淺談Java分布式計(jì)算
如果所有組件都在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)的同一個(gè)Java虛擬機(jī)的同一個(gè)堆空間上執(zhí)行是最簡(jiǎn)單的,但實(shí)際中我們面對(duì)的往往不是如此單一的情況,如果用戶端只是個(gè)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(wù)器上的程序存取數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)對(duì)象之間,如果要調(diào)用不同機(jī)器上的對(duì)象的方法呢?
通常,我們從某一臺(tái)計(jì)算機(jī)上面取得另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的信息是通過socket的輸入/輸出流,打開另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的socket連接,然后取得outputStream來(lái)寫入數(shù)據(jù).但如果要調(diào)用另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上,另一個(gè)Java虛擬機(jī)上面的對(duì)象的方法呢？我們當(dāng)然可以自己定義和設(shè)計(jì)通信協(xié)議來(lái)調(diào)用,然后通過Socket把執(zhí)行結(jié)果再傳回去,并且還能夠像是對(duì)本機(jī)的方法調(diào)用一樣,也就是說想要調(diào)用遠(yuǎn)程的對(duì)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(yuǎn)程過程調(diào)用的設(shè)計(jì)
要?jiǎng)?chuàng)建出4種東西:服務(wù)器、客戶端、服務(wù)器輔助設(shè)施和客戶端輔助設(shè)施.
1.創(chuàng)建客戶端和服務(wù)端應(yīng)用程序,服務(wù)器應(yīng)用程序時(shí)個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù),是個(gè)帶有客戶端會(huì)調(diào)用的方法的對(duì)象
2.創(chuàng)建客戶端和服務(wù)器端的輔助設(shè)施(helper)他們會(huì)處理所有客戶端和服務(wù)器的底層網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出細(xì)節(jié),讓客戶端和程序好像在處理本地調(diào)用一樣.
| 輔助設(shè)施的任務(wù)輔助設(shè)施是個(gè)在實(shí)際上執(zhí)行通信的對(duì)象,他們會(huì)讓客戶端感覺上好像是在調(diào)用本機(jī)對(duì)象,客戶端對(duì)象看起來(lái)像是在調(diào)用遠(yuǎn)程的方法,但實(shí)際上它只是在調(diào)用本地處理Socket和串流細(xì)節(jié)的代理.在服務(wù)器這端,服務(wù)器的輔助設(shè)施會(huì)通過socket連接來(lái)自客戶端設(shè)施的要求,解析打包送來(lái)的信息,然后調(diào)用真正的服務(wù),因此對(duì)服務(wù)對(duì)象來(lái)說此調(diào)用來(lái)自本地.服務(wù)的輔助設(shè)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(shè)施.客戶端的輔助設(shè)施會(huì)解開這些信息傳輸給客戶端的對(duì)象 |
調(diào)用方法的過程
1.客戶端對(duì)象對(duì)輔助設(shè)施對(duì)象調(diào)用doBigThing()
2.客戶端輔助設(shè)施把調(diào)用信息打包通過網(wǎng)絡(luò)送到服務(wù)器的輔助設(shè)施
3.服務(wù)端的輔助設(shè)施解開來(lái)自客戶端輔助設(shè)施的信息,并以此調(diào)用真正的服務(wù).
這個(gè)過程的描述圖如下:
Java RMI提供客戶端和服務(wù)器端的輔助設(shè)施對(duì)象
在Java中,RMI已經(jīng)幫我們創(chuàng)建好客戶端和服務(wù)器端的輔助設(shè)施,它也知道如何讓客戶端輔助設(shè)施看起來(lái)像是真正的服務(wù),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(chǔ)設(shè)施,包括服務(wù)的查詢以及讓客戶端能夠找到與取得客戶端的輔助設(shè)施(真正的服務(wù)代理人).
使用RMI時(shí),無(wú)需編寫任何網(wǎng)絡(luò)或輸入/輸出的程序,客戶端對(duì)遠(yuǎn)程方法的調(diào)用就跟對(duì)同一個(gè)Java虛擬機(jī)上的方法調(diào)用是一樣的.
一般調(diào)用和RMI調(diào)用有一點(diǎn)不同,雖然對(duì)客戶端來(lái)說,此方法調(diào)用看起來(lái)像是本地的,但是客戶端輔助設(shè)施會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出調(diào)用,此調(diào)用最終還是會(huì)涉及到socket和串流,一開始是本機(jī)調(diào)用,代理會(huì)把它轉(zhuǎn)成遠(yuǎn)程的.中間的信息是如何從Java虛擬機(jī)送到Java虛擬機(jī)要看輔助設(shè)施對(duì)象所用的協(xié)議而定.
使用RMI時(shí),必須要決定協(xié)議：JRMP或IIOP,JRMP是RMI原生的協(xié)議,它是為Java間的遠(yuǎn)程調(diào)用而設(shè)計(jì)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(duì)象或其它類型的遠(yuǎn)程方法,CORBA通常比RMI麻煩,因?yàn)槿魞啥瞬蝗际荍ava的話,就會(huì)產(chǎn)生一堆可怕的轉(zhuǎn)譯和交談操作.
我們只關(guān)心Java對(duì)Java的操作，所以會(huì)使用相當(dāng)簡(jiǎn)易的RMI.
在RMI中,客戶端的輔助設(shè)施稱為stub,而服務(wù)器端的輔助設(shè)施稱為skeleton.
如何創(chuàng)建遠(yuǎn)程服務(wù)
1.創(chuàng)建Remote接口
遠(yuǎn)程的接口定義了客戶端可以遠(yuǎn)程調(diào)用的方法,它是個(gè)作為服務(wù)的多態(tài)化類.stub和服務(wù)都會(huì)實(shí)現(xiàn)此接口
2.實(shí)現(xiàn)Remote接口
這個(gè)是真正執(zhí)行的類,它實(shí)現(xiàn)出定義在該接口上的方法,它是客戶端會(huì)調(diào)用的對(duì)象
3.用rmic產(chǎn)生stub和skeleton
客戶端和服務(wù)器都有helper,我們無(wú)需創(chuàng)建這些類或產(chǎn)生這些類的源代碼,這都會(huì)在執(zhí)行JDK所附的rmic工具時(shí)自動(dòng)地處理掉
4.啟動(dòng)RMI registry (rmiregistry)
rmiregistry就像電話薄,用戶會(huì)從此處取得代理(客戶端的stub/helper對(duì)象)
5.啟動(dòng)遠(yuǎn)程服務(wù)
必須讓服務(wù)對(duì)象開始執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)服務(wù)的類會(huì)起始服務(wù)的實(shí)例并向RMI Registry注冊(cè),要有注冊(cè)后才能對(duì)用戶服務(wù).
#p#
服務(wù)端代碼
定義接口
- import java.rmi.Remote;
- import java.rmi.RemoteException;
- /**
- *
- * MyRemote.java
- *
- * 功 能： TODO
- * 類 名： MyRemote.java
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- * V1.00 2013-3-19 模塊 蘇若年 初版
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- * Email:<a href="mailto:DennisIT@163.com">發(fā)送郵件</a>
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- *
- * Remote是個(gè)標(biāo)記性的接口,意味著沒有方法,然而它對(duì)RMI有特殊的意義,所以必須遵守這項(xiàng)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(yuǎn)程的接口定義了客戶端可以遠(yuǎn)程調(diào)用的方法,它是作為服務(wù)的多態(tài)化類,也就是說,客戶端會(huì)
- * 調(diào)動(dòng)有實(shí)現(xiàn)此接口的stub,而此stub因?yàn)闀?huì)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)和輸入/輸出工作,所以可能會(huì)發(fā)生各種
- * 問題,客戶端鼻息處理或聲明異常來(lái)認(rèn)知這一類風(fēng)險(xiǎn),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(yuǎn)程方法的參數(shù)和返回值必須是primitive或serializable的.任何遠(yuǎn)程方法的參數(shù)都會(huì)被
- * 打包通過網(wǎng)絡(luò)傳送,而這時(shí)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(shí),必須對(duì)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(wù)實(shí)現(xiàn)
- 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(yuǎn)程服務(wù)對(duì)象,對(duì)象必須要有與遠(yuǎn)程有關(guān)的功能,其中最簡(jiǎn)單的方法就是繼承UnicastRemoteObject
- * (來(lái)自java.rmi.server)以讓這個(gè)父類處理這些工作
- *
- */
- public class MyRemoteImpl extends UnicastRemoteObject implements MyRemote{
- /**
- * 父類的構(gòu)造函數(shù)聲明了異常,所有你必須寫出構(gòu)造函數(shù),因?yàn)樗砟愕臉?gòu)造函數(shù)會(huì)調(diào)用有風(fēng)險(xiǎn)的程序代碼
- *
- * UnicastRemoteObject有個(gè)小問題,它的構(gòu)造函數(shù)會(huì)拋出RemoteException.處理它的***方式就是
- * 對(duì)自己的實(shí)現(xiàn)聲明一個(gè)構(gòu)造,如此才會(huì)有地方可以聲明出RemoteException.當(dāng)類被初始化的時(shí)候,父類
- * 的構(gòu)造函數(shù)一定會(huì)被調(diào)用,如果父類的構(gòu)造函數(shù)拋出異常,我們也必須聲明的自定義的構(gòu)造函數(shù)會(huì)拋出異常
- * @throws RemoteException
- */
- protected MyRemoteImpl() throws RemoteException {
- }
- /**
- * 實(shí)現(xiàn)出接口所有的方法,但無(wú)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(yuǎn)程服務(wù),還必須要讓遠(yuǎn)程用戶存取,這可以通過將它初始化并加進(jìn)RMI Registry
- * (它一定要運(yùn)行起來(lái),不然此程序就會(huì)失敗).當(dāng)注冊(cè)對(duì)象時(shí),RMI系統(tǒng)會(huì)把stub加到registry中,
- * 因?yàn)檫@是客戶端所需要的.使用java.rmi.Naming的rebind()來(lái)注冊(cè)服務(wù)
- */
- MyRemote service = new MyRemoteImpl();
- /**
- * 創(chuàng)建出遠(yuǎn)程對(duì)象,然后使用靜態(tài)的Naming.rebind()來(lái)產(chǎn)生關(guān)聯(lián),所注冊(cè)的名稱會(huì)提供客戶端查詢
- */
- Naming.rebind("Remote Hello World", service);
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
客戶端代碼
- import java.rmi.Naming;
- /**
- *
- * MyRemoteClient.java
- *
- * 功 能： TODO
- * 類 名： MyRemoteClient.java
- *
- * ver 変更日 角色 擔(dān)當(dāng)者 変更內(nèi)容
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- * Copyright (c) 2013 dennisit corporation All Rights Reserved.
- *
- * Email:<a href="mailto:DennisIT@163.com">發(fā)送郵件</a>
- *
- */
- public class MyRemoteClient {
- public void exec(){
- try {
- /**
- * 客戶端必須取得stub對(duì)象,因?yàn)榭蛻舳吮仨氁{(diào)用它的方法.這就得靠RMI registry了.客戶端會(huì)像查詢電話
- * 簿一樣地搜索,找出上面有相符的名稱的服務(wù).
- * 客戶端查詢RMIRegistry,返回stub對(duì)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(jī)名稱或主機(jī)IP地址
- * Remote Hello World必須要跟注冊(cè)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(duì)實(shí)現(xiàn)出的類(不是remote接口)執(zhí)行rmic
伴隨JDK而來(lái)的rmic工具會(huì)以服務(wù)的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生2個(gè)心的類stub和skeleton.它會(huì)按照命名規(guī)則在遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)名稱后面加上_Stub或_Skeleton。rmic有幾個(gè)選項(xiàng),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(huì)放在當(dāng)前目錄下,要記住rmic必須能夠找到所實(shí)現(xiàn)的類,因此可能要從實(shí)現(xiàn)所在的目錄執(zhí)行rmic(實(shí)際中可能需要考慮到包目錄結(jié)構(gòu)和完整名稱,為了簡(jiǎn)便這里沒有運(yùn)用到包)
調(diào)用命令行來(lái)啟動(dòng)rmiregistry,要確定是從可以存取到該類的目錄來(lái)啟動(dòng),最簡(jiǎn)單的方法就是從類這個(gè)目錄來(lái)運(yùn)行.
運(yùn)行截圖如下
注意:
客戶端是使用接口來(lái)調(diào)用stub上的方法,客戶端的Java虛擬機(jī)必須要有stub類,但客戶端不會(huì)在程序代碼中引用到stub類,客戶端總是通過接口來(lái)操作真正的遠(yuǎn)程對(duì)象
服務(wù)器上必須要有stub和skeleton,以及服務(wù)與遠(yuǎn)程的接口,它會(huì)需要stub類是因?yàn)閟tub會(huì)被代換成連接在RMIRegistry上真正的服務(wù).
使用RMI時(shí)常犯的錯(cuò)誤:
1.忘記在啟動(dòng)遠(yuǎn)程服務(wù)錢啟動(dòng)rmiregistry(使用Naming.rebind()注冊(cè)服務(wù)前rmiregistry必須啟動(dòng))
2.忘記把參數(shù)和返回類型做成可序列化(編譯不會(huì)檢測(cè)到,執(zhí)行時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn))
3.忘記將stub類交給客戶端
RMI很適合編寫并運(yùn)行遠(yuǎn)程服務(wù),但我們不會(huì)單獨(dú)使用RMI來(lái)執(zhí)行網(wǎng)站服務(wù),對(duì)大型的企業(yè)級(jí)應(yīng)用程序來(lái)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(kù)管理等.這就需要用到Enterprise Application Server.
JavaEE服務(wù)器包括了Web服務(wù)器和Enterprise JavaBeans(EJB)服務(wù)器. EJB服務(wù)器作用于RMI調(diào)用和服務(wù)層之間.
RMI在JINI中的應(yīng)用
Jini也是使用RMI(雖然也可以用別的協(xié)議),但多了幾個(gè)關(guān)鍵功能.
1.自適應(yīng)探索(adaptive discovery)
2.自恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)(self-healing networks)
RMI的客戶端得先取得遠(yuǎn)程服務(wù)的地址和名稱.客戶端的查詢程序代碼就要帶有遠(yuǎn)程服務(wù)的IP地址或主機(jī)名(因?yàn)镽MIRegistry就在上面)以及服務(wù)所注冊(cè)的名稱
但是用JINI時(shí),用戶只需要知道一件事,服務(wù)所實(shí)現(xiàn)的接口!這樣就行.
Jini是用lookup service,該查詢服務(wù)比RMI Registry更強(qiáng)更有適應(yīng)性.因?yàn)镴ini會(huì)在網(wǎng)絡(luò)上自動(dòng)的廣告.當(dāng)查詢服務(wù)上線是,它會(huì)使用IP組播技術(shù)送出信息給整個(gè)網(wǎng)絡(luò).不止這樣,如果客戶端在查詢服務(wù)已經(jīng)廣播之后上線,客戶端也可以發(fā)出消息給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)詢問.
當(dāng)服務(wù)上線時(shí),它會(huì)動(dòng)態(tài)的探索網(wǎng)絡(luò)上的JINI查詢服務(wù)并申請(qǐng)注冊(cè),注冊(cè)時(shí),服務(wù)會(huì)送出一個(gè)序列化的對(duì)象給查詢服務(wù),此對(duì)象可以是RMI遠(yuǎn)程服務(wù)的stub、網(wǎng)絡(luò)裝置的驅(qū)動(dòng)程序,甚或是可以在客戶端執(zhí)行的服務(wù)本身.并且注冊(cè)的是所實(shí)現(xiàn)的接口.而不是名稱.
自適應(yīng)探索的運(yùn)作
1.Jini查詢服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)上啟動(dòng),并使用IP組播技術(shù)為自己做宣傳
2.已經(jīng)啟動(dòng)的另外一個(gè)Jini服務(wù)會(huì)尋求向剛啟動(dòng)的查詢服務(wù)注冊(cè).它注冊(cè)的是功能而不是名稱,也就是所實(shí)現(xiàn)的接口,然后送出序列化對(duì)象給查詢服務(wù)
3.網(wǎng)絡(luò)客戶想要取得實(shí)現(xiàn)ScientificCalculator的東西,可是不知道哪里有,所以就問查詢服務(wù)
4.查詢服務(wù)響應(yīng)查詢的結(jié)果
自恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作
1.某個(gè)Jini服務(wù)要求注冊(cè),查詢服務(wù)會(huì)給一份租約,新注冊(cè)的服務(wù)必須要定期更新租約,不然查詢服務(wù)會(huì)假設(shè)此服務(wù)已經(jīng)離線了,查詢服務(wù)會(huì)力求呈現(xiàn)精確完整的可用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)
2.因?yàn)殛P(guān)機(jī)所以服務(wù)離線,因此沒有更新租約,查詢服務(wù)就把它踢掉.
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