分布對象中間件中的異步機制代碼生成算法研究

摘 要：近年來CORBA作為一種分布對象中間件應用領域不斷擴展，很多應用還離不開異步機制，而傳統CORBA還無法實現異步激活。文章針對對象中間件CORBA異步機制的實現進行了較深入地探討，并基于修改抽象語法樹提出異步代碼生成算法，可達到有關模型的應用需求。

關鍵詞：中間件；異步機制；抽象語法樹

1 概述

近年來CORBA作為一種分布對象中間件應用領域不斷擴展，目前已逐漸成為網絡計算集成框架和應用構件的一個技術標準，其應用日益廣泛。起初由OMG組織制定用于分布計算的標準，并逐漸成為網絡計算集成框架建立的一個十分重要的技術標準。

傳統CORBA只具有one-way、靜態及動態invorcation interface三種激活機制，隨著松耦合領域的CORBA應用，其傳統的激活機制已難以實現實際需求，而需異步激活機制才能實現。盡管one-way可實現異步效果，如請求發送時將引用的客戶對象進行傳遞，但其自身操作也存在依賴傳輸層及相關語義問題。而動態invorcation interface激活機制具有編程復雜、分配內存過多及數據備份等問題。為有效解決異步機制引入分布對象中間件中的問題，深入研究抽象機制算法與模型，建立對異步Polling模型的支持，擴充ORB內核。實現對應用開發的支持。

2 Polling模型設計

2.1 設計原則

在實際應用，Polling模型應按照以下原則進行設計，Polling只映射客戶方語言，無需改變服務方；可采用調用Polling方式執行已存在的服務程序；用戶交互Polling模型對象，支持其功能的對象由編譯器生成；與有關規范要求相符。

2.2 組成要素

按照上述原則進行設計實現CORBA模型，其組成要素中，相對于常規模型服務方構成要素變化不大，客戶方變化較大。客戶方將一些對象引入，對傳統對象擴充后實現對功能實體的支持。建立對值查詢應答的對象及Reply Handler對象請求應答的保存等都是Polling Stub的主要功能。

特別應注意，由于Polling模型中不需要改變接口的定義文件，由IDL編譯器生成對Polling功能支持的基礎設施實體，因此需擴充IDL編譯器，使其可生成對Polling功能支持的要素。Polling Stub等對象對Polling功能的支持由IDL編譯器生成，并與Polling ORB協作實現Polling異步機制。

3 代碼生成算法

3.1 常規方法

IDL文件由IDL編譯器進行映射，編譯器前端具有預處理及語法分析功能，生成抽象語法樹；后端將其接口向語言代碼進行映射。預處理主要是在編譯程序前，由預處理器完成處理被編譯程序的宏替換、展開源文件及編譯等具體工作，預處理器是文本處理器，只掃描源文件，執行指令動作，對源文件語法不作分析。

由此可知，對Polling功能支持代碼的生成，應首先獲得對Polling異步機制所需節點抽象語法樹的支持，在后端生成代碼時實現對Polling功能的支持。Polling模型沒有將新的關鍵字引入，因此無需修改IDL編譯前端。

3.2 隱式IDL文件方法

該方法主要是在前端預處理Polling，之后在后端生成異步代碼。預處理器主要實現對原始IDL文件的掃描，對Polling異步機制支持的接口定義插入，以生成隱式IDL文件，原接口對應的對Polling異步機制支持的應答、異常處理對象及Polling對象接口在文件中得到映射。后端為生成異步代碼，抽象語法樹需利用隱式IDL文件所生成，對應異步代碼根據Polling有關邏輯生成。

3.3 抽象語法樹修改算法

此方法無需生成隱式IDL文件，而在抽象語法樹生成后、生成代碼前對抽象語法樹進行遍歷，將代碼生成需要的結點向抽象語法樹動態加入。后端為生成異步代碼，應結合修改后抽象語法樹，對應的異步代碼根據Polling邏輯生成。

3.4 兩種方法對比

隱式IDL文件方法主要是預處理器的實現，為使設計簡化并保證原始文件具有正確的語法，預處理器和語法分析器可在預處理中調用，就是對預處理和語法分析執行兩次，效率不高。相對于隱式IDL文件方法，抽象語法樹修改算法無需對預處理和語法分析執行兩次，只對抽象語法樹遍歷一次并將所需節點添加，因此具有較高的效率。

3.5 抽象語法樹修改算法

抽象語法樹修改算法在實際中通常應用較多，該算法主要內容是對抽象語法樹遍歷后，將其中的Interface節點識別，再結合CORBA規范將對Poliing功能支持的節點進行添加。接口識別后，定義三個相應的集合，分別用于除one-way操作的所有操作，集成接口只讀屬性，集成接口一般屬性。具體算法為：

獲得當前節點的全部子節點，將節點形成一個序列，對序列中元素執行以下步驟：如元素是Module對象，可將其作為參數對此算法進行遞歸調用；如元素是Interface對象，則直接執行以下步驟，如果是其它對象就無需進行處理。

對于Interface對象，對其命名后依次執行修改對象并創建相應操作和Polling接口，返回值類型如果不為空，為其建立元hi操作返回值數據類型的屬性。原始操作中out及inout類型參數都只建立只讀屬性，數據類型與其參數類型分別相對應。由此可見，抽象語法樹修改算法具有O（n）的復雜度，將此算法在實現Polling模型中具體應用，應用結果可滿足CORBA及Polling模型要求。采用此算法生成對Polling模型功能支持的代碼并結合Polling ORB可充分實現Polling功能的實際需要。

4 結束語

綜上所述，文章針對Polling模型體系結構的實現進行了較深入地探討，詳細論述了生成Polling功能代碼的機制，提出對抽象語法樹算法的修改算法。經有關應用證實，該機制可實現模型設計要求，使CORBA應用的激活機制得到擴展，具有異步性，使請求發送和應答接收解耦問題得到有效解決，應用領域得到一定程度的擴展。

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作者簡介：孟令權（1975-），副研究員，主要從事應用技術研究工作。