中间件是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/ 服务器的操作系统之上,管理计算机资源和网络通讯。是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。相连接的系统,即使它们具有不同的接口,但通过中间件相互之间仍能交换信息。执行中间件的一个关键途径是信息传递。通过中间件,应用程序可以工作于多平台或OS环境。

基于服务的中间件技术
1、中间件的起源
1964年,IBM发布OS/360操作系统,软件与硬件分离,同时,软件成为一个独立的产业正式登上产业界的舞台。中间件就是软件产业不断发展过程中自然产生的。
1968年IBM发布CICS交易事务控制系统,使得应用软件与系统服务分离,这是中间件技术萌芽的标志,因为CICS还不是分布式环境的产物,因此我们往往还不将CICS作为正式的中间件系统。
一般来说,我们将1990年诞生于ATT公司的BELL实验室的Tuxedo系统(后来被NOVELL从ATT公司随着UNIX系统一起买走,后来又卖给了BEA公司,现在归于ORACLE公司旗下了)作为中间件的诞生标志。Tuxedo解决了分布式交易事务控制问题,中间件开始成为网络应用的基础设施,中间件正式成型,这是最早的交易中间件。
1994年IBM发布消息队列服务MQ系列产品,解决分布式系统异步、可靠、传输的通讯服务问题,消息中间件诞生。
1995年,JAVA之父James Gosling发明JAVA语言,JAVA提供了跨平台的通用的网络应用服务,成为今天中间件的核心技术。JAVA是第一个天生的网络应用平台,特别是J2EE发布以来,JAVA从一个编程语言,演变为网络应用架构,成为应用服务平台的事实标准。应用服务器中间件,成为中间件技术的集大成者,也成为事实上的中间件的核心。
2001年,微软发布.NET,中间件演变为.NET和JAVA两大技术阵营。但由于.NET还不是一个完全开放的技术体系,只有一个玩家,因此,虽然.NET也是一种中间件,但由于IBM/ORACLE/SUN/SAP等巨头都无一例外成了JAVA阵营的支持者,因此,我们习惯上提到中间件时,往往不包括.NET中间件体系。
2、中间件发展的驱动力
l 屏蔽异构性
异构性表现在计算机的软硬件之间的异构性,包括硬件(CPU和指令集、硬件结构、驱动程序等),操作系统(不同操作系统的API和开发环境)、数据库(不同的存储和访问格式)等等。长期以来,高级语言依赖于特定的编译器和操作系统API来编程,而他们是不兼容的,因此软件必须依赖于开发和运行的环境。
造成异构的原因源自市场竞争、技术升级以及保护投资等因素。希望屏蔽异构平台的差异性问题是促成中间件发展的驱动力之一。
l 实现互操作
因为异构性,产生的结果是软件依赖于计算环境,使得各种不同软件之间在不同平台之间不能移植,或者移植非常困难。而且,因为网络协议和通信机制的不同,这些系统之间还不能有效地相互集成。
造成互操作性不好的原因,主要是标准的滞后。解决软件之间的互操作性问题也是促成中间件发展的驱动力之一。
l 共性凝练和复用
软件应用领域越来越多,相同领域的应用系统之间许多基础功能和结构是有相似性的,每次开发系统都从零开始绝对不是一种好的方法,也是对质量和效率的很大的伤害。
尽可能多地凝练共性并复用以提高软件开发效率和质量,通过中间件通过提供简单、一致、集成的开发和运行环境,简化分布式系统的设计、编程和管理,这也是中间件发展的重要驱动力。
3、中间件技术特征
总结分析,中间件有几个非常重要的特征是必须具备的:
l 平台化
所谓平台就是能够独立运行并自主存在,为其所支撑的上层系统和应用提供运行所依赖的环境。显然,不是所有的系统或者应用都可以称之为平台的。中间件是一个平台,因此中间件是必须独立存在,是运行时刻的系统软件,它为上层的网络应用系统提供一个运行环境,并通过标准的接口和API来隔离其支撑的系统,实现其独立性,也就是平台性。
因此,目前许多的开发语言、组件库和各种报表设计之类的软件,很难满足平台性,将这类软件叫中间件,是很不合适的。例如,JAVA是一种语言,这种语言的开发工具和开发框架,如Eclipse、JBuilder、Struts,Hibernate等等就不能称为中间件,充其量叫中间件开发工具,而不能叫中间件本身,就如同各种建筑工程设备和机械,如吊臂、搅拌机等不能叫建筑,而只能成为建筑工具一样。而J2EE应用服务器提供JAVA应用的运行环境,就是经典的中间件。
l 应用支撑
中间件的最终目的是解决上层应用系统的问题,而且也是软件技术发展到今天对应用软件提供最完善彻底的解决方案。
高级程序设计语言的发明,使得软件开发变成一个独立的科学和技术体系,而操作系统平台的出现,使得应用软件通过标准的API接口,实现了软件与硬件的分离。
现代面向服务的中间件在软件的模型、结构、互操作以及开发方法等四个方面提供了更强的应用支撑能力:
模型:构件模型弹性粒度化,即通过抽象层度更高的构件模型,实现具备更高结构独立性、内容自包含性和业务完整性的可复用构件,即服务。并且在细粒度服务基础上,提供了更粗粒度的服务封装方式,即业务层面的封装,形成业务组件,就可以实现从组件模型到业务模型的全生命周期企业建模的能力。
结构:结构松散化,即,将完整分离服务描述和服务功能实现以及服务的使用者和提供者,从而避免分布式应用系统构建和集成时常见的技术、组织、时间等不良约束。
互操作:交互过程标准化,即,将与互操作相关的内容进行标准化定义,如服务封装、描述、发布、发现、调用等契约,通信协议以及数据交换格式等等。最终实现访问互操作、连接互操作和语义互操作。
开发集成方法:应用系统的构建方式由代码编写转为主要通过服务间的快捷组合及编排,完成更为复杂的业务逻辑的按需提供和改善,从而大大简化和加速应用系统的搭建及重构过程。
而要最终解决软件的质量问题、效率问题、互操作问题、灵活应变问题这四大问题,需要在软件技术的内在结构(Structure)、架构(Architecture)层面进行思考。
解决这些问题,技术的本质是复用、松耦合、互操作(标准)等软件技术的内在机制。这也是中间件技术和产品的本质特征。
l 软件复用
软件复用,即软件的重用,也叫再用,是指同一事物不作修改或稍加改动就多次重复使用。从软件复用技术的发展来看,就是不断提升抽象级别,扩大复用范围。最早的复用技术是子程序,人们发明子程序,就可以在不同系统之间进行复用了。但是,子程序是最原始的复用,因为这种复用范围是一个可执行程序内复用,静态开发期复用,如果子程序修改,意味着所有调用这个子程序的程序必须重新编译、测试和发布。
为了解决这个问题,发明了组件(或者叫控件),如MS操作系统下的DLL组件。组件将复用提升了一个层次,因为组件可以在一个系统内复用(同一种操作系统),而且是动态、运行期复用。这样组件可以单独发展,组件与组件调用者之间的耦合度降低。
为解决分布式网络计算之间的组件复用,人们发明了企业对象组件,如(COM+, .NET, EJB等),或者叫分布式组件。通过远程对象代理,来实现企业网络内复用,不同系统之间复用。
传统中间件的核心是组件对象的管理。但分布式组件也是严重依赖其受控环境,由于构件实现和运行支撑技术之间存在着较大的异构性,不同技术设计和实现的构件之间无法直接组装式复用。
而现代中间件的发展重要趋势就是以服务为核心,如WebService, SCA/SDO等。通过服务,或者服务组件来实现更高层次的复用、解耦和互操作,即SOA架构中间件。
因为服务是通过标准封装,服务组件之间的组装、编排和重组,来实现服务的复用。而且这种复用,可以在不同企业之间,全球复用,达到复用的最高级别,并且是动态可配置的复用。
l 耦合关系
基于SOA架构的中间件,在松耦合解耦过程也发展到了最后的境界。传统软件将软件之中核心三部分——网络连接、数据转换、业务逻辑全部耦合在一个整体之中,形成铁板一块的软件,牵一发而动全身,软件就难以适应变化。分布式对象技术将“连接逻辑”进行分离,消息中间件将“连接逻辑”进行异步处理,增加了更大的灵活性。消息代理和一些分布式对象中间件将数据转换也进行了分离。而SOA架构,通过服务的封装,实现了业务逻辑与网络连接、数据转换等进行完全的解耦。
4、中间件分类
中间件所包括的范围十分广泛,针对不同的应用需求涌现出多种各具特色的中间件产品。从功能性外延来看,中间件包括交易中间件、消息中间件、集成中间件等各种功能性的中间件技术和产品。
现在,中间件已经成为网络应用系统开发、集成、部署、运行和管理必不可少的工具。由于中间件技术涉及网络应用的各个层面,涵盖从基础通讯、数据访问到应用集成等众多的环节,因此,中间件技术呈现出多样化的发展特点。
根据中间件在软件支撑和架构的定位来看,基本上可以分为三大类产品:应用服务类中间件、应用集成类中间件、业务架构类中间件。
l 应用服务类中间件
为应用系统提供一个综合的计算环境和支撑平台,包括对象请求代理(ORB)中间件、事务监控交易中间件、JAVA应用服务器中间件等。
l 应用集成类中间件
应用集成类中间件是提供各种不同网络应用系统之间的消息通信、服务集成和数据集成的功能,包括常见的消息中间件、企业集成EAI、企业服务总线以及相配套的适配器等。
l 业务架构类中间件
作为共性的凝练,中间件不仅要从底层的技术入手,将共性技术的特征抽象进中间层,还要更多地把目光投向到业务层面上来,根据业务的需要,驱动自身能力的不断演进,即,不断出现的新的业务需要驱动了应用模式和信息系统能力的不断演进,进而要求中间件不断地凝练更多的业务共性,提供针对性支撑机制。近年来,这一需求趋势愈发明显,越来越多的业务和应用模式被不断地抽象进入中间件的层次,如业务流程流、业务模型、业务规则、交互应用等等,其结果是中间件凝练的共性功能越来越多,中间件的业务化和领域化的趋势非常明显。