Nomadic computing mobile Geräte dynamische Dienstnutzung einfacher Zugang zu Geräten Gerät bietet Dienste an allgemeine Dienstnutzung
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- Lothar Albert
- vor 7 Jahren
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1 G JINI G.1 1 Überblick Diensteplattform für Java von Sun Microsystems Programmiermodell für Dienste Infrastruktur Unterstützungsdienste Hintergrund Nomadic computing mobile Geräte dynamische Dienstnutzung einfacher Zugang zu Geräten Gerät bietet Dienste an allgemeine Dienstnutzung G.2
2 1.1 Programmiermodell JINI Dienst konzeptioneller Dienst keine vorgeschriebene Zuordnung zu bestimmter Implementierung Implementierung in Hardware z.b. Lichtschalter, Heizungsregler Implementierung in Software z.b. Hallo -Sager, Druckseitenaufbereiter Kombination z.b. Drucker Implementierung des Dienstes muss nicht vollständig in Java erfolgen Dienstveröffentlichung (Registrierung) muss in Java erfolgen Dienst erhält weltweit eindeutige Service-ID sollte für die selben Dienste wiederverwendet werden G Programmiermodell (2) JINI-Client Nutzer eines Dienstes Implementierung in Java dynamischer Dienstzugang Dienstzugang (Proxy) in Java Proxy muss ein dienstspezifisches Java-Interface implementieren JINI-Lookup-Service ähnlich Namensdienst registriert JINI-Dienste ermittelt registrierte JINI-Dienste für Clients G.4
3 2 Client-Server-Interaktion Klassische Interaktion (z.b. bei Java-RMI) Dienstimplementierung als RMI-Objekt Ermitteln einer Dienstreferenz über Namensdienst Aufruf des Dienstes über RMI Namensdienst Anfrage Registrierung Client Server RMI-Stub JRMP/IIOP RMI-Dienstobjekt G.5 2 Client-Server-Interaktion (2) JINI-Interaktionsmodell klassische Interaktion Einsatz von RMI proxybasierte Interaktion ( Smart-Proxy -Ansatz) Teil der Dienstimplementierung vor Ort beim Client automatische Installation des Proxys Proxy ist ein Java-Objekt Einsatz andere Middleware-Systeme z.b. CORBA, JMS, EJB, Web-Services teillokale Dienstimplementierung Caching Vorverarbeitung von Anfragen lokale Dienstimplementierung keine zentrale Implementierung G.6
4 2.1 RMI-basierte Interaktion Dienstimplementierung als RMI-Objekt Ermitteln eines Dienstproxys (RMI-Stub) über Lookup-Service Aufruf des Dienstes über RMI Lookup-Service Anfrage Registrierung Client Server RMI-Stub JRMP/IIOP RMI-Dienstobjekt G Proxybasierte Interaktion Dienstimplementierung über Netz erreichbar Ermitteln eines Dienstproxys über Lookup-Service Aufruf des Dienstes über Methoden des Proxys beliebige Kommunikation (z.b. SOAP) teillokale Dienstimplementierung Lookup-Service Anfrage Registrierung Client Server Proxy SOAP Dienstimplem. G.8
5 2.3 Proxylokale Dienstimplementierung Proxy implementiert den Dienst vollständig Registrierung des Dienstes notwendig Ermitteln eines Dienstproxys über Lookup-Service Aufruf des Dienstes über Methoden des Proxys Lookup-Service Anfrage Registrierung Client Server Diensterzeuger Proxy G Dienstimplementierung in Hardware Proxy implementiert Zugang zur Hardware Registrierung des Dienstes notwendig Ermitteln eines Dienstproxys über Lookup-Service Aufruf des Dienstes über Methoden des Proxys Lookup-Service Anfrage Registrierung Client Server Diensterzeuger Proxy Hardware G.10
6 3 Lookup-Service Zentrale Instanz bei JINI implementiert als JINI-Dienst Dienst-Proxy erforderlich Henne-Ei-Problem (Wo kann man den bekommen?) Lösung: Discovery-Protokolle 3.1 Discovery Zwei Varianten Unicast-Discovery Rechner mit Lookup-Service bekannt Multicast-Discovery unbekannte Umgebung G Discovery (2) Discovery-Anfragenachricht über Multicast (IP: :4160) Protokollversion Portnummer des Client Client hält TCP-Port offen für Antwort Liste von bekannten Lookup-Services Service-IDs Liste von JINI-Gruppennamen öffentliche Gruppe: leerer String beliebiger Gruppenname z.b. AvID Nachricht bekommt TTL-Angabe (Time-To-Live) lokales Netz, Organsiationsnetz, regionales Netz, gesamtes Internet korrektes Routing an den Netzgrenzen vorausgesetzt G.12
7 3.1 Discovery (3) Anfrage über TCP/IP (Unicast) Protokollversion Generische Antwort über TCP/IP Service-Proxy doppelt serialisiertes Java-Objekt serialisiertes Proxy-Objekt wird in ein MarshalledObject eingebettet MarshalledObject wird serialisiert Vorteil: eigentliches Objekt braucht nur bei Bedarf deserialisiert werden Klasse muss nicht geladen werden Klasse von MarshalledObject ist bekannt Liste der unterstützten Gruppennamen G Discovery (4) Multicast-Announcement-Protocol (IP: :4160) Lookup-Service verbreitet periodisch seine Adresse etwa alle zwei Minuten Nachrichteninhalt: Protokollversion eigener Hostname plus Portnummer eigene Service-ID Liste der unterstützten Gruppen G.14
8 3.1 Discovery (5) Unterstützung Klasse net.jini.discovery.lookupdiscovery Erzeugung einer Instanz Liste der interessierten Gruppennamen als Konstruktorparameter sucht automatisch nach Lookup-Services Registrierung einer DiscoveryListener-Instanz wird benachrichtigt über neu entdeckte und verschwundene Lookup-Services erhält Referenz auf Proxy Klasse net.jini.discovery.discoverymanager komfortablere Buchhaltungsfunktionen über entdeckte Lookup-Services Lookup-Discovery-Service JINI-Dienst sammelt Informationen über Lookup-Services und benachrichtigt interessierte Clients G Registrierung Registrierung eines JINI-Dienstes (Join) Übergabe eines ServiceItem-Objekts an Lookup-Service Service-ID (oder null, falls noch nicht bekannt) Proxy-Instanz Liste von Attributen z.b. PrinterType=Colour Realisierung der Attribute über speziell serialisierte Attributobjekte (Klasse Entry) Unterstützung Klasse net.jini.lookup.joinmanager sorgt automatisch für Registrierung an allen gefundenen Lookup-Services insbesondere bei neuen Lookup-Services G.16
9 3.3 Dienstsuche Anfrage an einen Lookup-Service Übergabe eines ServiceTemplate-Objekts Service-ID oder null Liste von Interface-Typen oder null Liste von Attributmustern oder null Rückgabe eines oder mehrere Dienst-Proxies zu gefundenen Diensten typisch: Cast auf Dienst-Interface und Nutzung des Dienstes Unterstützung Klasse net.jini.lookup.servicediscoverymanager erzeugt Cache von bekannten und interessanten Diensten G.17 4 Leases Motivation Fehlererkennung ausgefallene Server und Clients Selbstheilung Reaktion aus früher Fehlererkennung z.b. nach anderen Lookup-Services suchen z.b. anderen Drucker suchen Begrenzung der Dienstlebenszeit in langlaufenden Systemen z.b. zur Aktualisierung auf neue Version Garbage-Collection Löschen oder Deaktivierung eines Dienstes, falls nicht genutzt G.18
10 4 Leases (2) Betriebsmittel werden mit Leases versehen Leases haben begrenzte Gültigkeit nach Ablauf wird Betriebsmittel unter Umständen entzogen oder ungültig hier: Lease für Proxies und Dienstregistrierungen nach Ablauf wird Proxy ungültig oder Dienst deregistriert initiale Lease-Zeit wird verhandelt Vorschlag durch Betriebsmittelnutzer z.b. beim Registrieren an einem Lookup-Service Lease Java-Interface für beliebige Lease-Implementierungen Methode zur Erneuerung der Lease (Vorschlag durch Nutzer) tatsächliche Verlängerungszeit abhängig vom Anbieter Methode für unmittelbaren Ablauf der Lease G.19 4 Leases (3) Lease-Architektur Beispiel: Lease für einen Dienst-Proxy Client Proxy Dienst Server Lease propietäres Lease-Protokoll verschiedene Implementierungsmöglichkeiten Lease-Implementierung auf Seite des Client/Proxy Lease-Implementierung auf Seite des Dienstes G.20
11 4 Leases (4) Lease-Implementierung mit RMI Lease-Implementierung auf der Seite des Dienstes Client Proxy Dienst Server RMI Lease z.b. Methode getlease() am Dienst-Interface ermittelt Lease G.21 4 Leases (5) Unterstützung auf Client-Seite Klasse net.jini.lease.leasemanager Registrierung von Leases zur Verwaltung zur automatischen Verlängerung zur automatischen Verlängerung bis zu gewissem Zeitpunkt Leasing-Service JINI-Service zur Verlängerung von Leases sinnvoll für langdauernd inaktive Clients zum Outsourcing der Lease-Verwaltung G.22
12 4 Leases (6) Unterstützung auf Server-Seite Sun s Landlord Implementierung bestehend aus Interfaces für Landlord: Verwaltet die Ablaufzeiten aller Leases LandlordLeaseFactory: erzeugt neues Lease-Objekt für bestimmten Landlord LandlordLease: Lease, die mit Landlord zusammen arbeitet Identifikation der Betriebsmittel in Lease und Landlord über Cookie-Objekte G.23 5 Randbereiche Dynamisch zu ladender Code Proxy-Code muss dynamisch geladen werden Standard bei RMI-Stubs für alle JINI-Proxies notwendig Web-Server erforderlich stellt Stub- und Proxy-Klassen bereit Security-Manager erforderlich muss erzeugt werden benötigt entsprechende Berechtigungen muss in Policy-Datei festgelegt werden G.24
13 5 Randbereiche (2) RMI-Activation RMI erlaubt aktivierbare Objekte Objektreferenz vorhanden Objekt wird bei Bedarf (bei Zugriff) instanziiert (aktiviert) Lookup-Service oder Jini-Service könnte sich deaktivieren Dämon-Prozess rmid notwendig für Aktivierung G.25 6 JavaSpaces Implementierung eines Tupel-Space in Java bzw. JINI Dateisystem für JINI-Services Programmiermodell JavaSpace enthält Java-Objekte Einfügen eines Objekts in den Space (als Kopie) (write) Lesen eines Objekts vom Space (als Kopie) (read) Herauslösen eines Objekts aus dem Space (löschendes Lesen) (take) Benachrichtigungsfunktion beim Einfügen von Objekten mit bestimmten Eigenschaften (notify) speicherbare Objekte erben von Entry vgl. Attribute bei Dienstregistrierung und -suche Suche und Suchmuster sind äquivalent G.26
14 6 JavaSpaces (2) Implementierung als JINI-Service muss installiert, registriert, gesucht und gefunden werden Entry-Objekte bekommen eine Lease Client muss Lease-Management übernehmen Entries mit abgelaufener Lease werden gelöscht Suns JavaSpaces Implementierung Outrigger transienter oder persistenter Objektspeicher Zusammenarbeit mit Transaktionen weiterer Jini-Service: Transaktionsmanager Suns Implementierung: Mahalo Erzeugung eines Transaktionskontexts am Transaktionsmanager Aufruf von abort() macht alle Änderungen im Space rückgängig Aufruf von commit() macht alle Änderungen sichtbar G.27 7 Literatur JINI Sun Microsystems: Jini Spezifikation- und Download-Seite < W. K. Edwards: Core Jini. Prentice Hall, R. Flenner: JINI and JavaSpaces Application Development. Sams, G.28
G JINI G.2 G.4. 1 Überblick. 1.1 Programmiermodell. 1.1 Programmiermodell (2) Diensteplattform für Java. Hintergrund. JINI Dienst.
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