В.В. Кулямин - Технологии программирования. Компонентный подход (1134162), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Асинхронное взаимодействие.Асинхронное взаимодействие позволяет получить более высокую производительность системыза счет использования времени между отправкой запроса и получением ответа на него длявыполнения других задач. Другое важное преимущество асинхронного взаимодействия —меньшая зависимость клиента от сервера, возможность продолжать работу, даже если машина, накоторой находится сервер, стала недоступной.
Это свойство используется для организации221надежной связи между компонентами, работающей, даже если и клиент, и сервер не все времянаходятся в рабочем состоянии.В то же время асинхронные взаимодействия более сложно использовать. Поскольку при такомвзаимодействии нужно писать специфический код для получения и обработки результатовзапросов, системы, основанные на асинхронных взаимодействиях между своими компонентами,значительно труднее разрабатывать и сопровождать.Чаще всего асинхронное взаимодействие реализуется при помощи очередей сообщений. Приотправке сообщения клиент помещает его во входную очередь сервера, а сам продолжает работу.После того, как сервер обработает все предшествующие сообщения в очереди, он выбирает этосообщение для обработки, удаляя его из очереди.
После обработки, если необходим ответ, серверсоздает сообщение, содержащее результаты обработки, и кладет его во входную очередь клиентаили в свою выходную.КлиентВходнаяочередь сервераСерверпоместить сообщениев очередьвзять сообщениеиз очередиРисунок 70. Реализация асинхронного взаимодействия при помощи очередей сообщений.Очереди сообщений могут быть сконфигурированы самыми разными способами. У компонентаможет иметься одна входная очередь, а может — и несколько, для сообщений от разныхисточников или имеющих разный смысл. Кроме того, компонент может иметь выходную очередь,или несколько, вместо того, чтобы класть сообщения во входные очереди других компонентов.Очереди сообщений могут храниться независимо как от компонентов, которые кладут тудасообщения, так и от тех, которые забирают их оттуда.
Сообщения в очередях могут иметьприоритеты, а сама очередь — реализовывать различные политики поддержания или измененияприоритетов сообщений в ходе работы.ТранзакцииПонятие транзакции пришло в инженерию ПО из бизнеса и используется чаще всего (но все жене всегда) для реализации функциональности, связанной с обеспечением различного рода сделок.Примером, поясняющим необходимость использования транзакций, является перевод денег содного банковского счета на другой.
При переводе соответствующая сумма должна быть снята спервого счета и добавиться к уже имеющимся деньгам на втором. Если между первой и второйоперацией произойдет сбой, например, пропадет связь между банками, деньги исчезнут с первогосчета и не появятся на втором, что явно не устроит их владельца. Перестановка операций местамине помогает — при сбое между ними ровно такая же сумма возникнет из ничего на втором счете.В этом случае недоволен будет банк, поскольку он должен будет выплатить эти деньги владельцусчета, хотя сам их не получал.Выход из этой ситуации один — сделать так, чтобы либо обе эти операции выполнялись, либони одна из них не выполнялась.
Такое свойство обеспечивается их объединением в однутранзакцию.Транзакции представляют собой группы действий, обладающие следующим набором свойств.• Атомарность (atomicity). Для окружения транзакция неделима — она либо выполняетсяцеликом, либо ни одно из ее действий транзакции не выполняется. Другие процессы неимеют доступа к промежуточным результатам транзакции.222•Непротиворечивость (consistency).
Транзакция не нарушает инвариантов и ограниченийцелостности данных системы.• Изолированность (isolation). Одновременно происходящие транзакции не влияют друг надруга. Это означает, что несколько транзакций, выполнявшихся параллельно, производяттакой суммарный эффект, как будто они выполнялись в некоторой последовательности.Сама эта последовательность определяется внутренними механизмами реализациитранзакций. Это свойство также называют сериализуемостью транзакций, поскольку любойсценарий их выполнения эквивалентен некоторой их последовательности или серии.• Долговечность (durability).
После завершения транзакции сделанные ею изменениястановятся постоянными и доступными для выполняемых в дальнейшем операций. Еслитранзакция завершилась, никакие сбои не могут отменить результаты ее работы.По первым буквам английских терминов для этих свойств, их часто называют ACID.Свойствами ACID во всей полноте обладают так называемые плоские транзакции (flattransactions), самый распространенный вариант транзакций. Иногда требуется гораздо болеесложное поведение, в рамках которого нужно уметь выполнять или отменять только частьопераций в составе транзакции; бывают случаи, когда процессам, не участвующим в транзакции,нужно уметь получить ее промежуточные результаты.
Сокрытие промежуточных результатовчасто накладывает слишком сильные ограничения на работу системы, если транзакцияпродолжается заметное время (а иногда их выполнение требует нескольких месяцев!). Длярешения таких задач применяются механизмы, допускающие вложенность транзакций друг вдруга, длинные транзакции, позволяющие получать доступ к своим промежуточным результатам,и пр.Одним из широко распространенных видов программного обеспечения промежуточногоуровня являются мониторы транзакций (transaction monitors), обеспечивающие выполнениеудаленных вызовов процедур с поддержкой транзакций. Такие транзакции часто называютраспределенными, поскольку участвующие в них процессы могут работать на разных машинах.КлиентскаязаглушкаКлиентСервернаязаглушкаСерверКоординатортранзакцийначатьтранзакциюидентификатор транзакциивызовсоздание транзакциирегистрация участникадобавление идентификатора транзакциираспаковка идентификатора транзакциирегистрация в данной транзакциивызоврезультатрегистрация участникарезультатзавершитьтранзакциюподтвердить локальновыполнениепротоколаподтвержденияподтвердить локальноРисунок 71.
Схема реализации поддержки распределенных транзакций.Для организации таких транзакций необходим координатор, который получает информациюобо всех участвующих в транзакции действиях и обеспечивает ее атомарность и изолированностьот других процессов. Обычно транзакции реализуются при помощи примитивов, позволяющих223начать транзакцию, завершить ее успешно (commit), с сохранением всех сделанных изменений, иоткатить транзакцию (rollback), отменив все выполненные в ее рамках действия.Примитив «начать транзакцию» сообщает координатору о необходимости создать новуютранзакцию, зарегистрировать начавший ее объект как участника и передать ему идентификатортранзакции.
При передаче управления (в том числе с помощью удаленного вызова метода)участник транзакции передает вместе с обычными данными ее идентификатор. Компонент,операция которого была вызвана в рамках транзакции, сообщает координатору идентификатортранзакции с тем, чтобы координатор зарегистрировал и его как участника этой же транзакции.Если один из участников не может выполнить свою операцию, выполняется откат транзакции.При этом координатор рассылает всем зарегистрированным участникам сообщения онеобходимости отменить выполненные ими ранее действия.Если вызывается примитив «завершить транзакцию», координатор выполняет некоторыйпротокол подтверждения, чтобы убедиться, что все участники выполнили свои действия успешнои можно открыть результаты транзакции для внешнего мира.
Наиболее широко используетсяпротокол двухфазного подтверждения (Two-phase Commit Protocol, 2PC) [3,4], который состоитв следующем.1. Координатор посылает каждому компоненту-участнику транзакции запрос оподтверждении успешности его действий.2. Если данный компонент выполнил свою часть операций успешно, он возвращаеткоординатору подтверждение.Иначе — он посылает сообщение об ошибке.3. Координатор собирает подтверждения всех участников и, если все зарегистрированныеучастники транзакции присылают подтверждения успешности, рассылает им сообщение оподтверждении транзакции в целом.
Если хотя бы один участник прислал сообщение обошибке или не ответил в рамках заданного времени, координатор рассылает сообщение онеобходимости отменить транзакцию.4. Каждый участник, получив сообщение о подтверждении транзакции в целом, сохраняетлокальные изменения, сделанные в рамках транзакции.Если же он получить сообщение об отмене транзакции, он отменяет локальные изменения.Аналог протокола двухфазного подтверждения используется, например, в компонентноймодели JavaBeans для уведомления об изменениях свойств компонента, которые некоторые изоповещаемых о них компонентов-подписчиков могут отменить [5,6]. При этом до внесенияизменений о них надо оповестить с помощью метода vetoableChange() интерфейсаjava.beans.VetoableChangeListener.
Если хотя бы один из подписчиков требует отменитьизменение с помощью создания исключения типа java.beans.PropertyVetoException, его надооткатить, сообщив об этом остальным подписчикам. Если же все согласны, то после внесенияизменений о них, как об уже сделанных, оповещают с помощью метода propertyChange()интерфейса java.beans.PropertyChangeListener.Литература к Лекции 12[1] C. Szyperski.
Component Software Beyond Object-Oriented Programming. Boston, MA:Addison-Wesley and ACM Press, 1998.[2] F. Bachmann, L. Bass, C. Buhman, S. Comella-Dorda, F. Long, J. Robert, R. Seacord,K. Wallnau. Volume II: Technical Concepts of Component-Based Software Engineering, 2ndEdition/ Technical Report CMU/SEI-2000-TR-008.Доступен как http://www.sei.cmu.edu/pub/documents/00.reports/pdf/00tr008.pdf.[3] Э. Таненбаум, М.
ван Стеен. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. СПб.:Питер, 2003.[4] G. Alonso, F. Casati, H. Kuno, V. Machiraju. Web Services. Concepts, Architectures andApplications. Springer-Verlag, 2004.[5] JavaBeans Specification 1.01. Доступна через страницуhttp://java.sun.com/products/javabeans/docs/spec.html.224[6] Документация по библиотекам J2SE http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/api/index.html.[7] D. Schmidt, M. Stal, H. Rohnert, F. Buschmann. Pattern-Oriented Software Architecture.Volume 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
