北京大学JAVA讲义第九章(续).ppt

北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 用RMI编写一个分布式应用,核心有以下三方面： 定位远程对象 1. 一个应用可以利用RMI的名字服务功能注册器远 程对象。 2. 可以象操作普通对象一样传送并返回一个远程对 象的引用(指针)。 与远程对象通信： 底层的通信由RMI实现，对于系统开发人员来说， 远程调用和标准的Java方法调用没有什么区别。 为需要传递的对象装载类的字节码 RMI允许调用者向远程对象传递一个对象，因此 RMI提供这种装载对象的机制。 1 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 Web ServerClient Server Web Serverregistry URL protocol RMI RMI URL protocol URL protocol RMI 2 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 Compute engin Server Remote object Client task Client task Client task 一、问题的提出 3 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 分布特点: engin开发,先运行,task后定义.写engin时不对执行什 么任务作任何规定.任务可以是任意定制的. 前提条件: 定义任务的类,要规定任务的实现步骤,使得这个任务 能够提交给engin去执行.使用server上的 CPU资源. 技术支持: RMI的动态装载功能. 4 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 远程对象 clientserver A m1 远程方法 A.m1() 远程对象必须继承远程接口 确定那些方法是远程方法,为此定义远程接口 远程接口只负责提供方法名,不一共实现细节,因此必须由一个对 象来实现接口 executeTask compute engine Compute execute Task 5 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 二、设计一个服务器 核心协议:提交任务,执行任务,返回结果 clientclient 在java中远程调用是通过定义远程接口来实现的, 一个接口只能有一个方法 不同类型的任务,只要他们实现了Task类型,就可 以在engin上运行. 实现这个接口的类,可以包含任何任务计算需要的 数据以及和任何任务计算需要的方法. 6 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 （1）定义远程接口 第一个接口:compute package compute; import java.rmi.Remote; import java.rmi.RemoteException; public interface Compute extends Remote Object executeTask(Task t) throws RemoteException; package compute; import java.io.Serializable; public interface Task extends Serializable Object execute(); 第二个接口:定义一个task类型, 作为参数传给executeTask方法, 规定了engin与它的任务之间的 接口,以及如何启动它的任务.它 不是一个远程接口 executeTask compute engine Compute execute Task 7 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 Compute engin的设计要考虑以下问题: 1. compute engine是一个类 ComputeEngine ,它实现 了 Compute接口,只要调用该类的方法executeTask, 任 务就能提交上来. 2. 提交任务的Client 端程序并不知道任务是被下载 到engin上执行的.因此client在定义任务时并不需要包 含如何安装的server端的代码. 3. 返回类型是对象,如果结果是基本类型,需要转化成 相应的对等类. 4. 用规定任务如何执行的代码填写execute方法. 8 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 （2）实现远程接口 一般说来,实现一个远程接口的类至少有以下步骤: 1. 声明远程接口 2. 为远程对象定义构造函数 3. 实现远程方法 engin中创建对象的工作可以在实现远程接口类的 main函数中实现: 1. 创建并安装安全管理器 2. 创建一个或更多的远程对象的实例 3. 至少注册一个远程对象 9 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 package engine; import java.rmi.*; import java.rmi.server.*; import compute.*; public class ComputeEngine extends UnicastRemoteObject implements Compute public ComputeEngine() throws RemoteException super(); public Object executeTask(Task t) return t.execute(); public static void main(String args) if (System.getSecurityManager() = null) System.setSecurityManager(new RMISecurityManager(); String name = “/host/Compute“; try Compute engine = new ComputeEngine(); Naming.rebind(name, engine); System.out.println(“ComputeEngine bound“); catch (Exception e) System.err.println(“ComputeEngine exception: “ + e.getMessage(); e.printStackTrace(); 10 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 在构造函数中,通过super(), a UnicastRemoteObject 被启动,即它可以侦听客户端来的请求输入 只有一个远程方法,参数是客户端远程调用这个方法 时传来的任务.这个任务被下载到engin,远程方法的内 容就是调用客户端任务的方法,并把结果回送给调用者 .实际上这个结果是在客户的任务的方法中体现的. executeTask compute engine Compute execute Task callexecuteTask(task) 11 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 参数传递规则: 1. 远程对象通常通过引用传递.一个远程对象的引 用是一个stub,它是客户端的代理.它实现远程对象中 的远程接口的内容 2. 本地对象通过串行化拷贝到目的. 如果不作制 定,对象的所有成员都将被拷贝. 12 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 通过引用传递一个对象，意味着任何由于远程调 用引起的变化都能反映在原始的对象中。 当传递一个远程对象时，只有远程接口是可用的 ， 而在实现类中定义的方法或者是非远程接口中的 方法，对接收者来说是不可用的 在远程方法调用中，参数，返回值，异常等非对 象是值传送. 这意味着对象的拷贝被传送到接受方 。任何在对象上发生的变化不影响原始的对象 一旦服务器用rmi注册了，main方法就存在了， 不需要一个守护线程工作维护服务器的工作状态， 只要有一个computer engin的引用在另一个虚拟机 ，computer engin就不会关闭 13 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 三、实现一个客户程序 目标：创建一个任务，并规定如何执行这个任务 。 client Pi computePi package compute; public interface Task extends java.io.Serializable Object execute(); task不是远程接口，但是需要传递到服务器，因 此用串行化 ExecuteTask()execute() 14 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 computePi的作用 装载安全管理器 生成一个远程对象 comp 生成任务对象 Look up(ComputeEngin),获得了stubs Pi task=new Pi() 调用ComputeEngin的远程方法 获得计算结果 Comp.executeTask(task) 15 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 package client; import java.rmi.*; import java.math.*; import compute.*; public class ComputePi public static void main(String args) if (System.getSecurityManager() = null) System.setSecurityManager(new RMISecurityManager(); try String name = “/“ + args0 + “/Compute“; Compute comp = (Compute) Naming.lookup(name); Pi task = new Pi(Integer.parseInt(args1); BigDecimal pi = (BigDecimal) (comp.executeTask(task); System.out.println(pi); catch (Exception e) System.err.println(“ComputePi exception: “ + e.getMessage(); e.printStackTrace(); 16 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 Pi的作用 computepi rmiregistry Compute engin 实现Task接口 实现execute算法 17 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 package client; import compute.*; import java.math.*; public class Pi implements Task private static final BigDecimal ZERO = BigDecimal.valueOf(0); private static final BigDecimal ONE = BigDecimal.valueOf(1); private static final BigDecimal FOUR = BigDecimal.valueOf(4); private static final int roundingMode = BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN; public Pi(int digits) this.digits = digits; 18 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 public Object execute() return computePi(digits); * * pi/4 = 4*arctan(1/5) - arctan(1/239) * public static BigDecimal computePi(int digits) int scale = digits + 5; BigDecimal arctan1_5 = arctan(5, scale); BigDecimal arctan1_239 = arctan(239, scale); BigDecimal pi arctan1_5.multiply(FOUR).subtract(arctan1_239).multiply(FOUR); return pi.setScale(digits, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); 19 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 /* * Compute the value, in radians, of the arctangent of * the inverse of the supplied integer to the speficied * number of digits after the decimal point. The value * is computed using the power series expansion for the * arctangent: * arctan(x) = x - (x3)/3 + (x5)/5 - (x7)/7 + * (x9)/9 . */ 20 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 public static BigDecimal arctan(int inverseX, int scale) BigDecimal result, numer, term; BigDecimal invX = BigDecimal.valueOf(inverseX); BigDecimal invX2 = BigDecimal.valueOf(inverseX * inverseX); numer = ONE.divide(invX, scale, roundingMode); result = numer; int i = 1; do numer =numer.divide(invX2, scale, roundingMode); int denom = 2 * i + 1; term = numer.divide(BigDecimal.valueOf(denom), scale, roundingMode); if (i % 2) != 0) result = result.subtract(term); else result = result.add(term); i+; while (pareTo(ZERO) != 0); return result; 21 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 由于Rmi的存在，系统可以做到： 1、可以直接通过名字定位远程方法的位置 2、以参数的形式将一个对象传递给一个远程方 法 3、可以使一个对象到另外一个虚拟机上运行 4、计算结果可以返回 22 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 将接口，远程对象，客户代码分成三个程序包： 1. compute ( Compute and Task interfaces) 2. engine ( ComputeEngine implementation class and its stub) 3. client ( ComputePi client code and Pi task implementation) 23 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 接口compute对于编程双方都是需要的,通常将接 口文件打成包,分发给server和client的开发者: 假设接口的开发者将写好的接口程序放在 c:homewaldosrccompute目录下 cd c:homewaldosrc javac computeCompute.java javac computeTask.java jar cvf compute.jar compute*.class 24 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 类文件必须是网络可访问的,rmi利用URL定位类 文件 假设 ComputeEngine.java 存放在 c:homeannsrcengine 假设 compute.jar存放在 c:homeannpublic_htmlclasses. 设置环境变量 CLASSPATH=c:homeannsrc;c:homeannpubl ic_htmlclassescompute.jar 25 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 编译 ComputeEngine.java,产生一个 stub,并使 stub是网络可访问的. 产生stub的命令是rmic,生成的文件形式为: className_Stubs.class和className_skeleton.class 命令如下: cd c:homeannsrc javac engineComputeEngine.java rmic -d . engine.ComputeEngine md c:homeannpublic_htmlclassesengine copy engineComputeEngine_*.class c:homeannpublic_htmlclassesengine 26 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 展开接口文件 cd c:homeannpublic_htmlclasses jar xvf compute.jar 27 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 执行程序 1. 在启动compute engine之前, 首先要启动RMI的 registry。 unset CLASSPATH start rmiregistry 2. 启动Server. 确认compute.jar文件和实现远程对象的类在指定的 class路径下 set CLASSPATH= c:homeannsrc;c:homeannpublic_htmlclassescomput e.jar 28 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 启动 compute engine时,要规定服务器端的类在什 么情况下是可用的。启动Compute engine java -Djava.rmi.server.codebase= file:/c:homeannpublic_htmlclasse s/ -Djava.rmi.server.hostname= -Djava.security.policy=java.policy engine.ComputeEngine 29 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 3. 启动 Client 指定类(pi)的位置 set CLASSPATH= c:homejonessrc; c:homejonespublic_htmlclassescompute.jar -java -Djava.rmi.server.codebase= file:/c:homejonespublic_html classes/ -Djava.security.policy=java.policy client.ComputePi localhost 20 输入完上述命令后，得到结果 3.14159265358979323846 30 北京大学 计算机系代亚非 9.6 一个RMI的分布式应用的实例 31 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 windowsNT （C+） Sun （Java） Netscape （COBOL） client 32 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 CORBA技术和Java技术的结合-Java IDL 什么是IDL? IDL是CORBA规范中的接口定义语言,不依赖于 任何具体的编程语言. CORBA提供了到各种不同语言的IDL映射. Java IDL是CORBA到Java的映射,使Java也支持 CORBA规范 Java IDL和Java RMI非常相似,RMI只支持Java 语言写的分布对象,Java IDL可以和CORBA支持的 任何一种语言编写的ORB对象进行交互 Java RMI和Java IDL目前使用的通信协议不同, 分别是JRMP和IIOP. 33 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 在Java IDL中,客户端通过引用与远程的对象进行 交互,即客户机使用stubs对远程服务器上的对象进 行操作,但并不拷贝服务器上的对象. Java RMI即可以通过引用,也可以将对象下载到 本地机上运行(因为有串行化功能). Java实现简单,但语言不兼容 Java IDL则可以充分发挥语言无关的优势 34 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 IDL Java的技术组成: IDL至Java的编译器:idltojava 生成客户端的stubs和服务器端的skeleton CORBA API 和 ORB 一个简单的名字服务 35 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 IDL接口 IDL编译器 （C+, Java） 服务程序 IDL Stub 客户应用 对象实现 Skeleton C+, Java编译器 C+, Java编译器 客户程序 应 用 开 发 者 36 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 ORB内核 BOA IDL SkeletonIDL文件 IDL编译器 对象实现 应用开发者 事件感知部分 事件适配部分 事件处理分发部分 事件处理部分 从反应式Agent的角度看 37 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 CORBA编程实例 运行在浏览器中的客户对象与远程的服务对象交 互,客户端的表现是在浏览器中点击一个button，就 会在一个文本域中返回服务端的时间，同时也在服 务端的标准输出上打印该时间。 button The data in server side is 2000.6.1 12：56：00server 时间是一个对象 38 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 ORB CLIENT STUBS SKELETONS SERVER ORB IIOP METHOD REQUEST OBJECT REFERENCESERVANT 39 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 1. 首先是定义交互接口，在文件dateit.idl中。 module TheDate （相当于包） interface DateIt string dateit(); ; ; 2. 用IDL接口到Java语言的映射 jidl dateit.idl 该命令会生成几个相关的java文件： DateIt.java DateItHelper.java DateItHolder.java _DateItImplBase.java StubForDateIt.java 40 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 3. 编写服务对象的程序，在文件DateIt_impl.java中 package TheDate; / jidl 产生的Java文件放在TheDate 包中 import org.omg.CORBA.*; import java.io.*; import java.awt.*;import java.util.Date; import java.lang.System; public class DateIt_impl extends _DateItImplBase /扩展了 jidl 生成的抽象类_DateItImplBase String date_time; public String dateit() date_time=(new Date().toString(); /获取时间 System.out.println(date_time); return date_time;/ 向客户端返回时间串 41 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 4. 编写服务方的程序，在文件Server.java中。 package TheDate; import org.omg.CORBA.*;import java.io.*; public class Server public static void main(String args) try / 创建ORB和BOA对象实例 ORB orb = ORB.init(args, new java.util.Properties(); / 生成服务对象实 例 BOA boa = orb.BOA_init(args); DateIt_impl p = new DateIt_impl(); /创建服务对 象实例 42 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 / 保存引用 try String ref = orb.object_to_string(p); /将对象编码成字符串 String refFile = “date.ref“; FileOutputStream file = new FileOutputStream(refFile); PrintStream out = new PrintStream(file); out.println(ref); /存入文件date.ref中 out.flush(); file.close(); catch(IOException ex) System.err.println(“Cant write to“ +ex.getMessage(); System.exit(1); 43 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 /将引用存入html文件中，参见后面列出的date.html 文 try String ref = orb.object_to_string(p); String refFile = “c:InetpubwwwrootDocsdate.html“; FileOutputStream file = new FileOutputStream(refFile); PrintStream out = new PrintStream(file); out.println(“); 44 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 /指由Client.java编译成的class文件 out.println(“); /将由服务对象转化成的字符串存入超文本文件中 out.println(“); out.println(“); name=org.omg.CORBA.ORBSingletonClass “ + “value out.println(“); out.flush(); file.close(); /这样浏览器调入该超文本页面时，会运行Client.class 的applet，并将包含标识服务对象的字符串由参数ior传递给 applet。 catch(IOException ex) System.err.println(“Cant write to ”+ex.getMessage()+“”); System.exit(1); 45 北京大学 计算机系代亚非 9.7 基于CORBA的分布式应用系统的实例 / 服务对象就绪，准备接受请 b