2中篇：ACE程序员教程

ACE自适配通信环境（ADAPTIVE Communication Environment）是可自由使用、开放源码的面向对象（OO）框架（framework），它实现了许多用于并发通信软件的核心模式。ACE提供了一组丰富的可重用C++包装外观（wrapper facade）和框架组件，可跨多种平台完成通用的通信软件任务，其中包括：事件多路分离和事件处理器分派、信号处理、服务初始化、进程间通信、共享内存管理、消息路由、分布式服务动态（重）配置、并发执行和同步，等等。 ACE的目标用户是高性能和实时通信服务和应用的开发者。它简化了使用进程间通信、事件多路分离、显式动态链接和并发的OO网络应用和服务的开发。此外，通过服务在运行时与应用的动态链接，ACE使系统的配置和重配置得以自动化。 ### ACE自适配通信环境（Adaptive Communication Environment）知识点详解 #### 一、ACE概述 ACE（Adaptive Communication Environment）是一种面向对象（Object-Oriented, OO）的框架和工具包，它为通信软件提供了核心的并发和分布式计算模式的支持。ACE通过一系列可重用的C++包装外观（Wrapper Facade）和框架组件来实现这一目标，这些组件可以跨多个平台运行，并能够完成通用的通信软件任务，如事件多路分离、信号处理、服务初始化、进程间通信、共享内存管理、消息路由、分布式服务动态配置等。 ACE主要面向高性能和实时通信服务及应用程序的开发者，帮助简化使用进程间通信、事件多路分离、显式动态链接和并发的OO网络应用和服务的开发过程。通过在运行时动态链接服务与应用，ACE能够实现系统的自动配置和重配置。 #### 二、ACE的特点 - **面向对象设计**：ACE采用面向对象的设计原则，使其易于扩展和维护。 - **广泛的平台支持**：ACE支持多种操作系统，包括实时操作系统（如VxWorks、Chorus、LynxOS和pSoS）、各种版本的UNIX（如SunOS、SGI IRIX、HP-UX、DEC UNIX、AIX、Linux等）、Win32平台（如Windows NT、Windows 95和Windows CE）以及MVS Open Edition。 - **高度可移植性**：通过OS适配层，ACE确保了在不同平台上的代码保持了相对的平台无关性，这使得开发者可以轻松地将ACE应用移植到其他平台上。 - **丰富的组件库**：ACE包含多种组件，用于实现并发和同步、进程间通信、内存管理、定时器等功能，这些组件帮助提高了通信软件的灵活性、效率、可靠性和可移植性。 #### 三、ACE的体系结构 ACE的体系结构可以分为三个层次： 1. **操作系统（OS）适配层**：这是位于本地操作系统API与ACE框架之间的一层“瘦”代码层，它的作用是屏蔽平台间的差异，确保ACE的高层组件能够保持跨平台的一致性。通过这个层，开发者只需做很少的工作就能将ACE应用移植到不同的操作系统上。 2. **C++包装层**：这部分是ACE工具包的核心，大约占整个源码的50%，包括了一系列C++包装类，这些类封装了操作系统级别的功能，提供了类型安全且高度可移植的接口。例如，ACE提供了并发和同步的包装类，如信号量、锁、条件变量等；IPC（进程间通信）的包装类，如BSD sockets、Win32命名管道等；以及内存管理、定时器管理等组件。 3. **框架和模式层**：这一层提供了更高级别的组件和服务，基于前两层的基础，实现了更复杂的并发和分布式服务功能，如事件多路分离和处理器分派、连接建立和服务初始化、软件的动态配置和重配置等。 #### 四、ACE的应用场景 ACE非常适合于以下应用场景： - **高性能服务器**：由于其高效的并发模型和支持，ACE非常适合用于开发高性能的网络服务器。 - **实时系统**：ACE对实时操作系统的支持使得它在实时系统领域有着广泛的应用。 - **分布式系统**：通过支持多种通信协议和分布式服务功能，ACE能够简化分布式系统的开发工作。 - **嵌入式系统**：ACE的细粒度内存管理和高性能特性使其适合用于资源受限的嵌入式环境中。 #### 五、ACE的关键组件 1. **并发和同步**：ACE提供了一系列并发和同步组件，如信号量、锁、条件变量等，这些组件封装了底层操作系统的原语，提供了统一且易于使用的接口。 2. **进程间通信（IPC）**：ACE支持多种IPC机制，如BSD sockets、Win32命名管道等，这些组件封装了不同操作系统中的IPC接口，使得开发者可以轻松地在不同的操作系统之间编写可移植的代码。 3. **内存管理**：ACE提供了一些用于内存动态分配和释放的类，包括预分配所有动态内存的类，这对于实时和嵌入式系统尤其重要。 4. **定时器管理**：ACE提供了多种定时器类，支持定时器的调度和取消功能，这些类根据不同的底层机制（如堆、定时器轮等）提供了不同的性能特性。 通过上述内容可以看出，ACE不仅提供了一个强大的开发框架，而且为开发者提供了一整套丰富的工具和组件，极大地简化了高性能通信软件的开发过程，使得开发者能够专注于业务逻辑而不是底层细节。