9.4 CORBA = Common Object Request Broker Architecture corba

9.4 CORBA = Common Object Request Broker Architecture http://www.corba.org • Standard (nicht Produkt!) der OMG – Object Management Group • Architektur: objektorientiert/Fernaufrufe + Komponenten • IDL: C++ -ähnlich • Dienste: sehr reichhaltig • Anwendungen: Dienste, • insbesondere Einbinden von Altsoftware vs9.4

9.4.1 Objektmodell: Schnittstellen und Objekte • Schnittstelle: • Menge von Operations-Signaturen, beschrieben mit CORBA IDL • Objekt: •  irgendwie erzeugtes Exemplar • irgendeiner Implementierung in • irgendeiner Programmiersprache (nicht notwendig objektorientiert) • mit einer bestimmten Schnittstelle = Objekttyp, •  identifiziert durch CORBA-Objektverweis (= Fernverweis, s.u.), •  fernaufrufbar über diesen Verweis vs9.4

Vererbung/Erweiterung von Schnittstellen ist möglich • ! Nicht Teil des Objektmodells sind •  Implementierung, „Klassen“ •  Objekterzeugung • Beachte: • Das CORBA-Objektmodell ist prinzipiell unabhängig von den • Objektmodellen der verwendeten Programmiersprachen – • sofern diese überhaupt objektorientiert sind • beschränkte Verteilungsabstraktion ! vs9.4

9.4.2 Schnittstellenbeschreibung mit IDL  Entfernte Ähnlichkeit mit C++  Typsystem mit einfachen und zusammengesetzten Typen  Module bilden Namensräume, auch mit Schachtelung  Ein Modul (module) kann enthalten:  Konstantendefinitionen  Typdefinitionen  Vereinbarungen von Ausnahmen (exceptions)  Vereinbarungen von Schnittstellen (interfaces) vs9.4

Typsystem: Typ Basistyp Verweistyp (basic type) (reference type) einfach zusammengesetzt Objekttyp Werttyp Object valuetype long struct{fields} char [size] string sequence<type> ... ... mit Vererbung (auch Mehrfachvererbung) vs9.4

Konstantendefinitionen (const) •  benennen explizit angegebene Werte, •  sind Bestandteile eines Moduls oder einer Schnittstelle • Typdefinitionen (typedef) •  benennen explizit angegebene Typen, • Ausnahmen (exception) •  werden wie Verbundtypen vereinbart • Schnittstellen (interface) enhalten •  Konstanten, •  Operationen, •  Attribute vs9.4

Operationen in Schnittstellen •  können Wert liefern (oder auch nicht: void), •  können Ausnahmen melden (raises), •  kennen 3 Parametermechanismen: • in Wertparameter • out Ergebnisparameter • inout Wert/Ergebnisparameter • (bei Objekttypen wird Objektverweis übergeben, • beivaluetypewird Objektkopie übergeben!) •  können als asynchron vereinbart werden (oneway), • sofern ohne Ergebnis und Ausnahmen. vs9.4

Semantik des Operationsaufrufs: •  synchrone bzw. asynchrone Ausführung, at-most-once •  Ausnahmen wie spezifiziert, zzgl. CORBA-Ausnahmen • Attribute in Schnittstellen (attribute) •  können als schreibgeschützt (readonly) vereinbart werden, •  sind äquivalent zu getter/setter-Operationen • (bzw. nur getter, wenn schreibgeschützt) vs9.4

// file example.idl // IDL example: no module nesting, one module only module example { typedef string Name; exception NameClash {Name clashing;}; exception Overflow {unsigned long capacity;}; interface Phones { // private phone book long lookup(in string s); void enter (in string s, in long n) raises(NameClash, Overflow); void delete(in string s); attribute long capacity; }; }; vs9.4

Vordefiniert ist module CORBA { interface ORB { .... // Schnittstelle eines Pseudoobjekts mit }; // objektunabhängigen Standardoperationen interface Object { .... // Standardoperationen für Objekte }; ....... }; Qualifizierte Namen: z.B. example::Phones, CORBA::ORB Jede Schnittstelle erbt implizit vonCORBA::Object, d.h. jeder Objekttyp ist verträglich mitCORBA::Object vs9.4

9.4.3 Umgang mit Verweisen ist unabhängig von Programmiersprachen und deren Verweisen ! interface Object { // Operationen auf Verweisen Object duplicate(); // liefert Kopie des Objektverweises boolean is_equivalent(in Object other); // bezeichnetotherdasselbe Objekt? boolean is_nil(); // bezeichnet der Verweis ein Objekt? ... }; Alle diese Operationen werden lokal ausgeführt. vs9.4

Umwandlungvon Verweisen in Zeichenketten (und zurück): interface ORB { string object_to_string(in Object o); Object string_to_object(in string s); ... }; Diese Zeichenketten – stringified object references - dienen lediglich als externe Repräsentation für Objektverweise. Sie sehen kryptisch aus, und man kann aus ihnen die identifizie- renden Informationen für das Objekt nicht direkt ablesen. vs9.4

9.4.4 CORBA-Infrastruktur • ORB(Object Request Broker): • eigentliche Middleware: verteilte Laufzeitunterstützung zwischen • Betriebssystem einerseits und Anwendungscode und Vertretercode • andererseits, zuständig für Fernaufrufe und lokale Basisdienste • (ORB, Object) • IOR (interoperable object reference): • Objektverweis in standardisiertem Format • POA (portable object adapter) • Verwalter der lokal vorhandenen, fernaufrufbaren Objekte • Servant • Implementierung eines fernaufrufbaren Objekts (z.B. ein Java-Objekt) vs9.4

Interface Repository: • verwaltet IDL-Schnittstellenbeschreibungen • Implementation Repository: • verwaltet zugehörige Implementierungen • CORBA Services: • breite Palette von Standarddiensten wie z.B. • Naming Service, Notification Service, Transaction Service, ... • CORBA Facilities: • weitere Spezifikationen, z.B. • Data Interchange, Systems Management, … vs9.4

9.4.5 Sprachanbindung (language mapping) definiert die Beziehungen zwischen dem CORBA-Objektmodell und Syntax und Semantik einer bestimmten Programmiersprache  setzt die Typsysteme zueinander in Beziehung,  regelt die Nachbildung nicht verfügbarer Parametermechanismen,  stellt Bibliotheksroutinen für die CORBA-Standarddienste zur Verfügung (ORB, Object),  stellt einen Vertreter-Generator – IDL Compiler – zur Verfügung; der Vertreter heißt stub, der Treiber heißt skeleton. vs9.4

Vertreter-Erzeugung am Beispiel Java: >idl2java example.idl erzeugt für jedes Modul ein Java Package, hier also ein einziges Package example. Das Package umfasst die folgenden Dateien: PhonesOperations.javaSchnittstelle entsprechendPhones Phones.javaSchnittstelle, diePhonesOperationsund org.omg.CORBA.Objectzusammenfaßt PhonesStub.javaVertreter-KlassePhonesStub PhonesHelper.javaHilfsklasse PhonesHelper(s.u.) PhonesPOA.javaTreiber-KlassePhonesPOA(für Vererbung) PhonesPOATie.javaTreiber-KlassePhonesPOATie vs9.4

Automatische Erzeugung von IDL-Text .idl für bereits vorliegenden Server-Code ist möglich, wenn sich daraus eine Schnittstelle ableiten läßt, z.B. für eine Java-Klasse import java.rmi.*; public class PhonesImpl implements Remote {...} (nach Übersetzung) wie folgt: > rmic –idl PhonesImpl (SUN) oder > java2idl PhonesImpl(VisiBroker u.a.) vs9.4

9.4.6 Programmierbeispiel in Java Schnittstelle istexample.idl (9.4.2 ) • Anbieter besteht aus eigentlichem Objekt – genannt Servant – • und dem Server-Prozess, der als Träger des Objekts fungiert: • // servant class • import org.omg.CORBA.*; • publicclass PhonesImpl extends PhonesPOA { • // skeleton as superclass ! • ... • public int lookup(String n) {...} • ... • } • Beachte: Klassenname irrelevant, keininterfaceerforderlich • – aber Schnittstelle muss zuexample.Phonespassen! vs9.4

// server main program import org.omg.CORBA.*; // has class forCORBA::ORB(& others) import org.omg.PortableServer.*; // has interface forPortableServer::POA (& others) publicclass Server { publicstatic void main(String[] arg) { PhonesImpl ph = new PhonesImpl(); // Java object ..... ORB orb = ORB.init(); // initialize ORB POA poa = ... // and POA ..... org.omg.CORBA.Object obj = // CORBA object! poa.servant_to_reference(ph); ..... // e.g., publish obj via Naming Service orb.run(); // wait for invocations } } ... zuzüglich Ausnahmebehandlung vs9.4

Klient: import org.omg.CORBA.*; ..... ORB orb = ORB.init(); // initialize ORB org.omg.CORBA.Object obj = ... // get CORBA object, e.g., // through Naming Service Phones p = PhonesHelper.narrow(obj);// get Java object if(p == null) ... // type error int number = p.lookup("Robert"); // remote invocation ..... ... zuzüglich Ausnahmebehandlung vs9.4

9.4.7 Portable Object Adapter (POA) erlaubt Vielzahl unterschiedlicher Strategien zur Gestaltung der Beziehungen zwischen CORBA-Objekt, Servant und Server  Lebensdauer eines CORBA-Objekts und des implementierenden Servants sind unabhängig.  POA unterstützt persistente Objekte, deren Lebensdauer die des POA (d.h. des Server-Prozesss) übertrifft.  Objekt wird aktiviert (incarnated) durch Verbindung mit einem Servant, und wird deaktiviert (etherealized) durch Lösen dieser Verbindung.  POA verwaltet seine Objekte in Objekttabelle (active object map), in der die jeweils zugehörigen Servants verzeichnet sind; für deaktivierte Objekte übernimmt ein Default Servant die Aufrufbehandlung. vs9.4

Ferner: • - Strategien sind programmgesteuert wählbar • - Standard-Strategie: transiente Objekte • - Persistenz wird unterstützt durch Implementation Repository • und ORB Daemon, der bei Bedarf Server-Prozess startet • - Weitere POA-Exemplare – z.B. mit unterschiedlichen • Strategien – können programmgesteuert erzeugt werden • - usw. usf. vs9.4

9.4.8 Naming Service = Namensdienst mit hierarchisch strukturiertem Namensraum • Context enthält - reguläre Einträge, • - subcontexts module CosNaming { ... typedef Sequence<NameComponent> Name; interface NamingContext { void bind(in Name n, in Object o); void bind_context(in Name n, in NamingContext c); Object resolve(in Name n); ... }; };… zuzüglich Ausnahmen vs9.4

Benutzung in Java: import org.omg.CosNaming.*; import org.omg.CosNaming.NamingContextPackage.*; ..... org.omg.CORBA.Object obj = orb.resolve_initial_references("NameService"); NamingContext root = NamingContextHelper.narrow(obj); org.omg.CORBA.Object x = root.resolve(name); ..... vs9.4

9.4.9 Interoperabilität zwischen verschiedenen CORBA-Implementierungen General Inter-ORB Protocol (GIOP) (Transfersyntax + Nachrichtenformate) Internet Inter-ORB Protocol (IIOP) andere (+ Realisierung über TCP/IP) Objektbezugnahme über Interoperable Object Reference (IOR) vs9.4

Ferner: Environment-Specific Inter-ORB Protocols (ESIOPs) statt GIOP/IIOP, falls auf bereits vorhandener Middleware aufgesetzt werden soll. Beispiel: DCE Common Inter-ORB Protocol (DCE-CIOP) ist ein ESIOP auf Basis des DCE RPC. vs9.4

Interoperabilität RMI – CORBA durch • „RMI over IIOP“ (statt über JRMP – Java Remote Method Protocol) • Klient/Anbieter programmiert in Java RMI, Vertreter-Erzeugung mit • rmic –iiop • Client Server • CORBA RMI (Java  IDL !) • RMI CORBA • Einige Programmierunterschiede zu Java RMI: • - Java Naming and Directory Interface (JNDI) statt Registry • - keine verteilte Speicherbereinigung • - . . . vs9.4

9.4.10 Replikation • Für Fehlertoleranz: • CORBA-Spezifikation: Fault-Tolerant CORBA (OMG 2000) • Implementierung: Eternal System (Moser et al. 1998-2000), • basiert auf Totem-Protokoll für zuverlässige • Gruppenkommunikation mit vollständig • geordneten Rundrufen • Replikationsabstraktion! •  Objektgruppe bleibt vor Klienten verborgen •  Klient verwendet IOGR genauso wie IOR •  Verschiedene Replikationstechniken stehen zur Auswahl vs9.4

Für Effizienz: Keine CORBA-Spezifikation Implementierung: Cascade System (Chockler et al. 2000), realisiert Caching mit unterschiedlichen Konsistenzeigenschaften Replikationsabstraktion – wenngleich etwas eingeschränkt durch die Möglichkeit, die Konsistenz zu wählen vs9.4

9.4.11 JacORB = Open Source Java ORB (Gerald Brose u.a., FU Berlin 1996-.....) http://jacorb.inf.fu-berlin.de Buch zu CORBA mit Java: Brose, Vogel, Duddy: Java Programming with CORBA. Wiley 2001 vs9.4

9.4 CORBA = Common Object Request Broker Architecture corba