软件平台与中间技术复习

第一章中间件概述知识点

1、什么是软件平台和中间件？了解中间件背景

2、中间件的分类

3、中间件技术的优势

4、框架与中间件的区别

5、论述：中间件技术在应用技术软件开发中的作用？

第二章 ORM与UDA

1、JDBC驱动类型

第三章 AS和JavaEE

1、什么是应用服务器？

2、什么是web服务器？

第四章 MOM消息中间件

1、什么是消息中间件？

2、企业为什么需要消息中间件？

3、消息中间件的应用场景

4、消息幂等性（接口幂等性）

5、消息中间件的两种模型（Messaging Models）：Queue and Topic

6、push与pull的消息模型

7、“消息头”与“消息体”

8、简单的消息队列 java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue

9、什么是JMS

10、如何实现JMS客户端程序的跨平台性？

11、JMS的消息类型

12、被JNDI名字空间管理的对象ConnectionFactory和Destination

13、JMS客户端编程步骤

14、ActiveMQ及其支持的协议：AMQP、OpenWire、Stomp、MQTT and WS

15、消息的同步、异步发送与接收（以ACtiveMQ为例）

第五章分布式缓存Redis

1、什么是Redis？

2、Redis的数据类型

3、一些Redis最常用的命令

4、常见的Redis场景问题

第六章 ORB中间件

1、什么是CORBA？

2、使用CORBA的目的

第七章 RPC

1、什么是RPC？

2、RPC结构

3、服务暴露和引用过程

4、方法调用过程

5、Java原生动态代理

6、解释方向参数in，out和inout含义。

第八章 RMI

1、什么Java RMI

2、Java的序列化

3、比较RMI和RPC

4、比较RMI和JMS

第九章数据格式

XML

1、什么是XML？

2、定义一份格式良好的XML文档

3、XML命名空间

4、DOM接口与SAX接口

5、Xpath路径表达式

JSON

1、什么是JSON？

2、对象{}与数组[]结构形式

3、定义一份JSON文档

4、JS对象与JSON字符串

5、JSON的值

6、比较JSON与XML

第一章中间件概述知识点

1、什么是软件平台和中间件？了解中间件背景

软件平台是指用来构建与支撑应用软件的独立软件系统（A software platform is an Independent software systems used to build and support application software），它是开发与运行应用软件的基础，是任何一个应用软件得以实现与应用的必要条件。

For example: operating system, database, middleware, JavaEE,and so on.（举例：操作系统、数据库、中间件）

中间件是一种独立的系统软件服务程序（Middleware is an independent system software service program）

2、中间件的分类

UDA（universal data access）：数据访问中间件

数据访问中间件是为了建立数据应用资源互操作的模式，对异构环境下的数据库实现连接或文件系统实现连接的中间件。例如：JDBC。

RPC(Remote Procedure access)：远程过程调用中间件

一个应用程序使用RPC来远程执行一个位于不同地址空间的过程，从效果上看和执行本地调用相同

MOM(Messaage Oriented Middleware)：消息中间件

消息中间件是利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关的数据交流，并基于数据通信来进行分布式系统的集成。例如：ActiveMQ、Kafka等

TPM(Transaction Processing Monitors)：交易中间件
ORB(Object Request Broker)：对象中间件

ORB提供了一个标准的构件架构，能使不同厂家的软件通过不同的地址空间、网络和操作系统实现交互访问。

AS(Application Server)：应用服务器

3、中间件技术的优势

满足大量应用的需求

Meet the needs of a large number of applications

运用于多种硬件、数据及操作系统平台

It is used in various hardware, database and operating system platforms

支持分布式计算，支持互操作性

Support distributed computing and interoperability

支持标准协议：HTTP、SOAP、SMTP、AMQP......

Support standard protocols: http, soap, SMTP, AMQP

支持标准的接口（组件接口）

Support standard interface (component interface): JMS

节省应用开发，减少初期投入资金，缩短开发周期，减少项目开发风险，应用集成，系统维护方便，简洁而且省钱

Save application development, reduce initial investment, shorten development cycle, reduce project development risk, application integration, system maintenance is convenient, simple and cost-effective

4、框架与中间件的区别

框架是半成品可扩展，中间件是成品可独立运行也可扩展

5、论述：中间件技术在应用技术软件开发中的作用？

中间件屏蔽了底层操作系统的复杂性，使程序开发人员面对一个简单而统一的开发环境，减少程序设计的复杂性，将注意力集中在自己的业务上，不必再为程序在不同系统软件上的移植而重复工作，从而大大减少了技术上的负担。中间件带给应用系统的，不只是开发的简便、开发周期的缩短，也减少了系统的维护、运行和管理的工作量，还减少了计算机总体费用的投入。

第二章 ORM与UDA

1、JDBC驱动类型

第一类：JDBC—ODBC桥驱动，把JDBC操作翻译成对应的ODBC调用

第二类：本地API驱动，通过客户端加载数据库厂商提供的本地代码库来访问数据库

第三类：网络协议的驱动，给客户端提供了一个网络API，客户端上的JDBC驱动程序使用套接字来调用服务器上的Middleware，然后再转换成具体的API调用

第四类：本地协议驱动，数据库可用的最高性能驱动程序，通常由供应商提供，使用Socket直接在客户端与数据库间通信

第三章 AS和JavaEE

1、什么是应用服务器？

An application server’s fundamental job is to provide its clients with access to what is commonly called business logic, which generates dynamic content.

（应用服务器的基本工作是为其客户机提供对通常称为业务逻辑的访问，业务逻辑生成动态内容。）

2、什么是web服务器？

A web server’s fundamental job is to accept and fulfill requests from clients for static content from a website.

（web服务器的基本工作是接受和满足客户对网站静态内容的请求。）

第四章 MOM消息中间件

1、什么是消息中间件？

Message-oriented middleware (MOM) is software infrastructure supporting sending and receiving messages between distributed systems.

（面向消息的中间件(MOM)是支持在分布式系统之间发送和接收消息的软件基础设施。）

2、企业为什么需要消息中间件？

利用MQ可以实现企业/部门之间的数据交换

实现企业级大规模数据传送

3、消息中间件的应用场景

异步处理：相比于传统的串行、并行方式，提高了系统吞吐量Throughput(TPS)

应用解耦：

流量削峰：可以通过消息队列长度控制请求量；可以缓解短时间内的高并发请求

日志处理

消息通讯

4、消息幂等性（接口幂等性）

接口幂等性：在编程中一个幂等操作的特点是其任意多次执行所产生的影响均与一次执行的影响相同。

消息幂等性：即使多次收到消息，也不会重复消费，消息的幂等性就是保证消息不会重复消费。

例如：用户点击付款，不论点击多少次，只扣费一次

5、消息中间件的两种模型（Messaging Models）：Queue and Topic

Queue(point to point messaging)，特点如下：

消息由发布者发送到特定的接受者。

消息由指定的消费者消费

对应用程序没有约束

消息被消费后队列中不再存储，所以消费者不会消费到已经被消费掉的消息

Topic（publish /subscribe messaging），特点如下：

发布者可将消息发布到主题，用户根据主题或内容接收消息

生产者将消息发布到Topic中，每个消息可以有多个消费者，是1:N的关系

通过配置文件将拉取的数量改为0，则变为不允许主动推送消息，由用户主动获取消息

生产者生产时，Topic不保存消息，是无状态的不落地，假如无人订阅就去生产，那就是一条废消息，所以，一般先启动消费者在启动生产者

与Queue的区别：消息的目的地不同

6、push与pull的消息模型

push模型：推送消息模型，由消息中间件主动地将消息推送给消息者

pull模型：拉取消息模型，由消费者主动地向消息中间件拉去消息

7、“消息头”与“消息体”

消息头：包含用于识别和为消息寻找路由的操作设置

消息体：具体消息需要传输的内容，JMS允许用户创建五种类型的消息：文本消息、映射消息、字节消息、流消息和对象消息

8、简单的消息队列 java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue

9、什么是JMS

The Java Message Service (JMS) API is a Java Message Oriented Middleware (MOM) API for sending messages between two or more clients.

JMS 为Java程序提供了一种创建、发送、接收和读取企业消息系统中消息的通用方法。

JMS提供了消息发送机制的规范接口，由其他产品实现，功能是创建、发送、接受与读取企业消息系统中消息的通用方法，特点是异步、松耦合、可靠与高效

10、如何实现JMS客户端程序的跨平台性？

JMS客户端通过接口来调用被管理的对象，从而具备跨平台特性。

JMS如何访问服务器上的对象？Java提供了JNDI，由容器提供。

11、JMS的消息类型

文本消息（Java字符串消息）

映射消息（键值对）

字节消息（连续的字节流）

流消息（基本消息类型）

对象消息（序列化Java对象）

12、被JNDI名字空间管理的对象ConnectionFactory和Destination

ConnectionFactory：客户端用来创建通JMS提供者之间的连接的对象，需要进行设定

Destination：客户端用来知名消息被发送的目的地以及客户端接收消息的来源

13、JMS客户端编程步骤

使用JNDI查找ConnectionFactory对象；

使用JNDI查找一个或者多个Destination；

使用ConnectionFactory创建一个JMS连接

使用连接创建一个或多个JMS Session

使用Session和Destination创建所需的消息生产者与消息消费者

告知Connection开始传送消息

连接Broker，创建消息队列Queue，代码如下：

public class MyJMSExample{public void createJMSApp(){//ConnectionFactory：连接工厂，JMS用它创建连接ConnectionFactory connectionFactory;//Connection：JMS客户端到JMS Provider的连接Connection connection = null;//Session：一个发送或接受消息的线程Session session;//Destination：消息目的地，消息发送给谁Destination destination;//构造ConnectionFactory实例对象，此处采用ActiveMq的实现jarconnectionFactory = new ActiveMQConnectionFactory(ActiveMQConnection.DEFAULT_USER,ActiveMQConnection.DEFAULT_PASSWORD,"tcp://localhost:61616")connection = connectionFactory.createConnection();//启动connection.start();//获取操作连接session = connection.crateSession(ture);//获取session注意参数值须在ACtiveMq的console配置destination = session.createQueue("MyQueue");}
}

14、ActiveMQ及其支持的协议：AMQP、OpenWire、Stomp、MQTT and WS

AMQP：应用层协议的开放标准，并不受客户端/中间件不同产品，不同的开发语言等条件的限制

Stomp：它提供了一个可互操作的连接格式，允许STOMP客户端与任意STOMP消息代理（Broker）进行交互。STOMP协议由于设计简单，易于开发客户端，因此在多种语言和多种平台得到广泛的应用

15、消息的同步、异步发送与接收（以ACtiveMQ为例）

消息的发送

TextMessage message = session.createTextMessage(text);
producer.send(message);

消息的同步接收（轮询）

while(true){TextMessage message = (TextMessage)consumer.receive(4000);if(null!=message){system.out.println("收到消息" + message.getText());}else{break;}
}

消息的异步接收

consumer.setMessageListener(message -> {TextMessage textMessage = (TextMessage) message;try{System.out.println("收到消息：" + textMessage.getText());textMessage.ackownledge();}catch(JMSException e){e.printStackTrace();}
});

第五章分布式缓存Redis

1、什么是Redis？

Redis是一个开源的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间

2、Redis的数据类型

Redis字符串（String）
Redis哈希（Hash）：String类型的字段和Value的映射表
Redis列表（List）：简单的字符串列表，按照插入的顺序排列
Redis集合（Set）：String类型的无序集合，集合成员不重复，通过Hash实现
Redis有序集合（Sorted Set）：不同于Set，每个元素关联一个double值用于排序

3、一些Redis最常用的命令

4、常见的Redis场景问题

缓存穿透：越过了缓存而直接永远的访问数据库

解决方案：在缓存Redis中设置空值

缓存雪崩：在某个时间点，缓存中的key集体过期你失效，使得查询请求在数据库上，使数据库负载过高

解决方案：为key设置不同的、随机的TTL，防止集体失效

缓存击穿：缓存中某个频繁被访问的key接受前端的高并发请求，当key突然过期失效，这些请求压力全部落在数据库上

解决方案：设置热点key永不过期

第六章 ORB中间件

1、什么是CORBA？

CORBA is the acronym for Common Object Request Broker ArchitectureTM, OMG's open, vendor-independent architecture and infrastructure that computer applications use to work together over networks.

CORBA 是由 OMG 组织制订的一种标准的面向对象应用程序体系结构规范，为解决分布式处理环境中硬件与软件的互联而提出的一种解决方案。

2、使用CORBA的目的

为了解决分布式软件开发的以下问题：

跨硬件平台

跨操作系统

跨语言

跨协议

跨版本

第七章 RPC

1、什么是RPC？

RPC is a protocol that one program can use to request a service from a program located in another computer on a network without having to understand the network's details.

（RPC是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的思想。）

2、RPC结构

User，服务调用方，通过用户桩向服务提供方发起请求，接受用户桩返回的结果

User-Stub，用户桩，服务调用本地的存根对象，是一个可执行的实体，作用是RPC的接口、方法与参数按要求进行序列化，或将返回值反序列化为User可以直接调用的对象

RPCRuntime，远程调用运行时对象，建立服务调用方与提供方的连接

Server-Stub，服务桩，服务提供方的本地存根，把RPCRuntime获得的数据反序列化，或把返回值发回

Server：它是服务提供方的业务逻辑，Server-Stub调用的本地方法，执行的就是server中对应方法的逻辑。

3、服务暴露和引用过程

服务暴露：讲服务绑定到端口

暴露到本地：缺点：同一个JVM暴露到不同端口增加维护成本
暴露到远程：绑定本机端口号后，用IP+port来作为该服务的唯一标识

服务引用：与远程机器上的服务建立连接的过程

4、方法调用过程

服务消费者执行服务代理对象的一个方法，方法全限定名以及方法参数列表必须传输给服务提供者，因为方法全限定名用来定位在机器 B 中具体方法；

方法全限定名以及方法参数列表都将作为请求数据被传输到机器 B，而请求包将会被机器 A 和 B 约定好的统一序列化协议进行序列化；

将序列化后的数据通过 RPCRuntime 进行传输，RPCRuntime 进行等待或者进行监听；

机器 B 同样通过 RPCRuntime 进行请求包数据的接收，传递给 Server-stub；

Server-stub 用统一的序列化协议进行反序列化，解析请求数据，然后根据解析后的数据来定位需要调用的具体方法，将方法参数列表传递给 Server；

Server 执行对应的方法，返回执行结果给 Server-stub。

Server-stub 将结果序列化后传递给 RPCRuntime。

机器 B 的 RPCRuntime 将返回结果发送给机器 A 的 RPCRuntime，机器 A 的 RPCRuntime 接收到后把数据传输给 User-stub

User-stub 将返回结果反序列化后传递给最初的调用方，继续后续逻辑处理。

5、Java原生动态代理

为什么不使用继承扩展职责？因为其超类为Proxy，Java不支持多重继承

如何理解动态代理或AOP？Java动态代理可以让系统在运行时根据实际需要来创建动态代理类，让同一个代理类能够代理多个不同的真实主题类而且可以代理不同的方法。

6、解释方向参数in，out和inout含义。

in：由客户机在运行时声明参数的类型并赋值，服务器只能使用不能修改其值。

out：由客户机在运行时声明参数的类型，服务器运行中为其赋值。

inout：由客户机在运行时声明参数的类型并赋值，服务器可以使用或修改其值。

第八章 RMI

1、什么Java RMI

RMI是基于Java技术的分布式编程模型，为Java程序提供远程访问服务

2、Java的序列化

Java序列化：把Java对象转换为字节序列的过程

序列化步骤：创建ObjectOutStream输出流

调用输出流的writeObject输出可序列化对象

Java反序列化：把字节序列恢复为Java对象的过程

反序列化步骤：创建ObjectInputStream输入流

调用输入流readObject得到序列化对象

3、比较RMI和RPC

RPC是一种模型，RMI是它的一种实现

方法调用方式不同

RPC通过网络服务协议向远程发送请求，远程主机搜索相匹配的类和方法，执行方法并结果编码，通过网络协议发回
RMI通过客户端的Stub对象作为远程接口进行远程方法的调用

适用语言范围不同

RPC是网络服务协议，和语言无关
RMI只适用于Java

调用结果的返回形式不同

4、比较RMI和JMS

通信方式不同：

JMS支持同步或异步消息处理模式
RMI基于请求/应答的同步通信模式

耦合度不同：

JMS为松散耦合的通信框架
RMI是一个紧耦合的架构

需求对象获取方式不同：

JMS对象在物理上被异步从网络上的一个Java虚拟机移动到另外一个Java虚拟机上
RMI对象绑定在本地的Java虚拟机中，传送的是参数和返回值

第九章数据格式

XML

1、什么是XML？

XML是可扩展校级语言，设计宗旨是传输数据，其标签没有被预定义，语言具有自我描述性

2、定义一份格式良好的XML文档

<?xml version = '1.0' encoding = "utf-8"?>
<flights><flight ID="CA1311" depature="北京" destination="南宁"><type>20N</type><!-- 天气原因航班延误 --><takeOffExpected>06:15</takeOffExpected><arriveAtExpected>09:50</arriveAtExpected><arriveAtActual/><state>取消</state></flight>
</flights>

3、XML命名空间

XML命名空间将XML文档中的元素和属性名称与自定义预定义的URI关联起来，防止合并XML文档时发生名称混淆

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Order xmlns:hr="https://hrweb" xmlns:mkt="https://market"><hr:Name>Jane Doe</hr:Name><hr:Title>Developer</hr:Title><mkt:Title>Walmart</mkt:Title><mkt:Artist>U2</mkt:Artist>
</Order>

4、DOM接口与SAX接口

DOM接口：文档对象模型，存储一整个XML树在内存中，因此可进行随机访问，可以对XML文档进行修改。

DOM 接口使用示例见：FlightTicketsWithJavaRPC/src/DOMInterface at master · Robert-RK-Chen/FlightTicketsWithJavaRPC · GitHub

SAX接口：拥有事件驱动API，扫描到文档开始、元素开始与结束、文档结束等位置时，通知事件处理函数，由事件处理函数做相应动作，然后继续扫描，直到结束。

5、Xpath路径表达式

JSON

1、什么是JSON？

JSON是JavaScript对象表示法，是存储和交换文本信息的语法、轻量级的文本数据交换格式，其使用JavaScript语法来描述数据对象，仍然独立于语言和平台并具有自我描述性。

数据在名称/值对中

数据由逗号分割

花括号保存对象

方括号保存数据

2、对象{}与数组[]结构形式

对象{}：在花括号中书写，对象可以包含多个名称/值对

{"firstName":"John","lastName":"Doe"
}

数组[]：数组在方括号中书写，可包含多个对象

{"employees":[{"firstName": "John","lastName": "Doe"},{"firstName": "Anna","lastName": "Smith"},{"firstName": "Peter","lastName": "Jones"}]
}

3、定义一份JSON文档

{"students": [{"id": 1,"name": "张三","gender": "男","age": 20},{"id": 2,"name": "李四","gender": "女","age": 20}]
}

4、JS对象与JSON字符串

JSON.parse()：使用JSON.parse()方法将数据转换为 JavaScript 对象

JSON.stringify()：使用JSON.stringify()方法将 JavaScript 对象转换为字符串

5、JSON的值

对象{}、数组[]、字符串、逻辑值、数字、null

6、比较JSON与XML

相同之处：

数据都是“自我描述”，都易于理解；
数据都有层次结构
数据可以被大多数编程语言使用
两种数据格式都可以用来传输与保存数据

不同之处：

JSON不需要结束标签
JSON更加简短
JSON读写速度更快
JSON可以使用数组

XML比JSON更难解析，JSON可以直接使用现有的JavaScript对象解析，针对AJAX应用，JSON比XML数据加载更快，而且更简单。