JINI基礎(chǔ).ppt

1、1,JINI基礎(chǔ),2,JINI不是什么,Jini不是名字服務(wù)器 前面已談以， JINI并不是一個簡單的名字服務(wù)器。盡管JINI的一些行為，如跟蹤一個群體中的服務(wù)，看起來像是名字服務(wù)器，而且JINI使用的JINI查找工具，功能也類似于（不完全相同）名字服務(wù)器，但JINI并不僅僅如此。它是一個用于創(chuàng)建分布式系統(tǒng)的模型，可支持服務(wù)在一個群體中自發(fā)地出現(xiàn)或消失，而且在系統(tǒng)出錯時具有自修復(fù)能力。,3,Jini不是JavaBeans javabeans提供了一種方法，使得軟件構(gòu)件（稱為bean）可以彼此找到，可以使用其他beans提供的服務(wù)，相互內(nèi)省等等。但javabeans的設(shè)計核心與JINI完全不同，

2、 beans需要在單地址空間中使用， bean之間使用的通信機制是基于直接方法調(diào)用，而不是遠(yuǎn)程協(xié)議。beans的模型在靈活性和動態(tài)性方面都遠(yuǎn)不如JINI。當(dāng)一個新的bean出現(xiàn)在系統(tǒng)中時，應(yīng)用中已有的bean不能立即感知到它并使用它，系統(tǒng)的設(shè)計者必須明確地把這個bean鏈入應(yīng)用中并建立與其他bean的連接。javabeans主要是用于設(shè)計時而不是運行時，在單地址空間中使用； JINI是用于運行時，跨地址空間工作（這并不是說JINI和javabeans不兼容，相反， JINI可以在很多方面優(yōu)化javabeans，,4,Jini不是企業(yè)JavaBeans 類似地， J i n i也不是企業(yè)J a

3、v a bean（E J B）。從表面上看， E J B具有一些J i n i的特征，它提供了網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)的概念。企業(yè)bean可以存在于不同的地址空間，并且一般也是如此。但是E J B設(shè)計的核心是集中于企業(yè)級系統(tǒng)，依靠J a v a軟件來構(gòu)成企業(yè)應(yīng)用的后端事務(wù)邏輯。E J B主要用于支持簡便地構(gòu)造事務(wù)邏輯，優(yōu)化企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中已有的事務(wù)、消息及數(shù)據(jù)庫服務(wù)，因此E J B被大量地用于配置企業(yè)軟構(gòu)件之間相對靜態(tài)路徑。只要系統(tǒng)的邏輯不發(fā)生變化，也就不需要重新組織bean之間的連接。同樣， E J B是在設(shè)計時決定如何連接，而相反J i n i是動態(tài)的，它在運行時發(fā)現(xiàn)服務(wù)并在運行時連通它們。,5,Jini的

4、五個基本概念, 發(fā)現(xiàn)（D i s c o v e r y）。 查找（L o o k u p）。 租借（L e a s i n g）。 遠(yuǎn)程事件（ Remote Event）。 事務(wù)（Tr a n s a c t i o n）。 這些概念以一組軟件庫和規(guī)范的形式實現(xiàn)，可被J i n i群體中的參與程序使用。,6,發(fā)現(xiàn),一個J i n i實體（服務(wù)或應(yīng)用）在使用其他J i n i服務(wù)之前，必須先找到一個或多個J i n i群體，途徑是尋找跟蹤該群體中共享資源的查找服務(wù)。這個尋找可用的查找服務(wù)的過程稱為發(fā)現(xiàn)。 J i n i發(fā)現(xiàn)協(xié)議是J i n i程序?qū)ふ襃 i n i群體的途徑，一旦找到某個群體，

5、 J i n i實體就會按照加入?yún)f(xié)議的一系列規(guī)范加入到該群體中，并在該群體中公布服務(wù)。,7,對于查找服務(wù)，沒必要各群體一對一地映像，網(wǎng)絡(luò)上的每個查找服務(wù)都可以為一個或多個群體提供服務(wù)，每個群體也可以有一個或多個查找服務(wù)器支持。查找服務(wù)要明確由管理員來啟動事實上，這是創(chuàng)建J i n i群體時需要運行的唯一一個J i n i服務(wù)。,8,發(fā)現(xiàn)協(xié)議,發(fā)現(xiàn)協(xié)議不止一個， J i n i支持多個發(fā)現(xiàn)協(xié)議，分別用于不同的環(huán)境下。 組播請求協(xié)議（Multicast Request Protocol），當(dāng)一個應(yīng)用或服務(wù)首次被激活，需要尋找附近活躍的查找服務(wù)時使用此協(xié)議。 組播通告協(xié)議（Multicast Ann

6、ouncement Protocol），查找服務(wù)用此協(xié)議聲明自己的存在，當(dāng)已存在的群體中啟動一個新的查找服務(wù)時，其他相關(guān)的參與者都可通過組播通告協(xié)議被通知。,9,單播發(fā)現(xiàn)協(xié)議（Unicast Discovery Protocol），在一個應(yīng)用或服務(wù)已經(jīng)知道了要連接的特定查找服務(wù)時，使用此協(xié)議。單播協(xié)議用于直接連向某連接服務(wù)，可能此服務(wù)并不在本地網(wǎng)絡(luò)，只是知道它的名稱。查找服務(wù)以J i n i開頭的U R L格式來命名，作為協(xié)議的唯一標(biāo)識（如j i n i : / / t u r b o d o g . p a r c . x e r o x . c o m是指運行于t u r b o d o

7、g . p a r c . x e r o x . c o m機器上缺省端口的查找服務(wù)）。當(dāng)需要在服務(wù)和查找服務(wù)之間建立靜態(tài)連接時，可使用單播發(fā)現(xiàn)協(xié)議，比如在需要直接把查找服務(wù)聯(lián)合到一起時可以使用此協(xié)議。,10,有關(guān)發(fā)現(xiàn)過程的最終結(jié)論是，執(zhí)行發(fā)現(xiàn)功能的實體有多個引用被傳送到被請求群體的查找服務(wù)中，通過這些引用，服務(wù)可表明自己能提供的功能，客戶和服務(wù)就可以判斷一個群體中有哪些可用的服務(wù)了。客戶還可以在查找服務(wù)上執(zhí)行一些其他的操作，比如說事件請求。,11,查找,發(fā)現(xiàn)是尋找查找服務(wù)的過程，而查找是指對那些查找服務(wù)可做的事情?？梢园巡檎曳?wù)想像成一個名字服務(wù)器，實際上也就是一個通常長時間運行的進程，用

8、于跟蹤加入到J i n i群體中的所有服務(wù)。不過和傳統(tǒng)的名字服務(wù)器不同的是，名字服務(wù)器只提供一個從字符串名字到存儲對象的映像，而J i n i查找服務(wù)支持更豐富的語義。,12,可以通過對象的特殊類型搜尋J i n i查找服務(wù)，而且由于查找服務(wù)理解J a v a類型的語義，甚至可以通過查找存儲對象的超類和超接口進行搜尋。在發(fā)現(xiàn)過程成功地找到一個查找服務(wù)時，它返回一個實現(xiàn)查找接口（這個接口實際上稱為S e r v i c e R e g i s t r a r，或許稱為L o o k u p更合適些）的對象的引用。查找服務(wù)的內(nèi)部實現(xiàn)細(xì)節(jié)是不公開的。,13,14,發(fā)布服務(wù),在做完發(fā)現(xiàn)工作，獲得了一個

9、或多個查找對象之后，應(yīng)該如何處理它們呢？可以把查找服務(wù)抽象地想象為在維護一個“服務(wù)項目”列表，每個服務(wù)項目中包含一個對象和一組用于描述服務(wù)的屬性，群體中的其他參與者可下載此對象以使用服務(wù)。圖3 - 1中給出了一個持有三個服務(wù)項目的查找服務(wù)，每個服務(wù)項目包含一個“代理”對象和一組描述服務(wù)的屬性。稍后我們將提到，這個代理對象可被需要使用服務(wù)的客戶所下載，盡管一個客戶可能不知道特定服務(wù)的實現(xiàn)，它可以把服務(wù)的代理作為“前端”實現(xiàn)與服務(wù)的互操作。,15,對于一個希望把自己發(fā)布到群體中，也就是想對那些要使用它的人表現(xiàn)為可用的服務(wù)（如打印機），可以把自己加入到所有從發(fā)現(xiàn)過程中返回的查找服務(wù)中，加入的途徑是使

10、用S e r v i c e R e g i s t r a r接口中的register ( )方法。,16,可下載的代理,服務(wù)項目中最重要的部分即是稱為服務(wù)代理的序列化的J a v a對象，在服務(wù)中它是唯一的。當(dāng)其他的實體，無論是另外的J i n i服務(wù)還是想利用此服務(wù)的應(yīng)用，找到這個服務(wù)項目時，代理對象就會被復(fù)制到該實體的J a v a虛擬機中，實體通過調(diào)用此代理對象來使用服務(wù)。,17,可下載服務(wù)代理的思想，是使J i n i可以在不安裝驅(qū)動程序或軟件的情況下使用服務(wù)和設(shè)備的關(guān)鍵所在，服務(wù)發(fā)布可用來訪問自己的代碼。例如，一個打印機發(fā)布一個理解如何控制此打印機的代理，掃描儀發(fā)布知道如何使用此

11、掃描儀的代理，使用服務(wù)的應(yīng)用程序下載相應(yīng)代理對象并使用它，不必理解代理是如何實現(xiàn)的，或者是如何與后端的設(shè)備或進程交流的。,18,在某些方面，J i n i代理與Java Applet有些相像：A p p l e t提供了一種不需要管理的方法來獲取并使用應(yīng)用程序， J i n i代理也提供了一種不需要管理的方法來獲取并使用“粘合邏輯”，從而與后端相關(guān)的服務(wù)或設(shè)備進行通信。不過A p p l e t一般是設(shè)計為“為人所使用”，即通常表現(xiàn)為當(dāng)用戶請求時以圖形界面形式出現(xiàn)在Web頁中，而J i n i代理的設(shè)計是面向被查找、下載，并在程序中使用。J i n i代理也可被看作是安全的網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備驅(qū)動程序

12、，在那些需要它們的客戶要求時下載到客戶端。,19,如何找到服務(wù),使用者（它自己可以是加入了群體的服務(wù)）一旦擁有了一個查找服務(wù)的引用，就可以搜尋所有服務(wù)項目以找到所需的服務(wù)。J i n i提供了多種搜尋的方法，可以根據(jù)每個服務(wù)項目中所包含的可下載代理對象的類型進行搜尋，也可以根據(jù)服務(wù)的特有標(biāo)識符（如果知道的話），或者還可以根據(jù)每個服務(wù)項目中包含的屬性進行搜尋。這個找到所需服務(wù)的過程是查找服務(wù)的核心（自然S e r v i c e R e g i s t r a r接口有一個稱為lookup ( )的接口完成此功能）。,20,無論用哪種方式，一旦指定了搜尋的參數(shù)并調(diào)用lookup ( )，返回的值

13、就是服務(wù)項目的代理對象。在圖3 - 3中，將看到一個客戶應(yīng)用程序（ J i n i服務(wù)的使用者）從查找服務(wù)下載一個特定服務(wù)的代理的過程。代理被下載后，客戶就使用代理作為“前端”直接與服務(wù)的“后端”進行通信。“后端”一般是長期運行的進程，或是連到網(wǎng)絡(luò)上的硬件設(shè)備。代理可能很復(fù)雜，也可能很簡單，例如，一些“智能代理”可能要與后端實現(xiàn)私有的通信協(xié)議，而另外一些可能只是R M I產(chǎn)生的存根，用于與一個后端的遠(yuǎn)程對象進行通信。,21,22,租借,在軟件系統(tǒng)（如J i n i群體）需要長時間運行，希望幾個月甚至幾年不出現(xiàn)中斷時，可靠性問題尤其重要。,23,舉一個例子，假如數(shù)字相機設(shè)備在群體的查找服務(wù)中注冊

14、加入到一個群體中（相機可通過專用設(shè)備連入網(wǎng)絡(luò)，或接到連網(wǎng)的計算機上），發(fā)布信息表明自己可用且一切正常?？墒侨绻脩粼诓魂P(guān)掉設(shè)備的情況下隨意將相機拔掉，問題就來了。對于群體中的其他成員來說，這和部分失敗的情形有些類似，它們不知道是否相機所連的遠(yuǎn)程主機已經(jīng)關(guān)掉，或只是響應(yīng)比較慢，或者是由于更改了配置不能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸，或是相機的軟件出現(xiàn)故障，甚至是相機已經(jīng)壞掉。無論如何，由于和網(wǎng)絡(luò)之間通信的突然結(jié)束，相機不能在斷開連接之前先退出注冊。,24,在長時間運行的分布式系統(tǒng)中這種狀態(tài)的存在是一個嚴(yán)重的問題，我們不能保證服務(wù)不突然崩潰，或在斷開連接之前都有機會取消注冊。在上例中，相機會占用查找服務(wù)中的資源，它

15、要求查找服務(wù)使用存儲和處理能力來維護自己的注冊。如果J i n i仍使用傳統(tǒng)的方法來分配資源，注冊在被取消之前將保持活躍，除非有系統(tǒng)管理員瀏覽日志后強行清除有關(guān)服務(wù)。,25,首先，它不能保證系統(tǒng)可自行修復(fù)，部分失敗不能被識別并清除，那些代表其他服務(wù)的占有資源的服務(wù)將無限增長；其次更糟的是，它需要人為地管理系統(tǒng)。,26,1. 基于時間的資源保留 為解決這個問題， J i n i使用了一種稱為租借的技術(shù)。 租借的基本思想是：不再保證可以在無限制的時間內(nèi)訪問資源，資源只是在一段固定的時間內(nèi)“借給”某使用者， J i n i租借要求那些證明確實與某部分資源密切相關(guān)的使用者繼續(xù)占有相應(yīng)資源。,27,J

16、i n i租借與現(xiàn)實生活中的租借十分相似， J i n i租借可能被借出者所拒絕，租約持有者可以續(xù)訂。除非是續(xù)訂，否則一段確定的時間之后租約就會到期；租約也可以提前取消（和現(xiàn)實生活中不同的是，毀約沒有懲罰）。租約可以通過談判確定。不過和現(xiàn)實生活中類似，租借提供方在提供租約的細(xì)節(jié)上擁有最后的發(fā)言權(quán)。,28,第三方租借,J i n i的租借和現(xiàn)實生活中的許多租借有一個重要的區(qū)別就是： J i n i租借的設(shè)計允許第三方代表另外的實體實施租借，第三方只是完成租借機制的整個過程，租約實際上仍是有效的（這有些像岳母以女婿的名義租了一套漂亮的房屋供她居?。?29,遠(yuǎn)程事件,J i n i服務(wù)和系統(tǒng)中的許

17、多軟件成分一樣，不論是分布式的還是本地的，在發(fā)生相關(guān)的變化時，都需要被通知到。例如，在本地編程模型中，當(dāng)用戶點擊鼠標(biāo)，或關(guān)閉一個窗口時，可能相應(yīng)的軟件成分就需要被通知到。,30,這是異步通知的例子。首先是將消息直接送到軟件部分，然后軟件在正常的控制流之外處理相應(yīng)的事件。也就是說，這種方法不是持續(xù)輪詢檢查是否發(fā)生了相關(guān)的變化，而是在變化發(fā)生后“自動”調(diào)用軟件中的相應(yīng)方法來處理。這種異步通知的特點經(jīng)?？梢院喕浖木幊蹋浖拈_發(fā)者不必加入一些代碼來定期檢查某些外部實體的狀態(tài)。,31,遠(yuǎn)程和本地事件,在分布式計算環(huán)境下情況不同，因此J i n i需要稍有改進的事件模型來處理相應(yīng)運行的程序。 本地發(fā)

18、送的事件和分布式發(fā)送的事件存在許多重要的差別。 在本地的情況下，要使事件按照它們產(chǎn)生的順序發(fā)送相對容易得多，原因是本地事件發(fā)送機制一般使用集中的隊列，就像一個“阻塞點”，強制事件按串行順序發(fā)送。在分布式系統(tǒng)中，由于缺少集中事件管理器，加上事件在網(wǎng)絡(luò)上傳輸存在的問題，除非損失很多性能，否則很難做到保持順序（ J a v a的AWT事件派發(fā)機制實際上對本地事件也沒有保證確定順序，不過一般說來，本地事件發(fā)送機制實現(xiàn)順序相對較容易）。,32,在本地情況下，除非是毀滅性故障（如整個應(yīng)用崩潰），要發(fā)送的事件總能被送到，獨立的系統(tǒng)并不需要像分布式系統(tǒng)那樣考慮部分失敗的問題。分布式系統(tǒng)中的部分失敗，不論是機器

19、故障還是網(wǎng)絡(luò)問題，都會使事件不能正確發(fā)送。,33,一般發(fā)送本地事件的開銷與處理事件的開銷相比要小很多，通常情況“發(fā)送”事件的過程只不過是調(diào)用一個方法通知另外的相關(guān)程序事件已經(jīng)到達(dá)，而接收方在事件到達(dá)后花費的處理時間相對要大許多。 在遠(yuǎn)程情況下就完全不同，事件的發(fā)送時間與本地系統(tǒng)比要大幾個數(shù)量級，占事件處理時間的大部分。性能上的差異意味著分布式系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該考慮盡量減少事件的產(chǎn)生。,34,在本地情況下，如果指定了某一部分是事件的接收者，發(fā)送者就知道事件可安全到達(dá)，而在異地情況下問題就復(fù)雜得多。遠(yuǎn)端事件的接收方可能會突然從網(wǎng)絡(luò)中退出，而此時發(fā)送方不知道這一情況，只能繼續(xù)嘗試發(fā)送；也有可能接收方已經(jīng)崩潰，這時發(fā)送方應(yīng)考慮丟棄事件；或者還有可能接收方會在一段時間內(nèi)處于非活躍狀態(tài)，不能處理事件，這種情況在接收方使用R M I激活框架時會經(jīng)常發(fā)生。不活躍的對象可能希望發(fā)送方為其保存相關(guān)事件，然后定期醒來檢查正在等待的事件。,35,事務(wù),關(guān)于分布式系統(tǒng)對可靠性、健壯性的需要，以及部分失敗可能帶來的嚴(yán)重惡果，我們已經(jīng)討論了許多。所謂部分失敗，就是計算中的某一步失敗，或是計算所需的某個組成部分出現(xiàn)了故障。如果計算的所有現(xiàn)場都失敗了，恢復(fù)工作倒更容易些，因為我們知道沒有哪項任務(wù)被成功地完