一個典型的管道過濾器體系結(jié)構(gòu)的例子是以Unix shell編寫的程序.Unix既提供一種符號,以連接各組成部分(Unix的進程),又提供某種進程運行時機制以實現(xiàn)管道.另一個例子是傳統(tǒng)的編譯器.傳統(tǒng)的編譯器一直被認為是一種管道系統(tǒng),在該系統(tǒng)中,一個階段(包括詞法分析,、語法分析,、語義分析和代碼生成)的輸出是另一個階段的輸入.

在管道過濾器軟件體系結(jié)構(gòu)中,每個模塊都有一組輸入和一組輸出.每個模塊從它的輸入端接收輸入數(shù)據(jù)流,在其內(nèi)部經(jīng)過處理后,按照標準的順序,將結(jié)果數(shù)據(jù)流送到輸出端,以達到傳遞一組完整的計算結(jié)果實例的目的.通常情況下,可以通過對輸入數(shù)據(jù)流進行局部變換,并采用漸進式計算方法,在未處理完所有輸入數(shù)據(jù)以前,就可以產(chǎn)生部分計算結(jié)果,并將其送到輸出端口(類似于流水線結(jié)構(gòu)).因此,稱這種模塊為"過濾器".在這種結(jié)構(gòu)中,各模塊之間的連接器充當了數(shù)據(jù)流的導(dǎo)管,將一個過濾器的輸出傳到下一個過濾器的輸入端.所以,這種連接器稱為"管道".

管道過濾器體系結(jié)構(gòu)具有許多很好的特點:(1)使得軟構(gòu)件具有良好的隱蔽性和高內(nèi)聚,、低禍合的特點;(2)允許設(shè)計者將整個系統(tǒng)的輸入/輸出行為看成是多個過濾器的行為的簡單合成;(3)支持軟件重用.重要提供適合在兩個過濾器之間傳送的數(shù)據(jù),任何兩個過濾器都可被連接起來;(4)系統(tǒng)維護和增強系統(tǒng)性能簡單.新的過濾器可以添加到現(xiàn)有系統(tǒng)中來;舊的可以被改進的過濾器替換掉;(5)允許對一些如吞吐量,、死鎖等屬性的分析;(6)支持并行執(zhí)行.每個過濾器是作為一個單獨的任務(wù)完成,因此可與其它任務(wù)并行執(zhí)行;

但是,這樣的系統(tǒng)也存在著若干不利因素:(1)通常導(dǎo)致進程成為批處理的結(jié)構(gòu).這是因為雖然過濾器可增量式地處理數(shù)據(jù),但它們是獨立的,所以設(shè)計者必須將每個過濾器看成一個完整的從輸入到輸出的轉(zhuǎn)換.(2)不適合處理交互的應(yīng)用.當需要增量地顯示改變時,這個問題尤為嚴重.(3)因為在數(shù)據(jù)傳輸上沒有通用的標準,每個過濾器都增加了解析和合成數(shù)據(jù)的工作,這樣可以導(dǎo)致了系統(tǒng)性能下降,并增加了編寫管道過濾器的復(fù)雜性.綜合分析現(xiàn)有管道一過濾器體系結(jié)構(gòu)的研究成果,可以發(fā)現(xiàn)管道一過濾器體系結(jié)構(gòu)沒有給出管道和過濾器如何組裝以實現(xiàn)系統(tǒng)的方法,也沒有給出管道過濾器通過管道進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?/span>,而且對過濾器和管道各自內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有清晰的描述,因此可以認為管道一過濾器體系結(jié)構(gòu)沒有深入對管道一過濾器本質(zhì)進行揭示.

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