DSM領(lǐng)域定義建模和MDA模型驅(qū)動架構(gòu)分析

DSM領(lǐng)域定義建模和MDA模型驅(qū)動架構(gòu)分析Domain-SpecificModelingandModelDrivenArchitectureDSM（領(lǐng)域定義建模）和MDA（模型驅(qū)動架構(gòu)）模型在軟件開發(fā)中的角色當(dāng)今信息系統(tǒng)的開發(fā)越來越復(fù)雜，而且所涉及到的領(lǐng)域也越來越廣，開發(fā)者必須掌握許多不同的技術(shù)，包括流行的面向?qū)ο蠹夹g(shù)，XML,腳本語言，接口定義語言，過程定義語言，數(shù)據(jù)庫定義和查詢等等。要把來自于問題領(lǐng)域的需求轉(zhuǎn)換成解決方案需要對許多架構(gòu)和協(xié)議的深刻理解。再者，最終用戶常常期望結(jié)果是高運(yùn)行效率的，易用的，易擴(kuò)展的，而且對于不可知且不可靠的網(wǎng)絡(luò)連接是安全的，這可是件苦差事。在軟件開發(fā)之外的一些領(lǐng)域，例如電子產(chǎn)品（電視機(jī)，HiFi音響，照相機(jī)）等等，我們可以看到低成本和高可靠性的情況。在過去的幾十年里，制造行業(yè)一直采用這樣的流程：通過一連串復(fù)雜的步驟來制造一臺電視機(jī)或汽車，其中有很多步驟是完全自動化的。我們會喜歡使用相同的原理來構(gòu)筑軟件，不同的是我們沒有開發(fā)出能夠允許有效分離軟件中關(guān)注點(diǎn)的軟件說明語言。盡管我們使用不同的程序開發(fā)語言來書寫應(yīng)用邏輯，來完成不同的開發(fā)任務(wù)。例如：使用XML在應(yīng)用組件中傳遞數(shù)據(jù)，使用SQL存取數(shù)據(jù)，使用WSDL來說明面向Web應(yīng)用的組件的接口等等，但是它們中沒有一個(gè)直接針對最終用戶所面對的業(yè)務(wù)問題。本文將要介紹的軟件構(gòu)筑技術(shù)是domain-specificlanguages（領(lǐng)域定義語言，簡稱DSL）的開發(fā)。DSL被設(shè)計(jì)為直接面向它所要解決的問題領(lǐng)域。在某種程度上，它能夠代替編碼，數(shù)據(jù)交換，配置等工作，我們常把這類語言稱為建模語言。我們使用這些語言來針對問題領(lǐng)域進(jìn)行建模。模型里的每個(gè)元素都映射到現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中的一個(gè)概念，很多年以來，模型對于定義IT系統(tǒng)如何來保存數(shù)據(jù)一直是很重要的，現(xiàn)在，模型的應(yīng)用更廣泛，例如對業(yè)務(wù)過程建模，服務(wù)的部署，數(shù)據(jù)中心等等。模型受歡迎是因?yàn)樗軌蚝芎玫乇硎鰡栴}從而避免陷入技術(shù)細(xì)節(jié)中。當(dāng)技術(shù)變得越來越復(fù)雜的時(shí)候，模型是提高生產(chǎn)力的必須手段。模型的另一個(gè)好處是可以讓程序員和問題領(lǐng)域的專家使用同樣的表述方法，這有助于團(tuán)隊(duì)成員間的溝通。我們也可以把使用模型看作彌合技術(shù)和業(yè)務(wù)之間縫隙的方法。在過去的幾年里，新的建模方法開始合并，特別是在MDA的旗幟和能夠提高軟件開發(fā)生產(chǎn)力及軟件可移植性的承諾下，OMG對UML和一些相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了大力的推廣。但是我們必須看到80年代的CASE工具的結(jié)果，顯然，CASE已經(jīng)無法兌現(xiàn)當(dāng)初的諾言，對于MDA我們?nèi)匀皇謶岩?，除非能夠證明它對于我們所面對的問題找到了新的道路，不再重蹈CASE工具的覆轍。在我看來只有模型，模式，框架等技術(shù)結(jié)合在一起才能夠避免象CASE工具那樣的失敗。Domain-SpecificLanguages如果我們想通過運(yùn)用模型來使領(lǐng)域?qū)＜夷芨菀椎亟鉀Q問題，那么模型就必須能夠清晰地描述問題領(lǐng)域。對于建模語言，就是指用來針對問題領(lǐng)域建模的標(biāo)記和關(guān)系的定義。典型的，但不是必須的，建模語言可以是一組圖釋，一組由線條連接起來的節(jié)點(diǎn)，也可以是流程圖或者實(shí)體－關(guān)系圖。模型通常被標(biāo)記和文本元素所修飾，開發(fā)者需要細(xì)心地審視，理解掩蓋在這些修飾下的模型真正要表達(dá)的信息。所以要能夠進(jìn)行建模就必須明白每個(gè)元素相關(guān)細(xì)節(jié)。這意味著一旦成為具有專門的建模技能的人才就會帶來豐厚的回報(bào)。有些人可能會認(rèn)為正確的觀點(diǎn)是應(yīng)該定義一個(gè)通用的建模語言，使用它來對所有的問題領(lǐng)域建模，同時(shí)要教會那些領(lǐng)域?qū)＜覀儗W(xué)會使用這個(gè)通用建模語言。從UML得到的經(jīng)驗(yàn)來看，這樣作并不成功，后面我們將會討論UML?，F(xiàn)在，我們把那些被設(shè)計(jì)成用來對特定問題領(lǐng)域建模的建模語言稱作domain-specificlanguages（領(lǐng)域建模語言）。領(lǐng)域建模語言可以針對很多問題領(lǐng)域創(chuàng)建，例如：通訊，銀行業(yè)務(wù)，空間勘測等等。無論如何，設(shè)計(jì)和使用領(lǐng)域建模語言只是模型被用作輔助軟件開發(fā)的很小一部分。模型可以被分析和驗(yàn)證，轉(zhuǎn)換，通過很多步驟，被部署并執(zhí)行軟件。這個(gè)過程包括開發(fā)，分析，驗(yàn)證模型，在很多不同領(lǐng)域中，通過工具將模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，直到部署系統(tǒng)完成。在軟件系統(tǒng)的構(gòu)筑中，模型的一個(gè)對應(yīng)物是框架，框架是適用于整個(gè)領(lǐng)域的代碼實(shí)現(xiàn)框架，并且給多個(gè)系統(tǒng)間在相同領(lǐng)域的不同元素提供了擴(kuò)展點(diǎn)。有很多框架的例子：從GUI到ERP的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和算法。在所有的情況下，模型的角色是使用框架，給特定的應(yīng)用定義擴(kuò)展點(diǎn)。在這個(gè)層面上，我們可以認(rèn)為建模語言是定義擴(kuò)展點(diǎn)，使其契合到框架上，來適應(yīng)用戶對問題的理解的一種方法。另一個(gè)重要的對應(yīng)物是模式，一個(gè)模式本質(zhì)上是一個(gè)有很多小孔的模型，和如何將這些小孔用其他模型來填充的規(guī)則。有一種高效使用模式的方法：使用一個(gè)由許多小的模型組成的大的模型，或一個(gè)由其他類型的模型組裝起來的模型。在軟件開發(fā)過程中運(yùn)用模型，模式，框架，代碼的至關(guān)重要的一點(diǎn)就是最終的結(jié)果必須是“敏捷“的。在代碼和模型間必須不存在任何不可逆性和不連續(xù)性，在整個(gè)開發(fā)過程中必須能夠?qū)梢姷母鞣N因素作出快速的反映，變化后重新產(chǎn)生最終結(jié)果。CASE的錯誤在于沒有針對問題領(lǐng)域使用框架，而是使用了龐大的，不可逆的代碼生成過程，這樣使得開發(fā)者無法修改生成的代碼，從而使整個(gè)方法完全失效。只有將模型，模式，框架結(jié)合在一起，并使它們無縫的整合進(jìn)一個(gè)敏捷的開發(fā)過程中，才可以避免出現(xiàn)CASE方法那樣的缺陷。運(yùn)用模型，模式，框架的過程從整體上看起來制造業(yè)的很相似，我們可以把軟件開發(fā)看成一個(gè)價(jià)值鏈的概念：從供應(yīng)商那里取得輸入，利用自己的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)為這些輸入增加價(jià)值，到鏈條的最后產(chǎn)生輸出。迄今為止，軟件的構(gòu)造過程很少被看作這樣的一個(gè)鏈條，根本原因在于表述軟件的方式的限制，當(dāng)代碼成為表述軟件的惟一的手段時(shí)，惟一和產(chǎn)品密切相關(guān)的人就是程序員。領(lǐng)域定義模型、模式和框架的開發(fā)應(yīng)被納入軟件價(jià)值鏈，也就是產(chǎn)品線中。在微軟，我們堅(jiān)信建模將對軟件開發(fā)越來越重要，我們將在即將發(fā)布的VisualStudio中整合建模功能，我們相信認(rèn)真地根據(jù)目標(biāo)客戶的技能來設(shè)計(jì)領(lǐng)域定義語言的本質(zhì)是：我們要給客戶直觀的，敏捷，高效，無縫的建模體驗(yàn)。我們的第一個(gè)建模產(chǎn)品的目標(biāo)是能夠立即為我們的客戶提供高收益。在最近的微軟開發(fā)者大會上，我們展示了幫助開發(fā)者進(jìn)行SOA的開發(fā)和部署的建模工具，關(guān)于這次展示的細(xì)節(jié)，可以在/vstudio/enterprise找到。隨著時(shí)間的推移，我們將繼續(xù)擴(kuò)充我們的建模工具來面向更多的領(lǐng)域，例如：代碼可視化、業(yè)務(wù)建模，還會把支持更多領(lǐng)域的工具整合進(jìn)VisualStudio。更長遠(yuǎn)的計(jì)劃是通過多個(gè)產(chǎn)品線，包括模型，框架，模式，工具，來整合完整的軟件開發(fā)過程。ModelDrivenArchitecture在IT界，術(shù)語MDA—般是指在軟件開發(fā)過程中使用模型。但事實(shí)上，OMG把這個(gè)術(shù)語注冊為商標(biāo)，并將其引申為特殊的使用OMG的建模技術(shù)進(jìn)行模型驅(qū)動開發(fā)的概念。使用的建模技術(shù)的核心是UML和MOF（Meta-ObjectFacility元對象設(shè)施），本文的這部分將簡要討論MDA,然后將關(guān)注MDA中所包含的建模技術(shù)，特別是UML和MOF,還將討論MDA中和我們相關(guān)的方法學(xué)。MDA的本質(zhì)就是區(qū)別PlatformIndependentModels（PIMs）和PlatformSpecificModels（PSMs）。當(dāng)使用MDA開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)，必須首先創(chuàng)建PIM（平臺無關(guān)模型），然后使用標(biāo)準(zhǔn)映射，轉(zhuǎn)換到PSM（平臺定義模型），最后，映射生成最終程序代碼，依照OMG的MDA的FAQ：/mda“UML是MDA所使用的關(guān)鍵技術(shù)，任何使用MDA創(chuàng)建的應(yīng)用程序都基于標(biāo)準(zhǔn)化的，平臺無關(guān)的UML模型?！边@樣，就意味著應(yīng)用程序的被定義為平臺無關(guān)的，這樣應(yīng)用程序就是可移植的。這很容易讓人回想其Java所宣稱的“writeoncerunanywhere”，試圖去構(gòu)建一個(gè)平臺無關(guān)的框架，諸如SwingUI庫，必須在性能和平臺集成上作出折衷，在過去，這種折衷是很多產(chǎn)品失敗的根源，因?yàn)檫@些失敗，業(yè)界仍然非常懷疑MDA的宣言，在OOPSLA2003上MDA的session就是佐證。不過，MDA的探索在某些應(yīng)用程序方面是有幫助的，一些廠商已經(jīng)向我們展示了基于J2EE的Web應(yīng)用，創(chuàng)建包含了數(shù)據(jù)實(shí)體，組件的UML模型，再映射到各種J2EE應(yīng)用。但是無論如何，就象前面所提到的，這對開發(fā)者意味著全面轉(zhuǎn)向敏捷開發(fā)，而且不能引起不必要的轉(zhuǎn)變和障礙，例如不可逆的代碼生成過程和調(diào)試上的問題。擴(kuò)展MDA到其他領(lǐng)域很困難，OMG所定義的“平臺”的概念很模糊，真正的例子也就是J2EE。在軟件開發(fā)過程中使用模型的道路上，使用模型來創(chuàng)建J2EE應(yīng)用是有效且使用的。事實(shí)上，幾乎沒有關(guān)于平