軟件企業(yè)追求長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，通常采用產(chǎn)品線模型及系統(tǒng)演化策略，它實(shí)質(zhì)上是用架構(gòu)技術(shù)構(gòu)建產(chǎn)品線，并在此基礎(chǔ)上借助復(fù)用技術(shù)持續(xù)演化，不斷地推出新產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)追求產(chǎn)品升級(jí)換代的需求。

(相關(guān)資料圖)

1 復(fù)用與產(chǎn)品線

軟件產(chǎn)品線是指一組軟件密集型系統(tǒng)，它們共享一個(gè)公共的 、 可管理的特性集，滿足某個(gè)特定市場(chǎng)或任務(wù)的具體需要，是以規(guī)定的方式用公共的核心資產(chǎn)集成開(kāi)發(fā)出來(lái)的。即圍繞核心資產(chǎn)庫(kù)進(jìn)行管理 、 復(fù)用 、 集成新的系統(tǒng)。

核心資產(chǎn)庫(kù)包括軟件架構(gòu)及其可剪裁的元素，更廣泛地，它還包括設(shè)計(jì)方案及其文檔 、 用戶手冊(cè) 、 項(xiàng)目管理的歷史記錄（如預(yù)算和進(jìn)度） 、 軟件測(cè)試計(jì)劃和測(cè)試用例。復(fù)用核心資產(chǎn)（特別是軟件架構(gòu)），產(chǎn)品線將會(huì)驚人地提高生產(chǎn)效率 、 降低生產(chǎn)成本和縮短上市時(shí)間。

創(chuàng)建一個(gè)成功的產(chǎn)品線取決于軟件工程 、 技術(shù)管理和組織管理等多個(gè)方面的協(xié)調(diào)，這里只對(duì)軟件架構(gòu)方面進(jìn)行討論。

基于產(chǎn)品間共性的 “ 軟件 ” 產(chǎn)品線代表了軟件工程中一個(gè)創(chuàng)新的 、 不斷發(fā)展的概念。

軟件產(chǎn)品線的本質(zhì)是在生產(chǎn)產(chǎn)品家族時(shí)，以一種規(guī)范的 、 策略性的方法復(fù)用資產(chǎn)。可復(fù)用的資產(chǎn)非常廣，包括以下幾點(diǎn)。

需求：許多需求與早期開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)相同或部分相同，如網(wǎng)上銀行交易與銀行柜面交易。架構(gòu)設(shè)計(jì)：原系統(tǒng)在架構(gòu)設(shè)計(jì)方面花費(fèi)了大量的時(shí)間與精力，系統(tǒng)成功驗(yàn)證了架構(gòu)的合理性，如果新產(chǎn)品能復(fù)用已有的架構(gòu)，將會(huì)取得很好的效益。元素：元素復(fù)用不只是簡(jiǎn)單的代碼復(fù)用，它旨在捕獲并復(fù)用設(shè)計(jì)中的可取之處，避免（不要重復(fù)）設(shè)計(jì)失敗的地方。建模與分析：各類(lèi)分析方法（如性能分析）及各類(lèi)方案模型（如容錯(cuò)方案 、 負(fù)載均衡方案）都可以在產(chǎn)品中得到復(fù)用。測(cè)試：采用產(chǎn)品線可積累大量的測(cè)試資源，即在考慮測(cè)試時(shí)不是以項(xiàng)目為單位，而是以產(chǎn)品線為單位，這樣，整個(gè)測(cè)試環(huán)境都可以得到復(fù)用，如測(cè)試用例 、 測(cè)試數(shù)據(jù) 、 測(cè)試工具，甚至測(cè)試計(jì)劃 、 過(guò)程 、 溝通渠道都可以得到復(fù)用。項(xiàng)目規(guī)劃：利用經(jīng)驗(yàn)對(duì)項(xiàng)目的成本 、 預(yù)算 、 進(jìn)度及開(kāi)發(fā)小組的安排等進(jìn)行預(yù)測(cè)，即不必每次都建立工作分解結(jié)構(gòu)。過(guò)程 、 方法和工具：有了產(chǎn)品線這面旗幟，企業(yè)就可以建立產(chǎn)品線級(jí)的工作流程 、 規(guī)范 、 標(biāo)準(zhǔn) 、 方法和工具環(huán)境，供產(chǎn)品線中所有產(chǎn)品復(fù)用。如編碼標(biāo)準(zhǔn)就是一例。人員：以產(chǎn)品線來(lái)培訓(xùn)的人員，適應(yīng)于整個(gè)系列的各個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。樣本系統(tǒng)：將已部署（投產(chǎn)）的產(chǎn)品作為高質(zhì)量的演示原型和工程設(shè)計(jì)原型。缺陷消除：產(chǎn)品線開(kāi)發(fā)中積累的缺陷消除活動(dòng)，可使新系統(tǒng)受益，特別是整個(gè)產(chǎn)品家族中的性能 、 可靠性等問(wèn)題的一次性解決，能取得很高的回報(bào)。同時(shí)也使得開(kāi)發(fā)人員和客戶心中有 “ 底 ”。

2 基于產(chǎn)品線的架構(gòu)

軟件產(chǎn)品線架構(gòu)是針對(duì)一系列產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的通用架構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將系列產(chǎn) 品共用的模塊事先實(shí)現(xiàn)，供直接重用；將架構(gòu)用框架的形式予以實(shí)現(xiàn)，供定制使用。這就是 通常所說(shuō)的“平臺(tái)”。

產(chǎn)品線架構(gòu)較之單個(gè)產(chǎn)品架構(gòu)，有如下三點(diǎn)特別之處： （1）產(chǎn)品線架構(gòu)必須考慮一系列明確許可的變化； （2）產(chǎn)品線架構(gòu)一定要文檔化； （3）產(chǎn)品線架構(gòu)必須提供“產(chǎn)品創(chuàng)建者指南”（開(kāi)發(fā)指南），描述架構(gòu)的實(shí)例化過(guò)程。

產(chǎn)品線的軟件架構(gòu)應(yīng)將不變的方面提出來(lái)（正因?yàn)橛胁蛔?，才產(chǎn)生了產(chǎn)品線），同時(shí)，識(shí)別允許的變化，并提供實(shí)現(xiàn)它們的機(jī)制。通常應(yīng)考慮三個(gè)方面。 （1）確定變化點(diǎn)：確定變化是一項(xiàng)需要持續(xù)進(jìn)行的活動(dòng)，可以在開(kāi)發(fā)過(guò)程的任何時(shí)間確定變化。 （2）支持變化點(diǎn)：對(duì)變化的支持可以有多種形式，舉例如下。包含或省略元素：如條件編譯。包含不同數(shù)量的復(fù)制元素：如通過(guò)添加更多的服務(wù)器產(chǎn)生高容量的變體。具有相同的接口但具有不同的行為或質(zhì)量特性的元素版本的選擇：如靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的使用。在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，通過(guò)特化或泛化特定的類(lèi)實(shí)現(xiàn)變化。通過(guò)參數(shù)配置來(lái)實(shí)現(xiàn)變化。 （3）對(duì)產(chǎn)品線架構(gòu)的適宜性進(jìn)行評(píng)估。 評(píng)估的內(nèi)容：必須把評(píng)估的重點(diǎn)放在變化點(diǎn)上，以確保它（變化點(diǎn)）提供了足夠的靈活性，從而能復(fù)蓋產(chǎn)品線的預(yù)期范圍；它們支持快速構(gòu)建產(chǎn)品。 評(píng)估的時(shí)間：應(yīng)該對(duì)用于構(gòu)建產(chǎn)品線中的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品的架構(gòu)的實(shí)例或變體進(jìn)行評(píng)估。產(chǎn)品架構(gòu)評(píng)估的結(jié)果通常能提供有用的反饋，推動(dòng)架構(gòu)的改進(jìn)。當(dāng)提議開(kāi)發(fā)的一個(gè)新產(chǎn)品不在最初的產(chǎn)品線的范圍內(nèi)時(shí)，則可以重新對(duì)產(chǎn)品線架構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，看如何使其容納新的產(chǎn)品或是否有必要產(chǎn)生一個(gè)新的產(chǎn)品線。

3 產(chǎn)品線的開(kāi)發(fā)模型

開(kāi)發(fā)（確定）產(chǎn)品線的方法有兩種模型： （1） “ 前瞻性 ” 產(chǎn)品線：利用在應(yīng)用領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn) 、 對(duì)市場(chǎng)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的了解及商業(yè)判斷力等進(jìn)行產(chǎn)品線設(shè)計(jì)，它反映了企業(yè)的戰(zhàn)略決策。通常是自上而下地采用產(chǎn)品線方法。 （2） “ 反應(yīng)性 ” 模型：企業(yè)根據(jù)以前的產(chǎn)品構(gòu)建產(chǎn)品家族，并隨著新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，擴(kuò)展架構(gòu)和設(shè)計(jì)方案，它的核心資產(chǎn)庫(kù)是根據(jù) “ 已經(jīng)證明 ” 為共有 、 而非 “ 預(yù)先計(jì)劃 ” 為共有的元素構(gòu)建的。通常是自下而上地采用產(chǎn)品線方法。

一旦確定了產(chǎn)品線，就進(jìn)入其演變階段，它是產(chǎn)品線不斷向前的發(fā)展過(guò)程。

4 特定領(lǐng)域軟件架構(gòu)

架構(gòu)的本質(zhì)在于其抽象性。它包括兩個(gè)方面的抽象：業(yè)務(wù)抽象和技術(shù)抽象。其中業(yè)務(wù)抽象面向特定的應(yīng)用領(lǐng)域。

特定領(lǐng)域軟件架構(gòu)（ Domain Specific Software Architecture ， DSSA ）可以看做開(kāi)發(fā)產(chǎn)品線的一個(gè)方法（或理論），它的目標(biāo)就是支持在一個(gè)特定領(lǐng)域中有多個(gè)應(yīng)用的生成。

DSSA 的必備特征有： （1）一個(gè)嚴(yán)格定義的問(wèn)題域或解決域； （2）具有普遍性，使其可以用于領(lǐng)域中某個(gè)特定應(yīng)用的開(kāi)發(fā)； （3）對(duì)整個(gè)領(lǐng)域的合適程度的抽象； （4）具備該領(lǐng)域固定的 、 典型的在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的可復(fù)用元素。

從功能復(fù)蓋的范圍角度理解 DSSA 中領(lǐng)域的含義有兩種方法： （1）垂直域。定義了一個(gè)特定的系統(tǒng)族，導(dǎo)出在該領(lǐng)域中可作為系統(tǒng)的可行解決方案的一個(gè)通用軟件架構(gòu)。（2）水平域。定義了在多個(gè)系統(tǒng)和多個(gè)系統(tǒng)族中功能區(qū)域的共有部分，在子系統(tǒng)級(jí)上涵蓋多個(gè)系統(tǒng)（族）的特定部分功能。

DSSA 的活動(dòng)階段如下。 （1）領(lǐng)域分析：主要目標(biāo)是獲得領(lǐng)域模型。即通過(guò)分析領(lǐng)域中系統(tǒng)的需求（領(lǐng)域需求），確定哪些需求是被領(lǐng)域中的系統(tǒng)廣泛共享的，從而建立領(lǐng)域模型。 （2）領(lǐng)域設(shè)計(jì)：這個(gè)階段的目標(biāo)是獲得 DSSA ，它是一個(gè)能夠適應(yīng)領(lǐng)域多個(gè)系統(tǒng)的需求的一個(gè)高層次的設(shè)計(jì)。由于領(lǐng)域模型中的領(lǐng)域需求具有一定的變化性， DSSA 也要相應(yīng)地具有變化性，它可以通過(guò)表示多選一的 、 可選的解決方案等來(lái)做到這一點(diǎn)。 （3）領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)：主要目標(biāo)是依據(jù)領(lǐng)域模型和 DSSA 開(kāi)發(fā)與組織可復(fù)用信息。這些復(fù)用信息可以是從現(xiàn)有系統(tǒng)中提取得到的，也可能通過(guò)新的開(kāi)發(fā)得到。這個(gè)階段可以看作復(fù)用基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)階段。在上述工作中，獲得領(lǐng)域模型是基礎(chǔ)也是關(guān)鍵，領(lǐng)域建模專(zhuān)注于分析問(wèn)題領(lǐng)域本身，發(fā)掘重要的業(yè)務(wù)領(lǐng)域概念，并建立業(yè)務(wù)領(lǐng)域概念之間的關(guān)系。通常領(lǐng)域模型可用 UML 的類(lèi)圖和狀態(tài)圖表示。

領(lǐng)域模型的主要作用如下： （1）領(lǐng)域模型為需求定義了領(lǐng)域知識(shí)和領(lǐng)域詞匯，這較之單一的項(xiàng)目需求更有較好的大局觀； （2）軟件界面的設(shè)計(jì)往往和領(lǐng)域模型關(guān)系密切； （3）領(lǐng)域模型的合理性將嚴(yán)重影響軟件系統(tǒng)的可擴(kuò)展性； （4）在分層架構(gòu)的指導(dǎo)下，領(lǐng)域模型精化后即成為業(yè)務(wù)層的骨架； （5）領(lǐng)域模型也是其數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)； （6）領(lǐng)域模型是團(tuán)隊(duì)交流的基礎(chǔ)，因?yàn)樗?guī)定了重要的領(lǐng)域詞匯表，并且這些詞匯的定義是嚴(yán)格的 、 大家共同認(rèn)可的。

5 架構(gòu)及系統(tǒng)演化

架構(gòu)雖然為系統(tǒng)的變化提供了一定的自由度，但是系統(tǒng)的較大變化必然導(dǎo)致架構(gòu)的改變。架構(gòu)（系統(tǒng)）演化是指向既定的方向 、 可控地改變。架構(gòu)（系統(tǒng)）演化可以形成產(chǎn)品線，反過(guò)來(lái)，架構(gòu)（系統(tǒng)）可以在規(guī)劃的產(chǎn)品線中進(jìn)行演化。

架構(gòu)（系統(tǒng)）演化過(guò)程包含7個(gè)步驟，如圖 1 所示。 （1）需求變動(dòng)歸類(lèi)。首先，必須對(duì)用戶需求的變化進(jìn)行歸類(lèi)，使變化的需求與已有構(gòu)件對(duì)應(yīng)。對(duì)找不到對(duì)應(yīng)構(gòu)件的變動(dòng)，也要做好標(biāo)記，在后續(xù)工作中，將創(chuàng)建新的構(gòu)件，以對(duì)應(yīng)這部分變化的需求。 （2）制訂架構(gòu)演化計(jì)劃。在改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)之前，開(kāi)發(fā)組織必須制訂一個(gè)周密的架構(gòu)演化計(jì)劃，作為后續(xù)演化開(kāi)發(fā)工作的指南。 （3）修改 、 增加或刪除構(gòu)件。在演化計(jì)劃的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)人員可根據(jù)在第（1）步得到的需求變動(dòng)的歸類(lèi)情況，決定是否修改或刪除存在的構(gòu)件 、 增加新構(gòu)件。最后，對(duì)修改和增加的構(gòu)件進(jìn)行功能性測(cè)試。 （4）更新構(gòu)件的相互作用。隨著構(gòu)件的增加 、 刪除和修改，構(gòu)件之間的控制流必須得到更新。 （5）構(gòu)件組裝與測(cè)試。通過(guò)組裝支持工具把這些構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)體組裝起來(lái)，完成整個(gè)軟件系統(tǒng)的連接與合成，形成新的架構(gòu)。然后，對(duì)組裝后的系統(tǒng)整體功能和性能進(jìn)行測(cè)試。 （6）技術(shù)評(píng)審。對(duì)以上步驟進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)行技術(shù)評(píng)審。評(píng)審組裝后的架構(gòu)是否反映需求變動(dòng)，符合用戶需求。如果不符合，則需要在第（2）到第（6）步之間進(jìn)行迭代。 （7）產(chǎn)生演化后的架構(gòu)。在原來(lái)系統(tǒng)上所作的所有修改必須集成到原來(lái)的架構(gòu)中，完 成一次演化過(guò)程。