摘  要： 提出了一種基于復(fù)用的構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型，該模型解決了構(gòu)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組織問(wèn)題，保證良好的功能職責(zé)劃分和關(guān)注點(diǎn)分離；保證構(gòu)件以規(guī)范化的方式提供對(duì)外服務(wù)接口和擴(kuò)展接口；保證構(gòu)件具有良好的擴(kuò)展性以及隨需應(yīng)變的能力。通過(guò)應(yīng)用該模型開(kāi)發(fā)了面向金融領(lǐng)域的客戶管理構(gòu)件，并將該構(gòu)件復(fù)用于具體的金融項(xiàng)目。實(shí)踐表明，該模型能提高軟件復(fù)用率，降低開(kāi)發(fā)難度，加快開(kāi)發(fā)速度。
關(guān)鍵詞： 軟件工程； 軟件復(fù)用； 構(gòu)件； 構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型； 基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)

   隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)對(duì)軟件的需求也迅速增長(zhǎng)，軟件產(chǎn)品的規(guī)模不斷擴(kuò)大，復(fù)雜性也不斷提高，但目前軟件的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)能力卻相對(duì)不足，形成脫節(jié)現(xiàn)象，導(dǎo)致軟件危機(jī)。軟件復(fù)用是在軟件開(kāi)發(fā)中避免重復(fù)勞動(dòng)的解決方案，被視為解決軟件危機(jī)、提高軟件生產(chǎn)率和質(zhì)量的有效途徑[1]。
　軟件復(fù)用技術(shù)是軟件工程領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。復(fù)用概念的第一次引入是在1968年NATO軟件工程會(huì)議上，Mcllroy的論文“大量生產(chǎn)的軟件構(gòu)件”中[2]。近十幾年來(lái)，隨著面向?qū)ο蠹夹g(shù)和分布式對(duì)象技術(shù)的出現(xiàn)并逐步成為主流技術(shù),為軟件復(fù)用提供了基本的技術(shù)支持。構(gòu)件模型是對(duì)構(gòu)件本質(zhì)特征的抽象描述，被視為實(shí)現(xiàn)成功復(fù)用的關(guān)鍵因素之一。構(gòu)件是核心和基礎(chǔ)，復(fù)用是必需的手段[3]。盡管軟件復(fù)用的概念自提出以來(lái)已取得了一定的成果，然而在實(shí)際軟件生產(chǎn)中，真正成功的軟件復(fù)用項(xiàng)目并不多見(jiàn)。主要原因是受可復(fù)用構(gòu)件的分析和設(shè)計(jì)方法的限制，針對(duì)此問(wèn)題本文提出了一種基于復(fù)用的構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型，即(表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、持久化層)的分層設(shè)計(jì)模型。
　本文中提出的構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型規(guī)范和約束構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，保證了良好的功能職責(zé)劃分，保證構(gòu)件以規(guī)范化的方式提供對(duì)外服務(wù)接口和擴(kuò)展接口。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，需求變化不穩(wěn)定，為使設(shè)計(jì)具有更好的可擴(kuò)展性、靈活性與邏輯性，通過(guò)分層分而治之，使其關(guān)注點(diǎn)分離。在設(shè)計(jì)中使用模塊增進(jìn)了內(nèi)聚性，降低了耦合度，進(jìn)而降低了復(fù)雜性并增強(qiáng)了可維護(hù)性。通過(guò)應(yīng)用該模型開(kāi)發(fā)了面向金融領(lǐng)域的客戶管理構(gòu)件，并將該構(gòu)件復(fù)用于具體的金融項(xiàng)目。最后，通過(guò)將傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)方法與基于復(fù)用的構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型方法進(jìn)行比較。
1 軟件復(fù)用與軟件構(gòu)件
1.1 軟件復(fù)用的基本概念
　軟件復(fù)用是指重復(fù)使用“為了復(fù)用目的而設(shè)計(jì)的軟件”的過(guò)程[4]。軟件復(fù)用是在軟件開(kāi)發(fā)中避免重復(fù)勞動(dòng)的解決方案，它包括對(duì)軟件生產(chǎn)過(guò)程中其他勞動(dòng)成果的復(fù)用，如需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試用例和使用手冊(cè)等。
1.2 實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用的關(guān)鍵因素
   實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用的關(guān)鍵因素如圖1所示,主要包括：軟件構(gòu)件技術(shù)、領(lǐng)域工程、軟件構(gòu)架、軟件再工程、開(kāi)放系統(tǒng)、軟件過(guò)程、CASE技術(shù)等，以及各種非技術(shù)因素[5]。本文主要研究軟件構(gòu)件技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用的影響。

1.3 構(gòu)件的基本概念
　在眾多的軟件復(fù)用開(kāi)發(fā)方法中，基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)方法是一條有效、實(shí)際的軟件復(fù)用途徑，所謂構(gòu)件是指系統(tǒng)中可以明確辨識(shí)的構(gòu)成成分，軟件構(gòu)件是系統(tǒng)中具有一定意義的獨(dú)立構(gòu)成成份[6]。
　構(gòu)件應(yīng)具備的基本特征：(1)復(fù)用：復(fù)用是構(gòu)件最基本的性質(zhì)，構(gòu)件的設(shè)計(jì)必須滿足能在新的應(yīng)用項(xiàng)目中使用;(2)封裝:封裝對(duì)外界隱藏構(gòu)件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，僅通過(guò)接口與外界交互，可以保證構(gòu)件功能復(fù)用的完整性和構(gòu)件開(kāi)發(fā)及交付的獨(dú)立性;(3)組裝：構(gòu)件可以通過(guò)組裝形成新的構(gòu)件或系統(tǒng)，組裝是構(gòu)件復(fù)用的手段;(4)粒度：構(gòu)件是有大小的，與領(lǐng)域相關(guān)的構(gòu)件粒度大;(5)層次：構(gòu)件可以按層次進(jìn)行劃分，企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜邏輯可以通過(guò)分層來(lái)解決。
1.4 可復(fù)用構(gòu)件開(kāi)發(fā)遵循的基本原則
   (1)“開(kāi)-閉”原則：一個(gè)軟件實(shí)體應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，對(duì)修改關(guān)閉。所謂“開(kāi)”，就是要求構(gòu)件能適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境；所謂“閉”，就是要求構(gòu)件是一個(gè)獨(dú)立的整體。這是可復(fù)用構(gòu)件開(kāi)發(fā)最基本的原則，也是復(fù)用要求的直接體現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)“開(kāi)-閉”原則的基本策略是對(duì)變化性進(jìn)行封裝，即找到構(gòu)件的可變因素，并將其封裝起來(lái)。
   (2)依賴倒置原則：要針對(duì)接口編程，不要針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程。它是指導(dǎo)開(kāi)發(fā)可復(fù)用框架的基本原則，使得框架無(wú)需依賴具體構(gòu)件，具體構(gòu)件的開(kāi)發(fā)需遵循框架設(shè)定的約束。實(shí)現(xiàn)依賴倒置原則的基本策略是在框架中為具體構(gòu)件設(shè)立抽象表示。
   (3)接口隔離原則：是一個(gè)指導(dǎo)可復(fù)用構(gòu)件實(shí)現(xiàn)接口設(shè)計(jì)的原則，它使得構(gòu)件中每一個(gè)實(shí)體都擁有盡可能簡(jiǎn)單的接口。實(shí)現(xiàn)接口隔離原則的基本策略是對(duì)構(gòu)件中的每個(gè)角色進(jìn)行劃分，然后針對(duì)每一類使用者提供一套有針對(duì)性的接口。
   (4)迪米特法則：每個(gè)軟件實(shí)體應(yīng)當(dāng)盡可能少地與其他實(shí)體發(fā)生相互作用[7]。實(shí)現(xiàn)迪米特法則的基本策略是控制軟件實(shí)體間由于信息傳遞而產(chǎn)生的耦合關(guān)系。
2 構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型
   構(gòu)件模型是對(duì)構(gòu)件本質(zhì)特性的抽象描述[8]。本文提出一種構(gòu)件分層設(shè)計(jì)模型，如圖2 所示，該模型解決了構(gòu)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組織問(wèn)題，保證良好的功能職責(zé)劃分，保證構(gòu)件以規(guī)范化的方式提供對(duì)外服務(wù)接口和擴(kuò)展接口，保證構(gòu)件具有良好的擴(kuò)展性以及隨需應(yīng)變的能力。該模型遵循本文中上面所提出的可復(fù)用構(gòu)件開(kāi)發(fā)的基本原則，在設(shè)計(jì)中使用模塊，增進(jìn)了內(nèi)聚性，降低了耦合度，低耦合降低了復(fù)雜性并增強(qiáng)了可維護(hù)性。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，需求變化不穩(wěn)定，為使設(shè)計(jì)具有更好的可擴(kuò)展性、靈活性與邏輯性，通過(guò)分層分而治之，主要分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、持久化層，使其關(guān)注點(diǎn)分離。API(Application Programming Interface)接口是外部調(diào)用者；MAI(Management Application Interface)接口是內(nèi)部調(diào)用者；SPI(Service Provider Interface)接口是構(gòu)件本身的可擴(kuò)展點(diǎn)，通過(guò)分層帶來(lái)更好的可伸縮性與可維護(hù)性。其中，表現(xiàn)層又叫展現(xiàn)層，主要功能是向人展示，最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。一般表現(xiàn)層與具體的業(yè)務(wù)需求有關(guān)，需具體問(wèn)題具體分析，在此就不再詳細(xì)介紹，下面主要介紹業(yè)務(wù)邏輯層設(shè)計(jì)模型和持久化層設(shè)計(jì)模型。

2.1 業(yè)務(wù)邏輯層設(shè)計(jì)模型
   業(yè)務(wù)邏輯層設(shè)計(jì)模型如圖3所示。業(yè)務(wù)邏輯層根據(jù)職責(zé)具體分為服務(wù)層和領(lǐng)域?qū)樱?1)Service服務(wù)層定義了應(yīng)用的邊界和從客戶角度所能看到的可用操作集。①它包括實(shí)體home即Entity Home和流程管理，由Normal Service實(shí)現(xiàn);②它是無(wú)狀態(tài)類，不包含任何業(yè)務(wù)邏輯，定義了一個(gè)公共的應(yīng)用操作集合，可供各種使用者使用。(2)領(lǐng)域?qū)拥闹饕氊?zé)是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯,它包含API層和MAI層。①API層遵循最小化設(shè)計(jì)原則，在完成功能的前提下盡可能簡(jiǎn)單，提供相對(duì)穩(wěn)定的接口，減少改動(dòng)帶來(lái)的影響，易于使用;EntityAPIWrapper：實(shí)現(xiàn)API接口，避免對(duì)外暴露MAI接口，實(shí)現(xiàn)延遲加載等;②MAI層是內(nèi)部調(diào)用者，EntityMAI：定義可以對(duì)外提供的服務(wù)和職責(zé)；EntityMAIBase：提供基本共性實(shí)現(xiàn)；EntityMAIImp：為內(nèi)部調(diào)用者提供服務(wù)，調(diào)用SPI層實(shí)現(xiàn)持久化。
 

2.2 持久化層設(shè)計(jì)模型
   持久化層設(shè)計(jì)模型，如圖4所示，持久化層主要功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、讓客戶了解功能的擴(kuò)展點(diǎn)和為業(yè)務(wù)邏輯層提供服務(wù)。(1)SPI接口：定義抽象共性的方法;(2)Base實(shí)現(xiàn)類：定義共性的方法，對(duì)對(duì)象進(jìn)行延遲加載;(3)JDBC實(shí)現(xiàn)類：負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫(kù)交互；降低對(duì)底端的依賴，增強(qiáng)變化性;(4)Wrapper實(shí)現(xiàn)類：負(fù)責(zé)創(chuàng)建對(duì)象時(shí)對(duì)返回的對(duì)象進(jìn)行包裝，對(duì)日志、緩存和關(guān)系邏輯進(jìn)行處理，在批處理過(guò)程中可以結(jié)合cache及Pool進(jìn)行預(yù)加載。

3 基于構(gòu)件的軟件復(fù)用開(kāi)發(fā)實(shí)例
　結(jié)合本人在中創(chuàng)軟件公司實(shí)習(xí)中參與的項(xiàng)目實(shí)踐，本文應(yīng)用該模型開(kāi)發(fā)了面向金融領(lǐng)域的客戶管理構(gòu)件，保證構(gòu)件以規(guī)范化的方式提供對(duì)外服務(wù)接口和擴(kuò)展接口，保證構(gòu)件具有良好的擴(kuò)展性以及隨需應(yīng)變的能力，并將該構(gòu)件復(fù)用于具體的金融項(xiàng)目，降低了開(kāi)發(fā)難度，加快了開(kāi)發(fā)速度，能夠較好地解決復(fù)用這一問(wèn)題，能夠從構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型結(jié)構(gòu)的高度指導(dǎo)構(gòu)件的開(kāi)發(fā)和靈活復(fù)用。
3.1 客戶管理構(gòu)件
　客戶管理構(gòu)件是用于對(duì)客戶信息與客戶間相互關(guān)系進(jìn)行管理維護(hù)的構(gòu)件，提供統(tǒng)一的客戶管理功能，提供可視化的客戶信息定義，滿足個(gè)性化需求。不同行業(yè)、不同的企業(yè)對(duì)客戶信息的管理內(nèi)容千變?nèi)f化，客戶管理構(gòu)件是面向領(lǐng)域的構(gòu)件，本文中所研究的是面向金融領(lǐng)域。客戶管理構(gòu)件總體上分為以下幾個(gè)模塊：
   (1)客戶類型管理：客戶類型可配置，通過(guò)類型管理具有相同屬性的客戶集合;
   (2)客戶組類型和組管理：通過(guò)組來(lái)管理具有不同特征的客戶集合;
   (3)客戶信息維護(hù)：通過(guò)客戶類型，對(duì)客戶信息的增加、刪除、修改、查詢和版本控制等進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù);
   (4)客戶關(guān)系維護(hù)：管理不同類型客戶之間的相互關(guān)系。
3.2 金融租賃客戶管理系統(tǒng)
   利用客戶管理構(gòu)件，針對(duì)金融租賃客戶管理系統(tǒng)項(xiàng)目具體需求，支持該項(xiàng)目客戶管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。金融租賃客戶管理系統(tǒng)包含的主要子領(lǐng)域及其相互之間的依賴關(guān)系如圖5所示，各個(gè)子領(lǐng)域的簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：

   (1)客戶信息查詢與維護(hù)：該領(lǐng)域封裝了通過(guò)客戶類型對(duì)客戶信息表中記錄的查詢、增加、刪除、修改及維護(hù)功能;
   (2)個(gè)人客戶管理：主要負(fù)責(zé)對(duì)金融租賃領(lǐng)域中涉及的自然人的信息進(jìn)行管理;
   (3)對(duì)公客戶管理：主要負(fù)責(zé)對(duì)金融租賃領(lǐng)域中涉及的組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行管理;
   (4)集團(tuán)客戶管理：主要負(fù)責(zé)對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上客戶成員團(tuán)體的信息進(jìn)行管理;
   (5)同業(yè)客戶管理：主要負(fù)責(zé)對(duì)金融機(jī)構(gòu)客戶的信息進(jìn)行管理;
   (6)部門及管護(hù)員調(diào)整：主要負(fù)責(zé)對(duì)客戶部門、經(jīng)理發(fā)生變動(dòng)的信息進(jìn)行管理;
   (7)客戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)：主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)客戶管理信息領(lǐng)域中涉及的各種客戶信息以及其他相關(guān)信息進(jìn)行存儲(chǔ)并提供訪問(wèn)接口。
　在金融租賃客戶管理系統(tǒng)中運(yùn)用了大量的構(gòu)件，主要有：用戶權(quán)限管理構(gòu)件、參數(shù)管理構(gòu)件、元數(shù)據(jù)管理構(gòu)件、財(cái)務(wù)報(bào)表管理構(gòu)件、評(píng)級(jí)管理構(gòu)件、內(nèi)容管理構(gòu)件等。構(gòu)件代碼比例約占62.3%,新增構(gòu)件約占28.6%，構(gòu)件化比例相當(dāng)大，使原本半年的開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短為兩個(gè)月，減少了開(kāi)發(fā)成本，提高了軟件開(kāi)發(fā)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了系統(tǒng)的維護(hù)代價(jià)。為了更好地說(shuō)明此構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型的優(yōu)勢(shì)，將傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)方法與基于復(fù)用的構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型方法進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示，實(shí)踐表明，基于本文提出的模型開(kāi)發(fā)的構(gòu)件降低了開(kāi)發(fā)難度，加快了開(kāi)發(fā)速度，較好地解決了復(fù)用的問(wèn)題。
4 總結(jié)與展望
    本文提出一種基于復(fù)用的構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型，該模型規(guī)范和約束了構(gòu)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保證構(gòu)件以規(guī)范化的方式提供對(duì)外服務(wù)接口和擴(kuò)展接口；保證構(gòu)件具有良好的擴(kuò)展性以及隨需應(yīng)變的能力；將該開(kāi)發(fā)模型應(yīng)用于客戶管理構(gòu)件開(kāi)發(fā)，并基于該構(gòu)件復(fù)用于金融租賃客戶管理系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)踐對(duì)比表明，使用該構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型降低了開(kāi)發(fā)難度，加快了開(kāi)發(fā)速度，能夠較好地解決復(fù)用這一問(wèn)題。由于構(gòu)件開(kāi)發(fā)涉及領(lǐng)域繁多，該構(gòu)件開(kāi)發(fā)模型還有很多不足之處，還有待于在實(shí)踐中繼續(xù)完善。
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