軟件構(gòu)件化是21世紀(jì)軟件工業(yè)發(fā)展的大勢趨。工業(yè)化的軟件復(fù)用已經(jīng)從通用類庫進(jìn)化到了面向領(lǐng)域的應(yīng)用框架。Gartner Group認(rèn)為：“到2003年，至少70%的新應(yīng)用將主要建立在如軟件構(gòu)件和應(yīng)用框架這類‘構(gòu)造塊’之上；應(yīng)用開發(fā)的未來就在于提供一開放體系結(jié)構(gòu)，以方便構(gòu)件的選擇、組裝和集成”?？蚣艿闹赜靡殉蔀檐浖a(chǎn)中的重用方式之一。然而——
一、構(gòu)件與框架有何關(guān)系？
1. 什么是框架？
框架（Framework）是整個或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計，表現(xiàn)為一組抽象構(gòu)件及構(gòu)件實例間交互的方法;另一種定義認(rèn)為，框架是可被應(yīng)用開發(fā)者定制的應(yīng)用骨架。前者是從應(yīng)用方面而后者是從目的方面給出的定義。
可以說，一個框架是一個可復(fù)用的設(shè)計構(gòu)件，它規(guī)定了應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)，闡明了整個設(shè)計、協(xié)作構(gòu)件之間的依賴關(guān)系、責(zé)任分配和控制流程，表現(xiàn)為一組抽象類以及其實例之間協(xié)作的方法，它為構(gòu)件復(fù)用提供了上下文(Context)關(guān)系。因此構(gòu)件庫的大規(guī)模重用也需要框架。
構(gòu)件領(lǐng)域框架方法在很大程度上借鑒了硬件技術(shù)發(fā)展的成就，它是構(gòu)件技術(shù)、軟件體系結(jié)構(gòu)研究和應(yīng)用軟件開發(fā)三者發(fā)展結(jié)合的產(chǎn)物。在很多情況下，框架通常以構(gòu)件庫的形式出現(xiàn)，但構(gòu)件庫只是框架的一個重要部分?？蚣艿年P(guān)鍵還在于框架內(nèi)對象間的交互模式和控制流模式。
框架比構(gòu)件可定制性強(qiáng)。在某種程度上，將構(gòu)件和框架看成兩個不同但彼此協(xié)作的技術(shù)或許更好?？蚣転闃?gòu)件提供重用的環(huán)境，為構(gòu)件處理錯誤、交換數(shù)據(jù)及激活操作提供了標(biāo)準(zhǔn)的方法。
應(yīng)用框架的概念也很簡單。它并不是包含構(gòu)件應(yīng)用程序的小片程序，而是實現(xiàn)了某應(yīng)用領(lǐng)域通用完備功能（除去特殊應(yīng)用的部分）的底層服務(wù)。使用這種框架的編程人員可以在一個通用功能已經(jīng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上開始具體的系統(tǒng)開發(fā)?？蚣芴峁┝怂袘?yīng)用期望的默認(rèn)行為的類集合。具體的應(yīng)用通過重寫子類(該子類屬于框架的默認(rèn)行為)或組裝對象來支持應(yīng)用專用的行為。
應(yīng)用框架強(qiáng)調(diào)的是軟件的設(shè)計重用性和系統(tǒng)的可擴(kuò)充性,以縮短大型應(yīng)用軟件系統(tǒng)的開發(fā)周期，提高開發(fā)質(zhì)量。與傳統(tǒng)的基于類庫的面向?qū)ο笾赜眉夹g(shù)比較，應(yīng)用框架更注重于面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的軟件重用。應(yīng)用框架具有領(lǐng)域相關(guān)性，構(gòu)件根據(jù)框架進(jìn)行復(fù)合而生成可運行的系統(tǒng)。框架的粒度越大，其中包含的領(lǐng)域知識就更加完整。
2. 框架和設(shè)計模式
框架、設(shè)計模式這兩個概念總?cè)菀妆换煜?，其實它們之間還是有區(qū)別的。構(gòu)件通常是代碼重用，而設(shè)計模式是設(shè)計重用，框架則介于兩者之間，部分代碼重用，部分設(shè)計重用，有時分析也可重用。在軟件生產(chǎn)中有三種級別的重用：內(nèi)部重用，即在同一應(yīng)用中能公共使用的抽象塊;代碼重用，即將通用模塊組合成庫或工具集，以便在多個應(yīng)用和領(lǐng)域都能使用；應(yīng)用框架的重用，即為專用領(lǐng)域提供通用的或現(xiàn)成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以獲得級別的重用性。
框架與設(shè)計模式雖然相似，但卻有著根本的不同。設(shè)計模式是對在某種環(huán)境中反復(fù)出現(xiàn)的問題以及解決該問題的方案的描述，它比框架更抽象；框架可以用代碼表示，也能直接執(zhí)行或復(fù)用，而對模式而言只有實例才能用代碼表示;設(shè)計模式是比框架更小的元素，一個框架中往往含有一個或多個設(shè)計模式，框架總是針對某一特定應(yīng)用領(lǐng)域，但同一模式卻可適用于各種應(yīng)用。可以說，框架是軟件，而設(shè)計模式是軟件的知識。
二、為什么要進(jìn)行框架開發(fā)?
框架的好處就是重用。面向?qū)ο笙到y(tǒng)獲得的的復(fù)用方式就是框架，一個大的應(yīng)用系統(tǒng)往往可能由多層互相協(xié)作的框架組成。
由于框架能重用代碼，因此從一已有構(gòu)件庫中建立應(yīng)用變得非常容易，因為構(gòu)件都采用框架統(tǒng)一定義的接口，從而使構(gòu)件間的通信簡單。
框架能重用設(shè)計。它提供可重用的抽象算法及高層設(shè)計，并能將大系統(tǒng)分解成更小的構(gòu)件，而且能描述構(gòu)件間的內(nèi)部接口。這些標(biāo)準(zhǔn)接口使在已有的構(gòu)件基礎(chǔ)上通過組裝建立各種各樣的系統(tǒng)成為可能。只要符合接口定義，新的構(gòu)件就能插入框架中，構(gòu)件設(shè)計者就能重用構(gòu)架的設(shè)計。
采用框架技術(shù)進(jìn)行軟件開發(fā)的主要特點包括：
領(lǐng)域內(nèi)的軟件結(jié)構(gòu)一致性好；
建立更加開放的系統(tǒng)；
重用代碼大大增加，軟件生產(chǎn)效率和質(zhì)量也得到了提高；
軟件設(shè)計人員要專注于對領(lǐng)域的了解，使需求分析更充分；
存儲了經(jīng)驗，可以讓那些經(jīng)驗豐富的人員去設(shè)計框架和領(lǐng)域構(gòu)件，而不必限于低層編程；
允許采用快速原型技術(shù)；
有利于在一個項目內(nèi)多人協(xié)同工作；
大粒度的重用使得平均開發(fā)費用降低，開發(fā)速度加快，開發(fā)人員減少，維護(hù)費用降低，而參數(shù)化框架使得適應(yīng)性、靈活性增強(qiáng)。
三、與框架相關(guān)的概念
1. 白盒與黑盒框架
框架可分為白盒(White-Box)與黑盒(Black-Box)兩種框架。
基于繼承的框架被稱為白盒框架。所謂白盒即具備可視性，被繼承的父類的內(nèi)部實現(xiàn)細(xì)節(jié)對子類而言都是可知的。利用白盒框架的應(yīng)用開發(fā)者通過衍生子類或重寫父類的成員方法來開發(fā)系統(tǒng)。子類的實現(xiàn)很大程度上依賴于父類的實現(xiàn)，這種依賴性限制了重用的靈活性和完全性。但解決這種局限性的方法可以是只繼承抽象父類，因為抽象類基本上不提供具體的實現(xiàn)。白盒框架是一個程序骨架，而用戶衍生出的子類是這個骨架上的附屬品。
基于對象構(gòu)件組裝的框架就是黑盒框架。應(yīng)用開發(fā)者通過整理、組裝對象來獲得系統(tǒng)的實現(xiàn)。用戶只須了解構(gòu)件的外部接口，無須了解內(nèi)部的具體實現(xiàn)。另外，組裝比繼承更為靈活，它能動態(tài)地改變，繼承只是一個靜態(tài)編譯時的概念。
在理想情況下，任何所需的功能都可通過組裝已有的構(gòu)件得到，事實上可獲得的構(gòu)件遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，有時通過繼承獲得新的構(gòu)件比利用已有構(gòu)件組裝新構(gòu)件更容易，因此白盒和黑盒將同時應(yīng)用于系統(tǒng)的開發(fā)中。不過白盒框架趨向于向黑盒框架發(fā)展，黑盒框架也是系統(tǒng)開發(fā)希望達(dá)到的理想目標(biāo)。
2. 熱點、食譜以及好萊塢原則
成功的框架開發(fā)需要確定領(lǐng)域?qū)Ｓ玫摹盁狳c” (Hot spot)。應(yīng)用開發(fā)者在框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，只須擴(kuò)展框架的某些部分，“熱點”就是在應(yīng)用領(lǐng)域的一種擴(kuò)展槽，開發(fā)者根據(jù)自己的需要填充這些擴(kuò)展槽。“熱點”使框架具有靈活性，如在具體的實現(xiàn)中，擴(kuò)展槽可以被看成是一些抽象類，開發(fā)者通過重寫抽象方法獲得具體實現(xiàn)。
“食譜” (Cookbook)就是描述如何使用框架方法的文檔。在“食譜”中包含了許多“烹飪”方法，這些“烹飪”方法相當(dāng)于一些具體的操作步驟，描述了為解決某一專門問題如何使用框架的詳細(xì)方法?？蚣艿膬?nèi)部設(shè)計和實現(xiàn)細(xì)節(jié)通常不出現(xiàn)在“食譜”中。
框架的一個重要特征就是用戶定義的方法經(jīng)常被框架自身調(diào)用，而不是從用戶的應(yīng)用代碼中調(diào)用。這種機(jī)制常稱為“好萊塢原則”(Hollywood Principle)或“別調(diào)用我們，我們會調(diào)用您”。
一、構(gòu)件與框架有何關(guān)系？
1. 什么是框架？
框架（Framework）是整個或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計，表現(xiàn)為一組抽象構(gòu)件及構(gòu)件實例間交互的方法;另一種定義認(rèn)為，框架是可被應(yīng)用開發(fā)者定制的應(yīng)用骨架。前者是從應(yīng)用方面而后者是從目的方面給出的定義。
可以說，一個框架是一個可復(fù)用的設(shè)計構(gòu)件，它規(guī)定了應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)，闡明了整個設(shè)計、協(xié)作構(gòu)件之間的依賴關(guān)系、責(zé)任分配和控制流程，表現(xiàn)為一組抽象類以及其實例之間協(xié)作的方法，它為構(gòu)件復(fù)用提供了上下文(Context)關(guān)系。因此構(gòu)件庫的大規(guī)模重用也需要框架。
構(gòu)件領(lǐng)域框架方法在很大程度上借鑒了硬件技術(shù)發(fā)展的成就，它是構(gòu)件技術(shù)、軟件體系結(jié)構(gòu)研究和應(yīng)用軟件開發(fā)三者發(fā)展結(jié)合的產(chǎn)物。在很多情況下，框架通常以構(gòu)件庫的形式出現(xiàn)，但構(gòu)件庫只是框架的一個重要部分?？蚣艿年P(guān)鍵還在于框架內(nèi)對象間的交互模式和控制流模式。
框架比構(gòu)件可定制性強(qiáng)。在某種程度上，將構(gòu)件和框架看成兩個不同但彼此協(xié)作的技術(shù)或許更好?？蚣転闃?gòu)件提供重用的環(huán)境，為構(gòu)件處理錯誤、交換數(shù)據(jù)及激活操作提供了標(biāo)準(zhǔn)的方法。
應(yīng)用框架的概念也很簡單。它并不是包含構(gòu)件應(yīng)用程序的小片程序，而是實現(xiàn)了某應(yīng)用領(lǐng)域通用完備功能（除去特殊應(yīng)用的部分）的底層服務(wù)。使用這種框架的編程人員可以在一個通用功能已經(jīng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上開始具體的系統(tǒng)開發(fā)?？蚣芴峁┝怂袘?yīng)用期望的默認(rèn)行為的類集合。具體的應(yīng)用通過重寫子類(該子類屬于框架的默認(rèn)行為)或組裝對象來支持應(yīng)用專用的行為。
應(yīng)用框架強(qiáng)調(diào)的是軟件的設(shè)計重用性和系統(tǒng)的可擴(kuò)充性,以縮短大型應(yīng)用軟件系統(tǒng)的開發(fā)周期，提高開發(fā)質(zhì)量。與傳統(tǒng)的基于類庫的面向?qū)ο笾赜眉夹g(shù)比較，應(yīng)用框架更注重于面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的軟件重用。應(yīng)用框架具有領(lǐng)域相關(guān)性，構(gòu)件根據(jù)框架進(jìn)行復(fù)合而生成可運行的系統(tǒng)。框架的粒度越大，其中包含的領(lǐng)域知識就更加完整。
2. 框架和設(shè)計模式
框架、設(shè)計模式這兩個概念總?cè)菀妆换煜?，其實它們之間還是有區(qū)別的。構(gòu)件通常是代碼重用，而設(shè)計模式是設(shè)計重用，框架則介于兩者之間，部分代碼重用，部分設(shè)計重用，有時分析也可重用。在軟件生產(chǎn)中有三種級別的重用：內(nèi)部重用，即在同一應(yīng)用中能公共使用的抽象塊;代碼重用，即將通用模塊組合成庫或工具集，以便在多個應(yīng)用和領(lǐng)域都能使用；應(yīng)用框架的重用，即為專用領(lǐng)域提供通用的或現(xiàn)成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以獲得級別的重用性。
框架與設(shè)計模式雖然相似，但卻有著根本的不同。設(shè)計模式是對在某種環(huán)境中反復(fù)出現(xiàn)的問題以及解決該問題的方案的描述，它比框架更抽象；框架可以用代碼表示，也能直接執(zhí)行或復(fù)用，而對模式而言只有實例才能用代碼表示;設(shè)計模式是比框架更小的元素，一個框架中往往含有一個或多個設(shè)計模式，框架總是針對某一特定應(yīng)用領(lǐng)域，但同一模式卻可適用于各種應(yīng)用。可以說，框架是軟件，而設(shè)計模式是軟件的知識。
二、為什么要進(jìn)行框架開發(fā)?
框架的好處就是重用。面向?qū)ο笙到y(tǒng)獲得的的復(fù)用方式就是框架，一個大的應(yīng)用系統(tǒng)往往可能由多層互相協(xié)作的框架組成。
由于框架能重用代碼，因此從一已有構(gòu)件庫中建立應(yīng)用變得非常容易，因為構(gòu)件都采用框架統(tǒng)一定義的接口，從而使構(gòu)件間的通信簡單。
框架能重用設(shè)計。它提供可重用的抽象算法及高層設(shè)計，并能將大系統(tǒng)分解成更小的構(gòu)件，而且能描述構(gòu)件間的內(nèi)部接口。這些標(biāo)準(zhǔn)接口使在已有的構(gòu)件基礎(chǔ)上通過組裝建立各種各樣的系統(tǒng)成為可能。只要符合接口定義，新的構(gòu)件就能插入框架中，構(gòu)件設(shè)計者就能重用構(gòu)架的設(shè)計。
采用框架技術(shù)進(jìn)行軟件開發(fā)的主要特點包括：
領(lǐng)域內(nèi)的軟件結(jié)構(gòu)一致性好；
建立更加開放的系統(tǒng)；
重用代碼大大增加，軟件生產(chǎn)效率和質(zhì)量也得到了提高；
軟件設(shè)計人員要專注于對領(lǐng)域的了解，使需求分析更充分；
存儲了經(jīng)驗，可以讓那些經(jīng)驗豐富的人員去設(shè)計框架和領(lǐng)域構(gòu)件，而不必限于低層編程；
允許采用快速原型技術(shù)；
有利于在一個項目內(nèi)多人協(xié)同工作；
大粒度的重用使得平均開發(fā)費用降低，開發(fā)速度加快，開發(fā)人員減少，維護(hù)費用降低，而參數(shù)化框架使得適應(yīng)性、靈活性增強(qiáng)。
三、與框架相關(guān)的概念
1. 白盒與黑盒框架
框架可分為白盒(White-Box)與黑盒(Black-Box)兩種框架。
基于繼承的框架被稱為白盒框架。所謂白盒即具備可視性，被繼承的父類的內(nèi)部實現(xiàn)細(xì)節(jié)對子類而言都是可知的。利用白盒框架的應(yīng)用開發(fā)者通過衍生子類或重寫父類的成員方法來開發(fā)系統(tǒng)。子類的實現(xiàn)很大程度上依賴于父類的實現(xiàn)，這種依賴性限制了重用的靈活性和完全性。但解決這種局限性的方法可以是只繼承抽象父類，因為抽象類基本上不提供具體的實現(xiàn)。白盒框架是一個程序骨架，而用戶衍生出的子類是這個骨架上的附屬品。
基于對象構(gòu)件組裝的框架就是黑盒框架。應(yīng)用開發(fā)者通過整理、組裝對象來獲得系統(tǒng)的實現(xiàn)。用戶只須了解構(gòu)件的外部接口，無須了解內(nèi)部的具體實現(xiàn)。另外，組裝比繼承更為靈活，它能動態(tài)地改變，繼承只是一個靜態(tài)編譯時的概念。
在理想情況下，任何所需的功能都可通過組裝已有的構(gòu)件得到，事實上可獲得的構(gòu)件遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，有時通過繼承獲得新的構(gòu)件比利用已有構(gòu)件組裝新構(gòu)件更容易，因此白盒和黑盒將同時應(yīng)用于系統(tǒng)的開發(fā)中。不過白盒框架趨向于向黑盒框架發(fā)展，黑盒框架也是系統(tǒng)開發(fā)希望達(dá)到的理想目標(biāo)。
2. 熱點、食譜以及好萊塢原則
成功的框架開發(fā)需要確定領(lǐng)域?qū)Ｓ玫摹盁狳c” (Hot spot)。應(yīng)用開發(fā)者在框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，只須擴(kuò)展框架的某些部分，“熱點”就是在應(yīng)用領(lǐng)域的一種擴(kuò)展槽，開發(fā)者根據(jù)自己的需要填充這些擴(kuò)展槽。“熱點”使框架具有靈活性，如在具體的實現(xiàn)中，擴(kuò)展槽可以被看成是一些抽象類，開發(fā)者通過重寫抽象方法獲得具體實現(xiàn)。
“食譜” (Cookbook)就是描述如何使用框架方法的文檔。在“食譜”中包含了許多“烹飪”方法，這些“烹飪”方法相當(dāng)于一些具體的操作步驟，描述了為解決某一專門問題如何使用框架的詳細(xì)方法?？蚣艿膬?nèi)部設(shè)計和實現(xiàn)細(xì)節(jié)通常不出現(xiàn)在“食譜”中。
框架的一個重要特征就是用戶定義的方法經(jīng)常被框架自身調(diào)用，而不是從用戶的應(yīng)用代碼中調(diào)用。這種機(jī)制常稱為“好萊塢原則”(Hollywood Principle)或“別調(diào)用我們，我們會調(diào)用您”。