Scarano - Dipartimento di Informatica

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"Programmazione Distribuita" - Prof.
Scarano
Laurea in Informatica
Organizzazione della lezione
• Oggetti attivabili
Vi.ttorio Scarano
– meccanismo e protocollo di attivazione
– esempi
– dati persistenti
Programmazione Distribuita.
16. Java Remote Method
Invocation (4)
Vittorio Scarano
Corso di Programmazione Distribuita
Laurea di I livello in Informatica
Università degli Studi di Salerno
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Persistenza
Le classi ed interfacce di RMI
– insieme di numerosi oggetti che devono fornire servizi
• Alcune considerazioni:
Object
– 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”
IOException
<<interface>>
Remote
Vi.ttorio Scarano
Vi.ttorio Scarano
• In generale, un sistema a oggetti distribuiti deve offrire
la persistenza dei dati
RemoteObject
RemoteException
RemoteServer
Activatable
UnicastRemoteObject
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Attivazione di oggetti
Terminologia utilizzata
Vi.ttorio Scarano
– 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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A.A. 2002-2003 Università di Salerno
• Un oggetto (distribuito) è attivose
Vi.ttorio Scarano
• E’ un meccanismo per fornire riferimenti persistenti ad
oggetti distribuiti
– 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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Scarano
La lazy activation
Protocollo di attivazione - 1
• Meccanismo di riferimento remoto faulting
• In caso il riferimento remoto sia null il riferimento
remoto faulting inizia un protocollo di attivazione
• Componenti
Vi.ttorio Scarano
Vi.ttorio Scarano
– alla prima invocazione su un metodo di un oggetto
– un identificatore di attivazione (activation identifier)
• Ogni riferimento remoto faulting contiene
• 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
• 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
Come creare un oggetto attivabile
• Il gruppo di attivazione (uno per ogni JVM)
• Necessario:
• 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
• Il descrittore di attivazione può essere registrato:
– registrare il descrittore di attivazione
– includere uno speciale costruttore usato per la attivazione
Vi.ttorio Scarano
Vi.ttorio Scarano
• riceve la richiesta di attivazione e restituisce il riferimento
all’oggetto attivato all’attivatore
• usando dei costruttori di Activatable
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I costruttori di Activatable - 2
• 2 costruttori:
• Costruttori per istanziazione e attivazione
Vi.ttorio Scarano
• 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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Vi.ttorio Scarano
– per la instanziazione e registrazione
• se l’oggetto non deriva da Activatable
– all’atto della creazione (se si vuole istanziare comunque
l’oggetto senza una chiamata)
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– con il metodo register() (statico) di Activatable
– con il metodo exportObject() di Activatable
protected Activatable (String codebase,
java.rmi.MarshalledObject data,
boolean restart,
int port)
throws ActivationException, java.rmi.RemoteException;
protected Activatable (String codebase,
boolean restart,
int port,
RMIClientSocketFactory csf,
RMIServerSocketFactory ssf)
throws ActivationException, java.rmi.RemoteException;
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Scarano
Il demon di attivazione: rmid
• Costruttori per la attivazione
• In carica del ruolo di attivatore
• Lanciato con
Vi.ttorio Scarano
protected Activatable (ActivationID id,
int port)
throws java.rmi.RemoteException;
protected Activatable (ActivationID id,
int port,
RMIClientSocketFactory csf,
RMIServerSocketFactory ssf)
Vi.ttorio Scarano
– se la porta è zero viene usato una porta anonima
– 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 diagramma di ActRemoteHello
Vi.ttorio Scarano
– Hello: interfaccia remota
– HelloClient: client
– HelloImpl: oggetto attivabile
• deriva da Activatable
– SetupRemoteHello:
• registra l’oggetto HelloImpl (o meglio il suostub) all’ activator
(rmid) con le informazioni necessarie per permetterne la attivazione
Vi.ttorio Scarano
• Il solito servizio di saluto personalizzato
• Composto da:
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• Unico metodo remoto
Vi.ttorio Scarano
– lancia una eccezione
remota
public interface Hello
extends java.rmi.Remote {
String dimmiQualcosa( String daChi )
}
Vi.ttorio Scarano
La interface remote: Hello.java
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Scarano
• Estende Activatable
• Primo costruttore
Vi.ttorio Scarano
import java.rmi.*;
import java.rmi.activation.*;
public class HelloImpl extends Activatable
implements Hello {
// Costruttore per costr. regist. ed export
public HelloImpl( String codebase,
MarshalledObject data )
throws RemoteException,
ActivationException {
super( codebase , data, false, 0 );
System.out.println( "Primo costruttore" );
}
// Costruttore per attivazione ed esportazione
public HelloImpl( ActivationID id,
throws RemoteException {
super( id, 0 );
System.out.println( "Secondo costruttore" );
} // continua….
La implementazione: HelloImpl.java (2)
– solo per istanziare e
attivare (non usato)
• Secondo costruttore
– fornito per permettere
la attivazione a rmid
in caso di chiamata di
metodi remoti
Vi.ttorio Scarano
Vi.ttorio Scarano
Vi.ttorio Scarano
}
}
– restituisce lo stub
– … di cui va fatto il bind
su rmiregistry
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• Set SM
• Proprietà delle JVM
lanciate da rmid
– solo per test: policyall
• Creazione del gruppo
– descrittore
– group ID dalla
registrazione
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Vi.ttorio Scarano
• URL per la posizione
dello stub
• Dati da passare alla
classe
• Creazione del descrittore
di attivazione
• Registrazione
sull’activator del
descrittore di attivazione
import java.rmi.*;
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…
Vi.ttorio Scarano
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);
}
// end classe HelloImpl
La registrazione:SetupRemoteHello.java (1)
ActivationDesc desc = new ActivationDesc
(agi, "HelloImpl", location, data);
– dichiarato in
Hello.java
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MarshalledObject data = null;
• Implementazione del
metodo remoto
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String location = "file:" + home;
/**
* Metodo remoto : restituisce una stringa
*/
public String dimmiQualcosa( String daChi )
System.out.println( "Saluto " + daChi );
return "Ciao!";
}
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Scarano
• Client identico alla
versione non activatable
• Parametri:
– args[0]: hostname
– args[1]: nome del client
Vi.ttorio Scarano
import java.rmi.*;
public class HelloClient {
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 ) );
}
}
}
Esecuzione: eseguo rmid (1)
Vi.ttorio Scarano
Il client
client::HelloClient.java
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Vi.ttorio Scarano
Esecuzione: lancio di setup (3)
Vi.ttorio Scarano
Esecuzione: eseguo rmiregistry (2)
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Vi.ttorio Scarano
Esecuzione: cosa avviene sul server (5)
Vi.ttorio Scarano
Esecuzione: lancio del client (4)
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5
Scarano
Vi.ttorio Scarano
Esecuzione: cosa avviene sul server (7)
Vi.ttorio Scarano
Esecuzione: altra esecuzione client (6)
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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
Vi.ttorio Scarano
• Pur essendo in
esecuzione rmid, non c’è
nessuna JVM per
l’oggetto server
Vi.ttorio Scarano
La situazione sulla macchina (1)
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La persistenza dei dati
Un esempio: PersActRemoteHello
• Oramai “stranoto” servizio da offrire:
Vi.ttorio Scarano
– 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
Vi.ttorio Scarano
• Particolarmente importante:
• 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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– 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
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che compone il suo stato
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Scarano
La interface remote: Hello.java
Vi.ttorio Scarano
public interface Hello
extends java.rmi.Remote {
String dimmiQualcosa( String daChi )
}
• Identica al caso
precedente
Vi.ttorio Scarano
Il diagramma di PersActRemoteHello
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Vi.ttorio Scarano
Vi.ttorio Scarano
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• Secondo costruttore
– struttura identica al
primo
Vi.ttorio Scarano
public HelloImpl(ActivationID id,
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 )
System.out.println( "Saluto " + daChi );
this.saveState( daChi );
return "(dopo "+ callsFrom+")"+"Ciao!";
} // continua…
• Metodo remoto
– usa saveState() per
aggiungere il nome
del chiamante
– restituisce la intera
stringa di chiamate
oltre a “Ciao!”
• 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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Vi.ttorio Scarano
import java.rmi.*;
import java.io.*;
public class HelloImpl extends Activatable
implements Hello {
public HelloImpl( String codebase,
throws RemoteException, ActivationException {
super( codebase , data, false, 0 );
System.out.println( "Primo costruttore " );
try {fileDati = (File) data.get();
if ( fileDati.exists () )
this.restoreState ();
else
callsFrom = "Starting ...";
} catch (Exception e) {
System.out.println(“Lettura file");
}
} // continua…
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 input
da file e crea
– un object stream
– ne legge una stringa e
la inserisce nella
variabile di istanza
callsFrom
– e chiude lo stream
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Scarano
• 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 fileDati ;
String callsFrom ;
}
– file per lo stato
persistente
– stato delle chiamate
Vi.ttorio Scarano
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 ();
System.out.println( "Errore in scrittura" );
}
}
Vi.ttorio Scarano
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• Set SM
• Proprietà delle JVM
lanciate da rmid
– solo per test: policyall
• Creazione del gruppo
– descrittore
– group ID dalla
registrazione
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");
}
System.out.println("Salute a tutti!");
System.exit(0);
}
}
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• 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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Vi.ttorio Scarano
Il client
client::HelloClient.java
Vi.ttorio Scarano
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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);
Vi.ttorio Scarano
import java.rmi.*;
import java.util.Properties;
public class SetupRemoteHello {
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…
Vi.ttorio Scarano
import java.rmi.*;
public class HelloClient {
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 ) );
}
}
}
• Client identico alla
versione activatable non
persistente
• Parametri:
– args[0]: hostname
– args[1]: nome del client
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Scarano
Vi.ttorio Scarano
Esecuzione: eseguo rmiregistry (2)
Vi.ttorio Scarano
Esecuzione: eseguo rmid (1)
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Vi.ttorio Scarano
Cosa accade sul server (4)
Vi.ttorio Scarano
Setup ed esecuzione vari client (3)
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Simuliamo un “crash”…
(come se ce ne fosse bisogno)
Alla successiva chiamata…
Vi.ttorio Scarano
Vi.ttorio Scarano
• Uccidiamo la JVM di HelloImpl…Oops!
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Scarano
Vi.ttorio Scarano
E sul server è stata istanziata un’altra JVM
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