Introduzione all’Architettura
CORBA
Tito Flagella - [email protected]
L’Interoperabilità
• Individuare paradigmi indipendenti dalla piattaforma
utili per risolvere un’ampia classe di problemi
• Nascondere il più possibile la complessità senza
sacrificare le prestazioni
• Individuare uno strato di sviluppo omogeneo
realizzato sui diversi sistemi eterogenei
2
La Programmazione di sistemi eterogenei
• Scrivere programmi che comunicano via
socket
– Gestire l’eterogeneità a livello applicativo
• Scrivere programmi che comunicano via RPC
– Anni ‘80
• Chiamare oggetti remoti come se fossero
locali
– A partire dagli anni ’90
3
Il paradigma RPC
Client
Stub
ORB
Skeleton
Server
4
CORBA: uno standard per le Applicazioni
Distribuite
•
•
•
•
Curato da OMG, più di ottocento membri...
Prima versione adottata in ottobre 91
Prime implementazioni dal 93
Molte le implementazioni, anche free, per
qualunque linguaggio
• Interoperabilità assicurata attraverso la
standardizzazione dei protocolli Inter Orb
(GIOP, IIOP, etc...)
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Object Management Architecture
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CORBA: funzionalità di base (1)
• CORBA è un'ambiente utile per:
– integrare applicazioni parzialmente già esistenti
– costruire nuove applicazioni distribuite
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CORBA: funzionalità di base (3)
• Interfacce e Dati sono descritti in un apposito
linguaggio indipendente dall’implementazione,
detto Interface Definition Language (IDL)
• Lo standard CORBA include la definizione del
binding da IDL ai linguaggi di implementazione,
come C, C++, Java, COBOL, ....
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CORBA: funzionalità di base (2)
• Un tipico sistema basato su CORBA è
composto da un'insieme di programmi client
che accedono a servizi distribuiti sulla rete
• Architettura peer-to-peer, non client-server
– un client può definire servizi
– le chiamate al servizio del client si chiamano
callback
– sono spesso usate per la notifica asincrona del
cambio di dati sul server
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CORBA: funzionalità di base (4)
• Le chiamate per default sono bloccanti (stessa
semantica dei linguaggi di programmazione)
• Possono però anche essere di tipo asincrono:
– dichiarazioni oneway in IDL
– uso di servizi specifici: event-service, notification
service, message service
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L’architettura dell’ORB
11
L’architettura CORBA
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Architettura dell’ORB, lato client
• Un Client effettua una richiesta (statica o
dinamica), utilizzando un "Object Reference"
per individuare il servizio
• Il Client deve conoscere il tipo dei parametri
• Nel caso statico usa lo stub, nel dinamico
l’Interface Repository (un servizio che consente
la consultazione a run-time delle interfacce)
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Architettura dell’ORB, lato server
• Sul lato server, il codice dell'object
implementation viene invocato dall’OA tramite
una "up-call”:
– associata a uno skeleton statico generato dal
compilatore idl (SSI)
– costruita dinamicamente, utilizzando l'Interface
Repository (DSI)
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Trasparenza dei meccanismi dinamici
• La semantica dell'ORB per l'operazione statica o
dinamica è esattamente la stessa
• Il server non ha modo di verificare se la richiesta sia
stata statica o dinamica
• Il client non ha modo di verificare se il server stia
usando SSI o DSI
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L’architettura dell’ORB, lato server
• L’Object Adapter tratta aspetti quali:
– generazione e interpretazione dell'Object
Reference
– corrispondenza tra oggetto e processo che ne
implementa il servizio
– invocazione dei metodi
– attivazione, disattivazione delle implementazioni
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Uso dello IOR tra client e server (1)
• Il sistema più elementare per stabilire una
connessione diretta tra client e server è l'uso
dello IOR
• Uno IOR, Interoperable Object Reference,
costituisce un indirizzo univoco corrispondente
ad un'oggetto CORBA
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Uso dello IOR tra client e server (2)
• Il server genera uno IOR per l'oggetto da
rendere accessibile e lo comunica ai potenziali
clienti tramite uno dei seguenti mezzi:
– file system condiviso
– pubblicazione su un server Web trasmissione
off-line
– uso del Naming Service
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Struttura dell’IOR (nel caso di IIOP)
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Il linguaggio IDL
• E’ l’astrazione usata in CORBA per separare le
interfacce degli oggetti dalle loro
implementazioni
• Parte dello Standard CORBA di OMG
• Ne esistono numerose altre versioni
• Standardizzato come standard ISO
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Il Linguaggio IDL (2)
• E` utilizzato per descrivere le interfacce degli
oggetti e i tipi dei parametri
• IDL non e` un linguaggio di programmazione
– non serve per implementare gli oggetti o per
realizzare client che accedano agli oggetti
• IDL e` volutamente semplice per essere
facilmente mappabile a linguaggi di
programmazione poco evoluti
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Le Interfacce IDL (1)
interface FrontOffice {
readonly attribute string name;
readonly attribute unsigned long numberOfSeats;
Price getPrice(in Place chosenPlace);
boolean bookSingleSeat(in Place chosenPlace, in string
creditCard);
};
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Le Interfacce IDL (2)
• L'interfaccia IDL di un oggetto contiene tutte le
informazioni utili per realizzare un client che lo
usi
• Una tipica interfaccia contiene la specifica di:
– le operazioni supportate dall'interfaccia
(compresa la specifica dei tipi dei parametri e
del valore di ritorno)
– gli attributi dell'interfaccia
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Le Interfacce IDL (3)
• Ogni procedura specifica il nome, il tipo e la modalita`
di trasmissione dei suoi parametri
– Es: boolean checkIfOpen(in Date when, out Date
nextAvailableDate)
• La modalità di trasmissione può essere:
– in: il parametro viaggia dal chiamante (client) al chiamato
(server)
– out: il parametro viaggia dal server al client
– inout: il parametro viaggia in entrambe le direzioni
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Alcune caratteristiche dell'IDL
confrontate con il C++
• Tutte le definizioni IDL sono public
• Non esiste il concetto di private o protected, che
riguardano l'implementazione più delle interfacce
• Mancanza di costruttori o distruttori: sostituiti dalle
factory, oggetti capaci di creare altri tipi di oggetti
• L'overloading dei nomi delle operazioni è illegale
– funzionalità utile ma difficile da tradurre in linguaggi che
non la supportano
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Il compilatore IDL
• Il compilatore IDL traduce queste specifiche in
API e definizione di tipi dipendenti dal
linguaggio scelto
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I binding IDL
• Specificano come usare CORBA da ognuno
dei linguaggi supportati
– Esistono specifiche ufficiali per:
• C, C++, Smalltalk, COBOL, ADA e Java
– CORBA è comunque giè utilizzabile anche da:
• Visual Basic, Modula3, Perl, TCL, Python, Dylan,
Oberon e Objective-C
• Enormi differenze nelle difficoltà di
programmazione a seconda dei linguaggi usati
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Binding a C++
• In C/C++ ci si deve preoccupare di
– allocazione/deallocazione degli oggetti (è
suggerito l’uso di smart pointer generati dal
compilatore IDL)
– Uso di tipi CORBA per i tipi primitivi (int, long,
…)
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Binding a Java
• In Java la programmazione è molto più
elegante
• L’uso di CORBA diventa quasi completamente
trasparente
• La mancanza dell’ereditarietà multipla complica
l’implementazione dell’ereditarietà in IDL
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CORBA per le applicazioni Internet
Internet
Rete Servizi Pubblici
Utenza
Web
Browser
Applet
Documenti
http
http
SQL,
jdbc,...
Web Server
Web
Browser
Backend
DB
CGI,
ISAPI,NSAPI,
Servlet, ASP
DB ad Oggetti
iiop
Orblet
iiop
Oggetti CORBA
Sistemi Legacy
Outbound Firewall
Inbound Firewall
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Sviluppo di un’applicazione CORBA
•
•
•
•
Definire l’interfaccia della classe server
Realizzarla in idl
Compilare l’IDL per produrre stub e skeleton
Scrivere il codice del server e linkarlo con gli skeleton
del servizio
• Creare un’istanza del server e collegarla all’ORB
• Scrivere il codice del client e linkarlo con gli stub del
servizio
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L’esempio del Counter
• Problema: Creare un oggetto counter he esponga un
metodo increment().
• Ogni chiamata a increment() aggiunge 1 al contatore
interno dell’oggetto, e restituisce il nuovo valore del
contatore.
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Step 1: Definire le Interfacce
Il codice del Server
public class Counter {
private int sum;
public Counter () {
sum = 0;
}
public int increment () {
sum ++;
return sum;
}
}
Il codice del Client
public class CountTest {
public static void main (String args[]) {
Counter myCount = new Counter ();
for (int i=0; i<100; i++)
System.out.println (myCount.increment());
}
}
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Step 2: Interfaccia IDL
module CounterPackage {
interface Counter {
long increment ();
};
};
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Step 2: scrivere l’IDL
• Mapping tra tipi Java e IDL
Java
boolean
char
String
int
long
float
IDL
boolean
char
string
long
long long
float
module CounterPackage {
interface Counter {
long increment ();
};
}
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Step 3: Compilazione IDL
%> idlj -oldImplBase -fserver count.idl
Genera skeleton da linkare al server
Counter.java
_CounterImplBase.java
CounterOperations.java
%> idlj -fclient login.idl
Genera stub da linkare al client
_CounterStub.java
CounterHolder.java
CounterHelper.java
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Step 3: Compilazione IDL (2)
package _CounterPackage;
/**
* _CounterPackage/Counter.java .
* Generated by the IDL-to-Java compiler (portable), version "3.2"
* from counter.idl
* Wednesday, May 3, 2006 7:49:32 AM CEST
*/
public interface Counter extends CounterOperations,
org.omg.CORBA.Object, org.omg.CORBA.portable.IDLEntity
{
} // interface Counter
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Step 4: Implementare il Servant
• Identica alla versione sequenziale ma
estende lo skeleton
import _CounterPackage.*;
public class Counter extends _CounterImplBase {
private int sum;
public Counter () {
sum = 0;
}
public int increment () {
sum ++;
return sum;
}
}
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Step 5: Creare l’istanza del Server
–
–
–
–
Inizializzare l’ORB
Creare un’istanza dell’oggetto server (servant)
Fare il bind dell’oggetto all’ORB
Ottenere e pubblicare l’IOR per quest’oggetto
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Il codice del Server
import org.omg.CORBA.*;
import java.io.*;
public class CounterServer {
public static void main (String args[])
ORB orb = ORB.init (args, null);
//
Counter aCounter = new Counter (); //
orb.connect (aCounter);
//
throws Exception {
Initialise ORB.
Create new counter.
Register counter with ORB.
String stringobjectref = orb.object_to_string(aCounter);
PrintWriter fout = new PrintWriter (new
FileWriter("ior.txt"),true);
fout.println (stringobjectref);
System.out.println (stringobjectref); // Orb ref.
java.lang.Object sync = new java.lang.Object ();
synchronized (sync) {
sync.wait();
}
}
}
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Step 6: Implementazione del Client
• Inizializzazione dell’ORB
• Accesso all’ORB per creare un proxy/stub per
l’accesso all’oggetto remoto
• Invocare il metodo sullo stub
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Il Codice del Client
import _CounterPackage.*;
import org.omg.CORBA.*;
public class CountTest {
public static void main (String args[]) {
ORB orb = ORB.init (args,null);
_CounterPackage.Counter myCount =
CounterHelper.narrow (orb.string_to_object(args[0]));
for (int i=0; i<100; i++)
System.out.println (myCount.increment());
}
}
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