Tìm hiểu về Java rmi

JAVA RMI GVHD: TS. Hồ Bảo Quốc Thực hiện: Nguyễn Phú Thịnh Lê Xuân Mai ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MỤC LỤC 1. Giới thiệu tổng quan 2. Các vấn đề và giải pháp 3. Demo MỤC LỤC 1. Giới thiệu tổng quan 2. Các vấn đề và giải pháp 3. Demo JAVA RMI LÀ GÌ? Kĩ thuật lập trình phân tán đối tượng trong Java. Mang ý nghĩa triệu gọi đối tượng từ xa. Cách giao tiếp giữa các đối tượng Java có mã lệnh cài đặt (bao gồm phương thức và thuộc tính) nằm trên các máy khác nhau có thể triệu gọi lẫn nhau. JAVA RMI LÀ GÌ? Cơ chế truyền và quản lý biến dữ liệu trên hai máy khác nhau (mashall and unmashall) ? Lớp STUB và SKELETON Đây là 2 lớp trung gian giúp các đối tượng Java trên hai máy khác nhau giao tiếp với nhau Stub: ở phía Client (nơi gọi phương thức của đối tượng ở xa). Skeleton: ở phía Server (nơi đối tượng thật sự được cài đặt để thực thi mã lệnh của phương thức). Lớp STUB và SKELETON Lớp trung gian Stub:  Trình biên dịch chuyển lời gọi đối tượng C1 (server) của đối tượng A1 (client) tới Stub, đóng gói tham số truyền qua mạng đến server. Nếu có kết quả từ server trả về thì Stub sẽ chuyển giao kết quả cho đối tượng A1. Lớp STUB và SKELETON Lớp trung gian Skeleton: Nhận tham số từ Client và chuyển vào vùng không gian địa chỉ tương thích với đối tượng C1, sau đó gọi phương thức tương ứng. Nếu có kết quả trả về từ phương thức của đối tượng C1, Skeleton sẽ đóng gói và trả ngược về Client Lớp STUB và SKELETON A1 gọi phương thức của C1 như thế nào ? ? Cơ chế RMI gọi phương thức từ xa Bộ đăng ký RMIregistry  Bộ đăng ký có chức năng như một dịch vụ tìm kiếm  Nơi mà đối tượng trên server đăng ký tên để client truy tìm từ xa.  Chương trình chạy ở dạng service: mở socket và lắng nghe các yêu cầu gửi đến cổng 1099. Có thể chỉ định một số cổng khác với cổng mặc định.  Java cho phép kết nối với bộ đăng kí để lấy danh sách các đối tượng mà RMIregistry đang quản lý. // Kết nối với bộ đăng kí Registry registry = LocateRegistry.getRegistry(hostAddr); // Lấy về danh sách các đối tượng do rmiregistry nắm giữ String objectAvailable[] = registry.list(); Bộ đăng ký RMIregistry Tự tạo bộ đăng ký cục bộ - Java hỗ trợ tạo bộ đăng ký cho riêng mình khi không cần dùng tới chương trình rmiregistry.exe. - Cách đăng ký: Gọi phương thức tĩnh createRegistry() của lớp LocateRegistry. - Lưu ý: cách này chỉ dùng cho một đối tượng, nếu có đối tượng nào đó đã tạo ra bộ đăng ký rồi thì tạo một cổng khác để đăng ký. LocateRegistry.createRegistry(1234); … Naming.bind(“rmi://localhost:1234/myhello”, hello); Bộ đăng ký RMIregistry Cơ chế làm việc của máy ảo Java khi đăng kí và gọi đối tượng giữa Server và Client Bộ đăng ký RMIregistry Cơ chế làm việc của máy ảo Java trên mô hình máy mạng vật lý thực sự Biến Classpath và Tùy chọn Codebase BiếnClasspath Chương trình Java dựa vào biến môi trường Classpath để truy tìm các tập tin .class Trên máy ảo rmiregistry đang chạy nếu biến Classpath không trỏ đến đường dẫn chứa lớp STUB thì sẽ báo lỗi. Tùy chọn Codebase Java cung cấp cách thức tự động nạp lớp trung gian STUB từ xa thông qua tùy chọn codebase khi đăng ký đối tượng với rmiregistry trên máy chủ. Với điều kiện máy chủ phải có chương trình web server. TUẦN TỰ HÓA (SERIALIZABLE) ĐỐI TƯỢNG Khả năng ghi toàn bộ đối tượng xuống một tập tin. Nếu cần thì khôi phục đối tượng về trạng thái ban đầu, đưa đối tượng vào bộ nhớ sử dụng đúng y như tình trạng trước khi đối tượng này được ghi xuống đĩa. Trong Java, khai báo đối tượng tuần tự hóa bằng cách cài đặt interface java.io.Serializable Là nền tảng và được dùng trong cơ chế hoạt động truyền dữ liệu kiểu đối tượng trong máy ảo Java và giữa những máy ảo Java với nhau. VÍ DỤ VỀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA RMI VÍ DỤ VỀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA RMI VÍ DỤ VỀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA RMI MỤC LỤC 1. Giới thiệu tổng quan 2. Các vấn đề và giải pháp 3. Demo Cơ chế nạp tự động lớp STUB xuống máy khách Vấn đề:  Khi viết chương trình từ Client, lập trình viên chỉ cần đến lớp interface mà Server cung cấp.  Lớp STUB chỉ cần thiết cho cơ chế RMI và không có ý nghĩa với nhà phát triển ứng dụng Lập trình viên không cần quan tâm đến lớp STUB ? Giải pháp:  Cách thức nạp tự động lớp STUB thông qua tùy chọn CODEBASE khi đăng kí đối tượng với rmiregistry trên server  Lưu ý: Server phải hỗ trợ thêm dịch vụ web server. Cơ chế nạp tự động lớp STUB xuống máy khách Cơ chế nạp tự động lớp STUB xuống máy khách  Nạp tập tin từ xa và Chính sách bảo mật từ phía Client  Các thao tác kết nối và chép tập tin lạ từ một máy khác về máy Client đều phải thông qua lớp bảo về SecurityManager.  RMISecurityManager sử dụng thiết lập trong file java.policy để cho phép hoặc cấm các kết nối từ xa. VD: Grant { permission java.security.AllPermission }  Chạy chương trình: Java –Djava.rmi.server.codebase = “” CalculatorServer Cơ chế nạp tự động lớp STUB xuống máy khách Chuyển tham số trong các lời gọi phương thức từ xa Tất cả các kiểu dữ liệu đơn giản như int, char…đều được truyền theo tham trị Tất cả các dữ liệu đối tượng muốn truyền qua mạng đều buộc phải cài đặt 1 trong 2 giao tiếp:  Remote: Đối tượng sẽ truyền theo tham chiếu.  Serializable : Đối tượng sẽ truyền theo tham trị.  Trong các lời gọi phương thức RMI, kiểu dữ liệu đối tượng nếu không cài đặt một trong hai giao tiếp thì sẽ không thể dùng làm tham số chuyển qua mạng được. Chuyển đối tượng đến server theo tham trị - Client gọi một phương thức của đối tượng trên server, nếu trong lời gọi phương thức có yêu cầu tham số là kiểu đối tượng, đối tượng sẽ được đóng gói chuyển toàn bộ đến server (lớp _Stub). Tại server đối tượng sẽ được bung ra lại trạng thái ban đầu và đưa vào sử dụng (lớp _Skel). Mashalling data - Đối tượng phải được cài đặt interface Serializable Chuyển đối tượng đến server theo tham trị Chuyển đối tượng đến server theo tham trị Chuyển đối tượng đến server theo tham trị Chuyển đối tượng đến server theo tham trị Chuyển đối tượng đến server theo tham trị Chuyển đối tượng đến server theo tham trị Kết quả: Client Server Ball weight before send to server 12 Ball weight after send to server 12 Ball weight return by server 27 Waiting fore client request... Client send a Ball object, weight = 12 Chuyển đối tượng đến server theo tham biến - Vấn đề: nếu đối tượng cần truyền lên server quá lớn, ảnh hưởng tốc độ thực thi của chương trình. Server có thể tham chiếu và xử lý trực tiếp đối tượng đang ở Client ? - Giải pháp: Client sẽ chuyển đối tượng cho Server theo tham chiếu. Server và Client có thể triệu gọi lẫn nhau - Đối tượng phải được cài đặt interface Remote Chuyển đối tượng đến server theo tham biến Chuyển đối tượng đến server theo tham biến Chuyển đối tượng đến server theo tham biến Chuyển đối tượng đến server theo tham biến Chuyển đối tượng đến server theo tham biến Chuyển đối tượng đến server theo tham trị Kết quả: Client Server Server response 82.43 Server response 132.43 Server response 532.77 Server response 54.83 Server response 75.34 Waiting for client request ... Client contact Server Ngẫunhiên Dùng một đối tượng sản sinh nhiều đối tượng (Factory Object) Vấn đề: khi xây dựng đối tượng chủ, chúng ta phải đặt cho đối tượng một tên, đăng kí tên đối tượng với rmiregistry. Nhà phát triển ứng dụng trên Client phải nhớ hết tên của những đối tượng này. Giải pháp:  Xây dựng một đối tượng duy nhất và đăng kí với rmiregistry.  Nhiệm vụ của đối tượng này là tạo ra các đối tượng con khác. Factory object Dùng một đối tượng sản sinh nhiều đối tượng (Factory Object) Gọi đối tượng từ xa bằng phương thức động (Dynamic Method Invoke)  Vấn đề: khi Client muốn gọi phương thức của đối tượng:  (Hello) obj = (Hello)Naming.lookup(“rmi://localhost/myhello”) obj->sayHello;  Đây là cách gọi hàm tĩnh vì Client chuyển kiểu đối tượng về dạng tường minh Nếu bạn không có lớp interface Hello trong tay ?  Giải pháp: Sử dụng kỹ thuật phản chiếu (reflect) của Java để thực hiện triệu gọi phương thức động.  Lấy tham chiếu của đối tượng bằng hàm Naming.lookup() ở dạng tổng quát Object  Sử dụng Object và gọi phương thức getMethod() để biết phương thức mà Object đang nắm giữ.  Invoke(): thực thi phương thức bên trong đối tượng. Tự động kích hoạt đối tượng từ xa (Activation) Vấn đề:  Server có bao nhiêu đối tượng được cài đặt, thì phải cấp phát bộ nhớ cho bấy nhiêu đối tượng đó, để sẵn sàng phục vụ Client. Hao tốn tài nguyên vì không phải tất cả đối tượng đều được sử dụng tại cùng một thời điểm. Giải pháp:  Cơ chế tự động kích hoạt đối tượng trên server khi client có yêu cầu sử dụng.  Chỉ cần đăng ký sự hiện diện của đối tượng trên server.  Chương trình rmid.exe: tiếp nhận sự hiện diện của đối tượng và tự động khởi tạo đối tượng khi Client có yêu cầu. Trình mồi nạp ứng dụng từ xa Vấn đề:  Server: cài đặt một ứng dụng hoàn chỉnh  Client: không phải cài đặt gì hết mà chỉ gọi ứng dựng từ Server Giải pháp: RMIClassLoader  Cho phép nạp về một chương trình trên Server theo giao thức http.  Chịu trách nhiệm đem về tất cả các lớp con hay lớp thư viện mà lớp chương trình cần đến. RMIregistry và các vấn đề về Firewall Vấn đề:  Cơ chế kết nối theo TCP/IP bằng socket bắt buộc phải hoạt động trên một cổng chỉ định  Mạng Internet luôn bị kiểm soát nghiêm ngặt bởi Firewall  Chỉ một số cổng thông dụng được phép kết nối là: 80 (http), 21 (ftp), 23 (telnet), 110 (POP3 mail) RMIregistry và các vấn đề về Firewall RMIregistry và các vấn đề về Firewall Giải pháp:  Cơ chế trung gian thông qua cổng 80 của Web server, còn gọi là cơ chế “luồn hầm” (tunneling) RMIregistry và các vấn đề về Firewall RMIregistry và các vấn đề về Firewall Khó khăn: cài đặt phức tạp, tốn chi phí cao Mô hình Web service và giao thức SOAP dựa trên XML. MỤC LỤC 1. Giới thiệu tổng quan 2. Các vấn đề và giải pháp 3. Demo CHÂN THÀNH CÁM ƠN