Distributed System L-6 (Лекции по распределённым системам)

РаспределенныевычислительныесистемыЛекция №6:COM, Java/RMIАлексей В. Бурдаков, к.т.н.burdakov@usa.net5-1План лекции• Java/RMI• СОМ5-21План лекции• Анонс рейтинга• Java/RMI• СОМ5-3Язык Java• Java – объектно-ориентированный языкпрограммирования, созданный Sun Microsystems• Гибридный язык программирования, который икомпилируется и интерпретируется• Компилятор создает байт-код, который послеинтерпретируется виртуальной машиной5-42Цели RMI• В Java 1.0 взаимодействие между объектамиограничено одной виртуальной машиной• RMI (Remote Method Invocation – Удаленныйвызов методов) поддерживает взаимодействиемежду различными виртуальными машинами(потенциально между различными узлами)• Обеспечивает тесную интеграцию с Java• Минимизация изменений в язык Java• Работает в гетерогенных средах5-5Цели (более подробно)•••••••••Прозрачное выполнение удаленных методов на различных виртуальныхмашинахОбеспечение обратных вызовов от серверов к апплетамИнтеграция распределенной модели в язык в наиболее натуральном видес сохранением семантикиОчевидность отличий распределенной модели и модели локальныхобъектов JavaКак можно более простое создание надежных распределенныхприложенийСохранение безопасности типов, предоставляемой JavaПоддержка различных семантик для удаленных объектовПоддержка безопасной среды Java платформыПри это распределенная модель д.б.

простой в использовании иестественной (хорошо связанной с языком)(Network Protocol, RPC)5-63Объектная модель Java• Интерфейсы и удаленные объекты• Классы• Атрибуты• Операции• Исключения• Наследование5-7Интерфейсы Java иудаленные объекты• Java уже включает концепцию интерфейсов вязык (различаются классы и интерфейсы)• RMI не имеет специального языка определенияинтерфейсов• Предопределенный интерфейс Remote• Удаленные интерфейсы расширяют интерфейсRemote• Удаленные классы реализуют удаленныеинтерфейсы• Удаленные объекты являются экземплярамиудаленных классов5-84Пример удаленногоинтерфейса JavaИмя пакетаИмя интерфейсаДекларация как удаленногоpackage soccer;interface Team extends Remote {public:String name() throws RemoteException;Trainer[] coached_by() throws RemoteException;Club belongs_to() throws RemoteException;Players[] players() throws RemoteException;void bookGoalies(Date d) throws RemoteException;void print() throws RemoteException;};Удаленная операция5-9Атрибуты• RMI не поддерживает атрибуты• Атрибуты должны быть представлены как парыSet и Get операций разработчиком• Пример:interface Club extends Organization, Remote {public:int noOfMembers() throws RemoteException;Address location() throws RemoteException;Team[] teams() throws RemoteException;Trainer[] trainers() throws RemoteException;...};Операция get для получения значения атрибута5-105Комбинация классов иудаленных интерфейсовinterface Organization {private:String name() RemoteException;};class Address {Club возвращает объект Адресpublic:Club делает операцию name()String street;Доступной удаленноString postcode;String city;};interface Club extends Organization, Remote {public:int noOfMembers() throws RemoteException;Address location() throws RemoteException;Team[] teams() throws RemoteException;Trainer[] trainers() throws RemoteException;void transfer(Player p) throws RemoteException;5-11};Операции и передачапараметров• Операции называются методами• Удаленные вызовы:•Атомарные типы передаются по значению•Удаленные интерфейсы передаются по ссылке•Не- удаленные объекты передаются по значениюclass Address {public:String street;String postcode;String city;};interface Club extends Organization, Remote {public:Address location() throws RemoteException;...Возвращает копию address!5-12};6Операции и передачапараметровПараметрАтомарныйтипНеудаленныйобъектУдаленныйобъектныйтипЛокальныйПо значениюПо ссылкеПо ссылкеУдаленныйПо значениюПо значениюПо ссылке5-13Заявки• Семантика однократного выполнения, т.е.

еслинет ошибки, то метод выполнен успешно• В отличии от CORBA и СОМ, поддерживаетсятолько статические вызовы (т.е. до компиляцииприложения необходимо знать с кем будетвзаимодействовать клиентский объект)5-147Исключения• Предопределенные исключения RemoteException• Типо-зависимые исключения• Пример:Типо-зависимые исключенияclass PlayerBooked extends Exception {};interface Team extends Remote {Операция декларирует, что она можетpublic:вызвать это исключение...void bookGoalies(Date d) throwsRemoteException, PlayerBooked;...};5-15АрхитектураКлиентСтабИнтерф.РеестраСерверСкелетонИнтерф.АктивацииЯдро RMI ( rmid,rmiregistry )5-168Активация в JavaСтабJava VM1Настраиваемая2: создать объектJava VM2в VMСсылкаАкт.

Идент.Ссыл. Актив.1: активация4: обновитьАктивную ссылкуКлиентский узел3: передатьОбъект.ссылкуAG1AG2АктивизаторДескрипторы активизации:Данныеиниц.ActGroup Имя класса URLAG1Teamwww.bvb.de/…Playerwww.bvb.de/…AG2AG2Playerwww.bvb.de/…AG2Playerwww.bvb.de/…Узел www.bvb.de5-17Обсуждение• Использование различной семантики вызова дляудаленных и локальных объектов означаетнеполную прозрачность доступа• Стандартный механизм ссылок в Java необеспечивает прозрачности местонахождения• В этом отношении Java/RMI стоит ниже нежелиCOM & CORBA5-189План лекции• Анонс рейтинга• Java/RMI• СОМ5-19СОМ: История• Первая версия СОМ представлена в 1993 г.• Поддержка распределенности представлена вWindows NT 4.0• Различные названия – Network/OLE, DCOM,ActiveX• Построена на основе OSF/DCE5-2010СОМ: Цели• Компонентная модель, обеспечивающаядвоичную инкапсуляцию и двоичнуюсовместимость•Двоичная инкапсуляция: Клиенты не должны бытьперекомпилированы если серверные объектыизменяются (в противовес синтаксическойинкапсуляции)•Двоичная совместимость: Клиентские и серверныеобъекты могут быть разработаны с помощью различныхсредств и языков• СОМ – собственный де-факто стандарт5-21СОМ: Объектная модель иопределение интерфейса• Интерфейсы• Реализации и объекты• Классы• Атрибуты• Операции• Запросы• HRESULTS• Наследование5-2211СОМ: Microsoft IDL (MIDL)• Язык, выражающий концепции СОМ• MIDL:•Язык независимый от языка программирования•В основе лежит OSF/RPC IDL•Вычислительно неполон•Не позволяет ограничивать область видимости спомощью модулей• Доступно связывание с различными языками:Microsoft C++, Visual Basic, J++, а также средствадругих производителей – Delphi, PowerBuilder, ит.д.5-23СОМ: Интерфейсы• Интерфейс определяет протокол, посредством которогообъекты-клиенты связываются с объектами-серверами• Уникальные 128-разр.

идентификаторы UUID[object,UUIDInterfacesuuid(1CF2B120-547D-101B-8E65-08002B2BD118)]interface IOrganization : IUnknown {...};Root Interface[object,uuid(1CF2B120-547D-101B-8E65-08002B2BD116)]interface IClub : IOrganization {...};Interface Inheritance5-2412СОМ: Реализации• Реализует интерфейсы на языкахпрограммирования (С++)#include "Soccer.h"class Player : public IPlayer {private:char* name;short Number;protected:virtual ˜TrainerPlayer(void);public:TrainerPlayer(void);IMPLEMENT_UNKNOWN(TrainerPlayer)BEGIN_INTERFACE_TABLE(TrainerPlayer)IMPLEMENTS_INTERFACE(ITrainer)IMPLEMENTS_INTERFACE(IPlayer)END_INTERFACE_TABLE(TrainerPlayer)void book(); // IPlayer methods};5-25СОМ: Объекты• Объект – экземпляр реализации СОМ ипредставляет собой экземпляр класса всоответствующем языке программирования• Ссылки на объекты СОМ называютсяуказателями на интерфейсы• Указатели на интерфейсы ссылаются на областив основной памяти• Если объект удален, то ссылка указывает наproxy• Ссылки обеспечивают прозрачностьрасположения• Объектные ссылки постоянны (persistent)5-2613СОМ: Классы• Именованные реализации, представляющиетипы, для которых возможно созданиеэкземпляров• Один или несколько интерфейсов• Основной механизм для создания объектов СОМ• Может вернуть указатель на интерфейс кобъекту СОМ5-27СОМ: Объекты, интерфейсы иклассыИнтерфейсреализуетuuid : GUID1..*1..*реализует-Интерфейсопределяетпротокол вызовов-Класс – основноймеханизм длясоздания илиопределенияобъектов СОМКласс-Реализация –класс языкапрограммирования, реализующаяинтерфейс(например, классС++)Реализация1экземплярОбъектlocation : int-Объекты СОМ,экземплярыклассовреализации0..*creates&locatesКласс-Объектэкземплярclsid : GUID10..*15-2814СОМ: Типы• Атомарные типы (платформо-независимые)•Byte, small, short, long, float, double, char, enum,boolean• Конструкторы типов (меньше чем в CORBA)•Struct и array (фиксированной, переменнойдлины и комбинированные)5-29СОМ: Атрибуты• СОМ не поддерживает декларацию атрибутов• Атрибуты должны быть представлены какоперации установки и чтения (set / get)• СОМ использует специальное ключевое словодля обозначения такой операции• Пример:interface IOrganization : IUnknown {[propget] HRESULT Name([out] BSTR val);};5-3015СОМ: ОперацииВид параметраСписокпараметровinterface IClub : IOrganization {[propget] HRESULT NoOfMembers([out] short *val);[propget] HRESULT Address([out] ADDRESS *val);[propget] HRESULT Teams([in] long cMax, [out] long *pcAct,[out,size_is(cMax),length_is(*pcAct)] ITeam *val);[propput] HRESULT Teams([in] long cElems,[in,size_is(cElems)] ITeam *val);[propget] HRESULT Trainers([out] ITrainer *val[3]);[propput] HRESULT Trainers([in] ITrainer *val[3]);HRESULT transfer([in] IPlayer *p);};Возвращает значение,указывающееуспех/неудачуИмя операцииПараметры,напримеруказатель наинтерфейс5-31СОМ: HRESULTS• HRESULTS – 32-битные целые• Результаты выполнения операций возвращаютсячерез входные параметры• Структурированы в виде 4-х полейПризнакуспеханеудачи Резерв31 30-29Кодсредства28-16Информационныйкод15-05-3216Выполнение операции СОМ• Выполнение определяется клиентскимиобъектами•Выполнение определяет:•Указатель на интерфейс серверного объекта•Имя вызываемой операции• Выполнение проводится синхронно• Выполнение может быть:•Статическим•Динамическим (через интерфейс IDispatch)• Клиенты должны проверять HRESULTS5-33Три варианта реализациизапросаОбъект-клиентМежпроцессный вызовс использ.

упрощ. RPCВызов методаЛокальный объектВо внутрипроцессной DLLЛокальный объектв EXE-сервереУдаленный вызовчерез RPCОбъект наУдаленном хосте5-3417Архитектура распределенногоСОМСерверКласс COMКлиентРеализацияObjectCOMProxy Interface LibraryproxyObjectCOMstub Interface LibrarystubSCMSCMРеестрРеестрMicrosoft RPCsOXIDРаспознавательприкладнойуровеньуровеньпредставл.уровеньсессийOXIDОбъектOXIDРаспознаватель5-3518.