Краткий курс RMI. Чать I

В этой лекции даётся краткий курс по использованию технологии RMI для написания распределённых приложений. Оригинал лекции доступен по адресу: http://java.sun.com/docs/books/tutorial/rmi/overview.html.

Часть I

Обзор приложений RMI

Как правило, приложения RMI состоят из двух различных программ: сервера и клиента. Программа-сервер при этом создаёт удалённые объекты (remote objects), делает ссылки на эти объекты доступными и ожидает, пока клиенты не начнут вызывать методы этих объектов, а программа-клиент получает ссылки на один или несколько удалённых объектов на сервере и вызывает их методы. Технология RMI предоставляет механизм, с помощью которого сервер и клиент общаются и передают друг другу информацию. Иногда такие приложения называют распределёнными объектными приложениями (distributed object application).

Распределённые объектные приложения должны осуществлять следующее:

• Нахождение удалённых объектов. Приложения могут использовать различные механизмы получения ссылок на удалённые объекты. Например, приложение может зарегистрировать свои удалённые обхекты с помощью аппарата простых имён — ресстра RMI (RMI registry). В качестве альтернативы, приложение может передавать и вовзращать ссылки на удалённые объекты внтури других удалённых вызовов.
• Общение с удалёнными объектами. Детали взаимосвязи между удалёнными объектами управляется RMI. Для программиста удалённое общение выглядить почти так же, как и вызов обычных методов в Java.
• Загрузка определений классов, объекты которых передаются. Так как RMI позволяет передавать объекты, он также предоствляет механизмы загрузки определений классов и передачи информации объектов.

Следующая иллюстрация отражает распределённое приложение RMI, использующее реестр RMI для получения ссылки на удалённый объект. Сервер вызывает реестр для того, чтобы связать имя с удалённым объектом. Клиент ищет удалённый объект по его имени в реестре сервера и затем вызывает его метод. Иллюстрация также показывает, как система RMI использует существующий веб-сервер для загрузки определений классов (с сервера на клиент и с клиента на сервер) для объектов по мере необходимости.

Преимущества динамической загрузки кода

Одной из центральных и уникальных особенностей RMI является возможность загрузки определения класса объекта в случае, если класс не определён в виртуальной машине Java получателя. Все типы и поведения объекта, ранее доступные только на одной виртуальной машине Java, могут быть переданы в другую, возможно удалённую. RMI передаёт объекты по их действительным классам, следовательно не меняется их поведение при пересылке. Это позвляет вводить новые типы и поведения в удалённую виртуальную машину Java, а значит динамически расширять поведение приложения.

Приведённый в этой лекции пример «Вычислительный движок» использует эту возможность для внедрения нового поведения в распределённую программу.

Удалённые интерфейсы, объекты и методы

Как и любое приложение на Java, распределённое приложение, построенное с помощью RMI, состоит из интерфейсов и классов. Интерфейсы объявляют методы. Классы реализуют методы, объявленные в интерфейсах и, быть может, также объявляют дополнительные методы. В распределённом приложении некоторые реализации могут быть в одних виртуальных машинах Java и отсутствовать при этом в других. Объекты, методы которых могут вызываться из других виртуальных машин Java, называются удалёнными объектами (remote objects).

Объект становится удалённым при реализации удалённого интерфейса (remote interface), который обладает следующими свойствами:

• удалённый интерфейс наследуется от интерфейса java.rmi.Remote;
• каждый метод интерфейса, помимо своих собственных исключений, должен объявлять исключение java.rmi.RemoteException (служебное слово throws).

RMI по-разному работает с удалёнными и обычными объектами при передачи от одной виртуальной машины Java к другой. Вместо копирования реализации объекта в получающую виртуальную машину, RMI передаёт стаб (stub) удалённого объекта. Стаб похож на локального представителя (посредника) удалённого объекта и для клиента, вообще говоря, является удалённой ссылкой. Клиент вызывает метод локального стаба, который отвечает за исполнение метода на удалённом объекте.

Стаб удалённого объекта реализует то же множество удалённых интерфейсов, что и удалённый объект. Это свойство позволяет приводить стаб к любому из интерфейсов, реализованных удалённым объектом. Тем не менее, лишь методы, определённые в удалённом интерфейсе, доступны для вызова из получающей виртуальной машины.

Создание распределённого приложения с помощью RMI

Разработка распределённого приложения с помощью RMI включает следующие общие шаги:

1. Проектирование и реализация компонентов распределённой системы;
2. Компиляция исходников;
3. Предоставление сетевого доступа к классам;
4. Запуск приложения.

Проектирование и реализация компонентов приложения

Во-первых, необходимо определить архитектуру приложения, включая локальные объекты и объекты, доступные удалённые. Это включает следующие шаги:

• Определение удалённых интерфейсов. Удалённый интерфейс определяет методы, которые могут быть удалённо вызваны клиентом. Клиент программируется под удалённый интерфейс, а не под классы-реализации этих интерфейсов. Проектрирование таких интерфейсов включает определение типов объектов, которые будут использоваться в качестве параметров и возвращаемых значений для этих методов. Если какие-либо из этих интерфейсов ещё не существуют, то их тоже нужно определить.
• Реализация удалённых объектов. Удалённые объекты должны реализовать один или несколько удалённых интерфейсов. Класс удалённого объекта может включать реализации других интерфейсов и методов, которые будут доступны только локально. Если какой-либо локальный класс используется в качестве параметра или возвращаемого значения хотя бы одного из этих методов, то они должны быть тоже реализованы.
• Реализация клиентов. Клиенты, использующие удалённые объекты, могут быть реализованы в любой момент после того, как определены удалённые интерфейсы, и даже после того, как удалённые объекты были «задеплоены» (deployed).

Компиляция исходников

Как и для любой другой программы на Java, используется компилятор javac. Исходные файлы содержат объявления удалённых интерфейсов, их реализаций, любых серверных и клиентских классов.

Предоставление сетевого доступа к классам

На этом шаге предоставляется доступ к определениям классов (таких, как удалённые интерфейсы, связанные с ними типы и определения классов, которые необходимо скачивать с клиентов или серверов). Обычно доступ к определениям классов осуществляется с помощью веб-сервера.

Запуск приложения

Запуск приложения включает запуск удалённого реестра объектов RMI, запуск севера и запуск клиента.

В следующей части будет описано создание приложения «Вычислительный движок».