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深入Java分布式計算的使用分析

 更新時間:2013年05月06日 16:59:41   作者:  
本篇文章對Java分布式計算的使用進行了詳細的介紹。需要的朋友參考下

如果所有組件都在同一臺計算機的同一個Java虛擬機的同一個堆空間上執(zhí)行是最簡單的,但實際中我們面對的往往不是如此單一的情況,如果用戶端只是個能夠執(zhí)行Java的裝置怎么辦?如果為了安全性的理由只能讓服務器上的程序存取數(shù)據(jù)庫怎么辦?

 

我們知道,大多數(shù)情況下,方法的調(diào)用都是發(fā)生在相同堆上的兩個對象之間,如果要調(diào)用不同機器上的對象的方法呢?

通常,我們從某一臺計算機上面取得另一臺計算機上的信息是通過socket的輸入/輸出流,打開另一臺計算機的socket連接,然后取得outputStream來寫入數(shù)據(jù).但如果要調(diào)用另一臺計算機上,另一個Java虛擬機上面的對象的方法你?我們當然可以自己定義和設計通信協(xié)議來調(diào)用,然后通過Socket把執(zhí)行結果再傳回去,并且還能夠像是對本機的方法調(diào)用一樣,也就是說想要調(diào)用遠程的對象(像是別的堆上的),卻又要像是一般的調(diào)用.

這就是RMI帶給我們的功能.

 

遠程過程調(diào)用的設計

要創(chuàng)建出4種東西:服務器、客戶端、服務器輔助設施和客戶端輔助設施.

1.創(chuàng)建客戶端和服務端應用程序,服務器應用程序時個遠程服務,是個帶有客戶端會調(diào)用的方法的對象

2.創(chuàng)建客戶端和服務器端的輔助設施(helper)他們會處理所有客戶端和服務器的底層網(wǎng)絡輸入/輸出細節(jié),讓客戶端和程序好像在處理本地調(diào)用一樣.

輔助設施的任務輔助設施是個在實際上執(zhí)行通信的對象,他們會讓客戶端感覺上好像是在調(diào)用本機對象,客戶端對象看起來像是在調(diào)用遠程的方法,但實際上它只是在調(diào)用本地處理Socket和串流細節(jié)的代理.在服務器這端,服務器的輔助設施會通過socket連接來自客戶端設施的要求,解析打包送來的信息,然后調(diào)用真正的服務,因此對服務對象來說此調(diào)用來自本地.服務的輔助設施取得返回值之后就把它包裝然后送回去(通過socket的輸出串流)給客戶端的輔助設施.客戶端的輔助設施會解開這些信息傳輸給客戶端的對象

調(diào)用方法的過程

1.客戶端對象對輔助設施對象調(diào)用doBigThing()

2.客戶端輔助設施把調(diào)用信息打包通過網(wǎng)絡送到服務器的輔助設施

3.服務端的輔助設施解開來自客戶端輔助設施的信息,并以此調(diào)用真正的服務.

 

這個過程的描述圖如下:

Java RMI提供客戶端和服務器端的輔助設施對象

Java,RMI已經(jīng)幫我們創(chuàng)建好客戶端和服務器端的輔助設施,它也知道如何讓客戶端輔助設施看起來像是真正的服務,也就是說,RMI知道如何提供相同的方法給客戶端調(diào)用.

此外,RMI有提供執(zhí)行期所需全部的基礎設施,包括服務的查詢以及讓客戶端能夠找到與取得客戶端的輔助設施(真正的服務代理人).

使用RMI,無需編寫任何網(wǎng)絡或輸入/輸出的程序,客戶端對遠程方法的調(diào)用就跟對同一個Java虛擬機上的方法調(diào)用是一樣的.

一般調(diào)用和RMI調(diào)用有一點不同,雖然對客戶端來說,此方法調(diào)用看起來像是本地的,但是客戶端輔助設施會通過網(wǎng)絡發(fā)出調(diào)用,此調(diào)用最終還是會涉及到socket和串流,一開始是本機調(diào)用,代理會把它轉(zhuǎn)成遠程的.中間的信息是如何從Java虛擬機送到Java虛擬機要看輔助設施對象所用的協(xié)議而定.

使用RMI,必須要決定協(xié)議:JRMPIIOP,JRMPRMI原生的協(xié)議,它是為Java間的遠程調(diào)用而設計的,另外一方面,IIOP是為了CORBA而產(chǎn)生的,它讓我們能夠調(diào)用Java對象或其它類型的遠程方法,CORBA通常比RMI麻煩,因為若兩端不全都是Java的話,就會產(chǎn)生一堆可怕的轉(zhuǎn)譯和交談操作.

我們只關心JavaJava的操作,所以會使用相當簡易的RMI.

RMI,客戶端的輔助設施稱為stub,而服務器端的輔助設施稱為skeleton.

 

如何創(chuàng)建遠程服務

1.創(chuàng)建Remote接口

遠程的接口定義了客戶端可以遠程調(diào)用的方法,它是個作為服務的多態(tài)化類.stub和服務都會實現(xiàn)此接口

2.實現(xiàn)Remote接口

這個是真正執(zhí)行的類,它實現(xiàn)出定義在該接口上的方法,它是客戶端會調(diào)用的對象

3.rmic產(chǎn)生stubskeleton

客戶端和服務器都有helper,我們無需創(chuàng)建這些類或產(chǎn)生這些類的源代碼,這都會在執(zhí)行JDK所附的rmic工具時自動地處理掉

4.啟動RMI registry (rmiregistry)

rmiregistry就像電話薄,用戶會從此處取得代理(客戶端的stub/helper對象)

5.啟動遠程服務

必須讓服務對象開始執(zhí)行,實現(xiàn)服務的類會起始服務的實例并向RMI Registry注冊,要有注冊后才能對用戶服務.

服務端代碼

定義接口

復制代碼 代碼如下:

import java.rmi.Remote;
import java.rmi.RemoteException;

/**
 *
 *    MyRemote.java
 *
 *     功   能: TODO
 *     類   名: MyRemote.java
 *
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 * 
 * 
 *     Remote是個標記性的接口,意味著沒有方法,然而它對RMI有特殊的意義,所以必須遵守這項規(guī)則,
 *     注意這里用的是extends,接口是可以繼承其他接口的
 *
 */
public interface MyRemote extends Remote{

    /**
     * 遠程的接口定義了客戶端可以遠程調(diào)用的方法,它是作為服務的多態(tài)化類,也就是說,客戶端會
     * 調(diào)動有實現(xiàn)此接口的stub,而此stub因為會執(zhí)行網(wǎng)絡和輸入/輸出工作,所以可能會發(fā)生各種
     * 問題,客戶端鼻息處理或聲明異常來認知這一類風險,如果該方法在接口中聲明異常,調(diào)用該方
     * 法的所有程序都必須處理或再聲明此異常.
     *
     * 遠程方法的參數(shù)和返回值必須是primitive或serializable的.任何遠程方法的參數(shù)都會被
     * 打包通過網(wǎng)絡傳送,而這時通過序列化完成的,返回值也是一樣.所以,如果使用的是自定義類型
     * 時,必須對其序列化
     * @return
     * @throws RemoteException   
     *                         所有接口中的方法都必須聲明RemoteException
     */
    public String sayHello() throws RemoteException;   

}


業(yè)務實現(xiàn)
復制代碼 代碼如下:

import java.rmi.Naming;
import java.rmi.RemoteException;
import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;

/**
 *
 *    MyRemoteImpl.java
 *
 *     功   能: TODO
 *     類   名: MyRemoteImpl.java
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 *  為了要成為遠程服務對象,對象必須要有與遠程有關的功能,其中最簡單的方法就是繼承UnicastRemoteObject
 *  (來自java.rmi.server)以讓這個父類處理這些工作
 *
 */
public class MyRemoteImpl extends UnicastRemoteObject implements MyRemote{

    /**
     * 父類的構造函數(shù)聲明了異常,所有你必須寫出構造函數(shù),因為它代表你的構造函數(shù)會調(diào)用有風險的程序代碼
     *
     * UnicastRemoteObject有個小問題,它的構造函數(shù)會拋出RemoteException.處理它的唯一方式就是
     * 對自己的實現(xiàn)聲明一個構造,如此才會有地方可以聲明出RemoteException.當類被初始化的時候,父類
     * 的構造函數(shù)一定會被調(diào)用,如果父類的構造函數(shù)拋出異常,我們也必須聲明的自定義的構造函數(shù)會拋出異常
     * @throws RemoteException
     */
    protected MyRemoteImpl() throws RemoteException {

    }

    /**
     * 實現(xiàn)出接口所有的方法,但無需聲明RemoteException
     */
    @Override
    public String sayHello(){
        return "server says, rmi hello world !";
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            /**
             * 我們已經(jīng)有了遠程服務,還必須要讓遠程用戶存取,這可以通過將它初始化并加進RMI Registry
             * (它一定要運行起來,不然此程序就會失敗).當注冊對象時,RMI系統(tǒng)會把stub加到registry中,
             * 因為這是客戶端所需要的.使用java.rmi.Naming的rebind()來注冊服務
             */
            MyRemote service = new MyRemoteImpl();
            /**
             * 創(chuàng)建出遠程對象,然后使用靜態(tài)的Naming.rebind()來產(chǎn)生關聯(lián),所注冊的名稱會提供客戶端查詢
             */
            Naming.rebind("Remote Hello World", service);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}


客戶端代碼
復制代碼 代碼如下:

import java.rmi.Naming;
/**
 *
 *    MyRemoteClient.java
 *
 *     功   能: TODO
 *     類   名: MyRemoteClient.java
 *
 *  ver     変更日       角色    擔當者     変更內(nèi)容
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 *
 */
public class MyRemoteClient {

    public void exec(){
        try {
            /**
             * 客戶端必須取得stub對象,因為客戶端必須要調(diào)用它的方法.這就得靠RMI registry了.客戶端會像查詢電話
             * 簿一樣地搜索,找出上面有相符的名稱的服務.
             * 客戶端查詢RMIRegistry,返回stub對象
             * Naming.lookup("rmi://127.0.0.1/Remote Hello World");
             * 參數(shù)說明
             * rmi://127.0.0.1/Remote Hello World
             * 127.0.0.1表示主機名稱或主機IP地址
             * Remote Hello World必須要跟注冊的名稱一樣
             *
             */
            MyRemote service = (MyRemote)Naming.lookup("rmi://127.0.0.1/Remote Hello World");
            String tmp = service.sayHello();
            System.out.println(tmp);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new MyRemoteClient().exec();
    }
}


對實現(xiàn)出的類(不是remote接口)執(zhí)行rmic

伴隨JDK而來的rmic工具會以服務的實現(xiàn)產(chǎn)生2個心的類stub和skeleton.它會按照命名規(guī)則在遠程實現(xiàn)名稱后面加上_Stub或_Skeleton。rmic有幾個選項,包括了不產(chǎn)生skeleton、觀察產(chǎn)生出類的源代碼或使用IIOP作為通訊協(xié)議等.產(chǎn)生出的類會放在當前目錄下,要記住rmic必須能夠找到所實現(xiàn)的類,因此可能要從實現(xiàn)所在的目錄執(zhí)行rmic(實際中可能需要考慮到包目錄結構和完整名稱,為了簡便這里沒有運用到包)

調(diào)用命令行來啟動rmiregistry,要確定是從可以存取到該類的目錄來啟動,最簡單的方法就是從類這個目錄來運行.

運行截圖如下

注意:

客戶端是使用接口來調(diào)用stub上的方法,客戶端的Java虛擬機必須要有stub,但客戶端不會在程序代碼中引用到stub,客戶端總是通過接口來操作真正的遠程對象

服務器上必須要有stubskeleton,以及服務與遠程的接口,它會需要stub類是因為stub會被代換成連接在RMIRegistry上真正的服務.

使用RMI時常犯的錯誤:

1.忘記在啟動遠程服務錢啟動rmiregistry(使用Naming.rebind()注冊服務前rmiregistry必須啟動)

2.忘記把參數(shù)和返回類型做成可序列化(編譯不會檢測到,執(zhí)行時才會發(fā)現(xiàn))

3.忘記將stub類交給客戶端

 

RMI很適合編寫并運行遠程服務,但我們不會單獨使用RMI來執(zhí)行網(wǎng)站服務,對大型的企業(yè)級應用程序來說,我們需要更多更好的功能.像交易管理、大量并發(fā)處理、安全性和數(shù)據(jù)庫管理等.這就需要用到Enterprise Application Server.

 

JavaEE服務器包括了Web服務器和Enterprise JavaBeans(EJB)服務器. EJB服務器作用于RMI調(diào)用和服務層之間.

 

RMIJINI中的應用

Jini也是使用RMI(雖然也可以用別的協(xié)議),但多了幾個關鍵功能.

1.自適應探索(adaptive discovery)

2.自恢復網(wǎng)絡(self-healing networks)

RMI的客戶端得先取得遠程服務的地址和名稱.客戶端的查詢程序代碼就要帶有遠程服務的IP地址或主機名(因為RMIRegistry就在上面)以及服務所注冊的名稱

但是用JINI,用戶只需要知道一件事,服務所實現(xiàn)的接口!這樣就行.

Jini是用lookup service,該查詢服務比RMI Registry更強更有適應性.因為Jini會在網(wǎng)絡上自動的廣告.當查詢服務上線是,它會使用IP組播技術送出信息給整個網(wǎng)絡.不止這樣,如果客戶端在查詢服務已經(jīng)廣播之后上線,客戶端也可以發(fā)出消息給整個網(wǎng)絡來詢問.

當服務上線時,它會動態(tài)的探索網(wǎng)絡上的JINI查詢服務并申請注冊,注冊時,服務會送出一個序列化的對象給查詢服務,此對象可以是RMI遠程服務的stub、網(wǎng)絡裝置的驅(qū)動程序,甚或是可以在客戶端執(zhí)行的服務本身.并且注冊的是所實現(xiàn)的接口.而不是名稱.

 

自適應探索的運作

1.Jini查詢服務在網(wǎng)絡上啟動,并使用IP組播技術為自己做宣傳

2.已經(jīng)啟動的另外一個Jini服務會尋求向剛啟動的查詢服務注冊.它注冊的是功能而不是名稱,也就是所實現(xiàn)的接口,然后送出序列化對象給查詢服務

3.網(wǎng)絡客戶想要取得實現(xiàn)ScientificCalculator的東西,可是不知道哪里有,所以就問查詢服務

4.查詢服務響應查詢的結果

 

自恢復網(wǎng)絡的運作

1.某個Jini服務要求注冊,查詢服務會給一份租約,新注冊的服務必須要定期更新租約,不然查詢服務會假設此服務已經(jīng)離線了,查詢服務會力求呈現(xiàn)精確完整的可用服務網(wǎng)絡狀態(tài)

2.因為關機所以服務離線,因此沒有更新租約,查詢服務就把它踢掉.


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