PROG 2: Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker
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- Albert Förstner
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1 RMI, Zusammenfassung und Lehrevaluation PROG 2: Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker Steffen Helke Technische Universität Berlin Fachgebiet Softwaretechnik 8. Juli 2013
2 Übersicht Rückblick: RMI Zusammenfassung von PROG 2 & Klausurthemen Lehrevaluierung
3 Teil V der Vorlesung PROG 2 Netzwerkprogrammierung RMI Remote Method Invocation Rückblick mit neuem Beispiel Quelle: Inhalt & Gestaltung nach Vorlesungsfolien von Peter Pepper und Odej Kao, TU Berlin Methodische- und Praktische Grundlagen der Informatik 4 (MPGI 4), WS 2010/11 bzw. WS 2011/12
4 Verteiltes Objektmodell Grundidee von RMI lokaler und entfernter Zugriff auf Objekte ist möglich Objekte, die entfernte Aufrufe enthalten können, werden als externe oder entfernte Objekte bezeichnet im Beispiel die Objekte B und F Objekte können die Methoden anderer Objekte nur aufrufen, wenn sie deren Referenz kennen Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
5 Stubs und Skeletons in Java nicht lokal vorhandene Kommunikationspartner werden über Ersatzinstanzen repräsentiert auf Client-Seite Stub auf Server-Seite Skeleton Ersatzinstanzen müssen zu übertragene Nachrichten über Transportsystem austauschen Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
6 Schritte zur Erstellung eines RMI-Programms 1 Interface Definition: Festlegung der entfernten Schnittstelle Client nutzt die in der Schnittstelle aufgeführten Methoden zur Interaktion mit dem Server 2 Interface Implementation: Definition einer Server-Applikation, die die entfernte Schnittstelle implementiert 3 Generierung einer Stub-Klasse aus der Interface Implementation mit Hilfe des RMI-Compilers rmic 4 Starten der Registry und des Servers: Registry kann auch aus dem Server heraus gestartet werden 5 Definition und Start des Clients, der die entfernten Methoden des Servers verwendet Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
7 Beispiel: EM-Fußball-Tippspiel Client Prozess Client Remote Server Prozess Server main main :TippSpiel TippSpiel TippSpielImpl allemitspieler :TippSpieler Tipp tore1, tore2 TippSpieler TippSpielerImpl nächstesspiel Tipp tore1, tore2 UnicastRemote Object Serializable Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
8 Tippspiel: Interface & Implementierung Client Prozess Client Remote Server Prozess Server main main :TippSpiel TippSpiel TippSpielImpl allemitspieler :TippSpieler Tipp tore1, tore2 TippSpieler TippSpielerImpl nächstesspiel Tipp tore1, tore2 UnicastRemote Object Serializable Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
9 TippSpiel: Interface & Implementierung p u b l i c i n t e r f a c e T i p p S p i e l extends Remote { p u b l i c T i p p S p i e l e r g e t S p i e l e r ( i n t s p i e l e r I d ) throws RemoteException ; } 1 p u b l i c c l a s s T i p p S p i e l I m p l implements T i p p S p i e l { 2 p u b l i c L i s t <T i p p S p i e l e r I m p l > a l l e M i t s p i e l e r = 3 new A r r a y L i s t <T i p p S p i e l e r I m p l >(); 4 5 // K o n s t r u k t o r zum Aufbau d e r Daten, z. B. aus XML D a t e i 6 p u b l i c T i p p S p i e l I m p l ( ) throws RemoteException { 7 Tipp t = new Tipp ( 0, 0 ) ; 8 a l l e M i t s p i e l e r. add ( new T i p p S p i e l e r I m p l ( 4 2, S t e f f e n, t ) ) ; 9 } 10 // e n t f e r n t e Methode z u r Rückgabe e i n e s T i p p S p i e l e r s 11 p u b l i c T i p p S p i e l e r g e t S p i e l e r ( i n t s p i e l e r I d ) 12 throws RemoteException { 13 T i p p S p i e l e r s p i e l e r = n u l l ; 14 f o r ( T i p p S p i e l e r I m p l s : a l l e M i t s p i e l e r ) { 15 i f ( s. s p i e l e r I d == s p i e l e r I d ) { s p i e l e r = s ; } 16 } 17 r e t u r n s p i e l e r ; }} Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
10 Tippspieler: Interface & Implementierung Client Prozess Client Remote Server Prozess Server main main :TippSpiel TippSpiel TippSpielImpl allemitspieler :TippSpieler Tipp tore1, tore2 TippSpieler TippSpielerImpl nächstesspiel Tipp tore1, tore2 UnicastRemote Object Serializable Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
11 TippSpieler: Interface & Implementierung p u b l i c i n t e r f a c e T i p p S p i e l e r extends Remote { Tipp ( ) throws RemoteException ; v o i d s e t T i p p ( Tipp s p i e l T i p p ) throws RemoteException ; } 1 p u b l i c c l a s s T i p p S p i e l e r I m p l extends UnicastRemoteObject 2 implements T i p p S p i e l e r { 3 p u b l i c i n t s p i e l e r I d ; 4 p r i v a t e S t r i n g s p i e l e r ; p r i v a t e Tipp n a e c h s t e s S p i e l ; 5 6 // K o n s t r u k t o r e n 7 p u b l i c T i p p S p i e l e r I m p l ( ) throws RemoteException { } ; 8 p u b l i c T i p p S p i e l e r I m p l ( i n t id, S t r i n g s p i e l e r, Tipp t ) 9 throws RemoteException { 10 t h i s. s p i e l e r I d = i d ; t h i s. s p i e l e r = s p i e l e r ; 11 t h i s. n a e c h s t e s S p i e l = t ; 12 } 13 // e n t f e r n t e Methoden : Rückgabe & S e t z e n e i n e s Tipps 14 p u b l i c Tipp ( ) throws RemoteException { 15 r e t u r n n a e c h s t e s S p i e l ; } 16 p u b l i c v o i d s e t T i p p ( Tipp t ) throws RemoteException { 17 t h i s. n a e c h s t e s S p i e l = t ; } Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
12 Tipp: Objekt zum Speichern eines Tipps Client Prozess Client Remote Server Prozess Server main main :TippSpiel TippSpiel TippSpielImpl allemitspieler :TippSpieler Tipp tore1, tore2 TippSpieler TippSpielerImpl nächstesspiel Tipp tore1, tore2 UnicastRemote Object Serializable Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
13 Tipp: Objekt zum Speichern eines Tipps import j a v a. i o. S e r i a l i z a b l e ; p u b l i c c l a s s Tipp implements S e r i a l i z a b l e { p r i v a t e i n t t o r e 1 ; p r i v a t e i n t t o r e 2 ; } p u b l i c Tipp ( i n t toremannschaft1, i n t t o r e M a n n s c h a f t 2 ) { t h i s. t o r e 1 = t o r e M a n n s c h a f t 1 ; t h i s. t o r e 2 = t o r e M a n n s c h a f t 2 ; } p u b l i c S t r i n g t o S t r i n g ( ) { r e t u r n t o r e 1 + : + t o r e 2 ; } Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
14 Server: Implementierung Client Prozess Client Remote Server Prozess Server main main :TippSpiel TippSpiel TippSpielImpl allemitspieler :TippSpieler Tipp tore1, tore2 TippSpieler TippSpielerImpl nächstesspiel Tipp tore1, tore2 UnicastRemote Object Serializable Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
15 Server: Implementierung 1 import j a v a. rmi. ; 2 import j a v a. rmi. s e r v e r. ; 3 import j a v a. rmi. r e g i s t r y. ; 4 5 p u b l i c c l a s s S e r v e r { 6 p u b l i c s t a t i c v o i d main ( S t r i n g a r g s [ ] ) { 7 t r y { 8 T i p p S p i e l I m p l s p i e l I m p l = new T i p p S p i e l I m p l ( ) ; 9 10 // Erzeugen e i n e s Stub O b j e k t e s 11 T i p p S p i e l t i p p S p i e l = ( T i p p S p i e l ) 12 UnicastRemoteObject. e x p o r t O b j e c t ( s p i e l I m p l ) ; // Erzeugen e i n e r RMI R e g i s t r y 15 R e g i s t r y r e g i s t r y = 16 L o c a t e R e g i s t r y. c r e a t e R e g i s t r y ( ) ; // Stub Objekt b i n d e n 19 r e g i s t r y. b i n d ( EMTippSpiel, t i p p S p i e l ) ; } catch ( E x c e p t i o n e ) {... } 22 } Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
16 Client: Implementierung Client Prozess Client Remote Server Prozess Server main main :TippSpiel TippSpiel TippSpielImpl allemitspieler :TippSpieler Tipp tore1, tore2 TippSpieler TippSpielerImpl nächstesspiel Tipp tore1, tore2 UnicastRemote Object Serializable Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
17 Client: Implementierung 1 import j a v a. rmi. r e g i s t r y. ; 2 p u b l i c c l a s s C l i e n t { 3 p u b l i c s t a t i c v o i d main ( S t r i n g a r g s [ ] ) { 4 S t r i n g h o s t = b o l e r o. c s. tu b e r l i n. de ; 5 t r y { 6 // RMI R e g i s t r y bestimmen 7 R e g i s t r y r e g i s t r y = 8 L o c a t e R e g i s t r y. g e t R e g i s t r y ( host, ) ; 9 // Stub O bjekte suchen 10 T i p p S p i e l t i p p S p i e l = ( T i p p S p i e l ) 11 r e g i s t r y. l o o k u p ( EMTippSpiel ) ; // Rückgabe e i n e r e n t f e r n t e n O b j e k t r e f e r e n z 14 T i p p S p i e l e r s p i e l e r = t i p p S p i e l. g e t T i p p S p i e l e r ( 4 2 ) ; // S e t z e n e i n e s neuen Tipp 17 // V o r a u s s e t z u n g : Tipp O b j e kte s i n d s e r i a l i s i e r b a r 18 s p i e l e r. s e t T i p p ( new Tipp ( 1, 4 ) ) ; } catch ( E x c e p t i o n e ) {... } 22 } Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
18 Client: Implementierung 1 import j a v a. rmi. r e g i s t r y. ; 2 p u b l i c c l a s s C l i e n t { 3 p u b l i c s t a t i c v o i d main ( S t r i n g a r g s [ ] ) { 4 S t r i n g h o s t = b o l e r o. c s. tu b e r l i n. de ; 5 t r y { 6 // RMI R e g i s t r y bestimmen 7 R e g i s t r y r e g i s t r y = 8 L o c a t e R e g i s t r y. g e t R e g i s t r y ( host, ) ; 9 // Stub O bjekte suchen 10 T i p p S p i e l t i p p S p i e l = ( T i p p S p i e l ) 11 r e g i s t r y. l o o k u p ( EMTippSpiel ) ; // Rückgabe e i n e r e n t f e r n t e n O b j e k t r e f e r e n z 14 T i p p S p i e l e r s p i e l e r = t i p p S p i e l. g e t T i p p S p i e l e r ( 4 2 ) ; // S e t z e n e i n e s neuen Tipp 17 // V o r a u s s e t z u n g : Tipp O b j e kte s i n d s e r i a l i s i e r b a r 18 s p i e l e r. s e t T i p p ( new Tipp ( 1, 4 ) ) ; 19 Tipp s p i e l T i p p = s p i e l e r. g e t T i p p ( ) ; 20 System. out. p r i n t l n ( Neuer S p i e l t i p p i s t : + s p i e l T i p p ) ; 21 } catch ( E x c e p t i o n e ) {... } 22 } Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
19 Aufteilung auf Server & Client Server-Klassen 1 TippSpiel.class 2 TippSpielImpl.class 3 TippSpielImpl Stub.class 4 TippSpieler.class 5 TippSpielerImpl.class 6 TippSpielerImpl Stub.class 7 Tipp.class 8 Server.class Client-Klassen 1 TippSpiel.class 2 TippSpielImpl Stub.class 3 TippSpieler.class 4 TippSpielerImpl Stub.class 5 Tipp.class 6 Client.class RMIClassLoader erlaubt auch entfernte Klassen nachzuladen z.b. könnte der Client TippSpielImpl Stub.class und TippSpielerImpl Stub.class vom Server laden Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
20 Parameter von Remote-Methoden Möglichkeiten der Parameterübergabe 1 als Kopie des Objekts deep-copy 2 als Objektreferenz 1 Parameterübergaben bei Remote-Methoden Werte von einfachen Datentypen (z.b. int) werden als Kopie des Werts übergeben Objekte, die das Interface Serializable implementieren (z.b. Tipp) werden als Kopie des Objekts übergeben Objekte, die das Interface Remote implementieren (z.b. TippSpieler) werden als Objektreferenz übergeben 1 Im RMI-Kontext findet man auch die Unterscheidung call-by-reference und call-by-value. Diese Begrifflichkeit ist aber irreführend, da es sich hier nicht um die klassische Semantik von call-by-reference, wie z.b. in der Programmiersprache C++ handelt. Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
21 Probleme im Bereich IT-Sicherheit (Security) beim Einsatz von RMI Steffen Helke: PROG 2 Einfu hrung in die Programmierung fu r Wirtschaftsinformatiker,
22 Sicherheitsrisiken von RMI-Applikationen Angriffspunkte verteilte Objekte sind grundsätzlich leicht angreifbar Hauptrisiko: dynamisches Nachladen von Klassen zur Laufzeit Schadensmöglichkeiten heruntergeladener Programmcode kann beliebige für den Benutzer zugelassene Aktionen ausführen problematische Aktionen können sein Daten ausspionieren Daten verändern Daten schädigen Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
23 Dynamisches Herunterladen von Klassen Welche Klassen können nachgeladen werden? 1 RMI-Client kann Stub-Klassen laden 2 RMI-Client kann Klassen der Objekte laden, die er serialisiert vom RMI-Server übertragen bekommt 3 RMI-Server kann Klassen der Objekte laden, die er serialisiert vom RMI-Client übertragen bekommt Konsequenzen RMI-Server und RMI-Client können durch geladene Klassen angegriffen werden ein RMI-Client kann über einen RMI-Server sogar andere RMI-Clients angreifen Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
24 Dynamisches Herunterladen von Klassen Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
25 Dynamisches Herunterladen von Klassen Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
26 Dynamisches Herunterladen von Klassen Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
27 Nachladen von Code für den Client Vorgehen 1 Installation eines RMISecurityManagers beim Client ohne kann kein Code geladen werden 2 Bereitstellen der zu ladenen Klassen auf einem Webserver z.b. 3 Socketverbindung zum Server und zum Webserver für den Client in einer Policy-Datei freigeben Client-Policy-Datei g r a n t { p e r m i s s i o n } ; p e r m i s s i o n j a v a. n e t. S o c k e t P e r m i s s i o n b o l e r o. c s. tu b e r l i n. de : , c o n n e c t ; j a v a. n e t. S o c k e t P e r m i s s i o n www. u s e r. tu b e r l i n. de : 8 0, c o n n e c t ; Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
28 Nachladen von Code für den Client Definition eines RMISecurityManagers import j a v a. rmi. RMISecurityManager ; p u b l i c c l a s s C l i e n t { p u b l i c s t a t i c v o i d main ( S t r i n g [ ] a r g s ) { S t r i n g h o s t = b o l e r o. c s. tu b e r l i n. de ; } i f ( System. g e t S e c u r i t y M a n a g e r ()== n u l l ) System. s e t S e c u r i t y M a n a g e r ( new RMISecurityManager ( ) ) ; t r y { R e g i s t r y r e g i s t r y = L o c a t e R e g i s t r y. g e t R e g i s t r y ( host, ) ;... } catch ( E x c e p t i o n e ) {... } Aufruf des Client-Prozesses j a v a Djava. rmi. s e r v e r. c o d e b a s e=h t t p : //www. u s e r. tu b e r l i n. de / h e l k e / prog2 / c l a s s e s / Djava. s e c u r i t y. p o l i c y=my. p o l i c y C l i e n t 1099 Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
29 Zusammenfassung Lehrinhalte von PROG 2 Klausurthemen & Organisatorisches
30 Themenblöcke in Prog 2 I. GUI-Programmierung, Ereignisbehandlung (Listener-Pattern), Exception-Handling, Model-View-Control II. Ein- und Ausgabekonzepte, Streams, Serialisierung III. XML-Parser, SAX, DOM IV. Multithreading, Producer-Consumer-Problem, Semaphoren, bedingte und unbedingte Synchronisation V. Netzwerkprogrammierung, Sockets, TCP/IP, UDP, HTTP, SMTP, RMI, Security-Probleme Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
31 Themen in der Klausur Was kommt dran? Fragen können aus allen fünf Themenblöcken kommen es gibt insgesamt fünf Aufgaben auch ein paar Fragen zu Konzepten, also erlerntes Wissen aus der Vorlesung überwiegend Programmieraufgaben, also erlerntes Wissen aus den Tutorien und den Hausaufgaben Wie kann ich mich vorbereiten? Proberechnen von alten Klausuraufgaben PROG 2-Klausur orientiert sich an älteren MPGI 4-Klausuren alte MPGI 4-Klausuren z.b. bei der Freitagsrunde abrufbar Steffen Helke: PROG 2 Einführung in die Programmierung für Wirtschaftsinformatiker,
32 Zusammenfassung Lehrevaluierung Da die Ergebnisse nur fakultätsöffentlich sind, haben wir diese hier wieder entfernt. Sie können aber auf den WEB-Seiten der TU 2 eingesehen werden. 2
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