36、自适应互联网软件架构建模与反射中间件应用

自适应互联网软件架构建模与反射中间件应用

1. 自适应互联网软件架构建模概述

早期自适应研究侧重于让软件系统在“物理”层面具备自适应能力，多借助代理、设计模式和中间件等技术。如今，研究重点转向让软件系统在“逻辑”层面实现自适应，即明确自适应部分、确定自适应策略以及评估自适应效果。软件质量在分析、设计和评估自适应能力方面起着核心作用，软件架构（SA）不仅是软件系统的蓝图，也是系统质量的载体，多数质量评估依据SA进行，SA的设计决策受质量约束，可看作不同质量间的权衡。动态SA（DSA）能记录系统允许的变更，指导软件系统在运行时的自适应。

然而，现有研究存在不足。多数SA设计和评估方法停留在高层，未考虑其他开发阶段，质量只能静态模拟或分析，对于运行时相关质量（如性能、可用性），难以保证评估结果的正确性和精确性，部分自适应策略可能并非最优甚至错误。DSA研究多关注系统演化，对系统质量关注不足，维护人员需手动调整质量，系统缺乏自适应性。一些支持自适应的技术（如反射中间件）虽可实现自适应策略，但不清楚实现期望质量的原因、时间和具体操作。

为使互联网软件具备自适应能力，ABC采用系统化方法利用现有自适应研究成果。首先，使用SA模型分析预期质量并定位需自适应的部分；其次，DSA记录运行时为实现期望质量应采取的操作；最后，合适的自适应机制（如反射中间件）在运行时执行设计好的自适应策略。ABC对根据需求规格设计SA模型无特殊限制，设计SA模型的方法如下：
- 基于特征模型的架构推导：将特征模型中的特征组织成职责，将语义相关的职责聚合为组件，生成SA模型草案。
- 面向对象分析与设计：先设计目标系统的类图，再依据原则将类封装为更粗粒度的组件，最终从面向对象设计工件中导出初始SA。