[发明专利]面向对象系统及其操作方法

说明书

本发明涉及一种面向对象系统。

近年来，软件程序的研制上越来越多地采用一种新的编程技术，这种技术叫做面向对象技术，它适用于软件开发从分析到编码的生存周期的所有阶段。这种技术采用的主要原理是，建立一些对象，这些对象是一些数据和一些根据这些数据起作用的功能的集合体，从而使下列一些情况成立：

a.各对象仅通过互通信息彼此进行通信。

b.对象的使用者无需知道任何有关对象内部的执行程序，只需知道对象(通过接收有效信息)所能提供的服务。

c.所选择的对象应该与处理中的问题有一定的关系。一般说来，面向对象软件系统包含一些对象，这些对象是其软件待监控或控制的系统内各机构的概括。

本简单的说明书不是想全面说明作为一项技术的面向对象法，而是作为理解本发明的基础。虽然这里对对象下的定义是按软件的术语进行的，但我们也可以把对象视为软件与硬件的混合体，例如，给某一对象传递一个信息可能会产生影响受控制中的硬件状态的作用一对象的“软件”部分事实上仅仅是对象的“硬件”部分的接口机构。

鉴于电信系统中的对象只借助于互通信息进行通信，因而在建立面向对象的系统时给体系结构方面提供了很大的灵活性。这就产生了这样的问题，即无论在单个进程中存在的各对象之间互通信息，在同一个机器的个别进程中存在的各对象之间互通信息，还是在各不同机器上的各对象之间互通信息，差别都不大。在各情况下，仅仅是互通信息的机构不同而已。这意味着，各对象、各进程和各机器三者之间再也不存在任何严密的关系。

“进程”一词在软件领域中应用面极其普遍，它是指软件的那一个与同一机器中的其它进程同时进行的部分，就是说，各指令在一个进程中的执行与各指令在另一个进程中的开始执行或完成无关。这种同时性通常是采用多重任务操作系统来共用系统各进程之间的处理时间达到的。如果不提供这种共用机理，则每个机器只能有一个进程。

在面向对象的系统中，单个对象拥有多个使用者是常有的事。若一个对象的使用者是同一个进程内的一些对象，则不牵涉到同时性问题，而各信息是顺次到达的。若对象的使用者是不同进程中的一些对象，则必须考虑如何处理同时存取的问题。

虽然下面只将提到各项进程，但进程一词确实也可适用于分布在一个以上的机器上的对象。

上述问题原先是在采用一般的客户/服务单元模式的基础上提出的。在这个方法中，许多并行对象待使用的对象系配在其各自的进程中的，这个进程叫做服务单元进程。于是其它一些进程(现在叫做客户进程)可以将信息传递到服务单元进程中的对象，以便利用其性能。各项要求的同时性由服务单元进程接口处某些形式的排队机构处理，该排队机构是作为进程间信息传递机构的一部分而设的。

虽然这种机构行得通，但却具在许多缺点：

a.服务单元进程的作用是通过串行化处理同时性问题的，即只将各信息排排队，逐次进行处理，实际上抛弃了试图达到的同时性。这方面的容许程度取决于所研究的实际系统，但在那些采用多重机器达到同时性的系统上，这种方案会增加各客户等待服务单元回应的闲置时间，从而达不到最佳的运行效能。

b.信息在同一个进程内的各对象之间传递总是比在不同进程中各对象之间传递快得多。客户/服务单元法使系统不得不使用较慢的机构。若对象通信能尽量限制在一个进程中进行，则在运行效能方面取得很好的改进。

c.一般说来，面向对象设计会产生大量需要由许多不同的进程使用的对象。客户/服务单元法兼顾了两种极端的作法：一种作法是把所有这些对象放进单个服务单元的进程中，另一种作法是把各对象放进自己的进程中。使用单个服务单元进程会使信息涌塞，从而使系统的运行慢到让服务单元实行排队轮候的服务方式那样的速度，而对象的数目通常是多到实际上因系统资源上的限制而不能将进程分派到各对象中的程度。在大系统中是不可能获得与所要求的系统运行效能相称的令人满意的折衷方案的。

为解决上述(a-c)的问题，我们提出了本发明的共享对象模式。

若各不同进程中的各对象想利用它们之间的另一个对象，则这个对象可视为共享对象。如果不建立一个服务单元进程，也可以在每一个想使用的进程中建立该共享对象的复制品。可以认为所有传递到该共享对象的信息都处在同一个进程中，此外，队列上的各信息不是串行化的，即保留了同性。这样做看起来极为理想，只是为使该共享对象成为共享对象，各进程中的各复制品必须完全相同。