[发明专利]一种基于超图的网构软件体系结构在线演化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于超图的网构软件体系结构在线演化方法，属于软件维护技术领域。

背景技术

构件是指语义完整、语法正确、有可重用价值的单位软件，是软件重用过程中可以明确辨识的系统，结构上，它是语义描述、通讯接口和实现代码的复合体。网构软件是Internet时代一种新的软件形态，包括一组分布于Internet环境下各个结点的、具有主体化特征的构件，以及一组用于支撑这些软件实体以各种交互方式进行协同的连接件。随着软件系统的规模越来越大，其可用性、可靠性等问题越来越难以保证。为了确保构件在应对外部环境和用户需求变化的同时仍能持续不断地提供服务，研究者提出了一些在线演化的方法。目前，大多是对构件在线演化的研究，针对全局的体系结构进行在线演化的研究相对较少。

经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号01136385.1，记载了一种构件化软件的在线演化方法。通过引入构件的同步状态、截流状态和缓冲状态建立起构件的细粒度管理机制，利用构造新加载程序的方法，借助构件接口进行构件重载，实现了在软件运行过程中进行构件的替换、增加、删除等操作。此方法仅考虑了构件这种小粒度的演化方式，没有涉及体系结构的演化。

进一步检索发现，中国专利申请号200910044524.x，记载了一种基于体系结构演化的软件可信保证方法，将软件环境适应过程中感知、决策和执行各阶段封装为感知构件、策略连接子和行为构件，保存了软件体系结构模型并支持其在线修改。但是，此方法的体系结构主要体现在一致性维护部件，在构件的演化时没有考虑到针对体系结构变化如何调整局部构件。

进一步检索发现，中国专利申请号201010530576.0，记载了一种基于事务的构件在线演化方法，基于相关的多个构件之间的事务关系，管理用户可以通过控制器动态修改构件状态，在系统持续运行的前提下，对构件的内部结构、行为等动态更新。同样的，此方法也没有考虑基于体系结构进行演化。

另外，在网构软件中，大型复杂软件需要由庞大的构件组成，构件由连接件建立连接依赖关系组成软件，连接件建立的不只是两个构件之间的二元关系，也可以是多个构件之间的依赖关系。如果使用普通图来表示由纵横交错的构件组成的体系结构，生成时开销很大，且体系图庞大不易处理。

综上所述，为了实现软件体系结构的可扩展性，保证大规模复杂软件系统的自适应演化，基于体系结构的复杂软件在线演化是网构软件研究的难点之一。

发明内容

本发明技术解决问题：为了解决上述难点问题，提供一种基于超图的网构软件体系结构演化方法，实现软件体系结构的可扩展性，保证大规模复杂软件系统的自适应演化。

本发明技术解决方案包括：将构件自下而上分为基础层构件、业务层构件和应用层构件；构件存在于不同领域的静态域中，用户的应用软件处于动态域中；使用有向超图表示网构软件的体系结构；在体系结构超图表示的基础上，利用超图的性质，解决构件或连接件的增删、替换、迁移等演化问题。

构件分层具体包括：将构件分为自下而上的三层：基础层构件、业务层构件和应用层构件。基础层构件一般是不涉及业务或领域知识的一类通用的基础构件；业务层构件一般是借助基础构件，又带有领域相关业务信息的一类构件；应用层构件一般是根据用户需求，通过组合业务构件而形成的大粒度构件。通过连接件建立层内、层间构件的依赖关系。

静态域、动态域具体是：业务层和应用层的构件根据其所属的领域分别存放于不同的静态域中。通过链接静态域中的构件到用户的动态域中，再加上用户相关的配置信息，形成用户的应用软件。

使用有向超图表示网构软件的体系结构具体包括：通过读取构件库中存有的构件信息和用户应用软件的配置信息，建立体系结构的超图表示。为了显示构件部署的情况，将基础设施作为体系结构中的最底层，通过超边连接服务器与其上部署的所有构件。为了显示构件部署的情况，将基础设施作为网构软件的体系结构最底层，通过超边连接基础设施与基础设施上部署的所有构件

因此，在本发明的网构软件的体系结构超图表示中，顶点代表用户应用、构件、服务器，超边代表连接件，一条超边建立了多个顶点之间的依赖关系。共有三类超图：

（1）所有构件形成的超图，表达了基础层、业务层、应用层之间及各层次内部构件的依赖关系；

（2）静态域中每个领域形成的超图，表达了领域业务构件之间的逻辑关系；

（3）动态域中每个用户的超图，体现了用户应用使用构件的情况。

利用超图解决演化问题具体包括：

构件的增加：分为增加构件和增加构件的新版本。