一個典型的管道過濾器體系結構的例子是以Unix shell編寫的程序.Unix既提供一種符號,以連接各組成部分(Unix的進程),又提供某種進程運行時機制以實現管道.另一個例子是傳統(tǒng)的編譯器.傳統(tǒng)的編譯器一直被認為是一種管道系統(tǒng),在該系統(tǒng)中,一個階段(包括詞法分析,、語法分析,、語義分析和代碼生成)的輸出是另一個階段的輸入.

在管道過濾器軟件體系結構中,每個模塊都有一組輸入和一組輸出.每個模塊從它的輸入端接收輸入數據流,在其內部經過處理后,按照標準的順序,將結果數據流送到輸出端,以達到傳遞一組完整的計算結果實例的目的.通常情況下,可以通過對輸入數據流進行局部變換,并采用漸進式計算方法,在未處理完所有輸入數據以前,就可以產生部分計算結果,并將其送到輸出端口(類似于流水線結構).因此,稱這種模塊為"過濾器".在這種結構中,各模塊之間的連接器充當了數據流的導管,將一個過濾器的輸出傳到下一個過濾器的輸入端.所以,這種連接器稱為"管道".

管道過濾器體系結構具有許多很好的特點:(1)使得軟構件具有良好的隱蔽性和高內聚、低禍合的特點;(2)允許設計者將整個系統(tǒng)的輸入/輸出行為看成是多個過濾器的行為的簡單合成;(3)支持軟件重用.重要提供適合在兩個過濾器之間傳送的數據,任何兩個過濾器都可被連接起來;(4)系統(tǒng)維護和增強系統(tǒng)性能簡單.新的過濾器可以添加到現有系統(tǒng)中來;舊的可以被改進的過濾器替換掉;(5)允許對一些如吞吐量,、死鎖等屬性的分析;(6)支持并行執(zhí)行.每個過濾器是作為一個單獨的任務完成,因此可與其它任務并行執(zhí)行;

但是,這樣的系統(tǒng)也存在著若干不利因素:(1)通常導致進程成為批處理的結構.這是因為雖然過濾器可增量式地處理數據,但它們是獨立的,所以設計者必須將每個過濾器看成一個完整的從輸入到輸出的轉換.(2)不適合處理交互的應用.當需要增量地顯示改變時,這個問題尤為嚴重.(3)因為在數據傳輸上沒有通用的標準,每個過濾器都增加了解析和合成數據的工作,這樣可以導致了系統(tǒng)性能下降,并增加了編寫管道過濾器的復雜性.綜合分析現有管道一過濾器體系結構的研究成果,可以發(fā)現管道一過濾器體系結構沒有給出管道和過濾器如何組裝以實現系統(tǒng)的方法,也沒有給出管道過濾器通過管道進行數據傳輸的方式,而且對過濾器和管道各自內部結構沒有清晰的描述,因此可以認為管道一過濾器體系結構沒有深入對管道一過濾器本質進行揭示.

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