基于ACE的通用网络服务模型的设计与实现

摘要

随着网络技术的发展，基于客户/服务器(C/S)架构的网络应用模式已经得到了广泛的应用，支持高并发的网络应用服务器更是在一些应用场景下发挥着重要的作用。但不同系统平台之间网络编程的差异、硬件设备和软件环境的差异性，以及应用模式的不同，带来应用服务器开发的复杂性。另外操作系统提供的网络API一般都缺乏类型安全、可移植、可扩充的特性，也增加了网络服务程序运行时产生错误的可能性。
　　针对这些问题，ACE(Adaptive Communication Environment)自适配通讯环境给出了良好的解决方案。ACE是一套优秀的网络编程中间件，它能够跨越多种OS平台，封装了OS平台的差异特性，执行通用通信编程任务。它采用了面向对象方法设计，并结合软件设计模式，提供了各种平台下的网络编程组件的封装，在这些封装之上构建了多种面向对象框架。
　　本文对实际应用服务器开发中存在的关键问题进行了分析和讨论，并结合高并发、高稳定性、配置灵活等实际需求对服务器框架进行抽象概括，基于ACE中间件设计并实现了一个先进的通用网络服务模型，该模型创新点在于结合了多进程与线程池的优点，并具有良好的伸缩性，适用场景更加广泛，同时也满足应用对于高并发高吞吐量的要求。通用网络服务模型对开发者屏蔽了中间件的应用复杂性，更加降低了服务器开发门槛，解放了开发者，对服务器开发具有重要的意义。
　　本文首先概述了开发背景、解决的主要问题以及论文的组织，然后对通用服务模型的需求进行了分析，介绍了需求背景、设计目标和具体需求问题，在此基础上，运用ACE的面向对象技术与可复用的软件框架结构，设计并实现了一个通用服务模型。该模型运用了多种技术，包括多进程/多线程并发模型，高效的多路复用机制，以及通用灵活的配置管理机制，可以满足高可用性、高并发等业务需求，适用于不同的硬件资源下的部署，具有良好的伸缩空间。
　　最后，以一个数据反射功能为实例，对该模型进行了功能测试，并与传统并发模型进行了性能对比测试，测试结果表明，该模型功能实现正确，在同等系统和硬件资源条件下比传统模型具有更好的并发特性，同时也更加优化的利用了系统资源，提升了应用服务器整体的稳定性及性能，也降低了开发网络服务器的难度。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 开发背景

1．2 需要解决的主要问题

1．3 本文的主要工作

1．4 论文的组织结构

第2章 需求分析

2．1 系统概述

2．2 系统目标

2．3 系统需求问题描述

2．3．1 功能性需求

2．3．2 非功能性需求

2．4 本章小结

第3章 系统架构设计

3．1 服务模型的总体架构

3．2 服务模型的运行流程

3．3 主要组成部分架构设计

3．3．1 事件驱动机制

3．3．2 I／O模型

3．3．3 并发模型设计

3．3．4 业务层解耦设计

3．4 本章小结

第4章 详细设计与实现

4．1 主进程详细设计与实现

4．2 工作进程的设计与实现

4．3 TCP通信功能的设计与实现

4．4 线程池管理机制的设计与实现

4．4．1 设计思想

4．4．2 线程池的设计与实现

4．5 定时器功能的设计与实现

4．5．1 实现原理

4．5．2 功能接口与实现

4．6 配置模块的设计与实现

4．7 本章小结

第5章 测试

5．1 测试环境

5．2 测试方法

5．2．1 功能测试

5．2．2 性能测试

5．3 结果分析

5．4 签名服务器产品应用

第6章 结论

6．1 技术总结

6．2 工作展望

参考文献

致谢