Prácticas de Programación Concurrente: Objetos Distribuidos API RMI de Java

Manuel I. Capel Tuñón Ramón A. Carrasco González

Prácticas Programación Concurrente 27/04/2020 1

muchos

Sistemas de Objetos Distribuidos/Protocolos

El paradigma de objetos distribuidos ha sido ampliamente adoptado en el desarrollo de aplicaciones distribuidas, para las que existen ~ Java R mecanismos conocidos, cabe destacar: emote M ethod I de nvocation programación basados en este paradigma. Entre los más (RMI), ~Sistemas basados en C ommon O bject R equest B roker A rchitecture (CORBA), ~ D istributed C omponent O bject M odel (DCOM), ~ S imple O bject A ccess P rotocol (SOAP). Prácticas Programación Concurrente 27/04/2020 2

La Arquitectura de RMI de Java

Servicio de Directorio objeto cliente objeto servidor

Soporta la interfaz con el programa de aplicación.

Traduce el resguardo/esqueleto indepen diente de plataforma.

Oculta la capa de transporte dependiente de plataforma, llevando a término las referencias remotas.

resguardo capa de gestión de referencias remotas capa de transporte

Levanta, mantiene y cierra las conexiones e implementa el protocolo de transporte.

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esqueleto capa de gestión de referencias remotas capa de transporte camino de datos lógico camino de datos físico

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Invocación de Método Remoto

• RMI es una implementación orientada a objetos sólo para programas Java.

definida • Utilizando RMI, un remoto ofrecen y lo registra métodos remotos desde programas cliente.

• Sintácticamente: interfaz remota Java .

servidor de objeto exporta , una extensión de la clase un objeto en un servicio de directorio. Se , que pueden ser invocados – Se declara un objeto remoto que implementa una Remote de – Programación de interfaz remota en un objeto del servidor.

– Los 27/04/2020 objetos-cliente pueden acceder mediante la invocación de los métodos remotos asociados, utilizando una sintaxis de llamada de método remoto para realizar invocaciones.

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Registro de Objetos

• La API RMI permite utilizar varios servicios de directorio [1] para registrar objetos distribuidos.

• Utilizaremos un servicio de directorio simple, denominado RMI registry, rmiregistry , que viene con el Java Software Development Kit (SDK) [2] .

rmiregistry es un servicio cuyo servidor, cuando está activo, se ejecuta en la máquina 1099.

host del objeto servidor, por defecto en el puerto TCP [ 1] Uno de estos servicios es el Java Naming and Directory Interface (JNDI), que es más general que el RMI registry , en el sentido de que puede ser utilizado por aplicaciones que no usan la API de RMI.

[2] Java SDK es lo que descargamos en nuestra máquina para poder usar las bibliotecas de clases de Java, así como sus herramientas, como el compilador javac.

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La interacción entre resguardo y esqueleto

Diagrama de eventos temporizado con la interacción entre el resguardo ( stub ) y el esqueleto ( skeleton ):

tiempo stub skeleton Remote Method “Marshalling” de parámetros; enviar Petición “Unmarshalling”de parámetros Invocar método ejecutar código y devolver un Recibir valor de retorno “marshalling” de respuesta valor enviar respuesta “Unmarshalling de respuesta; Devolver valor ( basado en http:// java.sun.com.marketing /collateral/ javarim.html

)

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La API de RMI Java • La Interfaz Remota • El software del lado del Servidor

– La Implementación de la Interfaz Remota – Generación de

resguardos

– El Objeto Servidor y

esqueletos

• El software del lado del Cliente

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Una muestra de interfaz remota

// archivo: UnaInterfaz.java //para ser programado en una clase servidora de Java RMI.

import java.rmi.* public interface UnaInterfaz extends Remote { // signatura del primer método remoto public String algunMetodo1( ) throws java.rmi.RemoteException; // signatura del segundo método remoto public int algunMetodo2( float ) throws java.rmi.RemoteException; // Aquí seguiría la signatura del resto de los métodos } // fin de la interfaz

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Una muestra de interfaz remota -2

• La excepción en la cláusula métodos.

java.rmi.Remote

throws ha de ser listada de las signaturas de los • Esta excepción se levantará cuando, durante el procesamiento de una llamada remota, se produzca algún error y es obligatorio que sea capturada en el método del programa que hace la llamada.

• Se producen excepciones durante operaciones de IPC debido a las siguientes causas: fallos de acceso y conexión, así como a errores propios derivados de un mal uso del protocolo RMI.

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El Software del lado del Servidor

Un objeto servidor es un objeto que proporciona los métodos y la interfaz a un objeto distribuido y su responsabilidades se resumen como sigue: – implementar cada uno de los métodos especificados en la interfaz remota, – registrar el objeto que contiene la implementación de los métodos en un servicio de directorio. Se recomienda que las dos acciones anteriores se programen en clases diferentes.

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Diagrama UML para la clase UnInterfazImpl

UnicastRemoteObject UnaInterfaz

unMetodo1 unMetodo2

...

UnaInterfazImpl

unMetodo1 unMetodo2

...

Implements Extends

Diagrama UML de UnaInterfazImpl

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La Implementación de la Interfaz Remota

Debe de programarse una clase que implementa la interfaz remota. Sintaxis similar a la de cualquier otra clase que implemente una interfaz local.

import java.rmi.*; import java.rmi.server.*; /**Esta clase implementa la interfaz remota UnaInterfaz*/ public class UnaInterfazImpl extends UnicastRemoteObject } implements UnaInterfaz super( ); { public UnaInterfazImpl() throws RemoteException { public String unMetodo1( ) throws RemoteException { // el código ha de ser suministrado } public int unMetodo2( ) throws RemoteException { // el código ha de ser suministrado } // end class

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Generación de Resguardo y Esqueleto

En RMI, el

rmic

rmic

resguardo de RMI.

(del objeto cliente) y el esqueleto (del objeto servidor) son generados a partir de la implementación de la interfaz remota utilizando una herramienta que proporciona Java SDK: el compilador

Por ejemplo:

rmic UnaInterfazImpl

Como resultado de la compilación, se generarán dos archivos, cada uno de ellos vendrá prefijado con el nombre de la clase de implementación e indica el tipo de proxy que es:

UnaInterfazImpl_skel.class

UnaInterfazImpl_stub.class

.

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El Archivo resguardo del objeto

• El archivo

resguardo del objeto

, así como el archivo de la

interfaz remota

(no su implementación), deben ser compartidos con cada objeto cliente – se necesitan estos archivos para que el programa cliente compile.

• La copia de cada uno de estos archivos puede ser suministrada al objeto cliente

a mano

propio programador

.

Java tiene la Pero, además, el RMI de característica denominada “

stub downloading

” que permite al cliente

obtener dinámicamente

el archivo

resguardo

.

por el 27/04/2020 Prácticas Programación Concurrente 14

Registro RMI

• El objeto servidor exporta un objeto registrándolo mediante un nombre simbólico en el servidor conocido como RMI registry .

// Crear un object conforme a la Interfaz UnaInterfazImpl obj = new UnaInterfazImpl(“Servidor1”); // Registrar el objeto Naming.rebind(“Servidor1”, obj);

• Se necesita otro

servidor

, llamado

RMI Registry

, ejecutándose en el

host

de la parte del servidor para exportar el objeto remoto.

• Se puede utilizar el servidor RMIRegistry defecto.

en el puerto 1099, por • Puede ser

invocado dinámicamente

en la clase del servidor:

import java.rmi.registry.LocateRegistry;

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… LocateRegistry.createRegistry ( 1099 );

… Prácticas Programación Concurrente 15

El Objeto Servidor - 2

La clase objeto servidor es una clase cuyo código instancia y exporta un objeto de la clase que implementa la interfaz remota.

import java.rmi.*; …… public class UnServidor { /**

•

Crea nueva instancia de Servidor rmi */ public UnServidor () { try { // Se indica a rmiregistry el path donde está la interfaz remota System.setProperty( "java.rmi.server.codebase" , "file:/path donde esta la interfaz remota (sin espacios…) p.e file:/c:/pc/prac3/interfazRemota/ " ); // Se publica el objeto remoto UnaInterfazImpl objExportado = new unaInterfazImpl(); Naming.rebind( "//host:port/unaInterfazImpl p.e //localhost/unaInterfazImpl " , objExportado); } e.printStackTrace(); } catch (Exception e) { /** * @param * args the command line arguments */ public static void new main(String[] args) { UnServidor (); } }

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Registro RMI -2

• De manera alternativa, un registro RMI podría ser activado a mano con la utilidad

rmiregistry

, que viene en el Java Software Development Kit (SDK):

rmiregistry

donde el número de puerto corresponde a un puerto TCP. Se asume por defecto el puerto 1099, si no se especifica otro puerto.

• El registro se ejecutará todo el tiempo hasta que se pare (vía CTRL-C, por ejemplo).

• Más adelante se explicará como hacerlo en Eclipse Prácticas Programación Concurrente 27/04/2020 17

El Objeto Servidor - 4

• Cuando se ejecuta un objeto servidor, el objeto distribuido que se exporta ocasiona que el proceso servidor comience a escuchar y a esperar a que los clientes se conecten y pidan servicio del objeto.

• Un objeto servidor RMI es un servidor concurrente: cada petición de un objeto cliente es servida utilizando un hilo diferente del servidor. Todas las llamadas de un mismo cliente se ejecutarán concurrentemente, salvo que incluyan instrucciones de sincronización.

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El Software del lado del Cliente

• La parte del cliente se programa como cualquier otra clase de Java, • con sintaxis específica de RMI, que significa: – localizar el

registro RMI

y en el

host

del servidor –

consultar la referencia remota

del objeto servidor; la referencia puede ser entonces transmitida a la clase de la interfaz remota y los métodos remotos se llaman como métodos locales.

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Consultando el objeto remoto El método es lookup utilizado almacenada de la clase para previamente Naming recuperar la referencia del objeto, si existe y fue en el registro por el objeto servidor.

String registroURL= "rmi://localhost:"+NumPuerto+"/servidor"; UnaInterfaz h = (UnaInterfaz)Naming.lookup(registroURL);

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Invocando el Método Remoto

• La referencia a la interfaz remota puede ser usada ahora para invocar cualquiera de sus métodos:

String mensaje = h.unMetodo1(); System.out.println(mensaje);

• La sintaxis usada para la invocación de los métodos remotos es la misma que para invocar a los locales.

• Es un error común el transmitir el objeto recuperado del registro RMI a la clase de la implementación de la interfaz o a la clase del objeto servidor. Lo correcto es transmitirlo como interfaz remota .

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El Software del lado del Cliente -2

import java.rmi.*; Import UnaInterfaz; ….

public class UnCliente { public static void main(String args[]) { try { String registroURL = " //host:port/unaInterfazImpl p.e //localhost/unaInterfazImpl "; UnaInterfaz h =(UnaInterfaz)Naming.lookup(registroURL); // invocar ahora los(s) metodo(s)remoto(s) String mensaje = h.unMetodo1(); System.out.println(mensaje); // El Método2 puede ser llamado igualmente… } // fin try catch (Exception e) { e.printStackTrace();; } } //fin main // Definición de los ortos métodos de la clase, si hubieran.

}//fin clase

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Arquitectura de la API de RMI

• RMI de Java es un buen representante de los sistemas de objetos distribuidos.

La arquitectura de la API de Remote Method Invocation incluye tres capas abstractas, tanto en el lado del cliente, como en el del servidor.

– El software para una aplicación RMI incluye una interfaz remota, software del lado del servidor y software del lado del cliente.

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Ubicación de los ficheros para una aplicación RMI

Host del Objeto Cliente Directorio del objeto cliente UnaInterfaz.class

UnCliente.class

Stub.class

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Host del Objeto Servidor Directorio del objeto servidor UnaInterfaz.class

UnServidor.class

UnaInterfazImpl.class

Prácticas Programación Concurrente

Skel.class

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• • • •

Revisión general para implementar una aplicación RMI en eclipse

Definición de la interfaz remota – Usar un proyecto independiente – Definir como jre la jdk contenida en lsi/pc/is/jdk…

public interface UnaInterfaz extends Remote {…

Implementación del objeto interfaz – Usar un proyecto independiente – Añadir el proyecto que contiene la interfaz remota – Definir como jre la jdk contenida en lsi/pc/is/jdk…

public class UnaInterfazImpl extends UnicastRemoteObject implements UnaInterfaz {…

Implementación del servidor remoto – Usar un proyecto independiente – Añadir los proyectos que contiene la interfaz remota y el objeto remoto – Definir como jre la jdk contenida en lsi/pc/is/jdk…

public class UnServidor { … Naming.rebind("//localhost/unaInterfazImpl", objExportado);

Uso del servidor desde el cliente – Añadir al proyecto del prg cliente el proyecto que contiene la interfaz remota – Definir como jre la jdk contenida en lsi/pc/is/jdk…

UnaInterfaz h =(UnaInterfaz)Naming.lookup(“//localhost/unaInterfazImpl”); h.unMetodo1();

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Revisión general para implementar una aplicación RMI en eclipse

Para definir como jre la jdk contenida en lsi/pc/is/jdk… 27/04/2020 Prácticas Programación Concurrente 26

Revisión general para implementar una aplicación RMI en eclipse

Añadir el proyecto que contiene la interfaz remota (p.e. cuando se crea el proyecto) 27/04/2020 Prácticas Programación Concurrente 27

Revisión general para implementar una aplicación RMI en eclipse

– Desde las últimas versiones de necesario usar el compilador jdk rmic para generar la clases skel y stub no es de RMI – Por tanto, desde eclipse no tenemos que hacer nada especial con estas clases para su compilación Prácticas Programación Concurrente 27/04/2020 28

Revisión general para ejecutar una aplicación RMI en eclipse 1. Activar un registro RMI

• Windows -> Preferences • Puede ser activado a mano ( Start ) • El registro se ejecutará todo el tiempo hasta que se ( Stop ) pare 27/04/2020 Prácticas Programación Concurrente 29

Revisión general para ejecutar una aplicación RMI en Eclipse 2. Ejecutar el servidor

• Especificar en el método System.setProperty el path de la interfaz remota (sin espacios, caracteres especiales,etc) • El servidor continuará ejecutándose hasta que no paremos el registro de RMI

3. Ejecutar el cliente

• Normalmente, siempre y cuando esté ya arrancado el servidor Prácticas Programación Concurrente 27/04/2020 30