Учебные примеры: язык Java
В разделе 5.4 был представлен язык Java и программы для чтения и записи простой разделяемой базы данных. В разделе 7.9 было показано, как создать приложение типа "клиент-сервер", используя передачу сообщений через сокеты и модуль j ava. net. Язык Java также поддерживает RPC для распределенных программ. Поскольку операции с объектами языка Java называются методами, а не процедурами, RPC в языке Java называется удаленным вызовом метода (remote method invocation — RMI). Он поддерживается модулями j ava. rmi и j ava. rmi. server.
Ниже приведен обзор удаленного вызова методов, а его использование иллюстрируется реализацией простой удаленной базы данных. База данных имеет тот же интерфейс, что и в предыдущих примерах на языке Java из главы 5, но в ее реализации использованы клиент и сервер, которые выполняются на разных машинах.
8.5.1. Удаленный вызов методов
Приложение, использующее удаленный вызов методов, состоит из трех компонентов: интерфейса, в котором объявлены заголовки удаленных методов, серверного класса, реализующего этот интерфейс, и одного или нескольких клиентов, которые вызывают удаленные методы. Приложение программируется следующим образом.
• Пишется интерфейс Java, который расширяет интерфейс Remote, определенный в модуле Java. rmi. Для каждого метода интерфейса нужно объявить, что он возбуждает удаленные исключительные ситуации.
• Строится серверный класс, расширяющий класс UniclassRemoteObject и реализующий методы интерфейса. (Сервер, конечно же, может содержать также защищенные поля и методы.) Пишется код, который создает экземпляр сервера и регистрирует его имя с помощью службы регистрации (см. ниже). Этот код может находиться в главном методе серверного класса или в другом классе.
• Пишется класс клиента, взаимодействующий с сервером. Клиент должен сначала установить диспетчер безопасности RMI, чтобы защитить себя от ошибочного кода заглушки (stub code, см. ниже), который может быть загружен через сеть.
После этого клиент вызывает метод Naming. lookup, чтобы получить объект-сервер от службы регистрации. Теперь клиент может вызывать удаленные методы сервера.
Как компилировать и выполнять эти компоненты, показано ниже. Конкретный пример рассматривается в следующем разделе.
Программа-клиент вызывает методы сервера так, как если бы они были локальными (на той же виртуальной Java-машине). Но когда вызываются удаленные методы, взаимодействие
Глава 8 Удаленный вызов процедур и рандеву 307
между клиентом и сервером в действительности управляется серверной заглушкой и скелетом сервера. Они создаются после компиляции программы при выполнении команды rmic. Заглушка и скелет — это части кода, которые включаются в программу автоматически. Они находятся между реальным клиентом и кодом сервера в исходной Java-программе. Когда клиент вызывает удаленный метод, он в действительности вызывает метод в заглушке. Заглушка упорядочивает аргументы удаленного вызова, собирая их в единое сообщение, и отсылает по сети скелету. Скелет получает сообщение с аргументами, генерирует локальный вызов метода сервера, ждет результатов и отсылает их назад заглушке. Наконец заглушка возвращает результаты коду клиента. Таким образом, заглушки и скелет скрывают подробности сетевого взаимодействия.
Еще одно следствие использования удаленных методов состоит в том, что клиент и сервер являются отдельными программами, которые выполняются на разных узлах сети. Следовательно, им нужен способ именования друг друга, причем имена серверов должны быть уникальными, поскольку одновременно могут работать многие серверы. По соглашению удаленные серверы именуются с помощью схемы URL. Имя имеет вид: rmi://hostname:port/ pathname, где hostname— доменное имя узла, на котором будет выполняться сервер, port — номер порта, a pathname — путевое имя на сервере, выбираемые пользователем.
Служба регистрации — это специализированная программа, которая управляет списком имен серверов, зарегистрированных на узле.
Она запускается на серверной машине в фоновом режиме командой "rmiregistry port &". (Программа-сервер может также обеспечивать собственную службу регистрации, используя модуль Java. rmi. registry.) Интерфейс для службы регистрации обеспечивается объектом Naming; основные методы этого объекта — bind для регистрации имени и сервера и lookup для поиска сервера, связанного с именем.
Последний шаг в выполнении программы типа "клиент-удаленный сервер" — запуск сервера и клиента (клиентов) с помощью интерпретатора Java. Сначала запускается сервер на машине hostname. Клиент запускается на любом узле, подключенном к серверу. Но тут есть два предостережения: пользователь должен иметь разрешение на чтение файлов . class языка Java на обеих машинах, а на серверной машине должны быть разрешены удаленные вызовы с клиентских машин.
8.5.2. Пример: удаленная база данных
В листинге 8.15 представлена законченная программа для простого, но интересного примера использования удаленного вызова методов. Интерфейс RemoteDatabase определяет методы read и write, реализуемые сервером. Эти методы будут выполняться удаленно по отношению к клиенту, поэтому они объявлены как возбуждающие исключительную ситуацию RemoteException.
Листинг 8.15. Интерфейс удаленной базы данных, клиент и сервер
import java.rmi.*;
import j ava.rmi.server.*;
public interface RemoteDatabase extends Remote {
public int read() throws RemoteException;
public void write(int value) throws RemoteException; }
class Client {
public static void main(String[] args) { try {
// установить стандартный диспетчер безопасности RMI System.setSecurityManager(new RMISecurityManager()); // получить объект удаленной базы данных
Класс Client определяет клиентскую часть программы. Он состоит из метода main, который можно запускать на любой машине. Клиент сначала устанавливает диспетчер безопасности RMI для защиты от ошибочного кода заглушки сервера. Затем клиент ищет имя сервера и получает ссылку на сервер.
В остальной части программы клиента циклически вызыва-
Глава 8. Удаленный вызов процедур и рандеву 309
ются методы read и write сервера. Число round повторений цикла задается как аргумент в командной строке при запуске клиента.
Серверный класс RemoteDatabaseServer реализует интерфейс сервера. Сама "база данных" представляет собой просто защищенную целочисленную переменную. Метод ma in сервера создает экземпляр сервера, регистрирует его имя и, чтобы показать, что сервер работает, выводит строку на терминал узла сервера. Сервер работает, пока его процесс не уничтожат. В программе используются такие имя и номер порта сервера: paloverde: 9999 (рабочая станция автора). Обе части программы должны быть записаны в одном файле, который называется Remot-eDatabase. Java, поскольку это имя интерфейса. Чтобы откомпилировать программу, создать заглушки, запустить службу регистрации и сервер, на узле paloverde нужно выполнить следующие команды.
javac RemoteDatabase.Java
rmic RemoteDatabaseServer
rmiregistry 9999 &
Java RemoteDatabaseServer
Клиентская программа запускается на машине paloverde или на другой машине той же сети с помощью такой команды.
Java Client rounds
Читателю рекомендуется поэкспериментировать с этой программой, чтобы понять, как она себя ведет. Например, что происходит, если выполняются несколько клиентов или если запустить клиентскую программу до запуска сервера?
