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理解企业应用框架

【IT168 技术文章】

    人们总是偏爱“大词”。一个表达方式,如果听起来足够响亮,写在纸上能够吸引眼球,那就会变成很多人的新宠。但同样是这些大词,经过太多人的传递、消费之后,原本的含义反而像硬币上的图案一样被磨损殆尽:几乎没有人知道这些说法到底是指什么了。在IT业界,“平台(platform)”、“框架(framework)”、“构架(architecture)”等等就是这种人见人爱的大词。几乎每个厂商都愿意请来其中的一位、甚至多位为自己推销。久而久之,这些说法似乎适用于各个领域、各个层面:所有的软件系统都是“平台”,所有的开发者都在自矜于独有的“框架”。原本有确切意义的“好词”,经过这一番争夺和滥用,也只能衰减为所谓的“buzzwords”,供市场营销人士们玩味了。

  我想让这些词中的一个——“框架”——荡污涤垢,重现青春。要完成这样的任务,必须动用重典才行。软件业圣经《设计模式》对框架有如下定义:“A framework is a set of cooperating classes that make up a reusable design for a specific class of software(一个框架,就是一组相互协作的类,对于特定的一类软件,框架构成了一种可重用的设计)”。这个定义虽然主要着眼于面向对象的软件开发,但已经基本上给出了这个词的核心含义:框架是软件系统的设计、开发过程中的一个概念,它强调对以完成的设计、代码的重复使用,并且,一个框架主要适用于实现某一特定类型的软件系统。

  为了更好地说明框架是什么,也许还应该看看框架不是什么。

  框架不是现成可用的应用系统。它仍是一个半成品,等待后来者做“二次开发”,实现为具体的应用系统。

  框架不是“平台”。后者的概念更加浮泛和模糊——人们说的一个平台,可以是一种操作系统,一种应用服务器,一种数据库软件,一种通信中间件等等,因此“平台”几乎成了所有系统软件的统称。在平台的大家族中,框架的概念可能与近来人们常说的“应用平台”最为接近,但平台主要指提供特定服务的系统软件,而框架则更侧重于设计、开发过程,或者可以说,框架通过调用平台提供的服务而起作用。

  框架不是工具包(toolkit)/类库(library) /API。目前流行的很多框架中,就包括了大量的类库和API,但是调用API并不就是在使用框架开发。仅仅使用API时,开发者完成系统的主体部分,并不时地调用类库实现特定任务。而框架构成了通用的、具有一般性的系统主体部分,“二次开发者”只是像做填空题一样,根据具体业务,完成特定应用系统中与众不同特殊的部分。

    框架不是构架(architecture)。构架确定了系统整体结构、层次划分、不同部分之间的协作等设计考虑。框架比构架更具体,更偏重于技术实现。确定框架后,构架也随之确定,而对于同一种构架(比如web开发中的MVC),可以通过多种框架(比如Apache Struts或Apache Velocity)实现。

  那么,在企业应用系统开发中,框架具有什么样的意义?要阐明这一点,大概要看一看在这个领域里软件开发方式的演变。在计算机应用普及之前,只有少数大企业才负担得起企业信息系统软件,这一类的软件开发也已委托定制(custom-made software)为主。在企业信息化基础设施逐步完备之后,多数中、小企业也要在预算不高的前提下实施企业应用系统,按照以前的方式逐个定制开发,是这种类型的企业难以承受的。因此,对于一些需求简明的系统,往往会购买现成软件(shrink-wrapped software)解决问题。但是各个企业具体业务不同,需求很难统一,现成软件只能满足最通用的情况和最一致的操作(比如财会系统、网站内容发布系统等),对于头绪众多的业务处理就难以胜任了。

  如何最大程度地萃取不同企业应用系统的共性,重复使用已经完成的设计和代码,对企业应用系统中典型场景给出非常好的解决方案——这是一个“一般性”的问题;如何让一个早先完成的软件产品贴切地适应极为多变、复杂的企业需求——这是一个“特殊性”的问题。作为对这一组冲突的一种解决方案,不少厂商推出了自己的企业应用框架。这些框架往往是从大量的委托项目开发中精选出的系统“不变项”,因此具有很强的普适性和实用性。

  目前,主流企业应用框架中大都包含对以下问题的现成解决方案:

  * 持久性(persistence):实现数据存储、处理,数据与对象映射,数据缓存(caching)。
  * 事务(transaction):确保一组关联操作正常、完整的执行。
  * 安全性(security):保证系统的通信安全、数据安全。
  * 负载均衡(load balance):在大量并发访问时,保持系统可用。
  * 监控(system monitoring/management):监控系统运行状况,设置系统参数。
  * 日志(logging):记录系统运行情况和异常,记录特定用户操作。
  * 应用集成 (application integration):与其他系统、应用程序集成。
  * 认证/权限/组织角色管理(authentication/authorization):管理系统用户、组织职权结构,限制特定用户对特定功能、特定数据的访问。
  * 业务模型(domain model):管理系统中业务对象的属性、字段。
  * 业务逻辑(business logic/rules):实现业务规则和业务逻辑。
  * 工作流(work flow):实现多用户、多环节之间的业务处理流程。
  * 文件管理(file management):管理文档,实现系统内部的文件传递。
  * 报表/打印 (reporting/printing):实现数据打印,实现报表的定制和输出。
  * 门户/信息发布 (portal solution):发布企业相关的信息、新闻,提供企业客户的访问入口。
  * 通信(communication/messaging):系统内部的消息、通知;系统与外部角色(比如企业客户)之间通过不同通信媒介(电话、网站、邮件等)的互动。
  * 特定行业/领域模块 (business modules):实现特定行业、流域相关的业务模块。

  以上诸方面中,除了前四项目前主要由应用服务器解决之外,其他的部分本身都是专门的软件开发领域。框架的作用,在于确定上述每种因素的具体技术实现,并规定它们在系统中的组织方式和协作方式,从而给出完整的企业应用解决方案。

  企业应用框架的特点首先是,当应用框架确定之后,系统的整个构架,也就是主体结构就已经固定。因此框架的选取往往是方案选型的首要问题。

  其次,人们常常听信“组件式开发”的一面之词,认为系统搭建的过程类似于搭积木,好像是用胶水代码(glue code)拼合现成的组件或模块。其实采用框架开发时,系统的构建过程更类似于填空——系统骨架早已完成,开发者填写特定的代码,由系统来调用。《设计模式》中提到的“好莱坞原则(the Hollywood principle——Don't call us, we'll call you)”,非常符合我们谈的这种情况。很多框架还允许下游厂商开发系统插件(plug-ins),以满足特定需要——这是另一种形式的“填空”。

  另外,对于实现具体应用系统的二次开发者来说,不少任务都无需通过编程实现。比如要给一个业务模型增添一个新字段,或是要设置一种新的工作流程,这些工作都可以通过简单的图形用户界面(GUI)操作,或是修改部署描述符(DD),或是编写脚本来完成。也就是说,相当多(而不是全部)的开发任务是通过声明/配置的(declarative),而不是编程的(programmatic)的方式实现的。系统往往会在启动或运行时载入相关的配置,据此实现特定的功能。

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