中間件：重新洗牌的機會(huì )

陳克勝 2002/04/01

　　中間件是一種獨立的系統軟件或服務(wù)程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源，中間件位于客戶(hù)機服務(wù)器的操作系統之上，管理計算資源和網(wǎng)絡(luò )通信。近年發(fā)展起來(lái)的中間件市場(chǎng)群雄并起，中國與發(fā)達國家基本處于一個(gè)起跑線(xiàn)上，所以中國把中間件當作我國切入基礎軟件領(lǐng)域的一個(gè)契機。 　

　　網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展過(guò)程中，在很長(cháng)的一段時(shí)間里都遵循客戶(hù)機/服務(wù)器（C/S）兩層體系結構。客戶(hù)機/服務(wù)器這種兩層的結構曾讓無(wú)數人為之興奮和驚嘆，即客戶(hù)端提供用戶(hù)界面，運行邏輯處理應用，而典型服務(wù)器接受客戶(hù)端SQL語(yǔ)句并對數據庫進(jìn)行查詢(xún)，然后返回查詢(xún)結果。即將數據統一存儲在數據服務(wù)器上，而有關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯都在客戶(hù)端實(shí)現。兩層結構系統的確給人們帶來(lái)了相當的靈活性，但隨著(zhù)企業(yè)的IT環(huán)境越來(lái)越紛繁復雜，企業(yè)中可能會(huì )擁有多種操作系統、不同的數據庫、異構的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境以及數個(gè)應用等。在現代企業(yè)新的要求下，客戶(hù)機/服務(wù)器體系結構逐漸地暴露出其客戶(hù)端和服務(wù)器端負擔過(guò)重的現象，中間件應運而生。

中間件的發(fā)展

　　客戶(hù)機/服務(wù)器兩層結構的模式大大阻礙著(zhù)系統的發(fā)展，單一的服務(wù)器結構緊密地依賴(lài)供應商；數據存取受到限制；難以擴展到大企業(yè)廣域網(wǎng)或國際互聯(lián)網(wǎng)；也難以管理客戶(hù)端的機群。隨著(zhù)用戶(hù)業(yè)務(wù)需求的增長(cháng)及Internet/Intranet的普及，將以三層或四層體系結構取而代之。三層結構就是把用戶(hù)端的業(yè)務(wù)邏輯獨立出來(lái)，并與數據庫服務(wù)器中存儲過(guò)程合并在一起，構成應用層，以提高計算能力，實(shí)現靈活性。在這種結構中用戶(hù)端僅僅是處理圖形用戶(hù)界面(GUI)。而目前趨勢是采用具有交互功能的瀏覽器，即形成瘦終端的工作方式，為此，中間又增加了一層，稱(chēng)為Web服務(wù)器層，形成了四層體系結構。

　　這類(lèi)多層結構的分布系統，各服務(wù)器和終端機之間都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)的，并有大量信息和數據進(jìn)行傳遞。對每個(gè)應用系統而言，在設計和實(shí)現時(shí)需要開(kāi)發(fā)的，不僅是在應用服務(wù)器上的業(yè)務(wù)邏輯部分的軟件，除此之外，還必須要設計處理分布系統所特有的功能的軟件，而目前的系統軟件(操作系統和支撐軟件)都不支持。為此出現了中間件，它是處于系統軟件和應用軟件之間的一批軟件。使設計者集中設計與應用有關(guān)的部分，大大簡(jiǎn)化了設計和維護工作。

　　最早具有中間件技術(shù)思想及功能的軟件是IBM的CICS，但由于CICS不是分布式環(huán)境的產(chǎn)物，因此人們一般把Tuxedo作為第一個(gè)嚴格意義上的中間件產(chǎn)品。Tuxedo是1984年在當時(shí)屬于A(yíng)T&T的貝爾實(shí)驗室開(kāi)發(fā)完成的，但由于分布式處理當時(shí)并沒(méi)有在商業(yè)應用上獲得像今天一樣的成功，Tuxedo在很長(cháng)一段時(shí)期里只是實(shí)驗室產(chǎn)品，后來(lái)被Novell收購，在經(jīng)過(guò)Novell并不成功的商業(yè)推廣之后，1995年被現在的BEA公司收購。

　　盡管中間件的概念很早就已經(jīng)產(chǎn)生，但中間件技術(shù)的廣泛運用卻是在最近10年之中。BEA公司1995年成立后收購Tuxedo才成為一個(gè)真正的中間件廠(chǎng)商，IBM的中間件MQSeries也是90年代的產(chǎn)品，其它許多中間件產(chǎn)品也都是最近幾年才成熟起來(lái)。國內在中間件領(lǐng)域的起步階段正是整個(gè)世界范圍內中間件的初創(chuàng )時(shí)期。東方通科技早在1992年就開(kāi)始中間件的研究與開(kāi)發(fā)，1993年推出第一個(gè)產(chǎn)品TongLINK/Q。可以說(shuō)，在中間件領(lǐng)域國內的起步時(shí)間并不比國外晚多少。

　　雖然中間件已存在10年之久，但對什么是中間件還沒(méi)有一個(gè)嚴格統一的定義，也許這并不重要。在眾多關(guān)于中間件的定義中，比較普遍被接受的是IDC表述的：中間件是一種獨立的系統軟件或服務(wù)程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源，中間件位于客戶(hù)機服務(wù)器的操作系統之上，管理計算資源和網(wǎng)絡(luò )通信。

　　IDC對中間件的定義表明，中間件是一類(lèi)軟件，而非一種軟件；中間件不僅僅實(shí)現互連，還要實(shí)現應用之間的互操作；中間件是基于分布式處理的軟件，最突出的特點(diǎn)是其網(wǎng)絡(luò )通信功能。因此，也有人把中間件定義為：中間件=平臺＋通信。

中間件的分類(lèi)

　　國內對中間件的分類(lèi)也還沒(méi)有一個(gè)統一的認識，筆者非常認同中科院軟件所仲萃豪把中間件分成八類(lèi)的分法，即通信處理（消息）中間件、事務(wù)處理（交易）中間件、數據存取管理中間件、Web服務(wù)器中間件、安全中間件、跨平臺和構架的中間件、專(zhuān)用平臺中間件和網(wǎng)絡(luò )中間件。

　　通信處理（消息）中間件　通信協(xié)議是在不同平臺之間通信，實(shí)現分布式系統中可靠的、高效的、實(shí)時(shí)的跨平臺數據傳輸(如TongLINK、BEA　eLink　、IBM的MQSeries等)，稱(chēng)為消息中間件。這是中間件中唯一不可缺少的，是銷(xiāo)售額最大的中間件產(chǎn)品，目前在Windows　2000操作系統中已包含了其部分功能。

　　事務(wù)處理（交易）中間件　在分布式事務(wù)處理系統中要處理大量事務(wù)，常常在系統中要同時(shí)做上萬(wàn)筆事務(wù)。例如在北京市就要設置各種運載汽車(chē)，完成日常的運載，同時(shí)要隨時(shí)監視汽車(chē)運行，出現故障時(shí)，要有排除措施，發(fā)生堵塞時(shí)要進(jìn)行調度。在聯(lián)機事務(wù)處理系統(OLTP)中，每筆事務(wù)常常要多臺服務(wù)器上的程序順序地協(xié)調完成，一旦中間發(fā)生某種故障時(shí)，不但要完成恢復工作，而且要自動(dòng)切換系統，達到系統永不停機，實(shí)現高可靠性運行。同時(shí)要使大量事務(wù)在多臺應用服務(wù)器能實(shí)時(shí)并發(fā)運行，并進(jìn)行負載平衡地調度，實(shí)現昂貴的可靠性機和大型計算機系統同等的功能。為了實(shí)現這個(gè)目標，要求系統具有監視和調度整個(gè)系統的功能。BEA的　Tuxedo由此而著(zhù)名，它成為增長(cháng)率最高的廠(chǎng)商。一個(gè)事務(wù)處理平臺，根據X/OPEN的參數模型規定，應由事務(wù)處理中間件、通信處理中間件以及數據存取管理中間件三部分組成。東方通科技公司的TongLINK　和TongEASY實(shí)現了這個(gè)參考模型規定。

　　數據存取管理中間件　在分布式系統中，重要的數據都集中存放在數據服務(wù)器中，它們可以是關(guān)系型的、復合文檔型、具有各種存放格式的多媒體型，或者是經(jīng)過(guò)加密或壓縮存放的，該中間件將為在網(wǎng)絡(luò )上虛擬緩沖存取、格式轉換、解壓等帶來(lái)方便。

　　Web服務(wù)器中間件　瀏覽器圖形用戶(hù)界面已成為公認規范，然而它的會(huì )話(huà)能力差、不能作數據寫(xiě)入、受HTTP協(xié)議的限制等，就必需進(jìn)行修改和擴充，形成了　Web服務(wù)器中間件，如　SilverStream公司的產(chǎn)品。

　　安全中間件　一些軍事、政府和商務(wù)部門(mén)上網(wǎng)的最大障礙是安全保密問(wèn)題，而且不能使用國外提供的安全措施(如防火墻、加密、認證等)，必需用國產(chǎn)的產(chǎn)品。產(chǎn)生不安全因素是由操作系統引起的，但必需要用中間件去解決，以適應靈活多變的要求。 　　跨平臺和構架的中間件　當前開(kāi)發(fā)大型應用軟件通常采用基于構架和構件技術(shù)，在分布系統中，還需要集成各節點(diǎn)上的不同系統平臺上的構件或新老版本的構件，由此產(chǎn)生了構架中間件，功能最強的是CORBA，可以跨任意平臺，但是太龐大；JavaBeans較靈活簡(jiǎn)單，很適合于做瀏覽器，但運行效率差;DCOM模型主要適合　Windows平臺，已廣泛使用。實(shí)際上國內新建系統主要是UNIX(包括LINUX)和　Windows，因此針對這兩個(gè)平臺建立相應的中間件要實(shí)用得多。

　　專(zhuān)用平臺中間件　為特定應用領(lǐng)域設計領(lǐng)域參考模式，建立相應構架，配置相應的構件庫和中間件，為應用服務(wù)器開(kāi)發(fā)和運行特定領(lǐng)域的關(guān)鍵任務(wù)(如電子商務(wù)、網(wǎng)站等)。

　　網(wǎng)絡(luò )中間件　它包括網(wǎng)管、接入、網(wǎng)絡(luò )測試、虛擬社區、虛擬緩沖等，也是當前最熱門(mén)的研發(fā)項目。

中間件市場(chǎng)

　　國際數據集團(IDC)在日前發(fā)表的一份報告中預計今后五年中間件市場(chǎng)將快速成長(cháng)。IDC預計全球中間件和商業(yè)軟件收入將從1999年的27億美元增長(cháng)到2004年的近97億美元，增長(cháng)255%。據GlobalSight公司預計，全球電子商務(wù)市場(chǎng)在2001年達到1.2萬(wàn)億美元。Forrester　Research則估計，僅僅是B　2　B電子商務(wù)，到2003年的年收入就將達到1.3萬(wàn)億美元。而業(yè)內人士認為，未來(lái)基于Internet的電子商務(wù)業(yè)務(wù)將有79%建筑在中間件的基礎之上。

　　在中國，1998年中間件市場(chǎng)總值達12.34億美元;　1999年為17億美元；預測到2004年將達到90.3億美元，年增長(cháng)率為39.7%，遠遠高于軟件業(yè)的平均增長(cháng)水平。賽迪咨詢(xún)顧問(wèn)公司發(fā)布的《2000-2001年中國軟件市場(chǎng)研究年度總報告》對未來(lái)三年中國中間件市場(chǎng)進(jìn)行了調查總結、分析預測。2003年中國中間軟件銷(xiāo)售總額將達27億元人民幣，保持年均增長(cháng)率43.2%的高增長(cháng)率。無(wú)疑，中間件的市場(chǎng)潛力是巨大的。

　　目前中間件市場(chǎng)上，國外最有名的中間件廠(chǎng)商是BEA，該公司1995年成立，其最有名的產(chǎn)品是Tuxedo。國內近幾年出現了一些中間件廠(chǎng)商，如：中創(chuàng )、東方通、中軟、創(chuàng )智、托普和清華北美等。在這些廠(chǎng)商中清華北美的TH-MT中間件最有影響，是國家863計劃和國家九五公關(guān)項目的核心技術(shù)。TH-MT不僅在金融領(lǐng)域有廣泛的應用，在證券、軍隊、國家機關(guān)、制造業(yè)、能源等領(lǐng)域中間件也身手不凡。幾年來(lái)，清華北美的中間件產(chǎn)品在全國450多個(gè)大型關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統得到使用，獲得了裝機量達26萬(wàn)套的業(yè)績(jì)。不僅如此，在國際市場(chǎng)上它也小有發(fā)展，具有了一定的市場(chǎng)份額。

　　也許是由于發(fā)達國家憑借“高端技術(shù)”、“高額價(jià)格”壟斷了國際軟件產(chǎn)品市場(chǎng)，在操作系統、數據庫方面，發(fā)展中國家無(wú)法與之抗衡。而近年發(fā)展起來(lái)的中間件市場(chǎng)卻是群雄并起，中國與發(fā)達國家基本處于一個(gè)起跑線(xiàn)上，所以中國把中間件當作我國切入基礎軟件領(lǐng)域的一個(gè)契機，政府對此非常重視。在2001年由北京市科委主持召開(kāi)的2001年北京軟件產(chǎn)業(yè)工作會(huì )議上，中間件成為關(guān)注的熱點(diǎn)。

　　在這次會(huì )議上，中國軟件行業(yè)協(xié)會(huì )楊天行理事長(cháng)闡述了發(fā)展國內軟件產(chǎn)業(yè)的五項建議，其中第三項建議是關(guān)于中間件的。楊天行理事長(cháng)說(shuō)：“希望能夠抓好在網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下的中間軟件的開(kāi)發(fā)。中間軟件是由于互聯(lián)網(wǎng)的應用提出來(lái)的一個(gè)新的問(wèn)題，互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)把各種不同的計算機和軟件平臺聯(lián)連在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統的一個(gè)大的運行環(huán)境，要使信息能夠在網(wǎng)絡(luò )上暢通無(wú)阻傳輸和處理，中間軟件是一層非常重要的軟件。”“在中間件這個(gè)領(lǐng)域，我國還是有很多機會(huì )。中間件指的是一些在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下運行的一些有關(guān)通訊軟件，交易軟件、數據庫訪(fǎng)問(wèn)軟件以及和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的安全軟件，以及為了在互聯(lián)網(wǎng)條件下能夠很好地開(kāi)發(fā)應用所提供的許多面向應用的開(kāi)發(fā)工具等。這些軟件雖然在國際上已經(jīng)有許多知名的產(chǎn)品，但并不存在象操作系統這樣的壟斷的局面，而我們國家在這方面還有著(zhù)非常好的發(fā)展條件和前景，甚至有專(zhuān)家說(shuō)中間件的發(fā)展給我們的軟件企業(yè)帶來(lái)一個(gè)重新洗牌的機會(huì )。那么我們應該在這個(gè)方面獨立進(jìn)取，能夠在這個(gè)方面有所作為，使得我們自己的互聯(lián)網(wǎng)建立在我們自己的軟件平臺上，至少中間件是由我們來(lái)主導的。”

中國電子商務(wù) 2002/04/01