibroker 、 IBM 公 司 的 ComponentBroker 和 东 方 通 科 技 公 司 的 TongBrokerdeng。
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ODP通信模型相关概念
通道（Channel）：用于支持分布对象之间的透明交 互。 通道包括三部分：存根、绑定器和协议对象。 ①存根（Stub）：解决交互过程中的信息的封装和 解封装问题； ②绑定器（Binder）：维护计算对象之间的联系； ③协议对象（Protocol Object）：处理实际的通信。
事务是对共享的系统资源所完成的一件工作，它通 常是由一系列操作所组成。事务必须具有ACID（原 子性、一致性、隔离性、耐久性）属性。 TPM通过API向用户提供了一系列的服务，可简化应 用开发。
产品：BEA公司的Tuxebo、IBM公司的CICS和东方通 科技公司的TongEASY等。
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交易中间件作用
简而言之，数据库访问中间件指一切连接应用程序和 数据库的软件。 与一般的中间件一样，面向数据库的中间件允许开发 人员通过单一的、定义良好的API访问另一台计算机 上的数据库资源。
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数据库中间件访问方式
直接访问
应用程序像访问本地数据库一样可以直接访问和更 新位于远端的数据库。 数据库复制 客户端缓存
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数据库访问中间件
Internet上实现数据库访问的方式
①公共网关接口CGI: Common Gateway Interface，它提供 一个计算机程序同HTTP协议或者WWW服务的接口，也就是人 机交互接口；有了它，服务器可以提供交互式的站点以代替过 去静态的文本和图象。常使用C/C++、DELPHI等进行编写。 ②专用API: （Application Programming Interface,应用程序 编程接口）是一些预先定义的函数，目的是提供应用程序与开 发人员基于某软件或硬件得以访问一组例程的能力，而又无需 访问源码，或理解内部工作机制的细节。 ③JDBC与ODBC: Java Data Base Connectivity,java数据库 连接）是一种用于执行SQL语句的Java API. ODBC API 是微 软提供的基于windows平台，用于访问关系数据库的编程接口. ④数据库引擎: 是用于存储、处理和保护数据的核心服务
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消息中间件体系结构
本地系统 本地应用程序 中 间 件 队 列 管 理 器
消息队列接口
系 统 管 理
消息路由和排队
消息通道代理
网络
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消息中间件的功能
①无连接消息传递
②消息优先化 ③有保障的消息传递 ④事务处理消息 ⑤动态队列创建
⑥消息路由
⑦不同硬件系统的集成 ⑧跨软件平台的支持
事务处理涉及操作系统、文件系统、编译语言、数据 通信、数据库管理系统、应用软件等，是一个相当艰 巨的任务，但是工作的任务可以通过事务管理系统来 简化，可大大减少事务管理系统应用所需的编程量。 系统中的所有事务由一个事务管理系统所管理，事务 开始操作时被赋予一个唯一的标识符TID，在一个事 务的生命周期内此标识由事务管理系统唯一标识一个 事务。
服务器基本 工程对象 服务器 存 根 服务器 绑定器 服务器协 议对象 服务器方 客户-服务器交互
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消息中间件(MOM) 消息中间件产生
传统通信必备条件
①发送和接收应用程序同时在线； ②通过网络能同时通信，发送者和接受者需知 道相互间程序的调用接口。
实际情况：
①应用程序并不总是同时运行；
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对象中间件（对象请求代理ORB）
ORB提供一种通信机制透明地在异构的通信环境中 传递对象请求，各对象可以位于本地或远程机器， 且对象之间的客户机/服务器的角色是可以互换的。 ORB 可以看作和编程语言无关的面向对象的 RPC 应 用，被视为从面向对象过渡到分布式计算的强大 推动力量。 两大标准：OMG的CORBA；Microsoft的COM/DCOM。
一般来说，消息队列广泛采用对等的分布式计算模 型来实现分布式计算中的同步和异步交互。 消息队列一般提供多协议支持、高端服务和其他系 统管理服务，完成可靠的、可扩展的异构环境中的 通信。 11
消息
消息实质上是一个由用户定义的数据结构，由头信 息和体信息组成。
头消息是对消息结构的描述，对整条消息起控制作 用，含消息的属性及相关的系统信息，如消息标识、 消息类型、目的队列名、日期时间等；其中目的队 列名可表示成“队列名@队列管理器名”的形式 体信息主要是消息的应用数据，是应用程序通信的 数据，其具体语义要由通信双方事先约定，对中间 件来说是一串毫无意义的二进制字节串。 种类：①请求消息 ②应答消息 ③通知消息
②可以接收不同的厂家的协议 ③可以用一组管理数据操作的业务规则进行编程 ④集中处理密集任务和将数据表达抽象到最高层 ⑤分开客户机应用程序与数据库管理系统
⑥可以异步提供当前数据表或行的状态给客户机
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数据库访问中间件
数据库访问中间件专门负责和完成对数据库访问操作 的优化、用户连接数的管理、保证访问的安全性和可 靠性，以及实现应用对来自不同厂商的数据库的访问 等，进而提高对数据库访问的效率。
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数据库访问中间件
在分布式系统中，支持应用程序和本地或异地的同构 或异构数据源进行通信。 通过提供一系列的编程接口，屏蔽不同网络协议，操 作系统和数据库管理系统平台DBMS的差异，允许应 用程序一致地访问数据源。 技术最成熟，应用最广泛的一种中间件技术。 典型例子—ODBC。 缺点：需要大量的数据通信。 产 品 ： Oracle 公 司 的 SQL Connect 、 Sybase 公 司 的 Open Server、BEA公司的Weblogic和中科院软件所的 19 DataAccess等。
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端系统资源相关概念
结点（Node）：在管理上独立的物理机器；
核（Nucleus）：用来管理结点的机制；
对象包（Capsule）：对象的执行环境；
对象串（Cluster）：受共管和被共操作的对象集合。
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客户基本 工程对象 客 户 存 根 客 户 绑定器 客户协 议对象 客户方 截-转器
①提供高效的处理能力
②简化应用系统开发 ③可以有效完成多服务进程和负载均衡 ④能保证分布式交易的完整性 ⑤提高系统的容错能力
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事务管理系统
应用程序（AP）
RM API XA 资源管理器 （RM）
TM API
事务管理器 （TM） XA +
CRM API 通信资源 管理器 （CRM） TCP/IP
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交易中间件TPM
在开放系统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。 针对复杂环境下分布式应用的速度和可靠性要求而 实现的。
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消息中间件产生
消息中间件一般把工业标准TCP/IP协议作为基础。
NAP TCP IP
应用层
传输层 网络层 网络接口层
X.25 SLIP PPP …
消息中间件还遵循X/Open的分布式事务处理模型，
适应于分布式计算环境多样化、用户数目规模化、业务逻辑 复杂化的发展要求，实现消息位置无关性、用户透明性。
服务器端缓存
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数据库访问中间件类型
本地中间件
本地中间件是为特定的数据库设计的
提供最佳的访问性能。 当要改变数据库时，需要对应用程序进行很大的修改。
呼叫层接口
呼叫层接口为多个数据库提供了统一的界面。 把一般通用的接口呼叫转换成任意的数据库本地语言，以 便使对数据库发出请求的应用程序理解。
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结构化的软件开发方式
面向对象的软件开发方式
以一种直观的方法分析和构造系统；
将整个系统抽象并模型化
两种开发方法的区别
结构化的方法：数据与功能是分离的； 面向对象方法：数据和相关的功能捆绑在一起。
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开放式分布处理参考模型（ODP）起源
ISO为了解决异种系统之间的互联和互通，提出了 OSI-RM。
中间件技术
第2章 面向对象中间件ODP
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重点： 面向对象中间概念 消息中间件 数据库访问中间件