Steffen Heinzl Markus Mathes. Middleware in Java

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1 Steffen Heinzl Markus Mathes Middleware in Java Leitfaden zum Entwurf verteilter Anwendungen - Implementierung von verteilten Systemen über JMS - Verteilte Objekte über RMI und CORBA Mit 50 Abbildungen vieweg

2 Inhaltsverzeichnis Kapitel 1: Architektur verteilter Systeme Einführung und Begriffsbildung Entstehung verteilter Systeme Struktur verteilter Systeme ~ Zerlegung verteilter Anwendungen Transparenz in verteilten Systemen Aufgaben zur Theorie verteilter Systeme 11 Kapitel 2: Nebenläufigkeit in Java Definition User-level Threads und kernel-level Threads Threads auf Hardwareebene Prozess- und Thread-Zustände Prozesszustände Thread-Zustände allgemein Java Threads Abbildung von Java Threads auf POSIX Threads Scheduling von Threads unter Solaris Thread-Bibliotheken Erzeugung von Lightweight Processes Verwendung von Java Threads Threads starten Threads beenden Auf Threads warten Abfrage von Thread-Informationen Eigenschaften laufender Threads abfragen Speicherbelegung Systemarchitektur und Betriebssystem Aufgaben zur Nebenläufigkeit in Java 34 Kapitel 3: Synchronisationsmechanismen Korrektheit eines parallelen Programms Sicherheit Lebendigkeit (Liveness) 43

3 XVI Inhaltsverzeichnis 3.2 Mutual exclusion Deaktivierung von Interrupts test_and_set und test_and_clear, Semaphore Operationen PO und VO? Fairness Semaphore und Fairness in Java Wechselseitiger Ausschluss durch Semaphoren Monitore Signalisierungsmechanismen Nested Monitor Calls Monitore in Java Geschachtelte Monitoraufrufe in Java Mächtigkeit von Synchronisationsmitteln Semaphoreimplementierung durch Monitore Monitorimplementierung durch Semaphore Mächtigkeitsübersicht Locks in Java Das Interface Lock Bedingungsvariablen Beispiel: Die Klasse ReentrantLock Aufgaben zur Synchronisation 69 Kapitel 4: Design von Client/Server-Software Das Client/Server-Modell Entwurf von Clients Entwurf von Servern Implementierung des Client/Server-Modells über Sockets Übersicht der Socket-Primitive Die Socket-API unter Java Fallbeispiele DAYTIME ECHO FILE Aufgaben zu Client/Server-Software 110 Kapitel 5: Serialisierung Serialisierungsprozess Serialisierbarkeitsbedingungen Repräsentation der Elemente 118

4 Inhaltsverzeichnis XVII Aufbau des Streams Beispiel-Stream Deserialisierungsprozess Fallbeispiel: DAYTIME-Server Nachrichtenkonzept Message-ID Reflection-API Erweiterung der Standardserialisierung Substitution von Objekten Beschleunigung der Serialisierung Versionsverwaltung Aufgaben zu Serialisierung 158 Kapitel 6: Verteilte Objekte durch RMI l6l 6.1 Struktur einer RMI-Anwendung Ablauf eines entfernten Methodenaufrufs Parameterübergabe und das RMI Wire-Protocol Werkzeuge Fallbeispiel: Entwicklung eines Multiservice-Servers Implementierung einer Dienstauskunft Definition der Schnittstellen entfernter Objekte Implementierung der Remote-Interfaces Implementierung des Multiservice-Servers Entwicklung der RMI-Clients Aufgaben zum entfernten Methodenaufruf 194 Kapitel 7: Einführung in CORBA Kommunikation in CORBA Interface Definition Language (IDL) ORB Services Namensdienst Vor- und Nachteile von CORBA Aufgaben zu CORBA 210

5 XVIII Inhaltsverzeichnis Kapitel 8: Nachrichtenbasierte Kommunikation mit JMS Aufbau und Struktur einer JMS-Anwendung P2P- und Pub/Sub-Kommunikation Das Paket javax.jms Verbindungsfabriken Verbindungen Sitzungen Produzenten und Konsumenten Nachrichten Nachrichtenziele Ausnahmen Fallbeispiele Metadaten des JMS-Providers erfragen Nachrichten in einer Warteschlange zählen ECHO-Dienst mit P2P DAYTIME-Dienst mit Pub/Sub Aufgaben zu JMS 244 Anhang 247 Anhang A: Die Methode printstreamo 247 Anhang B: Das Reflection-Konzept von Java 248 Anhang C: Entwicklung von Java bis zur Version Literaturverzeichnis 271 Sachwortverzeichnis 277