9.6 一个 rmi 的分布式应用的实例

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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。

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9.6 一个 RMI 的分布式应用的实例

Web Server Client

Server

Web Server registryURL protocol

RMI

RMI

URL protocol

URL protocol

RMI

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Compute engin

Server

Remote object

Client

task

Client

task

Client

task

一、问题的提出

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• 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 .

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远程对象

client server

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

computeengine

Compute

execute

Task

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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 .

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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

computeengine

Compute

execute

Task

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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 .

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（ 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 m

ain 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

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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(); }}

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• 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

computeengine

Compute

execute

TaskcallexecuteTask(task)

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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 .

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• 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

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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()

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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)

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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 = "//" + args[0] + "/Compute";

Compute comp = (Compute) Naming.lookup(name);

Pi task = new Pi(Integer.parseInt(args[1]));

BigDecimal pi = (BigDecimal) (comp.executeTask(task));

System.out.println(pi);

} catch (Exception e) {

System.err.println("ComputePi exception: " + e.getMessage());

e.printStackTrace(); } }}

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• Pi 的作用

computepi

rmiregistry

Compute

engin

实现 Task 接口

实现 execute 算法

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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 =


private static final BigDecimal FOUR =


private static final int roundingMode =

BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN;

public Pi(int digits)

{ this.digits = digits; }

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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);

}

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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 - (x^3)/3 + (x^5)/5 - (x^7)/7 +

* (x^9)/9 ...

*/

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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 (term.compareTo(ZERO) != 0); return result; }}

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• 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

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• 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 imple

mentation)

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• 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:\home\waldo\src\compute 目录下

• cd c:\home\waldo\src• javac compute\Compute.java• javac compute\Task.java• jar cvf compute.jar compute\*.class

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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:\home\ann\src\engine • 假设 compute.jar存放在 c:\home\ann\public_html\classes. • 设置环境变量• CLASSPATH=c:\home\ann\src;c:\home\ann\publ

ic_html\classes\compute.jar

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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 st

ub 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:\home\ann\src• javac engine\ComputeEngine.java• rmic -d . engine.ComputeEngine• md c:\home\ann\public_html\classes\engine• copy engine\ComputeEngine_*.class

c:\home\ann\public_html\classes\engine

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• 展开接口文件• cd c:\home\ann\public_html\classes• jar xvf compute.jar

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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:\home\ann\src;c:\home\ann\public_html\classes\compute.jar

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• 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:\home\ann\public_html\classes/

-Djava.rmi.server.hostname=

zaphod.east.sun.com

-Djava.security.policy=java.policy

engine.ComputeEngine

•

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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:\home\jones\src;

c:\home\jones\public_html\classes\compute.jar

-java -Djava.rmi.server.codebase=

file:/c:\home\jones\public_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

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9.7 基于 CORBA 的分布式应用系统的实例

windowsNT

（ C++ ）

Sun

（ Java ）

Netscape

（ COBOL ）

client

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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 Jav

a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.

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• 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

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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

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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

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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

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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

2000.6.112 ： 56 ： 00 server

时间是一个对象

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ORB

CLIENT

STUBS SKELETONS

SERVER

ORBIIOP

METHOD REQUEST

OBJECT REFERENCE SERVANT

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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

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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 }}

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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

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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("Can't write to" +ex.getMessage());

System.exit(1);

}

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// 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:\\Inetpub\\wwwroot\\Docs\\date.html";

FileOutputStream file = new FileOutputStream(refFile);

PrintStream out = new PrintStream(file);

out.println("<applet codebase=

\"http://202.118.243.55/docs\" ”+ "code=

\"TheDate/Client.class\" " +”

width=500 height=300>");

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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("<param name=ior value=\"" + ref + "\">");

// 将由服务对象转化成的字符串存入超文本文件中out.println("<param name=org.omg.CORBA.ORBClass " + "value=com.aic.CORBA.IIOPORB>");

out.println("<param =com.aic.CORBA.ORBSingleton>");

name=org.omg.CORBA.ORBSingletonClass " + "value out.println("</applet>");

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(“Can't write to ”+ex.getMessage()+“”);

System.exit(1); }

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// 服务对象就绪，准备接受请boa.impl_is_ready(null);

System.exit(0);

} catch(SystemException ex) {

System.err.println(ex.getMessage());

ex.printStackTrace();

System.exit(1);

}

}

}

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• 5. 编写客户方的程序，在文件 Client.java 中。package TheDate;// 由于 jidl产生的 JAVA文件放在 packag

e TheDate 中，因此该语句是必须的import org.omg.CORBA.*;

import java.io.*;

import java.awt.*;

import java.util.Date;

import java.lang.System;

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9.6 各种主流技术的主要开发过程 --CORBA

public class Client extends java.applet.Applet

{ private DateIt serverdate;

private Button button;

private TextField outdate;

public void init()

{ String ior = getParameter("ior");

//Applet 只能从包含它的 HTML文件获取 IOR 串见 Server.java.

// 产生 ORB 实例 ORB orb = ORB.init(this, null);

// Create client object

org.omg.CORBA.Object obj = orb.string_to_object(ior);

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// 串到对象的转化 if(obj == null) throw new RuntimeException();

serverdate = DateItHelper.narrow(obj);

//产生对象实例，其实是服务对象的映射// 添加 serverdate按钮和文字域 button = new Button("Dateis");

outdate = new TextField("",30);

this.add(button);

this.add(outdate);

}

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// 事件处理 // public boolean action(Event event, java.lang.Object arg)

{ if(event.target == button)

{ outdate.setText("please wait...");

outdate.setText(serverdate.dateit());

// 调用服务对象的函数，返回服务端的时间 return true;

}

else

return super.action(event, arg);

}

}

9.6 一个 rmi 的分布式应用的实例

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