Книга: Технологии программирования

6.6. СОМ — ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ РАЗВИВАЮЩИХСЯ И РАССРЕДОТОЧЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРОГРАММ

6.6. СОМ — ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ РАЗВИВАЮЩИХСЯ И РАССРЕДОТОЧЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРОГРАММ

СОМ — Component Object Model (модель компонентных объектов) — это спецификация метода создания компонент и построения из них программ.

В литературных источниках можно найти множество теорий и предложений по так называемой технологии эволюционного программирования. Однако до СОМ практически неизвестны удачные примеры разработки эволюционирующих во времени программ. Это объясняется невозможностью однозначного предсказания людьми будущего. Поэтому советы типа "предусмотри то-то в программе для будущего развития" оказывались бессмысленными из-за того, что в ходе сопровождения выяснялась потребность в каких-то иных доработках, но не в априори заложенных.

Традиционно программа проектировалась из отдельных файлов, модулей или классов, которые компилировались и компоновались в единое целое.

Компоненты СОМ представляют собой исполняемый код, обычно распространяемый в виде динамически компонуемых библиотек (DLL). Компоненты СОМ подключаются друг к другу динамически.

Разработка программ из компонентов так называемых приложений компонентной архитектуры происходит совершенно иначе. С появлением СОМ единого целого больше нет. Программы состоят из отдельных компонент. Компонента поставляется пользователю как двоичный код, скомпилированный, скомпонованный и готовый к использованию. Доступ к этому коду осуществляется через документированный точно интерфейс. Во время выполнения компоненты подключаются к другим компонентам, формируя программу.

СОМ — это инструмент разработки развивающихся и рассредоточенных (многомашинных) комплексов программ, основанная на модели компонентных объектов.

Главное в СОМ — следование стандартным спецификациям интерфейса компонент. Однажды принятый стандарт спецификаций интерфейса никогда не изменяется. Однако после разработки нового стандарта новые компоненты сами будут опознавать старый и новый стандарты. После замены некоторого числа компонент программа вдруг заработает по-новому!

По мере развития программы, компоненты, составляющие программу, могут заменяться новыми. Программа более не является статичной, обреченной устареть еще до выхода в свет. Вместо этого она постепенно эволюционирует с заменой старых компонент новыми. Из существующих компонент легко создать и абсолютно новые программы.

Пользователи часто хотят адаптировать программы к своим нуждам. Конечные пользователи предпочитают, чтобы программа работала так, как они привыкли. Программистам в крупных организациях нужны адаптируемые приложения, чтобы создавать специализированные решения на основе готовых продуктов. Компонентные архитектуры хорошо приспособлены для адаптации, так как любую компоненту можно заменить другой, более соответствующей потребностям пользователя. Предположим, что у нас есть компоненты на основе редакторов vi и Emacs (рис. 6.1). Пользователь 1 может настроить программы на использование vi, тогда как пользователь 2 предпочтет Emacs. Программы можно легко настраивать, добавляя новые компоненты или заменяя имеющиеся.

Рис. 6.1. Собираемые в период выполнения программы из отдельных компонент

Один из самых многообещающих аспектов внедрения компонентной архитектуры — быстрая разработка программ. Вы сможете выбирать компоненты из библиотеки и составлять из них, как из деталей конструктора, цельные приложения методом морфологического синтеза! Практически все продаваемые сегодня приложения Microsoft используют СОМ. Технология ActiveX этой фирмы построена на основе компонент СОМ. Программисты на Visual Basic, C++, Delphi и Java могут воспользоваться управляющими элементами ActiveX для ускорения разработки своих приложений и страниц Web. Конечно, каждому приложению по-прежнему будут нужны и некоторые специализированные компоненты, но для построения простых приложений можно обойтись стандартными.

Создать из обычной программы распределенную программу легче, если эта обычная программа состоит из компонент. Во-первых, она уже разделена на функциональные части, которые могут располагаться вдали друг от друга. Во-вторых, поскольку компоненты заменяемы, вместо некоторой компоненты можно подставить другую, единственной задачей которой будет обеспечивать связь с удаленной компонентой.

Преимущества использования компонент непосредственно вытекают из способности последних подключаться к приложению и отключаться от него. Для этого компоненты должны удовлетворять двум требованиям. Во-первых, они должны компоноваться динамически. Во-вторых, должны скрывать (или инкапсулировать) детали своей реализации.

Чтобы понять, как это связано с инкапсуляцией, необходимо определить некоторые термины. Программа или компонента, использующая другую компоненту, называется клиентом (client). Клиент подсоединяется к компоненте через интерфейс (interface). Если компонента изменяется без изменения интерфейса, то изменений в клиенте не потребуется. Аналогично если клиент изменяется без изменения интерфейса, то нет необходимости изменять компоненту. Однако если изменение либо клиента, либо компоненты вызывает изменение интерфейса, то и другую сторону интерфейса также необходимо изменить.

Таким образом, для того чтобы воспользоваться преимуществами динамической компоновки, компоненты и клиенты должны стараться не изменять свои интерфейсы и быть инкапсулирующими. Детали реализации клиента или компоненты не должны отражаться в интерфейсе. Чем надежнее интерфейс изолирован от реализации, тем менее вероятно, что он изменится при модификации клиента или компоненты. Если интерфейс не изменяется, то изменение компоненты оказывает лишь незначительное влияние на приложение в целом.

Необходимость изоляции клиента от деталей реализации накладывает на компоненты ряд важных ограничений, список которых приведен ниже.

Ограничение 1. Компонента должна скрывать используемый язык программирования. Компоненты могут быть разработаны с помощью практически любого процедурного языка, включая Ada, С, Java, Modula-3, Oberon и Pascal. Любой язык, в том числе Smalltalk и Visual Basic, можно приспособить к использованию компонент СОМ. Любой клиент должен иметь возможность использовать компоненту независимо от языков программирования, на которых написаны тот и другой.

Ограничение 2. Компоненты должны распространяться в двоичной форме. Действительно, поскольку они должны скрывать язык реализации, их необходимо поставлять уже откомпилированными и готовыми к использованию (DLL).

Ограничение 3. Компоненты СОМ можно модернизировать, не нарушая работы старых клиентов. СОМ предоставляет стандартный способ реализации разных версий компонент. Новые версии компонент должны работать как с новыми клиентами, так и старыми.

Ограничение 4. Компоненты СОМ являются перемещаемыми по сети, причем перемещаемость по сети должна быть прозрачной. Компонента на удаленной системе рассматривается так же, как компонента на локальном компьютере. Необходимо, чтобы компонента и использующая ее программа могли выполняться внутри одного процесса, в разных процессах или на разных машинах. Клиент должен рассматривать удаленную компоненту так же, как локальную. Если бы с удаленными компонентами надо было бы работать иначе, чем с локальными, то потребовалось бы перекомпиляция клиента всякий раз, когда локальная компонента перемещается в другое место сети.

Пользователь может иметь два клиентских приложения, использующих одну и ту же компоненту. Предположим, что одно приложение применяет новую версию этой компоненты, а другое — старую. Установка новой версии не должна нарушать работу приложения, которое использовало старую версию. Старое приложение использует новую компоненту vi абсолютно так же, как это делает новое (рис. 6.2).

Однако обратная совместимость не должна ограничивать развитие компонент. Нужно, чтобы поведение компоненты для новых приложений можно было радикально изменять, не нарушая поддержку старых приложений.

Рис. 6.2. Поэтапное получение новых приложений

Таким образом, технология предусматривает взаимозаменяемость компонент во время выполнения посредством установления стандарта, которому должны следовать компоненты; практически прозрачной поддержки нескольких версий компоненты; обеспечения возможности работы со сходными компонентами одинаковым способом; определения архитектуры, независимой от языка; поддержки прозрачных связей с удаленными компонентами.

ВЫВОДЫ

• Разработка архитектуры — это процесс разбиения большой системы на более мелкие части. Процесс разработки архитектуры — этап, необходимый при проектировании систем или комплексов, но необязательный при создании программы. Если внешние спецификации (экранные формы, организация файлов…) описывают программную систему с точки зрения пользователя, то следующий шаг проектирования состоит в разработке архитектуры, а за ним следует проектирование структуры каждой программы.

• Программная система может состоять из отдельных, разработанных разными организациями выполняемых программ; из программ, обменивающихся данными через порты; из отдельных резидентных программ.

• Традиционно программа проектировалась из отдельных файлов, модулей или классов, которые компилировались и компоновались в единое целое.

• Разработка программ из компонент — так называемых приложений компонентной архитектуры — происходит совершенно иначе. С появлением технологии разработки развивающихся и рассредоточенных (многомашинных) комплексов программ, основанной на модели компонентных объектов (СОМ), единого целого больше нет: программы состоят из отдельных компонент. Компонента поставляется пользователю как двоичный код, скомпилированный, скомпонованный и готовый к использованию. Доступ к этому коду осуществляется через точно документированный интерфейс. Во время выполнения компоненты подключаются к другим компонентам, формируя программу.

Контрольные вопросы

1. Что такое архитектура программ?

2. Являются ли синонимами понятия "структура" и "архитектура"?

3. В чем заключается процесс разработки архитектуры программы?

4. Как реализуется архитектура системы из отдельных программ?

5. Что такое резидентная программа?

6. Как осуществляется обмен данными через порты?

7. Перечислите принципы подхода к проектированию архитектуры системы с позиции уровней абстракции Дейкстры.

8. Почему из обычной программы создать распределенную программу легче, если она состоит из компонент?

9. Перечислите ряд ограничений, которые накладываются на компоненты.

10. Посредством чего предусматривается взаимозаменяемость компонент?

Оглавление книги