Lập trình phân tán với java RMI

Trang 222 Chng 10: LP TRÌNH PHÂN TÁN VI JAVA RMI ( REMOTE METHOD INVOKE) Lp trình phân tán vi RMI là mt trong nhng vn  nóng bng ca nn công nghip phn mm ngày nay.  giúp các bn có các kin thc c bn v lp trình phân tán và công ngh lp trình phân tán RMI. Chng này ta tho lun v các khía cnh ó. Sau khi hc xong chng này ngi hc có th: Hiu c khái nim v lp trình phân tán và công ngh RMI ng dng công ngh RMI  xây dng các ng dng phân tán Chuyn tham s cho phng thc triu gi t xa và nhn kt qu tr v t phng thc triu gi t xa I. RMI và lp trình phân tán i tng Thông thng mã lnh ca mt chng trình khi thc thi c tp trung trên cùng t máy, ây là cách lp trình truyn thng. S phát trin nh v bão ca mng máy tính c bit là mng Internet toàn cu, ã khin các chng trình truyn thng này không còn áp ng c yêu cu na. Các chng trình bây gi yêu cu phi có s hp tác x lý, tc là mã lnh ca nó ã không tp trung trên mt máy mà c phân tán trên nhiu máy. Khi t ng dng có mã lnh thc thi c phân tán trên nhiu máy thì chng trình ó c i là chng trình phân tán và vic lp trình  to ra các chng trình này c gi là lp trình phân tán. Có rt nhiu công ngh lp trình phân tán nh: DCOM, CORBA, RMI, EJB trong ó RMI là công ngh thun Java và d lp trình nht. Thông thng nu các i tng c tp trung trên cùng mt máy thì bn có th triu gi các phng thc ca nó bng cách gu cho nó mt thông báo, câu hi t ra là làm th nào  có th triu gi các phng thc ca mt i tng nm trên mt máy khác. ây chính là ni dung ca lp trình phân tán mã lnh RMI (Remote Method Invoke – tm ch là triu gi phng thc t xa). RMI là cách thc giao tip gia các i tng Java có mã lnh cài t (bao gm c phng thc và thuc tính) nm trên các máy khác nhau có th triu gi ln nhau. Hình sau mô hình triu gi i tng phân tán. Trên máy A các i tng A1, A2 i các phng thc ca nhau c gi là triu gi phng thc cc b (local method invoke) ây là cách lp trình hng i tng truyn thng vn s dng, tng t các i ng B1, B2, B3 là các i tng cc b. Tuy nhiên các i tng Java có th triu gi phng thc ca mt i tng nm trên mt máy khác da vào giao thc triu gi t xa RMI. Trong mô hình di ây thì li triu gi phng thc ca i tng B2 ( nm trên máy B) ti tng A1 ( nm trên máy A) là li gi phng thc t xa. Trang 223 II. Gi phng thc t xa và các vn  phát sinh Vic triu gi mt phng thc t xa thot nhìn có vn gin nhng thc t li phc tp hn triu gi phng thc cc b. Các i tng trên hai máy khác nhau hot ng trên hai tin trình khác nhau (có hai không gian a ch khác nhau) nên vic tham chiu bin a chi tng là khác nhau. Ví d khi bn truyn mt i tng cho mt phng thc triu gi t xa thì thc s bn truyn mt tham chiu i tng n phng thc t xa, tuy nhiên vùng nh thc s ca i tng li nm trên mt máy khác. Li gi phng thc cc b luôn tr v kt qu thông qua ngn xp trong khi li gi phng thc  xa kt qu tr v phi thông qua kt ni mng chính vì vy các s c v truyn thông luôn có th sy ra, nh vy vic bt và kim soát li trong các ng dng phân tán là rt t. III. Vai trò ca các lp trung gian  i vi li gi phng thc cc b, các tham s truyn vào phng thc cng nh t qu tr v t phng thc c thc hin thông qua ngn xp (stack) trong khi li gi phng thc t xa phi c óng gói và chuyn qua mng.  n gin và trong sut i vi ngi lp trình i tng Java trên hai máy khác nhau không triu gi phng thc ca nhau mt cách trc tip mà thông qua lp trung gian. p trung gian tn ti  c hai phía: phía máy khách (ni gi phng thc ca i tng  xa) và máy ch (ni i tng thc sc cài t). Phía máy khác lp trung gian này c gi là stub (lp móc), phía máy ch lp trung gian c gi là skeletion (lp ni). Ta có th hình dung lp trung gian stub và skel là hai ngi trung gian giúp các i ng  xa có th giao dch c vi nhau. Máy A A1 A2 Máy B B1 B2 B3 Máy C C Hình 1: Mô hình triu gi các phng thc t xa Trang 224 Trong hình trên bn có i tng C1 c cài t trên máy C. trình biên dch Java giúp ta to ra hai lp trung gian C1_stub và C1_skel. Lp C1_stub c mang v máy A. Khi A1 trên máy A triu gi phng thc ca i tng C1 nó s chuyn li gi phng thc cho lp trung gian C1_stub. Lp trung gian C1_stub có trách nhim óng gói các tham  chuyn tham s qua mng n phng thc c triu gi ca i tng C1. Trên máy C lp trung gian C1_Skel có nhim v nhn các tham s và chuyn vào vùng a ch thích p sau ó gi phng thc tng ng. Kt qu tr v (nu có) ca phng thc do C1 tr  sc lp C1_Skel óng gói và chuyn ngc v cho trình khách. Trên máy khách lp trung gian C1_Stub chuyn giao kt qu cui cùng li cho A1. Bng c ch này A1 luôn ngh rng i tng C1 ang tn ti ngay trên cùng máy vi nó nh các i tng cc b khác. Hn na nh có lp trung gian C1_Stub mà khi kt ni mng gp s c thì lp trung gian stub s luôn bit cách thông báo li n i tng A1. Thc t làm cách nào A1 tham chiu c n C1, mt khi không có i tng C1 c cài t trên máy A? C1_Stub trên máy A ch thc hin vic chuyn tham s, nhn kt qu tr v nu có và thc hin các giao thc mng, nó không phi là hình nh ca C1.  làm c u này i tng C1 cn cung cp mt giao din tng ng vi các phng thc mà các i tng trên máy khác có th triu gi. Chúng ta tip tc làm sáng tìêu này khi nói  giao din t xa. IV. Cài t i tng phân tán 1. Giao din t xa Khi bn mun to ra mt s vt t xa thì bn che mt n cài t nn bng cách truyn qua mt giao din. Vy khi khách thu c mt tham chiu n i tng t xa thì thc cht ó là mt giao din. Máy A C1_stub A1 A1 B1_stub Máy C C1_skel C1 Máy B B1 B1_skel Hình 2: Gi phng thc ca i tng thông qua lp trung gian Trang 225 Khi to ra mt giao din t xa, thì bn phi tuân theo các hng dn sau: Giao din t xa phi là mt giao din public, tc là khi to ra mt giao din t xa ta phi thêm t khoá public vào trc nh ngha giao din. Bng không, khi bn tham chiu n i tng t xa bn s thu c mt ngoi l Giao din t xa phi là giao din c k tha t giao din Remote i phng pháp trong giao din t xa phi khai báo RemoteException trong mnh  throws bên bt c ngoi l nào khác, tc là tt c các phng thc trong giao din t xa u phi ném ra ngoi l RemoteException u tham s truyn cho phng thc hoc giá tr nhn v t thc triu gi t xa là mt i tng thì i tng ó phi trin khai giao din Remote hoc giao din Serializable Thông thng bn thng thy mt giao din t xa có cu trúc nh sau: import java.rmi.*; public interface RemoteInterface extends Remote{ [public] ReturnDataType method1([DataType arg1,][ DataType arg2,] ) throws RemoteException; [public] ReturnDataType method2() throws RemoteException; } Ví d 1-1: Sau ây là mt giao din t xa n gin ca ng dng HelloRMI HelloRMI.java import java.rmi.*; public interface HelloRMI extends Remote{ public String sayHello() throws RemoteException; } Nhìn vào giao din này ta thy nó ging bt k giao din nào khác ngoi tr nó c  rng t giao din Remote và tt c các phng thc trong giao din này u phi nem ra ngoi l RemoteException, bn hãy nh rng tt c các phng thc c khai báo trong giao din s tng là public, th nên trong giao din trên bn có th b t khoá public khi khai báo phng thc sayHello. Bn tin hành biên dch javac HelloRMI.java bn s thu c tp tin HelloRMI.class 2. Trin khai giao din t xa Sau khi bn to ra giao din t xa, công vic tip theo mà bn cn phi làm là trin khai tt c các phng thc trong giao din t xa. Ví d 1-2: Sau ây là cài t ca giao din t xa HelloRMI HelloRMIImpl.java import java.rmi.*; public class HelloRMIImpl implements HelloRMI { public String sayHello() throws RemoteException { return "Hello RMI"; } } Vn t ra là làm th nào  cài t i tng HelloRMI lên mt máy (máy 2) và gi phng thc sayHello() ca HelloRMI t máy khác (máy 1)? Nhã nêu  trên ta không i c phng thc sayHello ca HelloRMI mt cách trc tip mà cn có thêm hai lp trung gian là HelloRMIImpl_Stub và HelloRMIImpl_Skel. Da vào lp Trang 226 HelloRMIImpl.class, trình biên dch rmic.exe ca Java s giúp ta to ra hai lp trung gian Stub và Skel. Bn m ca s DOS – Prompt và gõ vào dòng lnh Rmic HelloRMIImpl.class t qu bn s thu c hai tp HelloRMIImpl_Stub.class và HelloRMIImpl_Skel.class 3. Cài t, ng kí i tng t xa Bc tip theo sau khi bn cài t giao din t xa là công vic ng ký nó vi trình rmiregistry theo mu sau: Ví d 1-4: Ví d sau là chng trình ng ký và cài t i tng HelloRMIImpl vi trình ch rmiregistry. Setup.java import java.rmi.server.*; import java.rmi.*; import java.net.*; public class Setup { public static void main(String[] args) { // to ra mt th hin ca i tng t xa HelloRMI h=new HelloRMIImpl(); try { // Khai báo i tng có kh nng triu gi t xa UnicastRemoteObject.exportObject(h); // ng ký nó vi trình rmiregistry Naming.bind("//localhost/hello, h); // có th thay phng thc bind bi phng thc rebind nh sau: // Naming.rebind("//localhost/hello, h); } catch (MalformedURLException ex) { } catch (AlreadyBoundException ex) { } catch (RemoteException ex) { } } } Công vic u tiên bn phi làm khi cài t i tng t xa là to ra mt th hin a i tng t xa. HelloRMI h=new HelloRMIImpl(); bn có th thay bng dòng lnh HelloRMIImpl h=new HelloRMIImpl(); Tip theo bn gi phng thc tnh exportObject ca lp UnicastRemoteObject  máy o java bit i tng h (HelloRMI) là i tng có kh nng truy xut t xa. UnicastRemoteObject.exportObject(h); u ý  s dng c lp UnicastRemoteObject bn phi khai báo import java.rmi.server.*; u chng trình Trang 227 c cui cùng là bn t cho i tng h mt cái tên gi nh và ng ký tên này i bng ký rmiregistry. Phng thc tnh ca lp Naming s thc hin u này Naming.bind("[rmi:]//hostname[:port]/name, h); Phng thc bind có hai tham s: tham s th nht là mt chui nh v URL, i s th hai là bn thân i tng cn ng ký Chui nh v URL có nh dng nh sau: [rmi:]//hostname[:port]/name Trong ó: mri là tên giao thc,ây là phn tu chn, mc nh giao thc là rmi nên bn có th b qua. Hostname là tên ca máy ch hoc a ch IP ca máy ch ni i tng phân tán ang n ti. Port là s hiu cng ca chng trình rmiregistry, ây là tham s tu chn, nu b qua tham s này thì cng mc nh là 1009 Name là tên gi nh ca i tng phân tán Phng thc bind si vào vòng lp vô hn ch kt ni t máy kách. Các chng trình phía máy khách s da vào chui nh v URL mà ta ng ký vi trình rmiregistry  truy tìm tham chiu n i cn dùng. n có th khi ng bng ký rmiregistry này âu? Bn m ca s DOS-Prompt và cho chy chng trình rmiregistry này t dòng lnh nh sau: C:\JDK1.4\bin\rmiregistry.exe u trong WintNT thì bn có th chy nó nh mt dch v bng dòng lnh start C:\JDK1.4\bin\rmiregistry.exe Sau khi khi ng chng trình rmiregistry bng mt trong hai cách bn không thy phn hi gì c bi vì ây là chng trình chy di dng dch v (service). Mc nh rmiregistry lng nghe các kt ni trên cng 1009. Bn có th chnh ng khác cho nó. Ví d lnh sau s khi ng rmiregistry trên cng 2004 C:\Jdk1.4\bin\rmiregistry.exe 2004 Chú ý: Trong java 1 hostname không th là localhost, ngha là nu bn mun th nghim trên máy cc b thì bn phi truyn cho nó mt a ch IP chng hn nh 127.0.0.1 hoc tên ca máy ( bit tên ca máy ca mình bn vào Control Panel\Net Work chn th Indentification và bn s thy tên máy ca mình trong phn Computer Name) RMI s không làm vic chng nào bn cha cài h giao thc TCP/IP. u bn ang kim th trên máy cc b thì bn có thng ký vi trình rmiregistry dn gin nh sau: Naming.bind(“hello”,h); u bn ng ký mt i tng mi vi mt cái tên gi nhã c s dng cho mt i tng khác bn s nhn c mt ngoi l AlreadyBoundException.  ngn cn u này bn nên dùng phng thc Naming.rebind() thay cho phng thc Naming.bind() vì Naming.rebind() b sung mt cái tên mi nu nó cha có và thay th mt cái tên ã tn ti i mt i tng mi. Cho dù phng thc main() kt thúc thì i tng t xa bn to ra và ng ký cho nó t cái tên vn còn ó chng nào mà rmiregistry vn còn ang chy và bn không gi Trang 228 phng thc Naming.unbind() thì s vt này vn còn ó. Bi lý do này, khi bn phát trin ng dng ca mình thì bn cn phi tt rmiregistry và cho chy li nó mi khi bn biên dch i i tng t xa. n không nht thit phi khi ng rmiregistry nh mt tin trình ngoài. Nu bn bit ng ng dng ca mình là ng dng duy nht s dùng sng ký. Thì bn có th bt u nó  bên trong chng trình ca mình bng dòng lnh: LocateRegistry.createRegistry(Port); ây Port là s hiu cng. u này là tng ng vi vic chy rmiregistry Port t du nhc ca DOS-Prompt 4. Vit trình khách triu gi phng thc ca i tng cài t t xa Trình khách triu gi i tng phân tan RMI có th là mt trong các kiu ng dng sau: ng dng console ng dng có giao din  ho ng dng Servlet trang JSP … u duy nht bn phi làm trong chng trình khách là tra cu và ly v giao din  xa t trình ch. Tó tri vic triu gi phng thc t xa ging nh là triu i phng thc ca bt ki tng cc b nào khác. Sau ây là mu chng trình phía trình khách triu gi i tng phân tán RMI import java.rmi.*; import java.rmi.registry*; public Client { public static void main(String args[]) throws RemoteException { // ly v tham chiu i tng phân tán bng phng thc Naming.lookup() RemoteInterface r=(RemoteInterface)Naming.lookup(“[rmi:]//hostname[:port]/name”); // triu gi các phng thc ca i tng t xa } } Ví d 1-5: Sau ây là trình khách triu gi i tng HelloRMI Client.java import java.rmi.*; import java.rmi.registry*; public Client { public static void main(String args[]) throws RemoteException {// ly v tham chiu i tng phân tán bng phng thc Naming.lookup() HelloRMI r=( HelloRMI)Naming.lookup(“//localhost/hello”); // triu gi phng thc sayHello ca i tng t xa System.out.println(HelloRMI.sayHello()); } } Trang 229   truy tìm i tng  xa, chng trình máy khách gi phng thc Naming.lookup(); Phng thc này ch yêu cu i s là chui cho bit a ch ca máy ch và tên ng ký ca i tng. RemoteInterfacer=(RemoteInterface)Naming.lookup(“[rmi:]//hostname[:port]/name”); Mc nh phng thc Naming.lookup() tr v mt tham chiu Object nên bn cn phi ép kiu sang giao din t xa. Bn có th hình dung phng thc Naming.lookup() óng vai trò nh mt dch v tìm kim i tng trên máy ch, nó liên lc vi trình rmiregistry trên máy ch và yêu cu tr  tham chiu i tng cho bn s dng. Còn Naming.bind() óng vai trò nh dch v ng ký. Biên dch và chy trình khách Javac Client.java t c sn sàng, bn hãy chy chng trình khách nh sau: Java Client t qu thu c là li chào “Hello RMI” Hình 3 din t c ch gi phng thc t xa ca các i tng RMI mt cách tng quát: ng ký i tng vi trình rmiregistry bng cách gi phng thc Naming.bind() hoc Naming.rebind(). Máy khách mun gi phng thc ca i tng trên máy ch trc ht cn phi gi phng thc Naming.lookup()  truy tìm tham chiu n i tng  xa theo tên. ng ký s tr v tham chiu ca i tng  xa thông qua giao din t xa. a vào giao din t xa mà trình khách có th gi các phng thc ca i tng  xa. Khi mt phng thc c gi, li gi sc chuyn n lp trung gian _Stub. Lp trung gian này có nhim vóng gói các tham s và chuyn n lp trung gian _Skel trên trình ch. p trung gian trên máy ch s tip nhn các tham s gi n t trình khách và trc tip yêu cu i tng thc thi phng thc và chuyn kt qu (nu có) v cho trình khách. . Ví d 2: Vit lp Calculator, lp này có các phng thc add, less, mul, div dùng  thc hin các phép toán tng ng cng, tr, nhân và chia c 1: to ra giao din t xa - M mt trình son tho bt k gõ vào ni dung nh sau: M¸y kh¸ch M¸y chñ rmiregistry HelloRMIIm pl Naming.bin d Naming.rebi nd Client Naming.looku p 1 2 3 HelloRMI HelloRMIImpl_Stub HelloRMIImpl_Skel 4 5 6 Trang 230 //Calculator.java import java.rmi.*; public interface Calculator extends Remote { float add(float a, float b) throws RemoteException; float less(float a, float b) throws RemoteException; float mul(float a, float b) throws RemoteException; float div(float a, float b) throws RemoteException; } - Ghi li vào th mc C:\NetWork\Server - M ca s DOS-Prompt và gõ vào dòng lnh biên dch nh sau: c 2: Cài t giao din t xa - M trình son tho bt k gõ vào ni dung sau: // CalculatorImpl.java import java.rmi.RemoteException; public class CalculatorImpl implements Calculator { public float add(float a, float b) throws RemoteException { return a+b; } public float less(float a, float b) throws RemoteException { return a-b; } public float mul(float a, float b) throws RemoteException { return a*b; } public float div(float a, float b) throws RemoteException { return a/b; } } - Ghi li vi cái tên CalculatorImpl.java - M ca s DOS_Prompt và gõ vào dòng lnh sau  biên dch Trang 231 sau khi biên dch bn thu c tp tin CalcultatorImpl.class c 3 To ra các lp trung gian _Stub và _Skel n m ca s DOS_Prompt và gõ vào dòng lnh Sau khi thc hin xong lnh này bn s thu c hai lp trung gian là CalcultatorImpl_Stub và CalcultatorImpl_Skel trong cùng th mc C:\network\server c 4: ng ký i tng t xa vi trình rmiregistry - Bn m trình son tho bt k và gõ vào ni dung nh sau: // CalculatorSetup.java import java.rmi.server.*; import java.rmi.*; public class CalculatorSetup { public static void main(String[] args) throws Exception{ Calculator c=new CalculatorImpl(); UnicastRemoteObject.exportObject(c); Naming.rebind("rmi://localhost/Cal",c); } } - Ghi li vi cái tên CalculatorSetup.java trong vào th mc c:\network\server - M ca s DOS_Prompt gõ vào dòng lnh sau: [...]...c 5: Kh i ng d ch v ng ký tên rmiregistry n m c a s DOS-Prompt, chuy n vào th m c C:\NetWork\Server và gõ vào dòng l nh sau: Ch ng trình ang ký ã c kh i ng c 6: Kh i ng trình setup n m c a s DOS-Prompt khác gõ vào dòng l nh Chú ý: N u b n không chuy n vào th m c C:\NetWork\Server tr ang ký thì b n s nh n cm tl i Trang 232 c khi kh i ng d ch Ch ng 11: JAVA JSP (JAVA SERVLET) Trang 233 . lp trình  to ra các chng trình này c gi là lp trình phân tán. Có rt nhiu công ngh lp trình phân tán nh: DCOM, CORBA, RMI, EJB trong ó RMI. Trang 222 Chng 10: LP TRÌNH PHÂN TÁN VI JAVA RMI ( REMOTE METHOD INVOKE) Lp trình phân tán vi RMI là mt trong nhng vn  nóng bng