一、ACE綜述 ACE自適配通信環(huán)境（ADAPTIVE Communication Environment）是可以自由使用、開放源碼的面向?qū)ο螅∣O）框架（Framework），在其中實現(xiàn)了許多用于并發(fā)通信軟件的核心模式。ACE提供了一組豐富的可復(fù)用C++ Wrapper Facade（包裝外觀）和框架組件，可跨越多種平臺完成通用的通信軟件任務(wù)，其中包括：事件多路分離和事件處理器分派、信號處理、服務(wù)初始化、進(jìn)程間通信、共享內(nèi)存管理、消息路由、分布式服務(wù)動態(tài)（重）配置、并發(fā)執(zhí)行和同步，等等。
ACE的目標(biāo)用戶是高性能和實時通信服務(wù)和應(yīng)用的開發(fā)者。它簡化了使用進(jìn)程間通信、事件多路分離、顯式動態(tài)鏈接和并發(fā)的OO網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)的開發(fā)。此外，通過服務(wù)在運(yùn)行時與應(yīng)用的動態(tài)鏈接，ACE還使系統(tǒng)的配置和重配置得以自動化。
ACE正在進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)。Riverace公司（http://www.）采用開放源碼商業(yè)模式對ACE進(jìn)行商業(yè)支持。此外，ACE開發(fā)組的許多成員目前正在進(jìn)行The ACE ORB（TAO，http://www.cs./~schmidt/TAO.html）的開發(fā)工作。
二、使用ACE的好處 使用ACE的好處有：
。增強(qiáng)可移植性：在ACE組件的幫助下，很容易在一種OS平臺上編寫并發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，然后快速地將它們移植到各種其他的OS平臺上。而且，因為ACE是開放源碼的自由軟件，你無需擔(dān)心被鎖定在特定的操作系統(tǒng)平臺或編譯器上。
。更好的軟件質(zhì)量：ACE的設(shè)計使用了許多可提高軟件質(zhì)量的關(guān)鍵模式，這些質(zhì)量因素包括通信軟件靈活性、可擴(kuò)展性、可復(fù)用性和模塊性。
。更高的效率和可預(yù)測性：ACE經(jīng)仔細(xì)設(shè)計，支持廣泛的應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量（QoS）需求，包括延遲敏感應(yīng)用的低響應(yīng)等待時間、高帶寬應(yīng)用的高性能，以及實時應(yīng)用的可預(yù)測性。
。更容易轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)的高級中間件：TAO使用了ACE提供的可復(fù)用組件和模式。它是CORBA的開發(fā)源碼、遵循標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)，并為高性能和實時系統(tǒng)作了優(yōu)化。為此，ACE和TAO被設(shè)計為能良好地協(xié)同工作，以提供全面的中間件解決方案。
三、ACE的結(jié)構(gòu)和功能 下圖顯示了ACE中的關(guān)鍵組件以及它們的層次關(guān)系：
圖中的結(jié)構(gòu)和各層的組成部分描述如下。
四、ACE OS適配層 該層直接位于用C寫成的本地OS API之上。它提供輕型的類POSIX OS適配層，將ACE中的其他層及組件和以下與OS API相關(guān)聯(lián)的平臺專有特性屏蔽開來：
。并發(fā)和同步：ACE的適配層封裝了用于多線程、多進(jìn)程和同步的OS API。
。進(jìn)程間通信（IPC）和共享內(nèi)存：ACE的適配層封裝了用于本地和遠(yuǎn)地IPC、以及共享內(nèi)存的OS API。
。事件多路分離機(jī)制：ACE的適配層封裝了用于對基于I/O、定時器、信號和同步的事件進(jìn)行同步和異步多路分離的OS API。
。顯式動態(tài)鏈接：ACE的適配層封裝了用于顯式動態(tài)鏈接的OS API。顯式動態(tài)鏈接允許在安裝時或運(yùn)行時對應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行配置。
。文件系統(tǒng)機(jī)制：ACE的適配層封裝了用于操作文件和目錄的OS文件系統(tǒng)API。
ACE OS適配層的可移植性使得ACE可運(yùn)行在許多操作系統(tǒng)上。ACE已在廣泛的OS平臺上進(jìn)行了移植和測試，包括Win32（也就是，在Intel和Alpha平臺，使用MSVC++、Borland C++ Builder和IBM Visual Age的WinNT 3.5.x、4.x、2000、Win95/98和WinCE）、Mac OS X、大多數(shù)版本的UNIX（例如，SPARC和Intel上的Solaris 1.x和2.x、SGI IRIX 5.x和6.x、DG/UX、HP-UX 9.x、10.x和11.x、DEC/Compaq UNIX 3.x和4.x、AIX 3.x和4.x、UnixWare、SCO，以及可自由使用的UNIX實現(xiàn)，比如Debian Linux 2.x、RedHat Linux 5.2、6.x和7.x、FreeBSD和NetBSD）、實時操作系統(tǒng)（比如，LynxOS、VxWorks、Chorus ClassiX 4.0、QnX Neutrino、RTEMS和PSoS）、MVS OpenEdition和CRAY UNICOS。
由于ACE的OS適配層所提供的抽象，所有這些平臺使用同一棵代碼樹。這樣的設(shè)計極大地增強(qiáng)了ACE的可移植性和可維護(hù)性。此外，還有Java版本的ACE可用（http://www.cs./~eea1/JACE.html）。
五、OS接口的C++ Wrapper Facade 可以直接在ACE OS適配層之上編寫高度可移植的C++應(yīng)用。但是，大多數(shù)ACE開發(fā)者使用的是上圖中所示的C++ Wrapper Facade層。通過提供類型安全的C++接口（這些接口封裝并增強(qiáng)本地的OS并發(fā)、通信、內(nèi)存管理、事件多路分離、動態(tài)鏈接和文件系統(tǒng)API），ACE Wrapper Facade簡化了應(yīng)用的開發(fā)。應(yīng)用可以通過有選擇地繼承、聚合和/或?qū)嵗旅娴慕M件來組合和使用這些包裝：
。并發(fā)和同步組件：ACE對像互斥體和信號量這樣的本地OS多線程和多進(jìn)程機(jī)制進(jìn)行抽象，以創(chuàng)建高級的OO并發(fā)抽象，像主動對象（Active Object）和多態(tài)期貨（Polymorphic Future）。
。IPC和文件系統(tǒng)組件：ACE C++包裝對本地和/或遠(yuǎn)地IPC機(jī)制進(jìn)行封裝，比如socket、TLI、UNIX FIFO和STREAM管道，以及Win32命名管道。此外，ACE C++包裝還封裝了OS文件系統(tǒng)API。
。內(nèi)存管理組件：ACE內(nèi)存管理組件為管理進(jìn)程間共享內(nèi)存和進(jìn)程內(nèi)堆內(nèi)存的動態(tài)分配和釋放提供了靈活和可擴(kuò)展的抽象。
ACE C++包裝提供了許多與ACE OS適配層一樣的特性。但是，這些特性是采用C++類和對象、而不是獨立的C函數(shù)來構(gòu)造的。這樣的OO包裝有助于減少正確地學(xué)習(xí)和使用ACE所需的努力。
例如，C++的使用提高了應(yīng)用的健壯性，因為C++包裝是強(qiáng)類型的。所以，編譯器可在編譯時、而不是運(yùn)行時檢測類型系統(tǒng)違例。相反，不到運(yùn)行時，不可能檢測像socket或文件系統(tǒng)I/O這樣的C一級OS API的類型系統(tǒng)違例。
ACE采用了許多技術(shù)來降低或消除額外的性能開銷。例如，ACE大量地使用C++內(nèi)聯(lián)來消除額外的方法調(diào)用開銷；這樣的開銷可由OS適配層和C++包裝所提供的額外的類型安全和抽象層次帶來。此外，對于性能要求很高的包裝，比如socket和文件I/O的send/recv方法，ACE會避免使用虛函數(shù)。
六、框架 ACE還含有一個高級的網(wǎng)絡(luò)編程框架，集成并增強(qiáng)了較低層次的C++ Wrapper Facade。該框架支持將并發(fā)分布式服務(wù)動態(tài)配置進(jìn)應(yīng)用。ACE的框架部分包含以下組件：
。事件多路分離組件：ACE Reactor(反應(yīng)器)和Proactor（前攝器）是可擴(kuò)展的面向?qū)ο蠖嗦贩蛛x器，它們分派應(yīng)用特有的處理器，以響應(yīng)多種類型的基于I/O、定時器、信號和同步的事件。
。服務(wù)初始化組件：ACE Acceptor（接受器）和Connector（連接器）組件分別使主動和被動的初始化任務(wù)與初始化一旦完成后通信服務(wù)所執(zhí)行的應(yīng)用特有的任務(wù)去耦合。
。服務(wù)配置組件：ACE Service Configurator（服務(wù)配置器）支持應(yīng)用的配置，這些應(yīng)用的服務(wù)可在安裝時和/或運(yùn)行時動態(tài)裝配。
。分層的流組件：ACE Stream組件簡化了像用戶級協(xié)議棧這樣的由分層服務(wù)組成的通信軟件應(yīng)用的開發(fā)。
。ORB適配器組件：通過ORB適配器，ACE可以與單線程和多線程CORBA實現(xiàn)進(jìn)行無縫集成。
ACE框架組件便利了通信軟件的開發(fā)，它們無需修改、重編譯、重鏈接，或頻繁地重啟運(yùn)行中的應(yīng)用，就可被更新和擴(kuò)展。在ACE中，這樣的靈活性是通過結(jié)合以下要素來獲得的：（1）C++語言特性，比如模板、繼承和動態(tài)綁定，（2）設(shè)計模式，比如抽象工廠、策略和服務(wù)配置器，以及（3）OS機(jī)制，比如顯式動態(tài)鏈接和多線程。
七、分布式服務(wù)和組件 除了OS適配層、C++ Wrapper Facade和框架組件，ACE還提供了包裝成自包含組件的標(biāo)準(zhǔn)分布式服務(wù)庫。盡管這些服務(wù)組件并不是ACE框架庫的嚴(yán)格組成部分，它們在ACE中扮演了兩種角色：
。分解出可復(fù)用分布式應(yīng)用的“積木”：這些服務(wù)組件提供通用的分布式應(yīng)用任務(wù)的可復(fù)用實現(xiàn)，比如名字服務(wù)、事件路由、日志、時間同步和網(wǎng)絡(luò)鎖定。
。演示ACE組件的常見用例：這些分布式服務(wù)還演示了怎樣用像Reactor、Service Configurator、Acceptor和Connector、Active Object，以及IPC包裝這樣的ACE組件來有效地開發(fā)靈活、高效和可靠的通信軟件。
八、高級分布式計算中間件組件 即使使用像ACE這樣的通信框架，開發(fā)健壯、可擴(kuò)展和高效的通信應(yīng)用仍富有挑戰(zhàn)性。特別是，開發(fā)者必須掌握許多復(fù)雜的OS和通信的概念，比如：
。網(wǎng)絡(luò)尋址和服務(wù)標(biāo)識。
。表示轉(zhuǎn)換，比如加密、壓縮和在異種終端系統(tǒng)間的字節(jié)序轉(zhuǎn)換。
。進(jìn)程和線程的創(chuàng)建和同步。
。本地和遠(yuǎn)地進(jìn)程間通信（IPC）機(jī)制的系統(tǒng)調(diào)用和庫例程。
通過采用像CORBA、DCOM或Java RMI這樣的高級分布式計算中間件，可以降低開發(fā)通信應(yīng)用的復(fù)雜性。高級分布式計算中間件駐留在客戶端和服務(wù)器之間，可自動完成分布式應(yīng)用開發(fā)的許多麻煩而易錯的方面，包括：
。認(rèn)證、授權(quán)和數(shù)據(jù)安全。
。服務(wù)定位和綁定。
。服務(wù)注冊和啟用。
。事件多路分離和分派。
。在像TCP這樣的面向字節(jié)流的通信協(xié)議之上實現(xiàn)消息幀。
。涉及網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序和參數(shù)整編（marshaling）的表示轉(zhuǎn)換問題。
為給通信軟件的開發(fā)者提供這些特性，在ACE中綁定了下面的高級中間件應(yīng)用：
。The ACE ORB（TAO）：TAO是使用ACE提供的框架組件和模式構(gòu)建的CORBA實時實現(xiàn)，包含有網(wǎng)絡(luò)接口、OS、通信協(xié)議和CORBA中間件組件等特性。TAO基于標(biāo)準(zhǔn)的OMG CORBA參考模型，并進(jìn)行了增強(qiáng)的設(shè)計，以克服傳統(tǒng)的用于高性能和實時應(yīng)用的ORB的缺點。TAO像ACE一樣，也是可自由使用的開放源碼軟件。
。JAWS：JAWS是高性能、自適配的Web服務(wù)器，使用ACE提供的框架組件和模式構(gòu)建。JAWS被構(gòu)造成“框架的框架”。JAWS的總體框架含有以下組件和框架：事件多路分派器、并發(fā)策略、I/O策略、協(xié)議管道、協(xié)議處理器和緩存虛擬文件系統(tǒng)。每個框架都被構(gòu)造成一組協(xié)作對象，通過組合和擴(kuò)展ACE中的組件來實現(xiàn)。JAWS也是可自由使用的開放源碼軟件。
九、主頁 ACE的主頁為：http://www.cs./~schmidt/ACE.html，在這里可獲得最新版本的ACE以及其他相關(guān)資源。
