中间件技术发展

软件中间件技术现状及发展梅宏北京大学信息科学技术学院软件研究所，北京 100871{E-mail:meih@}1 前言“中间件”这一术语最早出现在1980年代后期，主要用于描述网络连接管理软件。

在1990年代中期，随着网络技术快速发展，中间件的概念日益普及。

中间件在学术界和产业界均得到长期、广泛的研究与实践，尽管目前尚没有统一的中间件定义，但对于中间件的意义与内涵已有基本共识。

如，IEEE的分布系统专家组认为“中间件通过提供简单、一致、集成的分布编程环境，简化分布应用的设计、编程和管理。

本质上，中间件是一个分布软件层（或平台），抽象了底层分布环境（网络、主机、操作系统、编程语言）的复杂性和异构性”[19]；美国国家自然基金委员会认为“中间件是建立在网络传输服务之上、辅助开发新应用与网络服务、适用于多个应用的一种软件”[30]；对象管理组织OMG认为“中间件就是解决网络环境下互操作问题的软件，它同时还提供事务、目录、事件等其它基本服务”[44]；CMU软件工程研究所认为“中间件是一组支持软件连接的服务的集合，允许在一个或多个主机上运行的多个过程通过网络进行交互。

中间件是将大型机应用移植到客户/服务器应用、以及跨异构平台通信的基础机制，最初用于解决客户/服务器体系的互操作问题（20世纪90年代）”[7]。

不难看出，这些定义从不同角度、采用不同字眼所描述的中间件具有相同的目标——解决分布应用开发中诸如互操作等共性问题，以及相同的内涵——提供这些共性问题的具有普适性的支撑机制。

一般说来，中间件有两层含义。

从狭义的角度，中间件意指Middleware，它是表示网络环境下处于操作系统等系统软件和应用软件之间的一种起连接作用的分布式软件，通过API的形式提供一组软件服务，可使得网络环境下的若干进程、程序或应用可以方便的交流信息和有效的进行交互与协同。

简言之，中间件主要解决异构网络环境下分布式应用软件的通信、互操作和协同问题，它可屏蔽并发控制、事务管理和网络通信等各种实现细节，提高应用系统的易移植性、适应性和可靠性。

中间件技术概述李瑞轩华中科技大学计算机学院Overview of Middleware Technology 2006-3-7 2内容概要1. 分布式计算技术发展背景2. 中间件技术基础3. 中间件定义及特点4. 中间件的分类5. 中间件的发展趋势2006-3-7 31. 分布式计算技术发展背景M assivelyparallelprocessorM ultimediaO bject orientedO pen systemN etworks高速、低价和宽频带的数字通讯成熟的网络技术和面向对象技术发展迅速的先进微处理器采用微内核和多线程等技术的现代操作系统几乎完全无序的超大规模的异构网络互连环境M2O2N时代的来临2006-3-7 4分布对象技术应运而生新形式的软件危机升级的绞索开发的噩梦新一代的分布式计算技术分布对象技术=面向对象技术+网络通讯技术面向对象的多层客户/服务器软件开发的革命：产业化、标准化、集约化2006-3-7 5螺旋上升的发展道路分布对象技术传送对象传送请求——取得结果数据典型客户/服务器传送数据PC ——LAN的网络计算框架传送程序主机——终端的集中计算框架2006-3-7 6下一代分布式计算技术与Internet技术结合WWW从Hypertext Web、InteractiveWeb 到Semantic Web丰富的对象资源更有效的对象访问技术智能、主动的Agent技术向智能化、小型化和标准融合的方向发展2006-3-7 7实现分布式计算的技术路线80年代——理想的技术路线：试图在互连的计算机硬件上部署全新的分布式操作系统，全面管理系统中各自独立的计算机，呈现给用户单一的系统视图。

90年代——现实的技术路线：在网络计算平台上部署分布计算环境（也称为中间件），提供开发工具和公共服务，支持分布式应用，实现资源共享和协同工作。

当前人们所说的分布计算技术是指在网络计算平台上开发、部署、管理和维护以资源共享和协同工作为主要应用目标的分布式应用系统。

软件开发中的中间件技术研究现代软件开发中的中间件技术已经成为了不可或缺的一部分。

这是不仅因为软件系统越来越复杂，而且因为这种技术带来了更可靠、更高效的解决方案。

本文将从介绍中间件技术的基本概念出发，探讨它的核心特性和各种应用场景，并对其未来的发展进行一些展望。

一、中间件技术的基本概念中间件技术是软件系统中的一种特定软件，它的作用是在应用层与操作系统之间提供服务，并且它们还可以用于数据传输、数据存储和处理。

中间件技术的本质就是抽象出一层中间层，用于连接各种类型、各种操作系统的软件系统，使它们可以互相协同工作。

这样的中间件技术可以处理在物理层面无法解决的问题，如异构系统之间的数据交换和协作。

二、中间件技术的核心特性1. 可重用性中间件技术的可重用性非常高，因为它们可以被多个应用程序同时使用。

这意味着开发者可以将它们与其他应用程序整合在一起，并建立自己的软件系统。

2. 互操作性中间件技术在解决异构系统之间的数据交换和协作时发挥着重要作用。

它们可以帮助解决不同操作系统、不同平台之间的数据交互问题，并且还可以管理不同类型、不同供应商的中间件产品。

3. 可靠性和安全性中间件技术在保障软件系统的可靠性和安全性方面具有独特的优势。

它们在应用程序与操作系统之间构建了一道防线，能够防止恶意软件和攻击程序对系统进行破坏和攻击。

三、中间件技术的应用场景中间件技术具有广泛的应用场景，包括：1. 企业应用企业应用通常采用分布式和异构技术，这就使得它们需要中间件技术来实现各个应用程序之间的集成。

中间件技术可以帮助企业实现多种企业级应用程序的协作和整合。

2. 数据库管理中间件技术还可以用于数据库管理。

它们可以实现数据的集中管理、数据存储和数据访问的安全管理。

3. IoT应用IoT应用通常需要将物联网设备连接到互联网上，实现设备之间的数据交换和互联。

这就需要中间件技术来实现设备之间的通信和协作。

四、中间件技术的未来中间件技术在未来还将继续发挥重要作用，尤其是在以下领域：1. 微服务微服务是构建应用程序的一种新兴方式，它将应用程序分解为多个小型服务，每个服务都运行在独立的进程中。

国产中间件国产中间件指的是由中国企业开发和生产的中间件软件。

中间件是位于操作系统和应用程序之间的软件层，它提供了在不同应用程序和系统之间进行通信和交互的功能。

国产中间件的发展对于中国的信息技术产业和国家安全具有重要意义。

国产中间件的发展可以追溯到上世纪80年代，当时中国的信息技术产业相对薄弱，大部分企业只能依赖进口的中间件产品。

然而，随着中国信息技术产业的发展和对国产化产品的需求不断增加，一些中国企业开始加大对中间件的研发和生产。

他们致力于开发具有自主知识产权的中间件产品，以替代进口产品，提供更好的技术支持和服务。

在中国国产中间件的发展过程中，一些企业取得了重大突破和成就。

他们积极引进国外先进技术，同时加强自主研发和创新能力，逐渐形成了一批具有竞争力的国产中间件品牌。

这些品牌包括但不限于华为、中兴、用友等公司，他们在中间件领域取得了一系列的创新成果。

国产中间件的发展有助于推动中国信息技术产业的创新和升级，提升中国企业在国际市场的竞争力。

同时，国产中间件也有助于保护国家的信息安全。

使用国产中间件可以减少对外部中间件产品的依赖，降低信息系统被外部潜在风险侵害的可能性。

尽管国产中间件已经取得了一定的成就，但仍面临着一些挑战和问题。

首先，国产中间件的技术水平和产品质量与国外先进产品仍存在一定差距，需要进一步的研发和改进。

其次，国内中小型企业在中间件领域的研发能力相对较弱，需要加强合作与创新。

此外，国产中间件在国际市场的推广和应用也面临一定的障碍和竞争。

为了促进国产中间件的发展，政府和企业可以采取一系列的政策和举措。

政府可以出台支持国产中间件发展的政策，加大对中间件技术研发和创新的资金投入。

同时，企业可以加强与高校和科研机构的合作，共同开展中间件技术的研究和开发。

此外，加强国际间的交流与合作，提升国产中间件在国际市场上的竞争力也十分重要。

总之，国产中间件的发展对于推动中国信息技术产业的创新和升级具有重要意义。

我国自主可控中间件发展研究【摘要】我国自主可控中间件是我国在信息技术领域的重要研究方向之一。

本文通过分析我国自主可控中间件的背景和意义，探讨了其发展的现状、挑战、机遇及关键技术，同时展望了其应用前景。

文章指出，我国自主可控中间件的发展既面临着技术上的挑战，也蕴含着巨大的发展机遇。

在结论中，提出了加强技术研究与国际合作的建议，并对我国自主可控中间件未来的发展进行展望。

这些研究成果对我国信息技术领域的发展具有重要意义，为我国信息化进程提供了坚实的技术支持和保障。

【关键词】关键词：自主可控中间件、发展研究、背景、意义、现状分析、挑战、机遇、关键技术、应用前景、建议、展望。

1. 引言1.1 我国自主可控中间件发展研究的背景我国自主可控中间件发展研究的背景可以追溯到我国信息化建设的加速推进和国家安全意识的增强。

随着经济的快速发展和科技的不断进步，我国对信息技术的需求也日益增长。

中间件作为连接和支撑各种信息系统和应用的重要基础软件，对于保障国家信息安全、促进企业信息化以及提升经济发展水平都起着至关重要的作用。

当前我国在中间件领域依然存在着对外依赖度高、核心技术受制于人等问题，这些问题制约了我国在信息化领域的自主发展和安全防护能力。

加强自主可控中间件的研究和发展，提升中间件自主创新能力，对于我国实现信息化自主可控是至关重要的。

在国家战略层面上，我国提出了“自主可控、安全可靠”信息技术基础设施的战略目标，自主可控中间件的研究和发展正是贯彻这一战略目标的重要举措。

国际形势的不确定性和外部环境的复杂性也要求我国在中间件领域加强自主研发能力，确保信息安全和国家利益的长远发展。

1.2 我国自主可控中间件发展研究的意义我国自主可控中间件发展研究的意义在于推动我国信息化建设的进步和发展。

随着信息技术的不断发展，中间件作为连接不同软件和硬件系统的关键技术，在信息系统集成和应用开发中发挥着越来越重要的作用。

而我国自主可控中间件的研发可以提升国家在信息安全、数据保护和网络安全等方面的控制力和影响力。

一、概述1、中间件的概念随着计算机技术的飞速发展，各种各样的应用软件需要在各种平台之间进行移植，或者一个平台需要支持多种应用软件和管理多种应用系统，软、硬件平台和应用系统之间需要可靠和高效的数据传递或转换，使系统的协同性得以保证。

这些，都需要一种构筑于软、硬件平台之上，同时对更上层的应用软件提供支持的软件系统，而中间件正是在这个环境下应孕而生。

由于中间件技术正处于发展过程之中，因此目前尚不能对它进行精确的定义。

比较流行的定义是：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，管理计算资源和网络通讯。

从中间件的定义可以看出，中间件是一类软件，而非一种软件；中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作；中间件是基于分布式处理的软件，定义中特别强调了其网络通讯功能。

2、中间件特点及优势通常意义下，中间件应具有以下的一些特点：满足大量应用的需要；运行于多种硬件和OS平台；支持分布式计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互功能；支持标准的协议；支持标准的接口。

程序员通过调用中间件提供的大量API，实现异构环境的通讯，从而屏蔽异构系统中复杂的操作系统和网络协议。

中间件提供客户机与服务器之间的连接服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。

针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。

由于标准接口对于可移植性和标准协议对于互操作性的重要性，中间件已成为许多标准化工作的主要部分。

对于应用软件开发，中间件远比操作系统和网络服务更为重要，中间件提供的程序接口定义了一个相对稳定的高层应用环境，不管底层的计算机硬件和系统软件怎样更新换代，只要将中间件升级更新，并保持中间件对外的接口定义不变，应用软件几乎不需任何修改，从而保护了企业在应用软件开发和维护中的重大投资。

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。

中间件发展态势中间件是一种在软件系统中起到连接、协调和整合不同组件的软件层。

它在不同应用程序和系统之间提供通信和数据传输的桥梁，有助于简化复杂系统的开发和维护。

随着信息技术的快速发展，中间件的发展态势也在不断演变。

下面将介绍中间件的发展历程、现状以及未来趋势。

1. 中间件的发展历程1.1 早期阶段中间件的概念最早出现在分布式计算和企业应用集成领域。

20世纪80年代和90年代初，随着分布式系统和客户端/服务器架构的兴起，人们开始感受到将不同系统、应用程序和数据库进行连接和整合的迫切需求。

这时期的中间件主要用于简化分布式系统的开发和管理。

1.2 Web时代随着互联网的普及，中间件的发展迎来了Web时代。

Web服务和面向服务的架构（SOA）的兴起推动了中间件的演进。

这一时期，中间件主要关注在不同系统之间实现松耦合的通信，以便更好地支持企业间的数据交换和业务流程整合。

1.3 云计算时代进入21世纪后，云计算的崛起推动了中间件的再次演变。

云原生应用的需求日益增加，中间件开始关注容器化、微服务架构和自动化部署等方面。

容器编排工具（如Kubernetes）的出现为中间件提供了更灵活和高效的部署方式。

1.4 现代时代当前，中间件正处于现代化的时代。

在大数据、人工智能、物联网等技术的推动下，中间件不仅要满足传统企业的需求，还需要适应新兴技术的发展。

现代中间件趋向于更加轻量、灵活，支持多语言、多框架的混合式开发和部署。

2. 中间件的现状2.1 微服务和容器化微服务架构的兴起促使中间件更加注重服务的细粒度划分和部署。

容器化技术（如Docker）的广泛应用使得中间件能够更好地适应动态的、可伸缩的环境。

2.2 云原生和服务网格云原生的理念推动中间件向云原生方向发展，更好地支持弹性扩展、自动治理和DevOps。

服务网格技术的应用进一步加强了微服务之间的通信和管理。

2.3 数据集成和流式处理随着大数据时代的来临，中间件在数据集成和流式处理方面的需求逐渐增加。

对象中间件技术及其发展趋势对象中间件（Object Middleware）是一种软件技术，它提供了一种将对象（Object）在分布式系统中进行交互的方式。

对象中间件的出现，使得分布式系统的开发变得更加容易，同时也提高了系统的可扩展性和可维护性。

下面将从对象中间件的定义、发展历程以及未来发展趋势三个方面来阐述对象中间件技术及其发展趋势。

一、对象中间件的定义对象中间件是一种分布式系统的中间件，它提供了一种将对象在分布式系统中进行交互的方式。

对象中间件的主要功能包括对象的远程调用、对象的持久化、对象的事务处理等。

对象中间件的出现，使得分布式系统的开发变得更加容易，同时也提高了系统的可扩展性和可维护性。

二、对象中间件的发展历程对象中间件的发展可以分为三个阶段：初级阶段、中级阶段和高级阶段。

1. 初级阶段对象中间件的初级阶段出现在上世纪90年代初期，当时的对象中间件技术主要包括CORBA（Common Object Request Broker Architecture）和DCOM （Distributed Component Object Model）等。

CORBA是由OMG（Object Management Group）制定的一种面向对象的中间件标准，它提供了一种跨平台、跨语言的对象交互方式。

DCOM是由微软公司开发的一种面向对象的中间件技术，它主要用于Windows平台上的对象交互。

2. 中级阶段对象中间件的中级阶段出现在上世纪90年代中期，当时的对象中间件技术主要包括Java RMI（Remote Method Invocation）和CORBA IIOP（Internet Inter-ORB Protocol）等。

Java RMI是一种基于Java语言的远程调用技术，它提供了一种简单、易用的对象交互方式。

CORBA IIOP是CORBA的Internet 版本，它提供了一种跨平台、跨语言的对象交互方式。

物联网平台中间件技术与应用物联网平台中间件技术对于实现物联网的应用具有重要意义。

本文将回顾物联网平台中间件技术的发展历程，并探讨其在物联网应用中的重要性和应用前景。

一、物联网平台中间件技术的发展历程物联网平台中间件技术起源于分布式系统和网络管理领域。

随着物联网概念的提出和发展，物联网平台中间件技术也得到了广泛关注和应用。

以下是物联网平台中间件技术发展的三个阶段：1. 第一阶段：传统分布式系统技术的应用在物联网发展初期，物联网平台中间件技术主要借鉴了传统的分布式系统技术。

这些技术包括消息传递、远程过程调用、分布式缓存等。

然而，这些技术并不完全适用于物联网应用的需求，因为物联网应用需要满足实时性、可靠性和安全性等方面的要求。

2. 第二阶段：物联网专用中间件技术的出现为了满足物联网应用的需求，研究人员开始研发物联网专用的中间件技术。

这些技术主要包括数据聚合、设备管理、安全认证等功能。

物联网专用的中间件技术一方面提供了更好的支持物联网应用的功能，另一方面也提高了系统的可靠性和安全性。

3. 第三阶段：云计算和大数据的应用随着云计算和大数据技术的快速发展，物联网平台中间件技术也开始引入这些新的技术。

云计算和大数据技术能够提供更强大的计算和存储能力，为物联网应用提供更好的支持。

物联网平台中间件技术结合云计算和大数据技术，可以实现更高效的数据分析和管理。

二、物联网平台中间件技术在物联网应用中的重要性物联网平台中间件技术在物联网应用中的重要性不可忽视。

以下是物联网平台中间件技术在物联网应用中的几个重要方面：1. 设备连接和管理物联网应用通常涉及大量的设备，这些设备需要与物联网平台进行连接和管理。

物联网平台中间件技术能够提供设备连接和管理的功能，简化了物联网应用的开发和部署过程。

2. 数据聚合和处理物联网应用产生的数据通常分散在不同的设备和系统中，物联网平台中间件技术能够实现数据的聚合和处理。

通过物联网平台中间件技术，用户可以方便地访问和处理物联网应用生成的数据。

中间件技术1中间件的概念在众多关于中间件的定义中，比较普遍接受的是IDC表述：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，管理计算资源和网络通信。

IDC对中间件的定义表明，中间件是一类软件，而非一种软件；中间件是介于操作系统(包括底层通信协议)和各种分布式应用程序之间的一个软件层。

总的作用是建立分布式软件模块之间互操作的机制，屏蔽底层分布式环境的复杂性和异构性，为处于自己上层的应用软件提供运行与开发环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。

在具体实现上，中间件是一个用应用程序接口定义的分布式软件管理框架，具有强大的通信能力和良好的可扩展性。

中间件在分布式系统中的位置如图1所示。

2中间件的分类随着计算机软件技术的发展，中间件技术也已日渐成熟，并且出现了不同层次、不同类型的中间件产品。

按照IDC分类方法，中间件可分为以下6类：2．1终端仿真／屏幕转换用以实现客户机图形用户接口与已有的字符接口方式的服务器应用程序之间的互操作。

适用于应用程序与数据源之间的互操作模型，客户端使用面向数据库的API，以提请直接访问和更新基于服务器的数据源，数据源可以是关系型、非关系型和对象型。

这类中间件大都基于SQL语句，采用同步通讯方式。

此类中间件使应用开发简单化，但如果透过广域网使用，则会带来严重的效率问题，因为在低速网上来回交互SQL 语句会使通讯流量过大，同时对数据压缩、加密带来不便。

2．3远程过程调用中间件RPC机制是早期开发分布式应用时经常采用的一种同步式的请求应答协议。

通过这种协议，程序员编写客户方的应用，需要时可以调用位于远端服务器上的过程。

RPC扩展了过程语言中的“功能调用／结果返回”的机制，使得它可以适用于一个远程环境。

由于RPC 机制是同步方式，因而在工作的时候，要求客户方和服务方均能正确工作才能很好地运行，有一方不能工作将导致RPC失败。

物联网中间件技术【正文】一、引言物联网中间件技术是连接物联网设备和应用程序的关键技术之一。

它提供了一种可靠、安全、高效的通信机制，使物联网的各个组件能够相互交互、共享数据和实现智能化操作。

本文将对物联网中间件技术进行详细介绍，并对其各个方面进行细化。

二、物联网中间件的定义和概念⒈物联网中间件的概念物联网中间件是一种位于物联网系统架构中的软件层，负责管理物联网设备和应用程序之间的通信。

它提供了一套通用接口和协议，使得不同类型的设备能够互相交互和共享数据。

⒉物联网中间件的作用和功能- 设备连接管理：物联网中间件提供了设册、发现、连接和管理的功能，可以管理大规模的设备网络。

- 数据传输和通信：物联网中间件支持不同的通信协议，包括物联网专用协议和标准协议，用于设备之间的数据传输和通信。

- 数据处理和分析：物联网中间件可以对设备的数据进行处理和分析，提供实时监测、数据存储和分析报告等功能。

- 安全和权限管理：物联网中间件提供了安全认证、权限控制和数据加密等机制，保障物联网系统的安全性。

三、物联网中间件技术的分类⒈消息队列中间件消息队列中间件是一种基于消息传递的通信模式，它通过消息队列将设备和应用程序解耦，并提供了可靠的消息传递机制。

常见的消息队列中间件包括MQTT、AMQP等。

⒉远程过程调用（RPC）中间件RPC中间件是一种基于函数调用的通信模式，它允许应用程序通过网络调用远程的函数或方法。

RPC中间件可以实现设备和应用程序之间的高效通信，常见的RPC中间件包括gRPC、Thrift等。

⒊数据中心（DC）中间件DC中间件是一种用于管理大规模数据中心的中间件技术，它可以管理分布式的物联网设备和应用程序，并提供高可用、高可靠的数据服务。

常见的DC中间件包括Hadoop、Spark等。

四、物联网中间件技术的应用场景⒈工业物联网工业物联网中间件技术可以实现设备监测、设备管理、生产调度等功能，帮助企业提高生产效率和管理能力。