13. Java: Remote Method Invocation (4) · 2002. 5. 20. · Remote Method Invocation (4) Vittorio...

ASD: Sistemi Distribuiti (Prof. Scarano) 20/05/2002

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Corso di Laurea in Informatica

Università degli Studi di Salerno

13. Java: Remote Method Invocation (4)

Vittorio Scarano

Algoritmi e Strutture Dati: Sistemi Distribuiti

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Organizzazione della lezione

• Oggetti attivabili– meccanismo e protocollo di attivazione

– esempi

– dati persistenti


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Persistenza

• In generale, un sistema a oggetti distribuiti deve offrire la persistenza dei dati– insieme di numerosi oggetti che devono fornire servizi

• Alcune considerazioni:– è inutile avere attivi degli oggetti se non vengono utilizzati

– è possibile che ci siano dei problemi sulla macchina server che obblighi a far “ripartire” il sistema

• ripristinando i dati relativi agli oggetti server

• A questo scopo sono introdotti in RMI gli oggetti “Attivabili”

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Le classi ed interfacce di RMI

RemoteObject

<<interface>>Remote

RemoteServer

Activatable UnicastRemoteObject

IOException

RemoteException

Object


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Attivazione di oggetti

• E’ un meccanismo per fornire riferimenti persistenti ad oggetti distribuiti– gestendo la loro esecuzione

– sulla base delle richieste pervenute

• Lazy activation– un oggetto viene attivato solamente all’atto della prima

chiamata ricevuta

– inizializzandone lo stato

– e, se necessario, facendo partire una JVM appropriata

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Terminologia utilizzata

• Un oggetto (distribuito) è attivo se– risulta essere istanziato ed esportato (in esecuzione) su una

JVM

• Un oggetto (distribuito) è passivo se– risulta non essere ancora istanziato ed in esecuzione, ma può

essere portato nello stato di attivo

• Il processo di trasformare un oggetto passivo in attivo è detto attivazione


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La lazy activation

• Meccanismo di riferimento remoto faulting– alla prima invocazione su un metodo di un oggetto

• Ogni riferimento remoto faulting contiene– un identificatore di attivazione (activation identifier)

• server per comunicare i dati per far attivare l’oggetto

– un riferimento remoto all’oggetto remoto• all’inizio vale null poi contiene il riferimento dell’oggetto attivato

• Importante: anche in presenza di fallimenti hw/sw– RMI garantisce la semantica sui metodi chiamata “at most

once”: il metodo non è mai eseguito più volte

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Protocollo di attivazione - 1

• In caso il riferimento remoto sia null il riferimento remotofaulting inizia un protocollo di attivazione

• Componenti• l’attivatore• il gruppo di attivazione• l’oggetto remoto da attivare

• L’attivatore (uno per host)– contiene un database di informazioni che associano

identificatori di attivazione alle informazioni necessarie per la attivazione (classe, URL, dati per il bootstrap, etc)

– manager di JVM (una per gruppo)


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Protocollo di attivazione - 2

• Il gruppo di attivazione (uno per ogni JVM)• riceve la richiesta di attivazione e restituisce il riferimento

all’oggetto attivato all’attivatore

• Passi del protocollo:• l’attivatore usa le informazioni relative all’identificatore di

attivazione

• se esiste il gruppo di atttivazione, invia la richiesta al gruppo

• altrimenti, istanzia una JVM per il gruppo e poi invia la richiesta

• il gruppo carica la classe, istanzia l’oggetto (con un costruttore particolare)

• ne restituisce il riferimento remoto all’attivatore

• che lo registra e lo restituisce al riferimento remoto faulting

• che invia la richiesta di esecuzione di metodo all’oggetto

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Come creare un oggetto attivabile

• Necessario:– registrare il descrittore di attivazione

– includere uno speciale costruttore usato per la attivazione

• Il descrittore di attivazione può essere registrato:– con il metodo register (statico) di Activatable

– con il metodo exportObject di Activatable• se l’oggetto non deriva da Activatable

– all’atto della creazione (se si vuole istanziare comunque l’oggetto senza una chiamata)

• usando dei costruttori di Activatable


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I costruttori di Activatable - 1

• 2 costruttori– per la instanziazione e registrazione

• se si vuole istanziare un oggetto e contemporaneamente renderlo attivabile

• può servire per permettere l’automatico restart dell’oggetto

– per la sola attivazione• chiamato dall’attivatore all’atto della prima invocazione

• Ognuno di questi costruttori ha una variante– per l’utilizzo di socket personalizzati con una SocketFactory

• crittografia (SSL, etc.), protocolli particolari

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protected Activatable (String codebase, java.rmi.MarshalledObject data, boolean restart, int port)

throws ActivationException, java.rmi.RemoteException; protected Activatable (String codebase,

java.rmi.MarshalledObject data, boolean restart, int port, RMIClientSocketFactory csf, RMIServerSocketFactory ssf)

throws ActivationException, java.rmi.RemoteException;

• Costruttori per istanziazione e attivazione


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protected Activatable (ActivationID id, int port)

throws java.rmi.RemoteException; protected Activatable (ActivationID id,

int port, RMIClientSocketFactory csf, RMIServerSocketFactory ssf)

throws java.rmi.RemoteException;

• Costruttori per la attivazione– se la porta è zero viene usato una porta anonima

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Il demon di attivazione: rmid

• In carica del ruolo di attivatore

• Lanciato con – rmid -J-Djava.security.policy=rmid.policy– che permette il passaggio della security policy al demon

• Usa una directory log (modificabile da parametri) per mantenere il database degli identificatori di attivazione

• Alcuni parametri utili:-C per passare parametri ad ognuna delle JVM lanciate

ad esempio: rmid -C-Djava.rmi.server.logCalls=true

- stop per fermare il demon


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Un esempio: ActRemoteHello

• Il solito servizio di saluto personalizzato

• Composto da:– Hello: interfaccia remota

– HelloClient: client

– HelloImpl: oggetto attivabile• deriva da Activatable

– SetupRemoteHello:• registra l’oggetto HelloImpl (o meglio il suo stub) all’activator

(rmid) con le informazioni necessarie per permetterne la attivazione

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Il diagramma di ActRemoteHello


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La interface remote: Hello.java

public interface Helloextends java.rmi.Remote {

String dimmiQualcosa( String daChi )throws java.rmi.RemoteException;

}

• Unico metodo remoto– lancia una eccezione

remota

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La implementazione: HelloImpl.java (1)

import java.rmi.*;import java.rmi.activation.*;public class HelloImpl extends Activatable

implements Hello {// Costruttore per costr. regist. ed exportpublic HelloImpl( String codebase,

MarshalledObject data )throws RemoteException,

ActivationException {super( codebase, data, false, 0 );System.out.println( "Primo costruttore" );

}// Costruttore per attivazione ed esportazionepublic HelloImpl( ActivationID id,

MarshalledObject data )throws RemoteException {

super( id, 0 );System.out.println( "Secondo costruttore" );

} // continua….

• Estende Activatable

• Primo costruttore– solo per istanziare e

attivare (non usato)

• Secondo costruttore– fornito per permettere

la attivazione a rmid in caso di chiamata di metodi remoti


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/*** Metodo remoto : restituisce una stringa*/

public String dimmiQualcosa( String daChi )throws RemoteException {

System.out.println( "Saluto " + daChi );return "Ciao!";

}}// end classe HelloImpl

• Implementazione del metodo remoto– dichiarato in

Hello.java

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La registrazione:SetupRemoteHello.java (1)

import java.rmi.*;import java.rmi.activation.*;import java.util.Properties;public class SetupRemoteHello {public static void main( String args[] ) {

System.setSecurityManager( new RMISecurityManager() );

String home = "/ProgettiJava/ActRemoteHello";try {Properties props = new Properties(); props.put("java.security.policy", home+"/policyall"); ActivationGroupDesc.CommandEnvironment

ace = null; ActivationGroupDesc helloGroup = new

ActivationGroupDesc(props, ace);ActivationGroupID agi =

ActivationGroup.getSystem().registerGroup(helloGroup);

// continua…

• Set SM

• Proprietà delle JVM lanciate da rmid– solo per test: policyall

• Creazione del gruppo– descrittore– group ID dalla

registrazione


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String location = "file:" + home;

MarshalledObject data = null;

ActivationDesc desc = new ActivationDesc (agi, "HelloImpl", location, data);

Hello hi = (Hello)Activatable.register(desc); System.out.println("Ho lo stub per HelloImpl"); Naming.rebind("RemoteHello", hi); System.out.println(".. e lo esporto sul registry"); } catch ( Exception e ) {

e.printStackTrace();}

System.out.println("Salute a tutti!"); System.exit(0);

}}

• URL per la posizione dello stub

• Dati da passare alla classe

• Creazione del descrittore di attivazione

• Registrazione sull’activator del descrittore di attivazione– restituisce lo stub

– … di cui va fatto il bind su rmiregistry

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Il client: HelloClient.java

import java.rmi.*;public class HelloClient {

public static void main( String args[] ) {String host = "localhost";String nome = "Pippo";

if ( args.length > 0 ) host = args[0];if ( args.length > 1 ) nome = args[1];try {

Hello obj = (Hello)Naming.lookup( "rmi://" + host +

"/RemoteHello" );System.out.println( "Ricevuto:"

+ obj.dimmiQualcosa( nome ) );} catch ( Exception e ) {


}}

• Client identico alla versione non activatable

• Parametri:– args[0]: hostname

– args[1]: nome del client


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Esecuzione: eseguo rmid (1)

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Esecuzione: eseguo rmiregistry (2)


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Esecuzione: lancio di setup (3)

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Esecuzione: lancio del client (4)


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Esecuzione: cosa avviene sul server (5)

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Esecuzione: altra esecuzione client (6)


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Esecuzione: cosa avviene sul server (7)

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La situazione sulla macchina (1)

• Pur essendo in esecuzione rmid, non c’è nessuna JVM per l’oggetto server


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La situazione sulla macchina (2)

• Alla esecuzione del client…

• .. fa seguito la attivazione di una JVM da parte di RMI per l’oggetto HelloImpl

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La persistenza dei dati

• Particolarmente importante:– nel caso sia necessario prevedere il recovery da crash

– oppure nel caso in cui l’oggetto remoto decida di diventare inattivo dopo un certo periodo di tempo,

• ma alla prima invocazione remota vuole essere disponibile

• recuperando i dati in precedenza calcolati

• A questo scopo si usano i dati da fornire durante la attivazione– che possono essere usati dal costruttore chiamato per la

attivazione


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Un esempio: PersActRemoteHello

• Oramai “stranoto” servizio da offrire:– unica variante: in risposta fornisce anche i dati di tutti gli

utenti che hanno invocato il metodo dimmiQualcosa() dell’oggetto remoto

– quindi necessario:• concatenare in una stringa tutti i nomi passati come parametri alle

invocazioni remote

• prevedere il salvataggio dei dati nel caso in cui l’oggetto cada e venga rieseguito

• A questo scopo usiamo un file:– dove, ad ogni invocazione, HelloImpl va a scrivere la stringa

che compone il suo stato

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Il diagramma di PersActRemoteHello


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La interface remote: Hello.java

public interface Helloextends java.rmi.Remote {

String dimmiQualcosa( String daChi )throws java.rmi.RemoteException;

}

• Identica al caso precedente

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import java.rmi.*;import java.rmi.activation.*;import java.io.*;public class HelloImpl extends Activatable

implements Hello {public HelloImpl( String codebase,

MarshalledObject data )throws RemoteException, ActivationException {

super( codebase, data, false, 0 );System.out.println( "Primo costruttore " );try {fileDati = (File) data.get();

if ( fileDati.exists() )this.restoreState();

elsecallsFrom = "Starting...";

} catch (Exception e) {System.out.println(“Lettura file");

}} // continua…

• Primo costruttore– solo per istanziare e

attivare (non usato)

– identico al secondo

• Preleva il riferimento al file inserito in data– se esiste il file

• allora chiama restoreState()

• altrimenti inizializza la variabile di istanza callsFrom


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public HelloImpl(ActivationID id, MarshalledObject data )

throws RemoteException {super( id, 0 );System.out.println( "Secondo costruttore " );try {fileDati = (File) data.get();

if ( fileDati.exists() )this.restoreState();

else callsFrom = "[Starting...]";} catch (Exception e) {

System.out.println(“Lettura file");}

}public String dimmiQualcosa( String daChi )

throws RemoteException {System.out.println( "Saluto " + daChi );this.saveState( daChi );return "(dopo "+ callsFrom+")"+"Ciao!";

} // continua…

• Secondo costruttore– struttura identica al

primo

• Metodo remoto– usa saveState() per

aggiungere il nome del chiamante

– restituisce la intera stringa di chiamate oltre a “Ciao!”

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private void restoreState() throws IOException, ClassNotFoundException {

File f = fileDati;FileInputStream fis = new FileInputStream( f );ObjectInputStream ois = new

ObjectInputStream(fis);callsFrom = (String) ois.readObject();ois.close();

}

// continua

• Usa la variabile di istanza fileDati

– apre uno stream in da file e

– uno stream in input

– legge una stringa e la inserisce nella variabile di istanza callsFrom

– e chiude


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private void saveState( String currentCall ) {try {File f = fileDati;

FileOutputStream fos = new FileOutputStream( f );

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream( fos );

callsFrom = callsFrom + " -" + currentCall;oos.writeObject( callsFrom );oos.close();

} catch ( Exception e ) {System.out.println( "Errore in scrittura" );

}}

File fileDati;String callsFrom;

}

• Usa la variabile di istanza fileDati

– apre in output uno stream dal file stream

– aggiorna lo stato callsFrom ..

– … e lo scrive su file

• Variabili istanza– file per lo stato

persistente

– stato delle chiamate

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import java.rmi.*;import java.rmi.activation.*;import java.util.Properties;public class SetupRemoteHello {public static void main( String args[] ) {

System.setSecurityManager( new RMISecurityManager() );

String home = "/ProgettiJava/PersActRemoteHello";try {Properties props = new Properties(); props.put("java.security.policy", home+"/policyall"); ActivationGroupDesc.CommandEnvironment

ace = null; ActivationGroupDesc helloGroup = new

ActivationGroupDesc(props, ace);ActivationGroupID agi =

ActivationGroup.getSystem().registerGroup(helloGroup);

// continua…

• Set SM

• Proprietà delle JVM lanciate da rmid– solo per test: policyall

• Creazione del gruppo– descrittore– group ID dalla

registrazione


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String location = "file:" + home;MarshalledObject data = new

MarshalledObject (new File("/ProgettiJava/PersActRemoteHello/dati.dat"));

ActivationDesc desc = new ActivationDesc (agi, "HelloImpl", location, data);

Hello hi = (Hello)Activatable.register(desc); System.out.println("Ho lo stub per HelloImpl"); Naming.rebind("RemoteHello", hi); System.out.println(".. e lo esporto sul registry"); } catch ( Exception e ) {


System.out.println("Salute a tutti!"); System.exit(0);

}}

• URL per la posizione dello stub

• Dati da passare alla classe (File)

• Creazione del descrittore di attivazione

• Registrazione sull’activator del descrittore di attivazione– restituisce lo stub

– … di cui va fatto il bind su rmiregistry

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Il client: HelloClient.java

import java.rmi.*;public class HelloClient {

public static void main( String args[] ) {String host = "localhost";String nome = "Pippo";

if ( args.length > 0 ) host = args[0];if ( args.length > 1 ) nome = args[1];try {

Hello obj = (Hello)Naming.lookup( "rmi://" + host +

"/RemoteHello" );System.out.println( "Ricevuto:"

+ obj.dimmiQualcosa( nome ) );} catch ( Exception e ) {


}}

• Client identico alla versione activatable non persistente

• Parametri:– args[0]: hostname

– args[1]: nome del client


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Esecuzione: eseguo rmid (1)

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Esecuzione: eseguo rmiregistry (2)


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Setup ed esecuzione vari client (3)

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Cosa accade sul server (4)


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Simuliamo un “crash”…(come se ce ne fosse bisogno)

• Uccidiamo la JVM di HelloImpl…Oops!

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Alla successiva chiamata…


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E sul server è stata istanziata un’altra JVM

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