Transcript Bazy danych i inżynieria oprogramowania

Bazy danych i inżynieria oprogramowania
Wykład 2:
Wprowadzenie do
OMG CORBA
Kazimierz Subieta
Instytut Podstaw Informatyki PAN,
Warszawa
Polsko-Japońska Wyższa Szkoła
Technik Komputerowych, Warszawa
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 1
listopad 1999
CORBA: schemat wywoływania dynamicznego
Host klienta
Host serwera
Klient
Obiekt
Wywołanie
operacji
zlecenie
DII
Dynamiczna
implementacja
interfejsu
(szkielet + kod)
Pośrednik (ORB, Object Request Broker)
wynik, parametry wyj
Klient wysyła zlecenia poprzez DII (Dynamic Invocation Interface), niezależnie od IDL
(korzystając np. z repozytorium interfejsów).
Interfejs do obiektu po stronie serwera musi być zaimplementowany w postaci
dynamicznie wiązanych operacji (a la DLL). Dynamiczny kod powstaje z dynamicznego
szkieletu interfejsu do obiektu, który jest następnie wypełniany kodem implementacji operacji.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 2
listopad 1999
Wołania dynamiczne
Wołania poprzez pniaki i szkielety jest statyczne, tj. odpowiednie fragmenty
kodu są wprowadzane do aplikacji podczas kompilacji.
DII (Dynamic Invocation Interface) umożliwia dynamiczne wywołanie zlecenia
do obiektu od strony klienta (podobnie do pniaka, generic stub).
DSI (Dynamic Skeleton Interface) umożliwia dynamiczne przekazanie zlecenia
do obiektu od strony serwera (podobnie do szkieletu, generic skeleton).
Nie zależą one od interfejsów w IDL. Klient nie musi podczas kompilacji znać
interfejsy do obiektów. Może je ustalić dynamicznie, poprzez generyczną funkcję
create_request, należącą do interfejsu Object, oraz Repozytorium Interfejsów.
Tego rodzaju udogodnienie jest szczególnie ważne dla niektórych aplikacji,
takich jak przeglądarki, które muszą przejrzeć aktualnie dostępne obiekty bez
wiedzy, jakie one są, jak są zbudowane i jakie mają interfejsy.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 3
listopad 1999
Rodzaje wołań dynamicznych
Wołanie synchroniczne: Klient wywołuje zlecenie i następnie czeka na
odpowiedź. Zachowanie się jest identyczne do RPC (Remote Procedure Call).
Ten tryb wołania jest także cechą statycznych pniaków i szkieletów.
Opóźnione wołanie synchroniczne: Klient wywołuje zlecenie, ale po tym
kontynuuje przetwarzanie, podczas gdy zlecenie jest przekazywane do obiektu.
Odpowiedź od obiektu jest zbierana i przetwarzana później. Klient może
równolegle wysłać wiele zleceń dla uruchomienia niezależnie wielu długo
trwających aplikacji.
Wywołanie w jedną stronę (oneway): Klient wywołuje zlecenie i nie czeka na
odpowiedź. Ta forma jest często nazywana “fire and forget”. Klient może
stwierdziæ rezultat w inny sposób, np. poprzez wysłanie kolejnego zlecenia.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 4
listopad 1999
DSI: Dynamiczny szkielet
Tak samo jak DII pozwala na dostęp do obiektów bez dostępu do statycznych
pniaków, DSI umożliwia implementację strony serwera bez statycznej wiedzy
zawartej w szkielecie.
Zastosowania podobne, np. przeglądarka. Taka aplikacja wymaga dynamicznego
dostępu do operacji na obiekcie. Nie jest akceptowalna ponowna kompilacja części
serwera po każdej zmianie zestawu, struktury lub interfejsów obiektów.
Własność ta jest dostępna w CORBA 2.0. Pewnym problemem okazało się
zapewnienie współpracy z wieloma protokołami komunikacyjnymi. Własność jest
istotna dla budowy pomostów (gateways) pomiędzy oprogramowaniem nie
bazującym na CORBA, np. Microsoft COM/DCOM.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 5
listopad 1999
CORBA: Rdzeń ORB: przezroczystość
ORB Core, transparency
Kluczowa własność ORB - przezroczystość, czyli ukrywanie nieistotnej informacji.
ORB ukrywa:
• Lokalizację obiektu: klient nie potrzebuje wiedzieć, gdzie obiekt jest ulokowany.
• Implementację obiektu: klient nie potrzebuje wiedzieć, jak obiekt jest
zaimplementowany.
• Stan działania obiektu: klient nie potrzebuje wiedzieć, czy obiekt jest aktywny,
gotowy do akceptacji zapytania, czy nie uczestniczy aktualnie w innych procesach.
• Mechanizmy komunikowania się obiektów: klient nie potrzebuje wiedzieć, jaki
mechanizm komunikacyjny jest używany (TCP/IP, wspólna pamięć, lokalne
wołanie metod, itd.)
Klient może skupić się na problemach związanych z dziedziną aplikacyjną, a nie na
problemach realizacyjnych związanych ze środowiskiem komputerowym.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 6
listopad 1999
Rdzeń ORB: referencje do obiektów
object references
Aby przesłać zlecenie, klient specyfikuje docelowy obiekt poprzez podanie jego
referencji. Referencja do obiektu jest tworzona wraz z utworzeniem obiektu i nigdy
się nie zmienia, aż do jego skasowania. Referencje są nieczytelne, tj. tylko ORB wie,
jak referencje są tworzone, jak również niemodyfikowalne: nie ma żadnej
możliwości ich zmiany.
Referencje mogą mieć postać standardową:
Internet Inter-ORB Protocol (IIOP)
Distributed Computing Environment Common Inter-ORB Protocol
lub mogą mieć postać specyficzną dla danego ORB, danej aplikacji lub dziedziny.
Metody uzyskiwania referencji do obiektów:
• Tworzenie obiektów: po utworzeniu obiektu klient otrzymuje jego referencję. (CORBA nie
ma operacji tworzenia obiektów, należą one do aplikacji.)
• Usługi w zakresie katalogów: klient może wywołać usługę przeglądania obiektów, patrz
wspomniane usługi w zakresie nazw (Name Service) i własności (Trader Service).
• Zamiana referencji na string i odwrotnie: aplikacja może zamienić referencję na string i
zapamiętać w pliku lub bazie danych.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 7
listopad 1999
Model obiektowy OMG (1)
object model
Obiekt: identyfikowalny, hermetyzowany byt zapewniający jedną lub więcej
usług, które mogą być zlecane przez klienta.
Zlecenie (request) jest zdarzeniem, tj. czymś, co zachodzi w pewnym punkcie
czasowym. Zlecenie może mieć parametry, które są używane do przesyłania
danych do obiektu.
Zlecenie jest kierowane do obiektu i powoduje wywołanie usługi na rzecz
zlecającego. Usługa może zwrócić zlecającemu wynik.
Wartość może być parametrem zlecenia; jest ona wystąpieniem typu danych
OMG IDL. Wartość, która ientyfikuje obiekt, nazywana jest nazwą obiektu.
Referencja do obiektu jest wewnętrzną (nieczytelną) nazwą obiektu, która w
sposób unikalny identyfikuje pojedynczy obiekt.
Wyjątek pojawia się wtedy, gdy zlecenie nie zakończyło się w sposób normalny.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 8
listopad 1999
Model obiektowy OMG (2)
Obiekty mogą być tworzone, modyfikowane i usuwane poprzez wykonanie
odpowiednich zleceń.
Typ jest nazwanym zbiorem wartości spełniających pewien warunek. Wartość
spełniająca ten warunek jest nazywana członkiem typu.
Zbiór wszystkich takich wartości jest nazywany ekstensją typu (type extension).
Typ obiektu jest takim typem, którego członkami są obiekty. Dokładniej, typ
obiektu jest określony przez typ przechowywanych w nim wartości.
Interfejs jest opisem zestawu wszystkich operacji, które klient może zlecać dla
obiektu. Interfejsy są definiowane w języku OMG IDL.
Interfejs podlega dziedziczeniu (wielo-dziedziczeniu). Interfejs dowolnego
obiektu zawiera oprócz własnych operacji wszystkie odziedziczone operacje.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 9
listopad 1999
Model obiektowy OMG (3)
Operacja zapewnia wykonanie określonej usługi na obiekcie.
Operacja posiada sygnaturę, która opisuje parametry zlecenia, zwracaną wartość,
możliwość spowodowania wyjątku, dodatkowy kontekst, semantykę wykonania.
Składnia sygnatury:
[oneway] <op_type_spec> <identifier> (param1,...,paramL)
[raises(except1,...,exceptN)][context(name2,...,nameM)]
oneway: zlecający nie czeka na wynik.
context: ustala dodatkową informację specyficzną dla danej operacji.
Parametr operacji jest scharakteryzowany przez typ i tryb.
Tryby parametrów:
in (wejściowy),
out (wyjściowy),
inout (wejściowy i wyjściowy)
Deklaracja atrybutu jest równoważna deklaracji dwóch operacji: pierwszej, która
odczytuje wartość tego atrybutu, i drugiej, która tę wartość zmienia.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 10
listopad 1999
Model obiektowy OMG: zestawienie typów
Wartość
Wartość konstruowana
Referencja do obiektu
Wartość bazowa
Struct Sequence
Union
Array
Short Long UShort Ulong Float Double Char String Boolean Octet Enum Any
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 11
listopad 1999
OMG IDL
Interface Definition Language
IDL jest kluczem do współdziałania systemów poprzez interfejsy oparte na OMG
CORBA. Jest on językiem neutralnym, niezależnym od jakiegokolwiek języka
programowania. IDL jest deklaracyjny; zajmuje się wyłącznie specyfikacją obiektów.
Jest on potrzebny użytkownikom do dwóch celów:
• klientom, którzy mogą wywoływać operacje zdefiniowane w IDL,
• projektantom, którzy mogą rozszerzać istniejące funkcje systemu poprzez
specjalizację istniejących interfejsów.
IDL określa typy i interfejsy obiektów, podobnie do klas w C++ lub interfejsów w
Java. IDL nic nie mówi o implementacji obiektów i operacji na obiektach.
module Bank {
interface Konto {
interface Klient {
....
};
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 12
...
...
};
};
listopad 1999
Przykład opisu w IDL
Specyfikacja wirtualnych zwierzątek:
Ulubieniec
właściciel
Zwierzę
Pies
wiek
Szczekaj()
Usiądź()
Warcz()
Kot
Miaucz()
Mrucz()
module Moje_Zwierzątka {
/* definicja interfejsu dla psa */
interface Pies: Ulubieniec, Zwierzę {
readonly attribute integer wiek;
exception NieReaguje{string dlaczego};
void Szczekaj( in short jak_długo)
raises (NieReaguje);
void Usiądź( in string gdzie )
raises (NieReaguje);
void Warcz(in string na_kogo)
raises (NieReaguje);
};
/* definicja interfejsu dla kota */
interface Kot: Zwierzę {
void Miaucz( in short ile_razy )
raises (NieReaguje);
void Mrucz( in short jak_długo )
raises (NieReaguje);
};
};
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 13
listopad 1999
OMG IDL - inny przykład ost 6.10
Osoba
Imię
Nazwisko
Data_Urodzenia
wiek()
Kierowca
Punkty_Karne
Numer_Prawa_Jazdy
Wykroczenie(..)
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 14
interface Osoba {
attribute string<20> Imię;
attribute string<30> Nazwisko;
attribute long Data_Urodzenia;
short Wiek( void );
...
};
interface Kierowca : Osoba {
attribute short Punkty_Karne;
attribute long Numer_Prawa_Jazdy;
exception Odebranie_Prawa_Jazdy { ...
string<80> Przyczyna; ...
};
void Wykroczenie(in short punkty )
raises( Odebranie_Prawa_Jazdy );
...
};
listopad 1999
IDL: jeszcze inny przykład
interface Konto{
readonly attribute float bilans;
void zmień_bilans( in float wartość);
};
interface SprawdzKonto : Konto
attribute float LimitPrzekroczKonta;
};
interface Bank{
Konto NoweKonto( in string nazwisko) ;
SprawdzKonto SprawdzNowe( in string nazwisko );
void UsuńKonto( in Konto konto_klienta );
};
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 15
listopad 1999
OMG IDL: pojęcia (1)
Moduły (modules) są zbiorami interfejsów zgrupowanych pod jedną nazwą. Moduł
wyznacza zakres nazw: nazwy wewnątrz modułu nie kolidują z nazwami z innych
modułów. Nazwa z wnętrza modułu musi być kwalifikowana nazwą modułu, np.
Bank :: Konto
Interfejs definiuje zbiór operacji, które klient może wywoływać w stosunku do
obiektu. Jest to specyfikacja obiektu, która opisuje metody, parametery metod, typy
danych i wyjątki. Interfejs nie zawiera implementacji.
Interfejs może mieć atrybuty i każdy z tych atrybutów posiada automatycznie
dwie metody get (daj wartość) oraz set (podstaw wartość).
Atrybut może być readonly (tylko do czytania).
Interfejs może być definiowany z użyciem dziedziczenia (inheritance) lub wielodziedziczenia (multiple-inheritance).
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 16
listopad 1999
OMG IDL: pojęcia (2)
Wyjątki służą do obsługi błędów (mogą mieć także inne zastosowania). Możliwe
są dwa typy wyjątków: wyjątki systemowe (standardowe dla CORBA) oraz
wyjątki użytkownika (definiowane w specyfikacji IDL). Wyjątek jest strukturą
danych zawierającą atrybuty informujące np. o przyczynach powstania wyjatku.
Kontekst jest to obiekt zawierający liste własności specyficznych dla klienta. Jest
to dodatkowy parametr operacji pozwalający np. ustalić, który klient żąda danej
usługi.
Operacja jest elementem proceduralnym, którą klient może zastosować w
stosunku do obiektu.
Sygnatura operacji specyfikuje jej nazwę, typ wyniku, nazwy i typy parametrów,
tryb określający, czy parametr jest wejściowy czy wyjściowy, oraz nazwę wyjątku
skojarzoną ew. z lokalnym kontekstem klienta.
Domyślnie wykonywanie operacji jest synchroniczne, tj. po wywołaniu operacji
aplikacja klienta czeka na jej zakończenie. Możliwe są inne tryby wykonywania
operacji (oneway) .
Typ danych używany do opisu wartości parametrów, atrybutów i zwracanych
wartości.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 17
listopad 1999
IDL: typy wbudowane
long (signed and unsigned)
long long (signed and unsigned)
short (signed and unsigned)
float, double, long double
char , wchar
boolean
octet
enum
any
32-bitowe typy arytmetyczne
64-bitowe typy arytmetyczne
16-bitowe typy arytmetyczne
IEEE 754-1985 typy zmienno-przecinkowe
typ znakowe i szeroko-znakowe
typ boolowski
8-bitowa wartość (nie zmienialna przy transmisji)
typy wyliczeniowe
typ, który może charakteryzować dowolną wartość
Specyfikacja CORBA określa rozmiary wszystkich typów bazowych, dla
zapewnienia współdziałania pomiędzy heterogenicznymi platformami.
Przykład typu wyliczeniowego:
enum Waluta {złoty, frank, dolar, funt};
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 18
listopad 1999
IDL: typy konstruowane, typy wzorcowe
constructed types, template types
Typy konstruowane:
struct - agregacja danych podobna do struct w C/C++
union - rozłączna unia typów, j.w., ewentualnie z dyskryminatorem
umożliwiającym dynamiczne rozróżnienie typu wartości.
Pojęcie unii jest identyczne z podobnym pojęciem w C/C++.
Typy wzorcowe:
string i wstring - typy stringowe i stringowe z rozszerzonym zakresem znaków
string<10> - ograniczenie do 10-ciu znaków
string - brak ograniczenia długości
sequence - liniowy kontener o ograniczonej lub nieograniczonej długości.
Typ elementu i ograniczenie - w nawiasach trójkątnych,
np. sequence<Factory> - dowolnie długa sekwencja referencji do obiektów Factory,
sequence<string,10> - sekwencja stringów ograniczona do max 10-ciu
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 19
listopad 1999
IDL: typy referencji do obiektów
Operacja find_factories jest jedną ze standardowych
operacji w ramach OMG Common Object Services
Lifecycle Specification
//OMG IDL
interface FactoryFinder {
// definicja sekwencji referencji do obiektów Factory
typedef sequence<Factory> FactorySeq;
FactorySeq find_factories ( in string interface_name );
};
FactorySeq - nieograniczona sekwencja referencji do obiektów Factory
find_factories - operacja, która bierze jako parametr nieograniczony string
i zwraca jako rezutat taką sekwencję referencji
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 2, Folia 20
listopad 1999