中间件的解析：功能、应用与类型
如今，企业加速迈向数字化转型。为达成目标，各种组织纷纷采用不同的硬件和软件产品。
由于不同组织所使用的硬件和软件在设计上存在差异，它们并非天生为协同工作而打造。
然而，这些组织必须确保其硬件与软件应用能够有效地协同运作。
何谓中间件？
中间件是一种软件，其作用在于使不同的应用程序之间能够相互通信。本质上，它充当一个隐藏的转换层，促进分布式应用程序的数据管理与通信。
借助中间件，用户可以执行诸如在网页浏览器上提交表单之类的请求。 此外，此软件还能让网络服务器返回关于用户配置文件的动态网页。
中间件的工作原理？
中间件允许开发人员在需要连接数据源、应用组件、设备或计算资源时，无需进行自定义集成即可创建应用程序。
中间件为各种服务和应用提供了通信渠道，例如通过表示性状态传输 (REST)、JavaScript 对象表示法 (JSON)、可扩展标记语言 (XML)、简单对象访问协议 (SOAP) 或 Web 服务。
此外，中间件还支持使用不同编程语言（如 Java、Ruby、C++、PHP 和 Python）编写的组件进行相互通信。
为何使用中间件？
开发人员利用中间件来实现以下目标：
- 安全连接和数据传输。 中间件使用传输层安全 (TLS) 等网络安全协议，以建立从前端应用到后端数据源的安全连接。此软件还能提供身份验证功能，要求前端应用提供数字证书或凭据（如电子邮件/用户名和密码）。
- 配置和控制集成与连接。 中间件能够根据客户端或前端应用的要求，定制来自服务或后端应用的响应。举例来说，在零售环境中，中间件可以利用 HTTP 请求标头中的位置信息或 IP 地址，对后端库存数据库的产品搜索结果进行排序。
- 跨分布式系统动态管理流量。 一个典型的系统可能会面临请求量和流量的波动。当流量或请求量激增时，企业中间件可以用来在不同的服务器之间分配客户端请求。此外，当多个客户端同时从同一数据源访问资源时，此解决方案也能发挥作用。
中间件的关键组件
一个典型的中间件应用包含各种组件，这些组件协同工作以创建数据管道。以下是中间件架构的主要组成部分：
- 管理控制台。 软件规则、中间件系统的活动和配置均可在管理控制台中找到。
- 客户端界面。 这是中间件软件与应用程序进行交互的外部部分。开发人员利用客户端界面提供的功能对应用程序执行各种操作。
- 中间件内部接口。 这就像将软件不同组件粘合在一起的内部胶水。不同的组件通过此内部接口协同工作，实现共同的目标。
- 管理器合约。 合同管理器定义了中间件软件中数据交换的规则，它也是一个确保各种应用程序在交换数据时遵守规则集的组件。
- 平台界面。 此界面包含了适用于不同操作系统的软件组件。正是这个界面保证了中间件能够兼容不同的平台。
- 运行时监视器。 运行时监视器的任务是持续监控系统内的数据流动。该组件检测并报告异常行为，供工程师采取应对措施。
- 数据库管理器。 数据库管理器并非在所有中间件系统中都存在。此组件集成了各种数据类型。
- 会话管理器。 此组件存储用于报告的数据活动记录，并确保信息的顺畅流动。
不同类型的中间件
#1. 面向消息的中间件 (MOM)
MOM 是一种软件基础架构，它允许通过分布式应用程序接收和发送消息。面向消息的中间件转换或翻译系统之间交换的消息，以便目标系统能够理解。MOM 还管理消息的路由，以确保它们到达正确的组件并按正确的顺序排列。
#2. API（应用程序接口）中间件
API 中间件具备开发人员可用来管理、创建和公开应用程序 API 的工具。API 管理平台、API 开发人员门户以及 API 网关均是 API 中间件的示例。
#3. 远程过程调用 (RPC) 中间件
RPC 中间件是一种允许一个应用程序触发另一个应用程序中的过程/操作的软件。这些应用程序可以运行在相同或不同的计算机上。
#4. 交易中间件
事务处理监视器 (TPM) 是交易中间件的一个例子。TPM 确保事务从一个步骤移动到下一个步骤，必要时可以删除、更改或添加数据。
#5. 机器人中间件
机器人系统可能拥有来自不同开发商/制造商的软件、固件和硬件。机器人中间件简化了集成这些不同产品以协同工作的过程。
#6. 设备中间件
设备中间件具有一组连接和集成功能，用于为特定操作系统开发应用程序。
中间件平台示例
平台中间件是一个拥有支持应用程序开发过程的工具和资源的系统。开发人员利用平台中间件在应用程序之间共享资源。以下是一些中间件平台的示例：
- 内容管理系统 (CMS)。 CMS 是一个使用户能够创建、修改、存储和发布数字信息的系统。WordPress 是开源内容管理系统的典型示例。
- 网络服务器。 Web 服务器是接收、响应和处理应用程序/网站请求的系统。Amazon Lightsail 是一个允许用户托管轻量级应用程序 Web 服务器的系统示例。
- 运行环境。 运行时环境就像一个允许软件运行的小型操作系统。例如，运行 Java 代码/应用程序需要 Java 运行时环境。
- 容器。 容器打包了已准备好部署的应用程序代码和所有必要的资源。Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS) 是一个允许开发人员部署和扩展容器化应用程序的服务示例。
选择中间件平台时要考虑的因素
- 需求。 存在各种类型的中间件系统。因此，您应该明确自己的需求，以选择最适合您的中间件系统。
- 预算。 您必须评估您愿意在这样的系统上投入多少资金，以及它将如何影响您的业务流程。
- 安全级别。 理想的中间件系统应不存在任何可能导致您的数据暴露给恶意第三方的漏洞。
- 可靠性。 了解他人对目标中间件平台的看法，有助于您做出明智的决定。
对云计算很重要的中间件
为了充分利用云环境的优势，大多数组织正在转向云原生开发。
然而，这些组织必须确保开发、部署和管理的一致性，无论他们使用公共云、私有云还是本地环境。
为了实现这一目标，组织现在转向中间件，并且中间件现在以云服务的形式提供。中间件因此简化了开发、部署和管理，同时降低了开发成本。
中间件系统支持跨分布式网络平稳且一致地运行的应用环境。因此，开发团队可以快速创建安全的应用程序，因为中间件支持 DevSecOps 策略、软件供应链安全和自动化。
中间件在应用程序开发中的作用是什么？
每个企业的梦想都是拥有可大规模运行的应用程序。构建此类应用程序需要一个具有统一功能的环境。中间件通过容器、运行时和集成层提供了这样的环境。
中间件的优势
- 创新的解决方案。 您的开发团队可以在开发应用程序时，根据各自的优势使用不同的产品。
- 更快的开发和可扩展性。 由于中间件提供了连接不同现有解决方案的桥梁，开发团队无需从头开始创建所有内容。
- 高效连接。 您可能拥有由不同工程师创建的不同硬件和软件。中间件系统增强了组织和分布式系统内的连接性。
学习资源：中间件
#1. 中间件软件完整指南
《中间件软件完整指南》 帮助开发人员了解中间件软件所面临的挑战，并开发出更优秀的解决方案。本书有 Kindle 和平装版两种版本。
#2. 中间件简介
《中间件简介》解释了不同的中间件技术及其所基于的概念。本书有 3 种格式：精装本、电子教科书和平装本。
#3. 中间件和云计算
如果您想更深入地了解云计算和中间件，《中间件和云计算》是一本值得阅读的书。这本精彩的书籍有 Kindle 和平装版两种版本。
作者的话
在现代世界中，随着企业创建系统并将其大部分服务数字化，中间件的作用不可忽视。使用中间件提高了生产力，因为开发人员不必设置配置或从头开始创建一些系统。随着组织更加关注可扩展性和高效生产，我们完全可以期待更多中间件系统的出现。
结论
无论您是在云计算还是任何其他具有分布式应用程序的环境中工作，中间件系统都至关重要。中间件使不同的硬件和软件组件可以轻松地协同工作，而无需考虑设计差异。