Objetos Distribuídos e Invocação Remota

1. Objetos Distribuídos e Invocação Remota Introdução

2. Introdução • RPC x RMI

3. Introdução • RPC – Remote procedure call • Este termo é utilizado para aplicativos clientes que fazem normalmente chamadas a procedimentos remotos que estão em outro processo e hosts. • RMI – Remote method invocation • O modelo baseado orientado a objeto utiliza este termo para definir uma chamada a um método. • Eventos distribuídos • É capacidade de notificação que os SD tem de avisar a um outro processo que um evento ocorreu.

4. Introdução • Middleware • Software que providencia um modelo de programação por blocos de processos pela passagem de mensagem • Alguns middleware permitem que os processos sejam implementados em diferentes linguagem de programação

5. Introdução • Características • Transparência de locação • o cliente não sabe se o procedimento ou método chamado está no mesmo processo ou num processo diferentes rodando em outra máquina. Ex: RPC, RMI, etc • Protocolo de Comunicação • Um middleware deve ser capaz de implementar o processo de comunicação solicitação e resposta, em qualquer protocolo existente. Ex: TCP ou UDP

6. Introdução • Hardware • O middleware implementa mecanismo para troca de dados entre diferentes plataforma de hardware existentes. Ex: IDL • Sistema Operacional • O middleware deve ser capaz de oferecer alto nível de abstração do S.O. que está sendo utilizado • Independência de Linguagem de programação • Alguns middlewares podem permitir transparência quanto ao uso de diferentes linguagens de programação em seus processos. Ex: Corba, IDL

7. Applications RMI, RPC and events Middleware Request reply protocol layers External data representation Operating System Introdução

8. Interfaces • Interfaces • Define como e quais objetos e variáveis estão presentes na comunicação entre processos. • Não tem acesso direto as variáveis ou método • Define parâmetros de inputs e outputs • Não trabalha com ponteiros

9. Interfaces • Service interfaces • Termo utilizado para definir as procedures ou serviços oferecidos pelo servidor. Ex: FTP, procedimento de escrita e leitura de arquivo • Remote Interface • Especifica os métodos de um objeto que estão disponíveis para inovocação por outros objetos de outros processos. • Define: tipos de entrada e saída de cada objeto • Passa também objetos como argumento ou resultado

10. Interfaces • Interface Definition Languages – IDL • Permite criar uma notação universal para interface de métodos e variáveis para serem utilizados entre diversas linguagem de programação.

11. IDL • Corba IDL // In file Person.idl struct Person { string name; string place; long year; } ; interface PersonList { readonly attribute string listname; void addPerson(in Person p) ; void getPerson(in string name, out Person p); long number(); };

12. IDL • Outras • Além do Corba IDL, temos: • OSF - C IDL • DCOM - CDE IDL • etc

13. O Modelo de Objeto • Referência de objetos • Usado para fazer referencia para qualquer chamada a um método • Interfaces • Define os métodos, tipos dos argumentos, tipos de retornos e exceções, sem especificar sua implementação • Ações • É a ação existente necessária para providenciar a invocação do objeto, sua execução, devolvendo algum resultado ao cliente • Exceções • Permite definir as regras para tratamento de erros que podem ocorrer nos processo • Coleção de lixos • Controle para liberação de espaços para os objetos não mais usados. Ex: Java • Outras linguagens não fazem esse controle

14. local C remote E local invocation invocation remote invocation invocation F B local A invocation D Objetos distribuídos • Cada processo contém objetos, alguns na qual podem receber chamadas remotas, outras somente local • Objetos Remotos x Objetos Locais • Objetos precisam conhecer a referência de objeto remoto de um objeto em outro processo para poder invocar seus serviços. Como ele faz isso? • A interface Remota especifica como os métodos são acessados remotamente

15. O Modelo de Objeto Distribuído • Existe dois conceitos fundamentais para um modelo de objetos distribuídos: • Referência de Objeto Remoto • É um identificador único que pode ser usado em um sistema distribuído para fazer referência a um particular objeto remoto • Interface Remoto • Define como os objetos remotos podem ser invocados, contém a definição das estruturas de dados e métodos. Ex: Corba IDL e Java RMI.

16. remote object Data remote interface m4 { m1 implementation m5 m2 m6 of methods m3 O Modelo de Objeto Distribuído • Objeto Remoto e Interface Remoto

17. Desafios para projetos de RMI • Apesar de em Java a chamada remota ser uma questão de uma extensão a uma chamada local, ela ainda apresenta desafios: • Numa chamada local, o método é executado apenas uma vez. No RMI nem sempre é verdade • Nível de transparência nem sempre atinge o desejável

18. Desafios para projetos de RMI • Diferentes formas de invocação • Retry request message • Duplicate filtering • Retransmission od results • Os problemas acima afetam na confiabilidade do método de convocação de um objeto remoto

19. Invocation Fault tolerance measures semantics Retransmit request Duplicate Re-execute procedure message filtering or retransmit reply No Not applicable Not applicable Maybe Yes No Re-execute procedure At-least-once Yes Yes Retransmit reply At-most-once O Modelo de Objeto Distribuído • Semântica de Invocação

20. O Modelo de Objeto Distribuído • Maybe invocation semantics • Pode ocorrer quando o cliente invoca um objeto remoto, mas sabe realmente se foi executado ou não • Falha por omissão ( ex: perda de msg) • Crash (Ex: o objeto presente no servidor falha) • A falha pode ocorrer antes de executar o objeto, ou depois de ser executado • Perda da msg antes • Perda da msg depois • Time out

21. O Modelo de Objeto Distribuído • At-least-once invocation semantics: • Neste caso, o cliente que invoca conhece que um determinado objeto foi executado pelo menos uma vez ou pelo menos é avisado que houve um erro • Neste categoria os problemas podem advir de: • Crash • Falhas arbitrárias (erros podem ocorrer se a retransmissão executar o objeto novamente)

22. O Modelo de Objeto Distribuído • At-most-once semantics: • O cliente que invoca sabe exatamente que o método remoto foi chamado apenas uma vez ou não. • Aplica e trata todas os tipos de falhas que podem ocorrer • Ex: Java RMI, Corba • Corba aceita At-least-once para chamadas a objetos que não retornem resultado

23. server client remote skeleton object A proxy for B object B & dispatcher Request for B’s class Reply Remote reference Communication Communication Remote module reference module module module O Modelo de Objeto Distribuído • Métodos de Chamada Remota

24. O Modelo de Objeto Distribuído • Implementação do RMI • Proxy • Bindind name • Objects references • Comunications

25. messageType int (0=Request, 1= Reply) requestId int objectReference RemoteObjectRef methodId int or Method arguments array of bytes O Modelo de Objeto Distribuído • Módulo de comunicação • Implementa um protocolo solicitação e resposta • Usa os 3 primeiros itens da estrutura de msg

26. O Modelo de Objeto Distribuído • Módulo Referência Remota • É responsável entre a tradução da referência local e a referência remota dos objetos • Cria o referência de objetos remotos • Cada processo possui uma tabela de referência de objetos, que faz correspondência entre as informações dos objetos existentes nos processos locais e não locais

27. O Modelo de Objeto Distribuído • Módulo Referência Remota • Tabela de referência de objetos • Mantêm todas as referências de objetos locais usadas pelo processo • Mantêm as referências para cada proxy local, correspondentes dos objetos remotos

28. O Modelo de Objeto Distribuído • Acões do Módulo de Referência Remota • Quando um objeto remoto é passado como argumento ou como resultado pela primeira vez, o módulo de referência remota é incentivado a criar uma referência de objeto remoto, na qual é adicionado a uma tabela • Quando uma referência de objeto remoto chega em uma solicitação ou numa resposta de mensagem, o módulo de referência remota faz uma consulta para encontrar uma referência do objeto localmente, na qual pode referir-se para um proxy ou para um objeto remoto • Caso a referência de objeto remoto não seja encontrado na tabela, o RMI cria um novo proxy e insere na tabela através do módulo de referência remota.

29. O Modelo de Objeto Distribuído • O software RMI • Consiste em uma camada de software entre a aplicação baseada em objetos e a comunicação e o módulo de referência remota • Proxy – a função do proxy é providenciar um método transparente de invocação para o cliente, fazendo parecer que está invocando um objeto local. Mas em vez de executar alguma tarefa, ele transfere na forma de msg para o objeto remoto • Esconde os detalhes de uma referência a objetos remotos, marshalling, unmarshalling e os processos de comunicações existentes • Existe um proxy para cada Objeto remoto

30. O Modelo de Objeto Distribuído • Dispatcher - Um servidor tem um dispatcher e um skeleton para cada representação de classe de objetos. • O Dispatcher é responsável por receber as requisições vindas do módulo de comunicações. • Usa o MethodId para selecionar o apropriado método no Skeleton • O Dispatcher e proxy usam a mesma alocação de methodId para os métodos de interface remota • Skeleton – A classe de um objeto remoto possui um skeleton, onde é implementado os métodos dentro de uma interface remota • É implementado um pouco diferente da interface original do objeto remoto • Passa pelo processo de marshalling antes de invocar o objeto remoto e unmashalling para devolver a informação como resultado

31. O Modelo de Objeto Distribuído • Geração de classes para proxies, dispatchers e skeleton • São gerados automaticamente pela interface do compilador Corba • São gerado a partir do arquivo IDL • Para o Servidor é gerado os proxys, dispatches e skeleton de cada objeto remoto • Para o Cliente, os aplicativos deverão conter as classes dos proxys de todos os objetos remotos • Exemplo de compiladores: Orbix (C++); Delphi

32. O Modelo de Objeto Distribuído • Factory method • Interface de objetos remotos não possuem construtores, portanto, os objetos remotos não podem ser construídos pela invocação remota de construtores • Objetos remotos são construídos através de uma sessão de inicialização ou por um método remoto projetado para este propósito

33. O Modelo de Objeto Distribuído • O factory method • É usado para criar objetos remotos • O factory object • É o objeto criado pelo método factory (factory method) • Binders • É um serviço separado que mantém uma tabela contendo uma mapeamento dos nomes textual sobre as referências de objetos remotos e é usado pelo servidor para registrar identificar os seus objetos remotos por nome e os seus clientes

34. O Modelo de Objeto Distribuído • Server Threads • É a capacidade de executar concorrência aos objetos remotos • Ativação de objetos remotos • Este processo permite controlar quando um determinado objeto remoto está ativo ou disponível para ser invocado. Isto é feito porque não é pratico manter todos objetos remotos funcionando e disponíveis em dado tempo, além de não ser realmente necessário • Este controle é feito pelo servidor que gerencia este processo automaticamente (ex: iniciado quando for envolvido no processo de marshalling) • Persistência de objetos • São geralmente providenciado pelo servidor e dão a capacidade ao objeto remoto de manter seus estados mesmo após diversas ativações

35. Modelo RPC • Remote Procedure Call • É similar ao RMI, mas neste caso, se refere a capacidade de fazer chamadas a procedures que estão em outros processos • Servidores podem ser clientes de outros processo servidores • Possui como semântica de invocação: • At-least-once • At-most-once • Usa também um protocolo de solicitação e resposta

36. Modelo RPC • O RPC não utiliza módulos de referência remota, uma vez que não trabalha com objetos e métodos • O cliente utiliza um stub procedure, similar ao uso do proxy para as chamadas das procedures remotas • Um stub procedure recebe a chamada, mas ao invés de executar algo, ele executa o processo de marshalling e transmite via msg a solicitação ao servidor com a procedure remota para a execução • No recebimento da resposta, executa o processo de unmarshalling e apresenta o resultado para o invocador dentro do processo local

37. client process server process Request Reply client stub server stub procedure procedure service client Communication Communication program procedure dispatcher module module Modelo RPC • Ex:

38. Modelo RPC • No servidor • Contém um dispatcher que trabalha junto com um stub procedure servidor e que liga a um serviço (procedure) existente para cada procedure existente na interface de serviços • O dispatcher seleciona a procedure de acordo com identificação da procedure vinda da msg de solicitação • O Server stub procedure funciona parecido com um skeleton, onde executa o processo de unmarshalling dos argumentos de entrada, executa a procedure implementada e faz o marshalling dos resultados para serem devolvidos através de uma msg.

39. Modelo de Objeto Distribuído • Ex: • SUN RPC • JAVA RMI