基于構(gòu)件的軟件版本管理系統(tǒng)研究

1 引言

　　配置管理系統(tǒng)[ 3, 9]是軟件開發(fā)的關(guān)鍵支撐工具之一，是一種管理軟件開發(fā)和維護(hù)過程以及其中各中間軟件產(chǎn)品的系統(tǒng)，是ISO與CMM質(zhì)量保證體系的核心支持工具。配置管理研究怎樣在不同時(shí)刻標(biāo)識(shí)軟件系統(tǒng)的配置，以便系統(tǒng)化地控制配置的改變，并在整個(gè)軟件系統(tǒng)的生命周期內(nèi)維護(hù)配置的完整性和可追蹤性[ 1] .其中，版本管理是基礎(chǔ)和核心。傳統(tǒng)的版本管理系統(tǒng)以文件作為管理的基本粒度。版本管理系統(tǒng)記錄、維護(hù)每個(gè)文件的演化歷史。在大型軟件開發(fā)中，系統(tǒng)往往包含較多文件，這使得傳統(tǒng)方式版本管理的工作量很大，而且不易于描述文件間內(nèi)在的組合關(guān)系。目前，基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法已成為發(fā)展趨勢[ 7, 8] .構(gòu)件作為系統(tǒng)的有機(jī)構(gòu)成成分，在物理上可以表現(xiàn)為多個(gè)文件的集合體，而在開發(fā)過程中是作為一個(gè)原子單位使用的。系統(tǒng)的開發(fā)者關(guān)心的是構(gòu)件整體的開發(fā)、演化，組裝和維護(hù)。這種大粒度的開發(fā)方法，對(duì)版本管理提出了新的要求[ 3] .這些要求包括：

　　#應(yīng)能有效存儲(chǔ)和管理構(gòu)件演化歷史。

　　#操作模型應(yīng)有利于體現(xiàn)構(gòu)件的整體性， 降低系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜程度。

　　#需要保證并行開發(fā)構(gòu)件時(shí)的正確性， 同時(shí)不減少項(xiàng)目組協(xié)同工作的靈活性。

　　本文研究了構(gòu)件的版本控制策略，提出了基于構(gòu)件的版本管理模型。針對(duì)并行開發(fā)問題，又提出了分別在構(gòu)件和文件粒度上進(jìn)行版本管理和并發(fā)控制的方法。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)產(chǎn)品化的配置管理系統(tǒng)JBCM.該系統(tǒng)既提升了管理的粒度，又能確保團(tuán)隊(duì)開發(fā)具有較好的并行性。

　　2 以構(gòu)件為粒度的版本管理

　　2.1 版本管理系統(tǒng)中的構(gòu)件定義

　　在基于構(gòu)件復(fù)用的青鳥軟件生產(chǎn)線中，軟件構(gòu)件定義如下： /構(gòu)件是可以被多個(gè)軟件系統(tǒng)復(fù)用的具有獨(dú)立功能的系統(tǒng)構(gòu)成成分0 [8] .構(gòu)件在實(shí)際形態(tài)上可表現(xiàn)為通過目錄結(jié)構(gòu)組織起來的一些文件的集合，并且是系統(tǒng)中可以明確辨識(shí)的構(gòu)成成分。需要指出的是，在以前許多有關(guān)版本管理的文獻(xiàn)中都出現(xiàn)了構(gòu)件的概念[ 4] ,但其中的構(gòu)件一般指的就是文件。本文中的構(gòu)件則是應(yīng)用系統(tǒng)中多個(gè)相關(guān)文件構(gòu)成的一個(gè)邏輯整體，例如一個(gè)類的定義及其實(shí)現(xiàn)，一個(gè)完整的功能模塊等。構(gòu)件版本是構(gòu)件組成文件版本的集合。構(gòu)件版本的變化不僅體現(xiàn)了組成文件的版本變化，同時(shí)也反映了構(gòu)件中文件組成的變化。也就是說，組成文件發(fā)生版本演化，或者增加和刪除構(gòu)件中的文件，都會(huì)引起構(gòu)件版本的演化。在基于構(gòu)件的系統(tǒng)中，文件版本由系統(tǒng)內(nèi)部控制，用戶只關(guān)注構(gòu)件版本，從而提升了管理層次。圖1反映了構(gòu)件版本與文件版本的關(guān)系：

　　圖 中虛線箭頭表示構(gòu)件和文件與其不同版本的關(guān)系， 實(shí)線箭頭表示構(gòu)件版本由文件版本組成的關(guān)系。從圖中可以看出構(gòu)件的版本2 比版本1 增加了一個(gè)文件3, 而且文件版本也發(fā)生了演化。 構(gòu)件版本的演化與文件版本的演化同步進(jìn)行， 并且隨著文件的版本演化自動(dòng)產(chǎn)生。基于上述構(gòu)件與文件關(guān)系模型， 提出并實(shí)現(xiàn)了基于構(gòu)件的軟件版本管理系統(tǒng)。

　　2.2 構(gòu)件的版本管理

　?。?） 以構(gòu)件為粒度的版本管理特點(diǎn)

　　與 基于文件的版本管理相比， 基于構(gòu)件的版本管理有以下主要特點(diǎn)： ? 構(gòu)件的抽象級(jí)別比文件高。 構(gòu)件是應(yīng)用系統(tǒng)中可以明確辨識(shí)的構(gòu)成成分。 記錄、維護(hù)構(gòu)件的版本比文件的版本管理更有意義。 ? 構(gòu)件的粒度可以比文件大很多。 一個(gè)項(xiàng)目中可能有諸多分布的邏輯單元， 這些邏輯單元與構(gòu)件相對(duì)應(yīng)。構(gòu)件的數(shù)量較少， 而且整體邏輯意義明顯， 可以更清晰地體現(xiàn)項(xiàng)目的演化歷史。 ? 在構(gòu)件基礎(chǔ)上， 可以體現(xiàn)出系統(tǒng)的層次性、構(gòu)造性等特征。 同時(shí)， 構(gòu)件版本管理也可以滿足對(duì)文件版本的管理需求， 使版本管理既有大粒度， 又有靈活性。

　?。?） 構(gòu)件版本管理的基本模式

　　基 于構(gòu)件的版本管理系統(tǒng)采用/ 檢出（ Check Out） 、修改、檢入（ Check In）0 的基本操作模型， 操作的基本單位是構(gòu)件。 使用者需要先將構(gòu)件從版本庫檢出到工作區(qū)， 隨后在工作區(qū)中完成對(duì)構(gòu)件的修改， 最后將修改的結(jié)果檢入版本庫。 構(gòu)件組成文件的增刪以及其中任何一個(gè)文件的修改都被視為對(duì)整個(gè)構(gòu)件的修改。 因此， 作為檢入操作的結(jié)果， 版本管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成構(gòu)件的一個(gè)新版本。 以構(gòu)件版本為粒度的版本管理系統(tǒng)記錄和管理了開發(fā)人員對(duì)構(gòu)件修改的歷史。

　　（3） 構(gòu)件版本樹

　　在 基本模式之上， 使用者可以構(gòu)件的某個(gè)版本進(jìn)行分支，建立一個(gè)新的開發(fā)流， 以適應(yīng)不同的開發(fā)需求。 構(gòu)件多個(gè)分支還可以進(jìn)行合并。 由此， 一個(gè)構(gòu)件的所有版本構(gòu)成了一棵版本樹。 構(gòu)件版本樹是系統(tǒng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行版本管理的基礎(chǔ)。構(gòu)件的版本樹是由版本管理系統(tǒng)維護(hù)， 系統(tǒng)需要提供比較完善的版本名自動(dòng)生成與管理機(jī)制。 其基本原則是： ? 無沖突地表示整棵版本樹； ? 有效的區(qū)分版本名與分支名； ? 有利于體現(xiàn)構(gòu)件的開發(fā)過程。

　　圖2 構(gòu)件版本樹

　　圖2 是采用的一種比較實(shí)用有效的版本樹命名方法。 版本11 0 為構(gòu)件的初始版本， 實(shí)心節(jié)點(diǎn)為分支點(diǎn)。 版本11211121 210 與版本11 21 213 合并后形成版本1121 214.

　　3 以文件為基本粒度實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制

　　311 版本控制與并發(fā)控制單位的分離

　　版本管理系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)項(xiàng)目組共同開發(fā)軟件系統(tǒng)提供管理支持。 多個(gè)開發(fā)人員可以分工開發(fā)不同構(gòu)件， 也可以同時(shí)開發(fā)同一構(gòu)件。 為了保證協(xié)同開發(fā)的安全性和正確性， 必須解決構(gòu)件開發(fā)過程中的并發(fā)控制問題。

　　在基于文件的版本管理系統(tǒng)中， 版本控制與并發(fā)控制的基本單位都是文件。 使用者可以在檢出時(shí)對(duì)文件加鎖， 防止其它用戶對(duì)該文件進(jìn)行修改； 檢入時(shí)， 在生成文件新版本的同時(shí)， 要對(duì)文件解鎖。 而在基于構(gòu)件的版本管理系統(tǒng)中， 如果把并發(fā)控制的單位定為構(gòu)件， 在需要修改時(shí)對(duì)構(gòu)件加鎖， 會(huì)造成其他使用者無法同時(shí)修改構(gòu)件和構(gòu)件中的任何文件。 因此， 提出并實(shí)現(xiàn)了以構(gòu)件為版本控制單位， 以文件作為并發(fā)控制單位的管理方法。