单体遗留系统微服务化的模型驱动设计方法

这是一篇关于微服务模型与建模,遗留系统重构,模型驱动开发方法,计算机辅助软件工程,智能化软件工程的论文, 主要内容为随着规模与复杂度的剧增,单体架构的软件系统其持续开发运维过程变得愈发困难,且因单一技术绑定日益加深,系统可维护性与可演化性也急剧衰减。微服务体系架构旨在将大型复杂系统拆分为若干规模适中、功能内聚、边界清晰的独立服务组件,并通过服务组件间的轻量级消息传递来实施业务协同;从而为系统带来了敏捷灵活、技术自由、便于维护、易于演化等特性。故微服务体系架构已成为工业界事实上的软件体系架构标准;从单体遗留系统向微服务体系架构系统实施迁移和重构,已成为ICT工业领域Netflix、Amazon等著名企业实施系统演化战略的重要选项。但实施该迁移尚存在以下问题:(1)如何构建和表达微服务体系架构的设计模型:现有相关研究仅得到无静态结构和行为规约的微服务集合,尚缺乏可严格表达微服务结构与行为设计模型的建模元素,也没有相关方法和工具能自动或智能地支持微服务体系架构设计模型的构建;(2)如何支持微服务体系架构设计模型的交互式建模与持续改进:目前绝大部分研究工作无法对单体系统微服务化拆分结果(微服务集合)进行架构层次的交互式修改,导致任何设计变更都必须重新执行一遍其微服务化重构框架,难以支持高效便捷的设计模型持续更新;(3)如何支持遗留系统向微服务体系架构系统的代码生成:作为单体遗留系统微服务化重构这一系统工程的最终实现过程,自动代码生成是其中最关键的环节,但迄今尚无相关工作能够解决这一问题。鉴于以上问题,本文提出了一种基于模型驱动开发方法的单体遗留系统微服务化重构设计的方法,并根据此方法实现了配套的原型工具。主要工作总结如下:(1)针对微服务结构与行为设计模型建模元素与建模方法的缺失。本文在工业界标准的统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)基础上,通过UML Profile机制扩展定义了能够描述微服务静态结构的微服务图和动态行为的微服务序列图;并提出了一种基于遗留系统的运行日志和源代码,通过静态分析与动态分析的方式自动进行微服务模型及对应设计自动生成的方法,同时建立了评价指标对微服务设计进行自动量化评估。基于以上内容,实现了Web原型工具MSAGenerator,能够方便系统设计师快速得到微服务设计模型及其量化评估结果。(2)针对当前微服务化重构工具无法支持体系架构模型的交互式建模与更新问题。开发了一个微服务集成建模工具MSA-Modeller,它可以载入MSA-Generator自动生成的微服务模型,进行进一步的建模设计。MSA-Modeller由两部分组成:MSA-Modeller前端建模工具,基于Web前端开发,提供微服务的初级建模功能,包括微服务设计可视化及服务下类的交互式调整功能;MSA-Modeller桌面端建模工具,基于Eclipse的Papyrus插件进行开发,提供微服务的可视化展现、交互式建模及模型语法约束检验。(3)针对现有的微服务代码生成方法不能有效利用遗留系统工件,无法复用已有代码并转换为微服务代码的问题。提出了一个基于微服务模型通过模板技术生成微服务代码的方法。该方法解析重构所得的微服务模型作为方法输入,并将模型中的信息转换为用于解耦模型与代码的中间层数据结构中,最后将中间层数据结构输入至不同的模板中得到各种技术框架的微服务代码(目前支持Java Spring Cloud Alibaba技术体系)。代码包括业务微服务代码、基础设施微服务代码及测试代码。基于以上内容,开发了原型工具MSA-Coder,提高了代码重构的效率并保证了代码的正确开发。(4)为了证明本文方法与配套工具的有效性、效率、健壮性及实用性,在4个开源系统上实施了微服务识别对比实验、工具性能对比实验、面向日志的功能转换完备性实验和生成代码的案例分析:(a)与5种方法对比,证明微服务识别方法的有效性;(b)与2个相似特性工具的性能对比,证明本文工具运行时间少,加快建模速度并能提供更多种类的微服务设计参考;(c)通过统计的方式证明本文方法在重构过程中不会造成遗留系统功能损失;(d)结合实际案例论述了本文方法生成的微服务代码的实用性。

单体遗留系统微服务化的模型驱动设计方法

这是一篇关于微服务模型与建模,遗留系统重构,模型驱动开发方法,计算机辅助软件工程,智能化软件工程的论文, 主要内容为随着规模与复杂度的剧增,单体架构的软件系统其持续开发运维过程变得愈发困难,且因单一技术绑定日益加深,系统可维护性与可演化性也急剧衰减。微服务体系架构旨在将大型复杂系统拆分为若干规模适中、功能内聚、边界清晰的独立服务组件,并通过服务组件间的轻量级消息传递来实施业务协同;从而为系统带来了敏捷灵活、技术自由、便于维护、易于演化等特性。故微服务体系架构已成为工业界事实上的软件体系架构标准;从单体遗留系统向微服务体系架构系统实施迁移和重构,已成为ICT工业领域Netflix、Amazon等著名企业实施系统演化战略的重要选项。但实施该迁移尚存在以下问题:(1)如何构建和表达微服务体系架构的设计模型:现有相关研究仅得到无静态结构和行为规约的微服务集合,尚缺乏可严格表达微服务结构与行为设计模型的建模元素,也没有相关方法和工具能自动或智能地支持微服务体系架构设计模型的构建;(2)如何支持微服务体系架构设计模型的交互式建模与持续改进:目前绝大部分研究工作无法对单体系统微服务化拆分结果(微服务集合)进行架构层次的交互式修改,导致任何设计变更都必须重新执行一遍其微服务化重构框架,难以支持高效便捷的设计模型持续更新;(3)如何支持遗留系统向微服务体系架构系统的代码生成:作为单体遗留系统微服务化重构这一系统工程的最终实现过程,自动代码生成是其中最关键的环节,但迄今尚无相关工作能够解决这一问题。鉴于以上问题,本文提出了一种基于模型驱动开发方法的单体遗留系统微服务化重构设计的方法,并根据此方法实现了配套的原型工具。主要工作总结如下:(1)针对微服务结构与行为设计模型建模元素与建模方法的缺失。本文在工业界标准的统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)基础上,通过UML Profile机制扩展定义了能够描述微服务静态结构的微服务图和动态行为的微服务序列图;并提出了一种基于遗留系统的运行日志和源代码,通过静态分析与动态分析的方式自动进行微服务模型及对应设计自动生成的方法,同时建立了评价指标对微服务设计进行自动量化评估。基于以上内容,实现了Web原型工具MSAGenerator,能够方便系统设计师快速得到微服务设计模型及其量化评估结果。(2)针对当前微服务化重构工具无法支持体系架构模型的交互式建模与更新问题。开发了一个微服务集成建模工具MSA-Modeller,它可以载入MSA-Generator自动生成的微服务模型,进行进一步的建模设计。MSA-Modeller由两部分组成:MSA-Modeller前端建模工具,基于Web前端开发,提供微服务的初级建模功能,包括微服务设计可视化及服务下类的交互式调整功能;MSA-Modeller桌面端建模工具,基于Eclipse的Papyrus插件进行开发,提供微服务的可视化展现、交互式建模及模型语法约束检验。(3)针对现有的微服务代码生成方法不能有效利用遗留系统工件,无法复用已有代码并转换为微服务代码的问题。提出了一个基于微服务模型通过模板技术生成微服务代码的方法。该方法解析重构所得的微服务模型作为方法输入,并将模型中的信息转换为用于解耦模型与代码的中间层数据结构中,最后将中间层数据结构输入至不同的模板中得到各种技术框架的微服务代码(目前支持Java Spring Cloud Alibaba技术体系)。代码包括业务微服务代码、基础设施微服务代码及测试代码。基于以上内容,开发了原型工具MSA-Coder,提高了代码重构的效率并保证了代码的正确开发。(4)为了证明本文方法与配套工具的有效性、效率、健壮性及实用性,在4个开源系统上实施了微服务识别对比实验、工具性能对比实验、面向日志的功能转换完备性实验和生成代码的案例分析:(a)与5种方法对比,证明微服务识别方法的有效性;(b)与2个相似特性工具的性能对比,证明本文工具运行时间少,加快建模速度并能提供更多种类的微服务设计参考;(c)通过统计的方式证明本文方法在重构过程中不会造成遗留系统功能损失;(d)结合实际案例论述了本文方法生成的微服务代码的实用性。

单体遗留系统微服务化的模型驱动设计方法

这是一篇关于微服务模型与建模,遗留系统重构,模型驱动开发方法,计算机辅助软件工程,智能化软件工程的论文, 主要内容为随着规模与复杂度的剧增,单体架构的软件系统其持续开发运维过程变得愈发困难,且因单一技术绑定日益加深,系统可维护性与可演化性也急剧衰减。微服务体系架构旨在将大型复杂系统拆分为若干规模适中、功能内聚、边界清晰的独立服务组件,并通过服务组件间的轻量级消息传递来实施业务协同;从而为系统带来了敏捷灵活、技术自由、便于维护、易于演化等特性。故微服务体系架构已成为工业界事实上的软件体系架构标准;从单体遗留系统向微服务体系架构系统实施迁移和重构,已成为ICT工业领域Netflix、Amazon等著名企业实施系统演化战略的重要选项。但实施该迁移尚存在以下问题:(1)如何构建和表达微服务体系架构的设计模型:现有相关研究仅得到无静态结构和行为规约的微服务集合,尚缺乏可严格表达微服务结构与行为设计模型的建模元素,也没有相关方法和工具能自动或智能地支持微服务体系架构设计模型的构建;(2)如何支持微服务体系架构设计模型的交互式建模与持续改进:目前绝大部分研究工作无法对单体系统微服务化拆分结果(微服务集合)进行架构层次的交互式修改,导致任何设计变更都必须重新执行一遍其微服务化重构框架,难以支持高效便捷的设计模型持续更新;(3)如何支持遗留系统向微服务体系架构系统的代码生成:作为单体遗留系统微服务化重构这一系统工程的最终实现过程,自动代码生成是其中最关键的环节,但迄今尚无相关工作能够解决这一问题。鉴于以上问题,本文提出了一种基于模型驱动开发方法的单体遗留系统微服务化重构设计的方法,并根据此方法实现了配套的原型工具。主要工作总结如下:(1)针对微服务结构与行为设计模型建模元素与建模方法的缺失。本文在工业界标准的统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)基础上,通过UML Profile机制扩展定义了能够描述微服务静态结构的微服务图和动态行为的微服务序列图;并提出了一种基于遗留系统的运行日志和源代码,通过静态分析与动态分析的方式自动进行微服务模型及对应设计自动生成的方法,同时建立了评价指标对微服务设计进行自动量化评估。基于以上内容,实现了Web原型工具MSAGenerator,能够方便系统设计师快速得到微服务设计模型及其量化评估结果。(2)针对当前微服务化重构工具无法支持体系架构模型的交互式建模与更新问题。开发了一个微服务集成建模工具MSA-Modeller,它可以载入MSA-Generator自动生成的微服务模型,进行进一步的建模设计。MSA-Modeller由两部分组成:MSA-Modeller前端建模工具,基于Web前端开发,提供微服务的初级建模功能,包括微服务设计可视化及服务下类的交互式调整功能;MSA-Modeller桌面端建模工具,基于Eclipse的Papyrus插件进行开发,提供微服务的可视化展现、交互式建模及模型语法约束检验。(3)针对现有的微服务代码生成方法不能有效利用遗留系统工件,无法复用已有代码并转换为微服务代码的问题。提出了一个基于微服务模型通过模板技术生成微服务代码的方法。该方法解析重构所得的微服务模型作为方法输入,并将模型中的信息转换为用于解耦模型与代码的中间层数据结构中,最后将中间层数据结构输入至不同的模板中得到各种技术框架的微服务代码(目前支持Java Spring Cloud Alibaba技术体系)。代码包括业务微服务代码、基础设施微服务代码及测试代码。基于以上内容,开发了原型工具MSA-Coder,提高了代码重构的效率并保证了代码的正确开发。(4)为了证明本文方法与配套工具的有效性、效率、健壮性及实用性,在4个开源系统上实施了微服务识别对比实验、工具性能对比实验、面向日志的功能转换完备性实验和生成代码的案例分析:(a)与5种方法对比,证明微服务识别方法的有效性;(b)与2个相似特性工具的性能对比,证明本文工具运行时间少,加快建模速度并能提供更多种类的微服务设计参考;(c)通过统计的方式证明本文方法在重构过程中不会造成遗留系统功能损失;(d)结合实际案例论述了本文方法生成的微服务代码的实用性。

单体遗留系统微服务化的模型驱动设计方法

这是一篇关于微服务模型与建模,遗留系统重构,模型驱动开发方法,计算机辅助软件工程,智能化软件工程的论文, 主要内容为随着规模与复杂度的剧增,单体架构的软件系统其持续开发运维过程变得愈发困难,且因单一技术绑定日益加深,系统可维护性与可演化性也急剧衰减。微服务体系架构旨在将大型复杂系统拆分为若干规模适中、功能内聚、边界清晰的独立服务组件,并通过服务组件间的轻量级消息传递来实施业务协同;从而为系统带来了敏捷灵活、技术自由、便于维护、易于演化等特性。故微服务体系架构已成为工业界事实上的软件体系架构标准;从单体遗留系统向微服务体系架构系统实施迁移和重构,已成为ICT工业领域Netflix、Amazon等著名企业实施系统演化战略的重要选项。但实施该迁移尚存在以下问题:(1)如何构建和表达微服务体系架构的设计模型:现有相关研究仅得到无静态结构和行为规约的微服务集合,尚缺乏可严格表达微服务结构与行为设计模型的建模元素,也没有相关方法和工具能自动或智能地支持微服务体系架构设计模型的构建;(2)如何支持微服务体系架构设计模型的交互式建模与持续改进:目前绝大部分研究工作无法对单体系统微服务化拆分结果(微服务集合)进行架构层次的交互式修改,导致任何设计变更都必须重新执行一遍其微服务化重构框架,难以支持高效便捷的设计模型持续更新;(3)如何支持遗留系统向微服务体系架构系统的代码生成:作为单体遗留系统微服务化重构这一系统工程的最终实现过程,自动代码生成是其中最关键的环节,但迄今尚无相关工作能够解决这一问题。鉴于以上问题,本文提出了一种基于模型驱动开发方法的单体遗留系统微服务化重构设计的方法,并根据此方法实现了配套的原型工具。主要工作总结如下:(1)针对微服务结构与行为设计模型建模元素与建模方法的缺失。本文在工业界标准的统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)基础上,通过UML Profile机制扩展定义了能够描述微服务静态结构的微服务图和动态行为的微服务序列图;并提出了一种基于遗留系统的运行日志和源代码,通过静态分析与动态分析的方式自动进行微服务模型及对应设计自动生成的方法,同时建立了评价指标对微服务设计进行自动量化评估。基于以上内容,实现了Web原型工具MSAGenerator,能够方便系统设计师快速得到微服务设计模型及其量化评估结果。(2)针对当前微服务化重构工具无法支持体系架构模型的交互式建模与更新问题。开发了一个微服务集成建模工具MSA-Modeller,它可以载入MSA-Generator自动生成的微服务模型,进行进一步的建模设计。MSA-Modeller由两部分组成:MSA-Modeller前端建模工具,基于Web前端开发,提供微服务的初级建模功能,包括微服务设计可视化及服务下类的交互式调整功能;MSA-Modeller桌面端建模工具,基于Eclipse的Papyrus插件进行开发,提供微服务的可视化展现、交互式建模及模型语法约束检验。(3)针对现有的微服务代码生成方法不能有效利用遗留系统工件,无法复用已有代码并转换为微服务代码的问题。提出了一个基于微服务模型通过模板技术生成微服务代码的方法。该方法解析重构所得的微服务模型作为方法输入,并将模型中的信息转换为用于解耦模型与代码的中间层数据结构中,最后将中间层数据结构输入至不同的模板中得到各种技术框架的微服务代码(目前支持Java Spring Cloud Alibaba技术体系)。代码包括业务微服务代码、基础设施微服务代码及测试代码。基于以上内容,开发了原型工具MSA-Coder,提高了代码重构的效率并保证了代码的正确开发。(4)为了证明本文方法与配套工具的有效性、效率、健壮性及实用性,在4个开源系统上实施了微服务识别对比实验、工具性能对比实验、面向日志的功能转换完备性实验和生成代码的案例分析:(a)与5种方法对比,证明微服务识别方法的有效性;(b)与2个相似特性工具的性能对比,证明本文工具运行时间少,加快建模速度并能提供更多种类的微服务设计参考;(c)通过统计的方式证明本文方法在重构过程中不会造成遗留系统功能损失;(d)结合实际案例论述了本文方法生成的微服务代码的实用性。

单体遗留系统微服务化的模型驱动设计方法

这是一篇关于微服务模型与建模,遗留系统重构,模型驱动开发方法,计算机辅助软件工程,智能化软件工程的论文, 主要内容为随着规模与复杂度的剧增,单体架构的软件系统其持续开发运维过程变得愈发困难,且因单一技术绑定日益加深,系统可维护性与可演化性也急剧衰减。微服务体系架构旨在将大型复杂系统拆分为若干规模适中、功能内聚、边界清晰的独立服务组件,并通过服务组件间的轻量级消息传递来实施业务协同;从而为系统带来了敏捷灵活、技术自由、便于维护、易于演化等特性。故微服务体系架构已成为工业界事实上的软件体系架构标准;从单体遗留系统向微服务体系架构系统实施迁移和重构,已成为ICT工业领域Netflix、Amazon等著名企业实施系统演化战略的重要选项。但实施该迁移尚存在以下问题:(1)如何构建和表达微服务体系架构的设计模型:现有相关研究仅得到无静态结构和行为规约的微服务集合,尚缺乏可严格表达微服务结构与行为设计模型的建模元素,也没有相关方法和工具能自动或智能地支持微服务体系架构设计模型的构建;(2)如何支持微服务体系架构设计模型的交互式建模与持续改进:目前绝大部分研究工作无法对单体系统微服务化拆分结果(微服务集合)进行架构层次的交互式修改,导致任何设计变更都必须重新执行一遍其微服务化重构框架,难以支持高效便捷的设计模型持续更新;(3)如何支持遗留系统向微服务体系架构系统的代码生成:作为单体遗留系统微服务化重构这一系统工程的最终实现过程,自动代码生成是其中最关键的环节,但迄今尚无相关工作能够解决这一问题。鉴于以上问题,本文提出了一种基于模型驱动开发方法的单体遗留系统微服务化重构设计的方法,并根据此方法实现了配套的原型工具。主要工作总结如下:(1)针对微服务结构与行为设计模型建模元素与建模方法的缺失。本文在工业界标准的统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)基础上,通过UML Profile机制扩展定义了能够描述微服务静态结构的微服务图和动态行为的微服务序列图;并提出了一种基于遗留系统的运行日志和源代码,通过静态分析与动态分析的方式自动进行微服务模型及对应设计自动生成的方法,同时建立了评价指标对微服务设计进行自动量化评估。基于以上内容,实现了Web原型工具MSAGenerator,能够方便系统设计师快速得到微服务设计模型及其量化评估结果。(2)针对当前微服务化重构工具无法支持体系架构模型的交互式建模与更新问题。开发了一个微服务集成建模工具MSA-Modeller,它可以载入MSA-Generator自动生成的微服务模型,进行进一步的建模设计。MSA-Modeller由两部分组成:MSA-Modeller前端建模工具,基于Web前端开发,提供微服务的初级建模功能,包括微服务设计可视化及服务下类的交互式调整功能;MSA-Modeller桌面端建模工具,基于Eclipse的Papyrus插件进行开发,提供微服务的可视化展现、交互式建模及模型语法约束检验。(3)针对现有的微服务代码生成方法不能有效利用遗留系统工件,无法复用已有代码并转换为微服务代码的问题。提出了一个基于微服务模型通过模板技术生成微服务代码的方法。该方法解析重构所得的微服务模型作为方法输入,并将模型中的信息转换为用于解耦模型与代码的中间层数据结构中,最后将中间层数据结构输入至不同的模板中得到各种技术框架的微服务代码(目前支持Java Spring Cloud Alibaba技术体系)。代码包括业务微服务代码、基础设施微服务代码及测试代码。基于以上内容,开发了原型工具MSA-Coder,提高了代码重构的效率并保证了代码的正确开发。(4)为了证明本文方法与配套工具的有效性、效率、健壮性及实用性,在4个开源系统上实施了微服务识别对比实验、工具性能对比实验、面向日志的功能转换完备性实验和生成代码的案例分析:(a)与5种方法对比,证明微服务识别方法的有效性;(b)与2个相似特性工具的性能对比,证明本文工具运行时间少,加快建模速度并能提供更多种类的微服务设计参考;(c)通过统计的方式证明本文方法在重构过程中不会造成遗留系统功能损失;(d)结合实际案例论述了本文方法生成的微服务代码的实用性。