CORBA: vad, varför, hur?

nextprevious

CORBA: vad, varför, hur?Innehåll

Datornätverk

Behov och krav

CORBA

Historik, principer, arkitektur och beståndsdelar

Exempel i Java

Distribuerad programmering med CORBAFöreläsning 16

Distribuerad programmering med CORBAFöreläsning 16

Läs också den utmärkta och konkreta tutorialen som du hittar på följande adress:

http://www.javasoft.com/docs/books/tutorial/idl/index.html

Läs också den utmärkta och konkreta tutorialen som du hittar på följande adress:

http://www.javasoft.com/docs/books/tutorial/idl/index.html

previous next 2

CORBA

Nätverk av datorer• Idag har vi ett behov av att kommunicera mellan olika datorer

och annan hårdvara

• Vi vill kunna använda olika sätt att lösa ett problem, tex mha olika programmeringsspråk

• Vi vill ha kostnadseffektiva lösningar

• Vi vill inte binda oss till en viss leverantör

• Troligen finns mycket programvara, ny eller gammal, av olika slag i organisationen

previous next 3

CORBA

CORBA (Common Object Request Broker Architecture)

• Standardisering av distribution konstruerad av OMG (Object Management Group)– OMG en sammanslutning av flera hundra (>600) intressenter

för att standardisera objekttekniker• Digital, HP, SUN, IBM, Oracle, Netscape, Microsoft, Ericsson mfl

• Avsikt– att konstruera ett språk- och plattformsoberoende

objektorienterat system för distribution • Tillåter konstruktion av applikationer som kommunicerar över både

plattforms- och språkgränser– minimerar beroendet av både hårdvara och programmeringsspråk

– enklare att använda mjukvara från olika leverantörer

previous next 4

CORBA

... CORBA ...• Baserad på en server-klient-modell

– en server erbjuder service

– en klient utnyttjar den

– på en viss plattform kan vissa objekt ta rollen av servrar medan andra tar rollen av klienter

– ibland tar ”noderna” rollen av både server och klient samtidigt, dvs så kallad ”peer-to-peer” kommunikation

• Finns bindningar till flera programspråk– C++, ADA, Smalltalk, Java, C, COBOL, ...

previous next 5

CORBA

... CORBA STARTA ...• Starta namnserver

– dvs starta det objekt/program som ansvarar för att hantera namngivna delade (/distribuerade) objekt

• Starta server med objekt– bind objektet till namnservern

– låt servern vänta på att klienter skall kommunicera med dess objekt

• Starta klienter och anslut till servern– fråga namnservern om referens till visst objekt

– skicka meddelanden till objektet

previous next 6

CORBA

• Meddelanden mellan klient och server förmedlas av en mäklare, Object Request Broker (ORB)– dom går aldrig direkt utan alltid via ORBen

• Både klient och server ”isolerar” implementationen av klasser med hjälp av IDLer (Interface Description Language)

Object Request Broker

... CORBA ...

KlientObjektets

implementation

IDL”Skelett”

Meddelande (Request)

IDL”Stubbe”

previous next 7

CORBA

...• På serversidan definierar ett så kallat skelett API:et för

ett serverobjekt

• På klientsidan beskrivs serverns objekt med en så kallad stubbe

• Ett protokoll som heter IIOP (Internet Inter-ORB Protocol) definierar hur transport av objekt och meddelanden mellan server och klienter på binär nivå sker– IIOP specificerades i CORBA 2.0, tidigare var inte denna del

standardiserad vilket gjorde att olika implementationer gjorde på sina egna sätt.

previous next 8

CORBA

CORBA innehåller flera ”services”• Några viktiga är

– Lifscykel, grundläggande mekanismer för att skapa, initiera, ta bort objekt mm

– Relations, hanterar relationer mellan objekt

– Namn, namnger delade objekt så att flera klienter unikt kan referera dem

– Persistens, hanterar persistenta objekt, dvs objekt som är långlivade

– Extern lagring, kan flytta objekt mellan intern och externa lagringsformer

– Transaktion, ger en infrastruktur för att hantera transaktioner

– Händelse, låter objekt kommunicera mha händelser – Parallellkontroll, koordinerar objekt och access till delade resurser

• Några andra (ett urval)– Trader, erbjuder sätt att "hitta" objekt utgående önskad service

– Säkerhet, erbjuder säkerhetsmekanismer som identifiering och auktorisering

– Time, för synkronisering av händelser, hantering av alarm och liknande

previous next 9

CORBA

Kommunikationen mellan klienter och servrar

• Lös koppling till plattform, programspråk och detaljer mha– Adaptorer

• som döljer skillnader

– Brokers• förmedlar meddelanden

– Bryggor mellan protokoll• det finns bryggor mellan olika protokoll

previous next 10

CORBA

CORBA och API-beskrivningar• I CORBA beskrivs gränssnitten (API:erna) för objekten med så

kallade IDL:er, dvs grässnittsbeskrivningar.

• En IDL påminner till stor del om Java:s gränssnittsbeskrivningar (dvs Java:s interface).– En IDL kan dock innehålla konstruktioner som har sitt ursprung i C/C++,

som tex typedef, struct och sequence– Vidare deklareras parametrar till metoder som antingen

• in, parameterns värde skickas med som argument till metoden, dvs den typ av parameteröverföring Java använder sig av

• out, parameterns värde sätts i metoden och anropande variabel förändras• inout, parametern används som både in och out samtidigt

• Gränssnitt organiseras så att ett eller flera gränssnitt definieras i en modul (eng. module)

previous next 11

CORBA

Exempel: Steg 1) Gör gränssnittsbeskrivningmodule MyApp

{

interface MyInterface

{

string myMethod();

};

};

modulenamnetblir ett package

i Java då vi "kör"idltojava

och IDL-interfacetblir ett vanligtJava-interface

CORBAs stringblir sedan String

i Java då vi implementerarmotsvarande Java-interface

(via idltojava)

previous next 12

CORBA

Steg 2) På serversidan ...• I koden på serversidan kontaktar vi först aktuell ORB

• Därefter skapar vi en referens till namnservern

• Vi skapar ett serverobjekt (dvs en vanlig instans i Java) och "registrerar" det hos namnservern

• Till slut låter vi servern vänta på att serva anslutande klienter

• (Vi kan självklart registrera flera objekt på servern om vi vill)

previous next 13

CORBA

... så här ser det ut i Java ...• Skapa referens till ORB (args innehåller adress för namnservern)

ORB orb = ORB.init(args, null);

• Fråga ORB om namnserver

org.omg.CORBA.Object nameServiceRef =

orb.resolve_initial_references("NameService");

• Gör om referensen till ett namnkontextobjekt

NamingContext ncRef =

NamingContextHelper.narrow(nameServiceRef);

• Skapa ett en instans av ett objekt som implementerar MyInterface och registrera det i ORBen

MyServerClass objectRef = new MyServerClass();

orb.connect(objectRef);

previous next 14

CORBA

... serversidan ...• Konstruera ett namnkomponentobjekt med ett namn för

objektreferensen som vi vill dela

NameComponent nc =

new NameComponent("MittObjektNamn", "");

NameComponent path[] = {nc};

• Bind objektet objectRef till namnet path i namnservern, så att klienter kan referera till det. Dvs om någon klient sedan ber namnservern om ett objekt med detta namn så får den en referens till objectRef.

ncRef.rebind(path, objectRef);

• Vänta på att klienter skall ansluta

java.lang.Object sync = new java.lang.Object(); synchronized (sync) {sync.wait();}

previous next 15

CORBA

Steg 3) Konstruera klientPå klientsidan refererar vi ORBen på samma sätt som påserversidan, dvs

• Vi kontaktar namnservern

• Vi ber namnservern om referens till namngivet objekt

• Vi skickar meddelanden till objektet

• (självklart kan vi be namnservern om flera objekt och hantera alla dessa parallellt på klienten)

previous next 16

CORBA

... så här ser klientens kod ut i Java ...• Skapa referens till ORB (args anger adress för namnservern även här)

ORB orb = ORB.init(args, null);

• Fråga ORB om namnserver

org.omg.CORBA.Object nameServiceRef =

orb.resolve_initial_references("NameService");

• Gör om referensen till ett namnkontextobjekt

NamingContext ncRef =

NamingContextHelper.narrow(nameServiceRef);

• Konstruera ett namnkomponentobjekt med samma namn som det objekt som skapades på serversidan (som synes på exakt samma sätt också)

NameComponent nc = new

NameComponent("MittObjektNamn", "");

NameComponent path[] = {nc};

previous next 17

CORBA

... klientsidan ...• Be namnservern om en referens till det objekt som har samma namn som

namnkomponentobjektet

MyInterface objectRef =

MyInterfaceHelper.narrow(ncRef.resolve(path));

• Skicka meddelande till serverobjektet (på exakt samma sätt som ett meddelande till ett icke distribuerat objekt)

String result = objectRef.myMethod();

System.out.println("Serverobjektet svarade: " +

result);

Be namnservernom generiskt CORBA-objekt med givet namn

Omvandla referensen tillett Java-objekt

som implementerarinterfacet

previous next 18

CORBA

Konstruera klass och IDL• Konstruera en IDL-beskrivning av gränssnittet mot klassen som konstrueras

– server och klient kan ha olika definitioner (fast ofta används likadan IDL för både server och klienter)

• Generera hjälpklasser– i JDK1.2 används kommandot idltojava

• Skriv server med klassbeskrivning och instans för objektet som klienter skall kunna kommunicera med– Registrera objektet i ORBen och associera det med globalt namn (så att den unikt

kan identifieras hos server och alla klienter). Vanligen används namnserver.

• Skriv klienter som via ORB och (vanligen) namnserver refererar serverobjektet och sedan skickar meddelanden till det

previous next 19

CORBA

IDL (Interface Description Language)

• Ett programspråksneutralt sätt att beskriva en klass

• Några huvuddelar:– statiskt typat

– "fördefinierade" primitiva typer• med long, float, boolean, char, void, any osv

– metoder och argument deklareras med typ

– moduler som innehåller gränssnittsbeskrivningar

– gränssnitt (Interface)• Kan användas som typ

• Kan ärva från andra interface

• Javas Interface har stora likheter med CORBAs interface

– datatyper, konstanter, operationer, fält, parametrar• parametrar deklareras med typ och som in, out eller inout

– undantagshantering (exceptions)• undantag som skall kastas av metoder i klass deklareras i interfaces

any motsvararJavas Object

previous next 20

CORBA

... IDL exempel, modul med fyra gränssnitt ...module CosEventComm {

exception Disconnected {};

interface PushConsumer {

void push (in any event_data) raises (Disconnected);

void disconnect_push_consumer ();};

interface PushSupplier {

void disconnect_push_supplier ();};

interface PullConsumer {

void disconnect_pull_consumer ();};

interface PullSupplier {

any pull () raises (Disconnected);

any try_pull (out boolean has_event) raises (Disconnected);

void disconnect_pull_supplier ();};

};

Kan kastaundantag

event_data:svärde skickasmed som argument

has_eventges värde i metoden try_pull

Undantag deklareras pådetta sätt

previous next 21

CORBA

Java IDL• I Java IDL gör vi först gränssnittsbeskrivningen

– INTERFACE.idl

• Med kommandot idltojava genereras filer som vi kan utnyttja vid skrivandet av server och klienteridltojava INTERFACE.idl

– En katalog med samma namn som modulen skapas och en Java-interface-beskrivning motsvarande IDL-beskrivningen skapas.

– En del hjälpklasser som gör det enkelt att skriva servrar och klienter konstrueras

– Alla dessa klasser definieras automatiskt tillhöra ett package med samma namn som modulen (och därmed också den nyskapade katalogens)

previous next 22

CORBA

...• Följande fem filer skapas:

INTERFACE.java• Javaversionen av interfacet

_INTERFACEImplBase.java• serverskellett som implementerar interfacet

_INTERFACEStub.java• klientstubbe som implementerar interfacet

INTERFACEHelper.java• en klass med statiska hjälpmetoder (tex narrow() som behövs för att ovandla CORBA-objektet till INTERFACE-typen)

INTERFACEHolder.java• "Håller" en instans av INTERFACE och hjälper till att hantera out och inout variabler som ju inte egentligen finns i Java

previous next 23

CORBA

Exempel: Hello World

• Ett enkelt CORBA-exempel där vi konstruerar ett objekt på en server som returnerar en sträng till den klient som ansluter

• Illustrerar hur IDL-beskrivning görs, hur skelett och stubbar samt andra hjälpklasser automatiskt konstrueras, hur en server respektive klient konstrueras, hur namnserver samt server och klient startas

previous next 24

CORBA

1) Hello World Interface

module HelloApp{

interface Hello {

string sayHello();

};

};

• Filen heter HelloApp.idl

Gränssnittet definierar endasten metod, sayHello, vars

resultat (returvärde)är en sträng (string)

previous next 25

CORBA

2) Skapa hjälpklasser

idltojava -fno-cpp HelloApp.idl

• Katalogen HelloApp och följande filer i denna katalog/package skapas:Hello.java

_HelloImplBase.java

_HelloStub.java

HelloHelper.java

HelloHolder.java

om vi inte vill användaC-preprocessor

(som inte säkert finns)

previous next 26

CORBA

3) Hello World Serverimport HelloApp.*;

import org.omg.CosNaming.*;

import org.omg.CosNaming.NamingContextPackage.*;

import org.omg.CORBA.*;

class HelloServant extends _HelloImplBase {

int i = 0;

public String sayHello()

{return "\nHello world !! (no: " + ++i + ")\n";}

}

här följer en beskrivningav den klass vars instans vi

vill distribuera

_HelloImplBase implementerarinterfacet Hello.javaoch är ett serverskelett,

dvs en brygga mot ORBen

previous next 27

CORBA

...

public class HelloServer {

public static void main(String args[])

{ try{ORB orb = ORB.init(args, null);

org.omg.CORBA.Object objRef =

orb.resolve_initial_references("NameService");

NamingContext ncRef =

NamingContextHelper.narrow(objRef);

HelloServant helloRef = new HelloServant();

orb.connect(helloRef);

NameComponent nc = new NameComponent("Hello", "");

NameComponent path[] = {nc};

ncRef.rebind(path, helloRef);

kontakta ORB

skapa referenstill

namnserver

instansiera server-objekt och regi-

strera det i ORBen

konstruera namnobjektoch bind serverobjektet

till detta namn inamnservern

previous next 28

CORBA

...

// vänta på att klienter skall ta kontakt

java.lang.Object sync = new java.lang.Object();

synchronized (sync) {

sync.wait();

}

} catch (Exception e) {

System.err.println("ERROR: " + e);

e.printStackTrace(System.out);

}

}}

previous next 29

CORBA

4) Hello World Klientimport HelloApp.*;

import org.omg.CosNaming.*;

import org.omg.CORBA.*;

public class HelloClient {

public static void main(String args[])

{try{ORB orb = ORB.init(args, null);

org.omg.CORBA.Object objRef =

orb.resolve_initial_references("NameService");

NamingContext ncRef = NamingContextHelper.narrow(objRef);

NameComponent nc = new NameComponent("Hello", "");

NameComponent path[] = {nc};

Hello helloRef = HelloHelper.narrow(ncRef.resolve(path));

skapa referens tillserverns "Hello"-

objekt

previous next 30

CORBA

...

String hello = helloRef.sayHello();

System.out.println(hello);

} catch (Exception e) {

System.out.println("ERROR : " + e);

e.printStackTrace(System.out);

}

}}

skicka ett meddelande

till serverobjektet

previous next 31

CORBA

5) Kompilera och KörKompilera

javac *.java HelloApp/*.java

Kör

a) starta namnservertnameserv -ORBInitialPort 1050

b) Starta HelloServerjava HelloServer -ORBInitialPort 1050

c) Kör klientjava HelloClient -ORBInitialPort 1050

previous next 32

CORBA

Sammanfattning starta och anslut till namnserver

starta namnservertnameserv -ORBInitialPort PORTNUMMER

starta namnservertnameserv -ORBInitialPort PORTNUMMER

Starta SERVERjava SERVER -ORBInitialHost IPADRESS

-ORBInitialPort PORTNUMMER

Starta SERVERjava SERVER -ORBInitialHost IPADRESS

-ORBInitialPort PORTNUMMER

Kör KLIENTjava KLIENT -ORBInitialHost IPADRESS

-ORBInitialPort PORTNUMMER

Kör KLIENTjava KLIENT -ORBInitialHost IPADRESS

-ORBInitialPort PORTNUMMER

previous next 33

CORBA

Exempel: på att bla definiera metod i klienten som anropas av servern

• I IDL-gränssnittet definierar vi ett gränssnitt för ett objekt som skickas med som parameter från klienten till servern

• Innan klienten anropar servern skapar klienten en instans av detta "callback-objekt" och registrerar det i ORBen

• Från servern skickar vi ett meddelande till detta objekt som resulterar att en metod på klientsidan utförs

• Kodexempel i callback-, kylanläggnings-, respektive meddelandecentralexempel i (också som appendix till utdelade materialet):http://www.nada.kth.se/kurser/kth/2D4334/99-00/contents/exempel.html