分布对象中间件中的异步机制代码生成算法研究

摘 要：近年来CORBA作为一种分布对象中间件应用领域不断扩展，很多应用还离不开异步机制，而传统CORBA还无法实现异步激活。文章针对对象中间件CORBA异步机制的实现进行了较深入地探讨，并基于修改抽象语法树提出异步代码生成算法，可达到有关模型的应用需求。

关键词：中间件；异步机制；抽象语法树

1 概述

近年来CORBA作为一种分布对象中间件应用领域不断扩展，目前已逐渐成为网络计算集成框架和应用构件的一个技术标准，其应用日益广泛。起初由OMG組织制定用于分布计算的标准，并逐渐成为网络计算集成框架建立的一个十分重要的技术标准。

传统CORBA只具有one-way、静态及动态invorcation interface三种激活机制，随着松耦合领域的CORBA应用，其传统的激活机制已难以实现实际需求，而需异步激活机制才能实现。尽管one-way可实现异步效果，如请求发送时将引用的客户对象进行传递，但其自身操作也存在依赖传输层及相关语义问题。而动态invorcation interface激活机制具有编程复杂、分配内存过多及数据备份等问题。为有效解决异步机制引入分布对象中间件中的问题，深入研究抽象机制算法与模型，建立对异步Polling模型的支持，扩充ORB内核。实现对应用开发的支持。

2 Polling模型设计

2.1 设计原则

在实际应用，Polling模型应按照以下原则进行设计，Polling只映射客户方语言，无需改变服务方；可采用调用Polling方式执行已存在的服务程序；用户交互Polling模型对象，支持其功能的对象由编译器生成；与有关规范要求相符。

2.2 组成要素

按照上述原则进行设计实现CORBA模型，其组成要素中，相对于常规模型服务方构成要素变化不大，客户方变化较大。客户方将一些对象引入，对传统对象扩充后实现对功能实体的支持。建立对值查询应答的对象及Reply Handler对象请求应答的保存等都是Polling Stub的主要功能。

特别应注意，由于Polling模型中不需要改变接口的定义文件，由IDL编译器生成对Polling功能支持的基础设施实体，因此需扩充IDL编译器，使其可生成对Polling功能支持的要素。Polling Stub等对象对Polling功能的支持由IDL编译器生成，并与Polling ORB协作实现Polling异步机制。

3 代码生成算法

3.1 常规方法

IDL文件由IDL编译器进行映射，编译器前端具有预处理及语法分析功能，生成抽象语法树；后端将其接口向语言代码进行映射。预处理主要是在编译程序前，由预处理器完成处理被编译程序的宏替换、展开源文件及编译等具体工作，预处理器是文本处理器，只扫描源文件，执行指令动作，对源文件语法不作分析。

由此可知，对Polling功能支持代码的生成，应首先获得对Polling异步机制所需节点抽象语法树的支持，在后端生成代码时实现对Polling功能的支持。Polling模型没有将新的关键字引入，因此无需修改IDL编译前端。

3.2 隐式IDL文件方法

该方法主要是在前端预处理Polling，之后在后端生成异步代码。预处理器主要实现对原始IDL文件的扫描，对Polling异步机制支持的接口定义插入，以生成隐式IDL文件，原接口对应的对Polling异步机制支持的应答、异常处理对象及Polling对象接口在文件中得到映射。后端为生成异步代码，抽象语法树需利用隐式IDL文件所生成，对应异步代码根据Polling有关逻辑生成。

3.3 抽象语法树修改算法

此方法无需生成隐式IDL文件，而在抽象语法树生成后、生成代码前对抽象语法树进行遍历，将代码生成需要的结点向抽象语法树动态加入。后端为生成异步代码，应结合修改后抽象语法树，对应的异步代码根据Polling逻辑生成。

3.4 两种方法对比

隐式IDL文件方法主要是预处理器的实现，为使设计简化并保证原始文件具有正确的语法，预处理器和语法分析器可在预处理中调用，就是对预处理和语法分析执行两次，效率不高。相对于隐式IDL文件方法，抽象语法树修改算法无需对预处理和语法分析执行两次，只对抽象语法树遍历一次并将所需节点添加，因此具有较高的效率。

3.5 抽象语法树修改算法

抽象语法树修改算法在实际中通常应用较多，该算法主要内容是对抽象语法树遍历后，将其中的Interface节点识别，再结合CORBA规范将对Poliing功能支持的节点进行添加。接口识别后，定义三个相应的集合，分别用于除one-way操作的所有操作，集成接口只读属性，集成接口一般属性。具体算法为：

获得当前节点的全部子节点，将节点形成一个序列，对序列中元素执行以下步骤：如元素是Module对象，可将其作为参数对此算法进行递归调用；如元素是Interface对象，则直接执行以下步骤，如果是其它对象就无需进行处理。

对于Interface对象，对其命名后依次执行修改对象并创建相应操作和Polling接口，返回值类型如果不为空，为其建立元hi操作返回值数据类型的属性。原始操作中out及inout类型参数都只建立只读属性，数据类型与其参数类型分别相对应。由此可见，抽象语法树修改算法具有O（n）的复杂度，将此算法在实现Polling模型中具体应用，应用结果可满足CORBA及Polling模型要求。采用此算法生成对Polling模型功能支持的代码并结合Polling ORB可充分实现Polling功能的实际需要。

4 结束语

综上所述，文章针对Polling模型体系结构的实现进行了较深入地探讨，详细论述了生成Polling功能代码的机制，提出对抽象语法树算法的修改算法。经有关应用证实，该机制可实现模型设计要求，使CORBA应用的激活机制得到扩展，具有异步性，使请求发送和应答接收解耦问题得到有效解决，应用领域得到一定程度的扩展。

参考文献

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作者简介：孟令权（1975-），副研究员，主要从事应用技术研究工作。