14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 1

14. Komunikacja rozproszona

– gniazdka, RMI

14.1 Pakiet

java.net

14.2 Mechanizm gniazdek TCP

14.3 Przykład aplikacji klient-serwer

14.4 RMI – model DOA

14.5 Przykład aplikacji rozproszonej

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 2

14.1 Pakiet java.net - wprowadzenie

1) Elementy programowania sieciowego

Aplikacje programowe w Javie korzystaj

ą

z protokółów warstwy

transportowej sieci:

„Transmission Control Protocol” (TCP) lub

„User Datagram Protocol” (UDP).

TCP

to poł

ą

czeniowy, niezawodny protokół typu point-to-point – dane

nadchodz

ą

w kolejno

ś

ci wysłania.

Z TCP korzystaj

ą

takie aplikacje, jak Hypertext Transfer Protocol

(HTTP), File Transfer Protocol (FTP), Telnet.

UDP

to bezpoł

ą

czeniowy protokół niezale

ż

nego przesyłania pakietów

danych (tzw. datagramy).
Korzystaj

ą

z niego programy nie wymagaj

ą

ce gwarantowanych

poł

ą

cze

ń

, np. serwer zegara, program ping.

Porty

- logiczne punkty wej

ś

cia do aplikacji pracuj

ą

cych na danym

komputerze, doł

ą

czonym do sieci.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 3

Dane przekazywane przez Internet posiadaj

ą

adres swojego

przeznaczenia:

adres komputera -

32-bitowy adres IP

,

adres portu -

16-bitowy numer portu

.

W komunikacji według protokółu TCP, serwer zwi

ą

zuje swoje

gniazdko

z okre

ś

lonym portem – rejestruje si

ę

pod okre

ś

lonym portem. Równie

ż

w protokóle UDP

pakiety kierowane s

ą

do zadanego portu,

przydzielonego pewnej aplikacji.

Numery portów:

od 0 do 65535

.

Numery

zastrze

ż

one

portów:

od 0 do 1023

– zarezerwowane na usługi

takie, jak HTTP, FTP, itd.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 4

Klasy w

java.net

Komunikacj

ę

zgodn

ą

z tymi protokółami TCP i UDP realizuj

ą

klasy

pakietu

java.net

:

URL, URLConnection, Socket, ServerSocket

(dla TCP);

DatagramPacket, DatagramSocket, MulticastSocket

(dla UDP).

2) Klasa

URL

URL (Uniform Resource Locator) to adres zasobu w Internecie. URL
ma posta

ć

napisu specyfikuj

ą

cego:

•

protokół

dla dost

ę

pu do zasobu i

•

lokalizacj

ę

zasobu.

URL

jest te

ż

nazw

ą

klasy w

java.net

. Obiekt klasy

URL

reprezentuje

adres URL.

Konstruktory klasy

URL

1.

Z parametrem

typu

String

reprezentuj

ą

cym

adres bezwzgl

ę

dny.

Np.:

URL adresPW = new URL("http://www.pw.edu.pl/");

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 5

2.

Z dwoma parametrami

– obiektem URL reprezentuj

ą

cym adres

bazowy

i parametrem typu

String

reprezentuj

ą

cym

adres wzgl

ę

dny

.

Np.: dane s

ą

dwa adresy

URL

http://www.ia.pw.edu.pl/dydaktyka/proz.html
http://www.ia.pw.edu.pl/dydaktyka/probe.html

Mo

ż

na utworzy

ć

obiekty klasy URL dla obu stron na podstawie

adresów wzgl

ę

dem jednej bazy -

http://www.ia.pw.edu.pl/dydaktyka/

:

URL dydaktyka = new URL("http://www.ia.pw.edu.pl/dydaktyka/");
URL dydaktykaProz = new URL(dydaktyka, "proz.html");
URL dydaktykaProbe = new URL(dydaktyka, "probe.html");

korzystaj

ą

c z konstruktora:

URL(URL bazowyURL, String wzglednyURL)

Mo

ż

na te

ż

utworzy

ć

referencj

ę

do pozycji w dokumencie

. Np.

URL dydaktykaProzProjekt = new URL(dydaktykaProz, "#PROJEKT");

3. Trzy-argumentowy konstruktor URL:

new URL("http", "www.ia.pw.edu.pl", "/dydaktyka/proz.html");

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 6

4. Cztero-argumentowy konstruktor URL uwzgl

ę

dniaj

ą

cy numer portu.

Np.

URL dydaktykaProz = new URL("http", "www.ia.pw.edu.pl”,80,
"dydaktyka/proz.html");

utworzy obiekt klasy

URL

dla nast

ę

puj

ą

cego adresu URL:

http://www.ia.pw.edu.pl:80/dydaktyka/proz.html

Ka

ż

dy

z

kontruktorów

klasy

URL

mo

ż

e

zgłosi

ć

wyj

ą

tek

MalformedURLException

(gdy argumenty referuj

ą

null

lub nieznany

protokół).

try {
URL myURL = new URL(. . .)
} catch (MalformedURLException e) {

// obsługa wyjątku

. . .
}

Obiekty klasy URL

nie mog

ą

by

ć

zmieniane

po pierwszej inicjalizacji.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 7

Podstawowe metody klasy URL

•

Metody zwracaj

ą

ce pełny adres URL dla danego obiektu klasy

URL

:

String toString()
String toExternalForm().

•

Metody podaj

ą

ce informacje o stanie obiektu URL:

getProtocol

– podaje cz

ęść

URL dotycz

ą

c

ą

protokółu;

getHost

- podaje cz

ęść

URL dotycz

ą

c

ą

adresu hosta;

getPort

- podaje cz

ęść

URL dotycz

ą

c

ą

numeru portu (liczba integer lub

warto

ść

-1 gdy port nie jest ustawiony);

getFile

- podaje cz

ęść

URL dotycz

ą

c

ą

nazwy pliku;

getRef

- podaje cz

ęść

URL dotycz

ą

c

ą

referencji w pliku dokumentu.

Przykład 14.1

. Tworzenie i korzystanie z obiektu klasy

URL

.

import java.net.*;
import java.io.*;

public class ParseURL {

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 8

public static void main(String[] args) throws Exception {
URL aURL = new URL

("http://java.sun.com:80/docs/books/"

+ "tutorial/index.html#DOWNLOADING"

);

System.out.println("protocol = " + aURL.getProtocol());
System.out.println("host = " + aURL.getHost());
System.out.println("filename = " + aURL.getFile());
System.out.println("port = " + aURL.getPort());
System.out.println("ref = " + aURL.getRef());
}
}

Wynik pracy programu:

protocol = http
host = java.sun.com
filename = /docs/books/tutorial/index.html
port = 80
ref = DOWNLOADING

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 9

Metody klasy URL do poł

ą

cze

ń

w sieci

Metoda

openStream()

Metoda zwraca obiekt strumieniowy klasy

java.io.InputStream

zwi

ą

zany z adresem

URL

.

Przykład 14.2.

Wykorzystanie metody

openStream

()

do poł

ą

czenia w

sieci. Odczyt informacji - poprzez obiekt klasy

BufferedReader

i zapis na

standardowym wyj

ś

ciu.

import java.net.*;
import java.io.*;
public class URLReader {
public static void main(String[] args) throws Exception {
URL yahoo = new URL("http://www.yahoo.com/");
BufferedReader in = new BufferedReader(

new InputStreamReader(

yahoo.openStream()));

String inputLine;

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 10

while ((inputLine = in.readLine()) != null)
System.out.println(inputLine);
in.close();
}
}

Metoda

openConnection()

Metoda zwraca obiekt klasy

URLConnection

, który mo

ż

e by

ć

wykorzystany do szczegółowej współpracy z adresem URL. Np.

try {

URL yahoo = new URL("http://www.yahoo.com/");
URLConnection yahooConnection = yahoo.openConnection();

} catch (MalformedURLException e) {

//

new URL()

nie powiodło si

ę

. . .

}
catch (IOException e) {

//

openConnection()

nie powiodło si

ę

. . .
}

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 11

3) Metody klasy

URLConnection

Przykład 14.3.

Odczyt z URL

za pomoc

ą

obiektu klasy

URLConnection

.

import java.net.*;
import java.io.*;
public class URLConnectionReader {
public static void main(String[] args) throws Exception {
URL yahoo = new URL("http://www.yahoo.com/");
URLConnection yc = yahoo.openConnection();

// Poł

ą

cz

BufferedReader in = new BufferedReader(
new InputStreamReader(
yc.getInputStream()));

// Pobierz strumie

ń

String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null)
System.out.println(inputLine);
in.close();
}
}

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 12

Adresy URL do których doł

ą

czono

skrypty

cgi-bin

wymagaj

ą

, aby

zapisywa

ć

informacj

ę

do URL

.

Typowy przykład

zapisu do

URL

polega na wypełnieniu przez

u

ż

ytkownika zapytania podanego w postaci formatki na stronie HTML i

wysłaniu go do serwera pod adres URL. Przetwarza on zwykle skrypt

cgi-bin

po stronie serwera i odpowiada w postaci strony HTML.

Współpraca programu Javy ze skryptami cgi-bin po stronie serwera
wymaga mo

ż

liwo

ś

ci zapisu do

URL

przez ten program. Czyli wymaga

to realizacji nast

ę

puj

ą

cych kroków w rogramie:

1.

Utworzy

ć

obiekt typu

URL

.

2.

Otworzy

ć

poł

ą

czenie z tym

URL

.

3.

Ustawi

ć

mo

ż

liwo

ś

ci wyj

ś

ciowe dla

URLConnection

.

4.

Pobra

ć

strumie

ń

wyj

ś

ciowy z poł

ą

czenia – bedzie on

poł

ą

czony ze standardowym strumieniem wej

ś

ciowym

skryptu

cgi-bin

po stronie serwera.

5.

Zapisywa

ć

dane do strumienia wyj

ś

ciowego.

6.

Zamkn

ąć

strumie

ń

.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 13

Przykład 14.4.

Skrypt na naszej stronie sieci odczytuje napis ze

standardowego wej

ś

cia

, odwraca kolejno

ść

znaków napisu i zapisuje

wynik d

o standardowego wyj

ś

cia

. Skrypt wymaga danych wej

ś

ciowych

w formacie

string=napis,

gdzie napis jest napisem do odwrócenia.

import java.io.*;
import java.net.*;
public class Reverse {
public static void main(String[] args) throws Exception {

if (args.length != 1) {

System.err.println("Wywołanie: java Reverse " + "napis");

System.exit(1);

}

String stringToReverse = URLEncoder.encode(args[0]);
URL url = new URL("http://java.sun.com/cgi-bin/backwards");
URLConnection connection = url.openConnection();
connection.setDoOutput(true);

// Umożliwić wyjście do URL

PrintWriter out = new PrintWriter(
connection.getOutputStream());

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 14

out.println("string=" + stringToReverse);

out.close();

BufferedReader in = new BufferedReader(

new InputStreamReader(

connection.getInputStream()));

String inputLine;

while ((inputLine = in.readLine()) != null)

System.out.println(inputLine);

in.close();

}
}

Komentarz do programu:
1) Przetwarzanie parametrów programu z linii komend:

if (args.length != 1) {
System.err.println("Wywołanie: java Reverse " + "napis");
System.exit(-1);
}
String stringToReverse = URLEncoder.encode(args[0]);

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 15

Ma by

ć

tylko jeden parametr programu i kodowany on jest dla

przesłania (w tym spacje i znaki przestankowe) go do skryptu cgi-bin.

2) Utworzenie obiektu klasy URL dla skryptu na

java.sun.com

, otwarcie

URLConnection

i ustawienie poł

ą

czenia do zapisu:

URL url = new URL("http://java.sun.com/cgi-bin/backwards");
URLConnection c = url.openConnection();
c.setDoOutput(true);

// Ustawienie do zapisu

3) Utworzenie strumienia wyj

ś

ciowego

dla poł

ą

czenia i utworzenie na

nim obiektu

PrintWriter

:

PrintWriter out = new PrintWriter(c.getOutputStream());

Je

ś

li

URL

nie zezwala nam na zapis (brak wyj

ś

cia) to metoda

getOutputStream

zgłosi wyj

ą

tek

UnknownServiceException

.

4) Zapis danych do strumienia wyj

ś

ciowego i zamkni

ę

cie strumienia

:

out.println("string=" + stringToReverse);
out.close();

Strumien wyj

ś

ciowy klienta jest strumieniem wej

ś

ciowym serwera –

skryptu realizuj

ą

cego odrócenie kolejno

ś

ci liter.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 16

5) Odczytujemy informacj

ę

zwrotn

ą

ze skryptu

:

BufferReader in = new BufferedReader(
new InputStreamReader(c.getInputStream()));
String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null)
System.out.println(inputLine);
in.close();

Przykład wyniku działania:

Reverse Me
reversed is:
eM esreveR

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 17

14.2 Mechanizm gniazdek TCP

Do

komunikacji

sieciowej

z

wykorzystaniem

protokółu

TCP

wykorzystywane s

ą

mechanizmy:

strumieni i

gniazdek (ang.

socket

) - udost

ę

pniany w pakiecie

java.net.*

.

Programista mo

ż

e skupi

ć

si

ę

na tym

jakie dane chce przesła

ć

i pod

jaki adres

albo

co chce odebra

ć

i sk

ą

d.

1) Gniazdka sieciowe dla

TCP: Socket i ServerSocket

Do

bezpo

ś

redniego komunikowania

u

ż

ywany jest obiekt klasy

Socket

,

a do

prowadzenia nasłuchu

-

ServerSocket

.

Tworz

ą

c gniazdko do komunikacji

typu

Socket

podajemy adres

komputera, z którym chcemy si

ę

poł

ą

czy

ć

oraz numer portu, na którym

ma zosta

ć

nawi

ą

zane poł

ą

czenie.

Np.:

Socket s = new Socket("localhost", 4444);

- gdy chcemy poł

ą

czy

ć

si

ę

z komputerem lokalnym na porcie 4444;

Socket s = new Socket("SOLARIS", 4444);

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 18

- gdy chcemy poł

ą

czy

ć

si

ę

z komputerem maj

ą

cym nazw

ę

SOLARIS

w

sieci lokalnej LAN na porcie 4444;

Socket s = new Socket("194.29.130.225", 4444);

- gdy chcemy poł

ą

czy

ć

si

ę

z komputerem o danym adresie IP na

porcie 4444;

Socket s = new Socket("www.ia.pw.edu.pl", 4444);

- gdy chcemy poł

ą

czy

ć

si

ę

z danym serwerem internetowym na porcie

4444.

Tworz

ą

c gniazdko do nasłuchu

typu

ServerSocket

, podajemy tylko

numer portu, na którym ma by

ć

prowadzony nasłuch, np.:

ServerSocket ss = new ServerSocket(4444);

Numer portu

musi zawiera

ć

si

ę

w przedziale

[0,...,65535]

. Jednak

ż

e

niektóre numery portów s

ą

zajmowane przez usługi sieciowe takie, jak

standardowe protokoły transmisji, np.: 21 przez FTP, 80 przez HTTP.
Ponadto pewnych portów u

ż

ywaj

ą

same systemy operacyjne.

W rezultacie u

ż

ywanie numerów portów z przedziału

[0,...,1023]

jest

zabronione.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 19

2) Realizacja prostej komunikacji

Przykład

14.5.a

.

Nawi

ą

zanie

komunikacji

pomi

ę

dzy

dwoma

programami. Najpierw przedstawiamy program serwera nasłuchuj

ą

cy

na gniazdku i odbieraj

ą

cy pojawiaj

ą

ce si

ę

dane.

//Serwer.java

import java.io.*;
import java.net.*;
public class Serwer {

public static void main(String args[]) throws IOException {

ServerSocket ss = new ServerSocket(4444);

// Gniazdko nasłuchu

while(true) {

// Praca w p

ę

tli

Socket s = ss.accept();

// Oczekiwanie na poł

ą

czenie

DataInputStream dis = new DataInputStream(

s.getInputStream());

// Pobierz strumień

String msg = dis.readUTF();

// Odczyt danych ze strumienia

System.out.println(msg);

// Przetwarzaj dane – tu : wyprowadź

dis.close();

// Zamkni

ę

cie strumienia

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 20

s.close();

// Zamkni

ę

cie poł

ą

czenia – gniazdka

}

}

}

Powy

ż

szy program działa, jak praktycznie ka

ż

dy serwer,

w

niesko

ń

czonej p

ę

tli

.

Nasłuchuje

on na

porcie 4444

, korzystaj

ą

c z gniazdka

ServerSocket

.

Sam proces oczekiwania na poł

ą

czenie realizowany jest w metodzie

accept

.

Gdy na wybranym porcie pojawi si

ę

informacja o próbie uzyskania

poł

ą

czenia, nast

ę

puje

zako

ń

czenie nasłuchu

i

utworzenia

gniazdka

Socket

. Dalej nast

ę

puje

odczytanie strumienia podł

ą

czonego

do

gniazdka, zawarto

ść

jest wypisywana na ekran, a

strumie

ń

i gniazdo

s

ą

zamykane.

Nast

ę

pnie program serwera znowu czeka

na prób

ę

nawi

ą

zania

poł

ą

czenia. Proste u

ż

ycie p

ę

tli niesko

ń

czonej powoduje,

ż

e aby go

zako

ń

czy

ć

, musimy u

ż

y

ć

kombinacji klawiszy

Ctrl+C

.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 21

Przykład 14.5.b.

Wysłanie danych przez klienta. Program klienta

tworzy gniazdko

Socket

w celu nawi

ą

zania poł

ą

czenia z lokalnym

komputerem na porcie 4444. Po zaakceptowaniu poł

ą

czenia tworzony

jest strumie

ń

, przez który przesyłany jest obiekt typu

String

. Nast

ę

pnie

strumie

ń

i gniazdko s

ą

zamykane, a program ko

ń

czy działanie.

//Klient.java

import java.io.*;
import java.net.*;
public class Klient {
public static void main(String args[]) throws IOException {
Socket s = new Socket("localhost", 4444);
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(s.getOutputStream());
dos.writeUTF("Witaj w sieci!");

// Prze

ś

lij napis do serwera

dos.close();

// Zamknij strumie

ń

s.close();

// Zamknij gniazdko

}
}

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 22

Podsumowanie przykładu 14.5

Musimy najpierw skompilowa

ć

oba programy i uruchomi

ć

program

serwerowy. Nast

ę

pnie w drugim okienku-konsoli uruchamiamy

program kliencki. Ka

ż

de kolejne uruchomienie programu-klienta

spowoduje wy

ś

wietlenie jednego napisu w programie-serwerze, co

oznacza,

ż

e poł

ą

czenie jest skutecznie nawi

ą

zywane.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 23

14.3 Przykład aplikacji klient - serwer

Aplikacje sieciowe s

ą

tworzone w celu zdalnego wykonywania jakich

ś

konkretnych czynno

ś

ci b

ą

d

ź

udost

ę

pniania usług, czy zasobów.

Zobaczmy przykład aplikacji

klient-serwer

, która - poza

nawi

ą

zaniem

ł

ą

czno

ś

ci

- b

ę

dzie realizowała

zdaln

ą

obsług

ę

trzech polece

ń

systemowych:

•

list

- wy

ś

wietlenie zawarto

ś

ci bie

żą

cego katalogu na serwerze;

•

get

- pobranie pliku z serwera i wy

ś

wietlenie go na konsoli klienta;

•

exit

- zako

ń

czenie pracy klienta.

1) Program serwera
Przykład 14.6.

Program serwera pracuje w p

ę

tli niesko

ń

czonej

nasłuchuj

ą

c na

porcie 4444

i oczekuj

ą

c na

żą

dania poł

ą

cze

ń

od

klientów. Gdy takie nadchodz

ą

- ka

ż

demu przydzielany jest osobny

w

ą

tek do obsługi.

//PlikSerwer.java

import java.io.*;

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 24

import java.net.*;

/* W

ą

tek obsługuj

ą

cy poł

ą

czenie pracuje w p

ę

tli niesko

ń

czonej. Czyta

on ze strumienia podł

ą

czonego do gniazdka obiekt serializowalnej

klasy programisty

Command

, a dokładniej - najpierw czyta obiekt ze

strumienia, a nast

ę

pnie zmienia jego typ na

Command

. */

public class PlikSerwer implements Runnable {
Socket socket;
public PlikSerwer(Socket s) {
socket = s;
}
public void run() {

// Metoda dla w

ą

tku

try {
ObjectInputStream ois =
new ObjectInputStream(socket.getInputStream());

// Strumień wejściowy

ObjectOutputStream oos =

// i wyjściowy

new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
while(true) {

// P

ę

tla niesko

ń

czona

Command cmd = (Command)ois.readObject();

// Odczyt obiektu

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 25

/* Nast

ę

pnie sprawdza zawarto

ść

odczytanego obiektu i w zale

ż

no

ś

ci

od niej tworzy odpowiedni obiekt klasy programisty

Response

.

Tworzonemu obiektowi przekazywany jest efekt obsługi polecenia, tzn.
napis na zako

ń

czenie pracy, lista plików w katalogu bie

żą

cym serwera,

czy zawarto

ść

konkretnego pliku. */

// Obsługa komendy zako

ń

czenia pracy klienta

if (cmd.getCommand() == Command.EXIT) {
send(oos, new Response(cmd, "Do zobaczenia"));
break;
}

// Obsługa wy

ś

wietlania zawarto

ś

ci bie

żą

cego katalogu serwera

else if (cmd.getCommand() == Command.LIST) {
File file = new File(".");

// Plik - aktualny katalog

send(oos, new Response(cmd, file.list()));

// Lista plików

}
else if (cmd.getCommand() == Command.GET) {

// Obsługa wy

ś

wietlenia zawarto

ś

ci danego pliku na serwerze

String filename = (String) cmd.getCommandArg();

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 26

File file = new File(filename);
byte buff [] = new byte[(int) file.length()];
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
fis.read(buff);

// Wczytaj dane z podanego pliku

fis.close();
send(oos, new Response(cmd, buff));

// Prze

ś

lij zawarto

ść

pliku

}
else { send(oos, new Response(cmd, "Nieznana komenda")); }
}
ois.close();

// Zamknij strumienie wej

ś

ciowy

oos.close();

// -“- wyj

ś

ciowy

socket.close();

// Zamknij gniazdko

}
catch(Exception e) {
System.out.println(e);
}
}

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 27

/* Obiekt zapisywany jest do strumienia wyj

ś

ciowego – czyli resultat

przesyłany jest do klienta w obiekcie klasy

Response

. */

private void send(ObjectOutputStream oos, Response response)
throws IOException {
oos.writeObject(response);
oos.flush();
}

/* Program serwera pracuje w p

ę

tli niesko

ń

czonej nasłuchuj

ą

c na

porcie 4444

i oczekuj

ą

c na

żą

dania poł

ą

cze

ń

od klientów. Gdy takie

nadchodz

ą

- ka

ż

demu przydzielany jest osobny w

ą

tek do obsługi. */

public static void main(String args[]) throws IOException {
ServerSocket ss = new ServerSocket(4444);

// Utwórz gniazdko

System.out.println("Nasłuchiwanie na porcie 4444...");
while(true) {
Socket s = ss.accept();

// Oczekuje na

żą

danie od klienta

System.out.println("Akceptuję połączenie z: "+s.getInetAddress());
(new Thread(new PlikSerwer(s))).start();

// Uruchom w

ą

tek obsługi

}

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 28

}
}

2) Klasy pomocnicze w tym przykładzie

Przykład 14.7

. Opiszemy tu klas

ę

pomocnicz

ą

serwera

Command.

Klasa pomocnicza zawiera deklaracje stałych identyfikuj

ą

cych

polecenia wydawane serwerowi przez klienta. Zawiera te

ż

zmienn

ą

okre

ś

laj

ą

c

ą

bie

żą

ce polecenie wydane serwerowi oraz metody j

ą

obsługuj

ą

ce. Cała klasa jest serializowana, aby jej obiekty mogły by

ć

zapisywane do strumieni.

//Command.java

import java.io.*;
public class Command implements Serializable {
public final static int LIST = 0;
public final static int GET = 1;
public final static int EXIT = 2;
private int cmd;
private Object arg;
public Command (int cmd) {

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 29

this.cmd = cmd;
}
public Command (int cmd, Object arg) {
this.cmd = cmd;
this.arg = arg;
}
public int getCommand() {
return cmd;
}
public Object getCommandArg() {
return arg;
}
}

Przykład 14.8.

Opiszemy teraz klas

ę

Response

. Klasa zawiera prywatne

pole do przechowywania obiektu b

ę

d

ą

cego rezultatem realizacji

polecenia klienta. Dzi

ę

ki serializacji obiekty tej klasy mog

ą

by

ć

przesyłane za pomoc

ą

strumieni, tak samo jak obiekty

Command

.

// Response.java

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 30

import java.io.*;
public class Response implements Serializable {
private Object data;
private Command cmd;
public Response (Command cmd, Object data) {
this.cmd = cmd;
this.data = data;
}
public Object getData() {
return data;
}
public Command getCommand() {
return cmd;
}
}

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 31

3) Program klienta w tym przykładzie

Przykład 14.9.

Program klienta.

// PlikKlient.java

import java.io.*;
import java.net.*;
public class PlikKlient {
Socket socket;
ObjectOutputStream oos;
ObjectInputStream ois;
public PlikKlient(String host, int port) throws IOException {
socket = new Socket(host, port);
oos = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
ois = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
}
public void go() {
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 32

new InputStreamReader(System.in));

while(true) {
System.out.print("Zdalny>");
System.out.flush();
String line = br.readLine();

// Komenda końca pracy klienta

if (line.startsWith("exit")) {
Command cmd = new Command(Command.EXIT);
Response response = send(cmd);
System.out.println(response.getData());
System.exit(0);
}

//Komenda wyświetlenia zawartości bieżącego katalogu serwera

else if (line.startsWith("list")) {
Command cmd = new Command(Command.LIST);
Response response = send(cmd);
String list [] = (String []) response.getData();
for (int i=0; i<list.length; i++) {

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 33

System.out.println(list[i]);
}
}

//Komenda wyświetlenia zawartości danego pliku na serwerze

else if (line.startsWith("get")) {
Command cmd = new Command(Command.GET, line.substring(4));
Response response = send(cmd);
byte content [] = (byte []) response.getData();
System.out.println(new String(content));
}
else {
System.out.println("Nieznana komenda: "+line);
}
}
}
catch (Exception e) {
System.out.println(e);
}

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 34

}
private Response send(Command cmd) throws Exception {
oos.writeObject(cmd);
oos.flush();
return (Response) ois.readObject();
}
public static void main(String args[]) throws IOException {
(new PlikKlient("localhost", 4444)).go();
}
}

Program klienta odczytuje z konsoli polecenia od u

ż

ytkownika,

zapisuje je w postaci obiektów do strumienia podł

ą

czonego do

gniazdka pracuj

ą

cego na porcie 4444, odczytuje ze strumienia

przychodz

ą

ce z serwera odpowiedzi i wy

ś

wietla je na konsoli.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 35

4) Uruchomienie całej aplikacji

Po skompilowaniu wszystkich klas uruchamiamy serwer, a nast

ę

pnie

klienta (lub wielu klientów) - oczywi

ś

cie ka

ż

dy z programów

uruchamiany jest w osobnym okienku konsoli.

Gdy oba programy znajduj

ą

si

ę

na jednym komputerze (tj. testujemy

poł

ą

czenie na komputerze lokalnym), nie musz

ą

by

ć

umieszczone w

jednym katalogu. Jednak

ż

e wtedy zarówno w katalogu z serwerem -

jak i z klientem - musz

ą

znajdowa

ć

si

ę

skompilowane klasy

pomocnicze.

Po uruchomieniu obu programów mo

ż

emy wyda

ć

w konsoli klienta

które

ś

z trzech obsługiwanych polece

ń

i zobaczy

ć

efekt jego działania.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 36

14.4 RMI (Remote Method Invocation)

– model DOA

1) Model DOA

Mechanizm RMI wykorzystuje

model komunikacji klient-serwer

i

realizuje paradygmat programowania obiektowego - rozproszonego
(

DOA – distributed object application

):

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 37

program serwera

tworzy obiekty, udost

ę

pnia referencje do nich

(dzi

ę

ki ich zarejestrowaniu poprzez

rmiregistry

) i oczekuje na

wywołania metod na tych obiektach inicjowane przez klientów;

programy klientów

uzyskuj

ą

referencj

ę

do zdalnego obiektu i

wywołuj

ą

na nim metody.

2) Typowy schemat współpracy klient - serwer w RMI

(A) Zdalny interfejs i zdalny obiekt

Aplikacja z u

ż

yciem

Java RMI

składa si

ę

z interfejsów i klas, przy czym

spodziewamy si

ę

,

ż

e implementacje metod mog

ą

by

ć

rozproszone po

ró

ż

nych maszynach.

Zdalnym obiektem

nazywamy obiekt, którego metody mog

ą

by

ć

wywoływane z ró

ż

nych maszyn wirtualnych Javy. Takie metody

deklarowane s

ą

w tzw.

zdalnych interfejsach

:

zdalny interfejs dziedziczy po interfejsie

java.rmi.Remote

,

w li

ś

cie wyj

ą

tków ka

ż

dej metody tego interfejsu istnieje deklaracja

wyj

ą

tku

java.rmi.RemoteException

.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 38

Serwer

zwi

ą

zuje nazw

ę

w rejestrze ze swoim

zdalnym obiektem,

który mo

ż

e by

ć

wołany zdalnie.

(B) Pobranie obiektu i wywołanie metody
Klient

odnajduje zdalny obiekt w

rejestrze

poprzez jego nazw

ę

i

wywołuje

na nim

metod

ę

interfejsu.

RMI nie kopiuje zdalnego obiektu do programu “odbiorcy” lecz
przekazuje “

namiastk

ę

” (stub)

zdalnego obiektu – reprezentuje ona

referencj

ę

do zdalnego obiektu. Ta referencja mo

ż

e by

ć

konwertowana

na dowolny

zdalny interfejs

implementowany przez klas

ę

zdalnego

obiektu. Klasa zdalnego obiektu pełni w programie klienta rol

ę

po

ś

rednika (proxy) w przekazie danych.

Zdalnie mo

ż

na wywoła

ć

wył

ą

cznie metody zdalnych interfejsów danej

klasy

.

(C) Dynamiczne ładowanie definicji klasy

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 39

Je

ś

li klasa obiektu

nie jest zdefiniowana

na maszynie “odbiorcy

obiektu” to RMI pobierze od „nadawcy” i prze

ś

le ten kod.

Mechanizm RMI korzysta z istniej

ą

cego

serwera sieciowego

dla

przekazywania

bajtkodu klas pomi

ę

dzy klientem a serwerem

– w obie

strony.

3) Podstawowe klasy i interfejsy w

java.rmi

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 40

4) Tworzenie aplikacji rozproszonej w

RMI

Nale

ż

y:

zdefiniowa

ć

komponenty aplikacji (lokalne i zdalne obiekty, zdalne

interfejsy, implementacje metod);

skompilowa

ć

program (kompilator

javac

) i wygenerowa

ć

„namiastki”

zdalnych obiektów (kompilator

rmic

);

udost

ę

pni

ć

klasy i namiastki obiektów w sieci,

uruchomi

ć

aplikacj

ę

(dokona

ć

rejestracji w rejestrze zdalnych

obiektów RMI, uruchomi

ć

serwer i klientów).

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 41

14.5

Przykład

aplikacji

rozproszonej

o

dynamicznie

ładowanym kodzie

Przykład 14.10.

Projekt

serwera oblicze

ń

w oparciu o mechanizm RMI

Serwer akceptuje zadania pochodz

ą

ce od klienta, wykonuje te zadania

i zwraca wyniki. Serwer składa sie ze zdalnego interfejsu

Compute

i

klasy

ComputeEngine

implementuj

ą

cej ten interfejs, przeznaczonej dla

utworzenia zdalnego obiektu. W metodzie

main

tej klasy nast

ę

puje

utworzenie tego obiektu, jego zarejestrowanie i ustawienie menad

ż

era

zabezpiecze

ń

(security manager).

Interfejsy typu “Remote Interface”

W przykładzie wyst

ę

puj

ą

2 interfejsy zdalne deklaruj

ą

ce po jednej

metodzie.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 42

Interfejs

Compute

serwera

ComputeEngine

pozwala na dostarczanie

zadania do wykonania.

package compute;
import java.rmi.Remote;
import java.rmi.RemoteException;
public interface Compute extends Remote {

Object executeTask(Task t) throws RemoteException;

}

Dziedziczenie z interfejsu

java.rmi.Remote

oznacza,

ż

e:

metody

dziedziczonego interfejsu mog

ą

by

ć

wołane z dowolnej

maszyny wirtualnej Javy;

obiekt z implementacj

ą

tego interfejsu staje si

ę

zdalnym obiektem

.

Zdalna

metoda

musi

deklarowa

ć

zgłaszanie

wyj

ą

tku

java.rmi.RemoteException

. Jest to

sprawdzalny wyj

ą

tek

.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 43

Interfejs klienta

Task

wyznacza sposób wykonania przez serwer

powierzonego zadania.

package compute;

import java.io.Serializable;

public interface Task extends Serializable {
Object execute();
}

Dziedziczenie interfejsu po

java.io.Serializable

oznacza,

ż

e obiekt klasy

implementuj

ą

cej ten interfejs mo

ż

e zosta

ć

zamieniony na strumie

ń

bajtów i jednoznacznie zrekonstruowany z niego.

Obiekty ró

ż

nych klas mog

ą

zosta

ć

przekazane do obiektu

Compute

,

je

ś

li tylko klasy implementuj

ą

interfejs

Task.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 44

Implementacja zdalnego interfejsu
Klasa u

ż

ytkownika

engine.ComputeEngine

implementuje interfejs zdalny

Compute

, a w jej metodzie

main

inicjalizowany jest obiekt tej klasy.

package engine;
import java.rmi.*;
import java.rmi.server.*;
import compute.*;

public class ComputeEngine extends UnicastRemoteObject
implements Compute {

// Konstruktor –

public ComputeEngine() throws RemoteException {
super();

// Wywoła metod

ę

exportObject

// Konstruktor nadklasy został by wywołany – nawet przy braku

super();

}

// Metoda dla pobrania obiektu klienta do wykonania

public Object executeTask(Task t) {
return t.execute(); //

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 45

}

// Metoda

main

dla ustawienia obiektu

public static void main(String[] args) {
if (System.getSecurityManager() == null) {
System.setSecurityManager(new RMISecurityManager());
}
String name = "//host/Compute";

// Okre

ś

la nazw

ę

obiektu

// zdalnego serwera

try {
Compute engine = new ComputeEngine();

// Utworzy obiekt

Naming.rebind(name, engine);

// Rejestracja obiektu zdalnego

System.out.println("Compute: związany");
} catch (Exception e) {

System.err.println("Compute: wyjątek " + e.getMessage());

e.printStackTrace();
}
}

// Koniec metody

main

!

}

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 46

Komentarz

1) Klasa serwera implementuje zdalny interfejs:

public class ComputeEngine extends UnicastRemoteObject
implements Compute

i dziedziczy po klasie bazowej

java.rmi.server.UnicastRemoteObject

.

Ta klasa zapewnia podstawow

ą

funkcjonalno

ść

zdalnego obiektu:

implementuje metody klasy

java.lang.Object

(

equals, hashCode

,

toString

) odpowiednio dla zdalnego obiektu;

zawiera konstruktory i metody statyczne przewidziane do

wyeksportowania zdalnego obiektu (

exportObject()

) tzn. aby zdalny

obiekt mógł odbiera

ć

wezwania od klientów;

zapewnia poł

ą

czenia „point-to-point” w oparciu o

gniazdka

.

Inna klasa dla zdalnych obiektów

java.rmi.activation.Activatable

(dla

zdalnych obiektów wywoływalnych na

żą

danie).

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 47

2) Konstruktor klasy

ComputeEngine

:

public ComputeEngine() throws RemoteException {
super();

// Nast

ę

puje tu te

ż

eksportowanie obiektu

}

Nale

ż

y zadeklarowa

ć

zgłaszalno

ść

w

ą

tku

RemoteException

, który

zostanie zgłoszony, gdy nie powiedzie si

ę

eksport obiektu.

3) Implementacje metod interfejsów zdalnych

Klasa implementuje jedn

ą

metod

ę

interfejsu zdalnego

Compute

metod

ę

executeTask

:

public Object executeTask(Task t) {
return t.execute();
}

Metoda wyznacza sposób komunikacji pomi

ę

dzy obiektem klasy

ComputeEngine

a jego klientami. Klienci przekazuj

ą

serwerowi obiekt

klasy implementuj

ą

cej interfejs

Task

i posiadaj

ą

cej implementacj

ę

metody

execute

.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 48

4) Klasa klienta

Do serwera mo

ż

e by

ć

przekazany obiekt dowolnego typu o ile jest to:

zmienna typu prostego, obiekt zdalny lub serializowalny obiekt (tzn.
jego klasa implementuje interfejs

java.io.Serializable

).

Sposoby przekazywania obiektów zdalnych, parametrów i wyników.
Zdalne obiekty

przekazywane s

ą

przez

referencj

ę

. Po stronie klienta

tworzona jest

namiastka obiektu

(stub) pełni

ą

ca rol

ę

proxy

(przekazuj

ą

c

ą

odwołania do rzeczywistego obiektu serwera).

Zwykłe obiekty

przekazywane s

ą

przez

warto

ść

poprzez ich

serializacj

ę

. W zdalnym wywołaniu metody – zwykłe obiekty

(parametry, zwracany wynik, wyj

ą

tki) s

ą

przekazywane przez

warto

ść

–

tworzona jest ich kopia w zdalnej wirtualnej maszynie Javy.

5) Metoda

main

Metoda

main()

klasy

ComputeEngine

nie jest elementem interfejsu, czyli

nie jest metod

ą

wywoływaln

ą

zdalnie.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 49

W pierwszej kolejno

ś

ci metoda

main()

powinna utworzy

ć

i zainstalowa

ć

zarz

ą

dc

ę

polityki bezpiecze

ń

stwa (

Security Manager

), w przeciwnym

razie mechanizm

RMI

nie zezwoli na ładowanie zdalnych klas.

W

RMI

dost

ę

pna jest klasa

RMISecurityManager

, która realizuje

pdobn

ą

polityk

ę

bezpiecze

ń

stwa, jak ta stosowana dla apletów.

if (System.getSecurityManager() == null) {
System.setSecurityManager(new RMISecurityManager());
}

Nast

ę

pnie

utworzony

zostaje

obiekt

klasy

ComputeEngine

i

udost

ę

pniony klientom na anonimowym porcie:

Compute engine = new ComputeEngine();

// Utworzenie obiektu

Mechanizm RMI zarz

ą

dza

rejestrem zdalnych obiektów

, z którego

mo

ż

na pobra

ć

referencj

ę

do zdalnego obiektu na podstawie jego

nazwy. Rejestr ten mo

ż

e by

ć

wspólny dla wszystkich serwerów na

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 50

danej maszynie albo te

ż

proces serwera mo

ż

e posiada

ć

odr

ę

bny taki

rejestr.

Metody dost

ę

pu do rejestru zdalnych obiektów wyznacza interfejs

java.rmi.Naming

(zwi

ą

zanie, rejestracja, pobranie).

W metodzie

main

klasy

ComputeEngine

nadajemy nazw

ę

String name = "//host/Compute";

//

host

to nazwa maszyny

//

Compute

to nazwa identyfikuj

ą

ca obiekt zdalny w rejestrze.

i rejestrujemy obiekt

engine

klasy

ComputeEngine

w rejestrze:

Naming.rebind(name, engine);

Podczas wywołania

rebind()

mo

ż

e powsta

ć

wyj

ą

tek:

RemoteException

.

Parametry wywołania metody

Naming.rebind

:

pierwszy parametr jest typu

java.lang.String

o postaci adresu

URL

;

Np.

//host:1234/objectname

Je

ś

li brak jest numeru portu to przyjmuje si

ę

domy

ś

lny port: 1099.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 51

Po zarejestrowaniu obiektu zdalnego i wydruku informacji o gotowo

ś

ci

do pracy metoda

main()

ko

ń

czy si

ę

wykonywa

ć

(

w

ą

tek główny ko

ń

czy

swoje wykonanie !).
Jednak

istnieje referencja

do obiektu przekazana innemu obiektowi –

bed

ą

cemu rejestrem zdalnych obiektów.

Mechanizm RMI pilnuje, aby proces dla obiektu

ComputeEngine

nadal

istniał.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 52

Przykład 14.11

Program klienta musi definiowa

ć

zadanie, które ma

wykona

ć

w jego imieniu serwer. W tym przykładzie klient składa si

ę

z 2

klas:

ComputePi

– w celu pobrania obiektu serwera

Compute

;

Pi

-

klasa implementuj

ą

ca interfejs

Task

i definiuj

ą

ca zadanie.

Definicja

Task

:

package compute;
public interface Task extends java.io.Serializable {
Object execute();
}

Klasa klienta

client.ComputePi

package client;

import java.rmi.*;
import java.math.*;
import compute.*;

public class ComputePi {

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 53

public static void main(String args[]) {
if (System.getSecurityManager() == null) {
System.setSecurityManager(new RMISecurityManager());
}
try {

// Nazwa serwera w formacie URL

String name = "//" + args[0] + "/Compute";

// Pobierz referencje do obiektu zdalnego serwera:

Compute comp = (Compute) Naming.lookup(name);
Pi task = new Pi(Integer.parseInt(args[1]));

// Wywołaj metod

ę

executeTask

obiektu zdalnego

comp

// przekazuj

ą

c zadanie do wykonania

task

:

BigDecimal pi = (BigDecimal) (comp.executeTask(task));
System.out.println(pi);

// Wydrukuj obliczony wynik

} catch (Exception e) {
System.err.println("ComputePi exception: " +
e.getMessage());
e.printStackTrace();

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 54

}
}
}

Przepływ informacji pomi

ę

dzy obiektem klienta klasy

ComputePi

,

rejestrem obiektów zdalnych

rmiregistry

i obiektem serwera

ComputeEngine

.

Komentarz
1) Klasa klienta instaluje menad

ż

era bezpiecze

ń

stwa

Jest to niezb

ę

dne, gdy

ż

RMI mo

ż

e ładowa

ć

kod do procesu klienta – w

tym przypadku namiastk

ę

obiektu

ComputeEngine

.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 55

Podobnie jak serwer równie

ż

klient korzysta tu z menad

ż

era

bezpiecze

ń

stwa dost

ę

pnego w systemie RMI.

2) Klient tworzy nazw

ę

do nadzoru obiektu zdalnego typu

Compute

Pierwszy parametr z linii wywołania programu,

args[0]

, stanowi nazw

ę

zdalnej maszyny, na której wykonuje si

ę

object typu

Compute

.

Klient odwołuje si

ę

do metody

Naming.lookup

w celu odszukania

obiektu po jego nazwie w rejestrze zdalnych obiektów zdalnego hosta.
Parametr metody (typu

String

) ma t

ę

sam

ą

składni

ę

adresu URL jak

parametr metody

Naming.rebind

w przypadku rejestracji obiektu przez

serwer.

3) Klient tworzy nowy obiekt klasy

Pi

Argumentem wywołania konstruktora

Pi

jest drugi paramer z inii

wywołania programu klienta,

args[1]

, podaj

ą

cy liczb

ę

pozycji

dziesi

ę

tnych dla oblicze

ń

.

4) Klient wywołuje metod

ę

executeTask

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 56

Klient wywołuje metod

ę

executeTask

zdalnego obiektu typu

Compute

.

Defnicja klasy

client.Pi

, która implementuje inerfejs

Task

:

package client;
import compute.*;
import java.math.*;
public class Pi implements Task {

/** Stałe potrzebne dla obliczenia watości pi */

private static final BigDecimal ZERO = BigDecimal.valueOf(0);
private static final BigDecimal ONE = BigDecimal.valueOf(1);
private static final BigDecimal FOUR = BigDecimal.valueOf(4);

/** Tryb zaokrąglania */

private static final int roundingMode = BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN;

/** Precyzja - liczba pozycji po kropce dziesiętnej */

private int digits;

/** Konstruktor */

public Pi(int digits) {

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 57

this.digits = digits;
}

/** Oblicz pi */

public Object execute() {
return computePi(digits);
}

/** według formuły
* pi/4 = 4*arctan(1/5) - arctan(1/239)
* i po rozwinięciu arctan(x) w szereg.
*/

public static BigDecimal computePi(int digits) {
int scale = digits + 5;
BigDecimal arctan1_5 = arctan(5, scale);
BigDecimal arctan1_239 = arctan(239, scale);
BigDecimal pi = arctan1_5.multiply(FOUR).subtract(
arctan1_239).multiply(FOUR);
return pi.setScale(digits,

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 58

BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
}

/**
* Oblicza wartość arct tangens w radianach według wzoru:
* arctan(x) = x - (x^3)/3 + (x^5)/5 - (x^7)/7 + (x^9)/9 ...
*/

public static BigDecimal arctan(int inverseX, int scale)
{
BigDecimal result, numer, term;
BigDecimal invX = BigDecimal.valueOf(inverseX);
BigDecimal invX2 =
BigDecimal.valueOf(inverseX * inverseX);

numer = ONE.divide(invX, scale, roundingMode);
result = numer;
int i = 1;
do {
numer =
numer.divide(invX2, scale, roundingMode);

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 59

int denom = 2 * i + 1;
term =
numer.divide(BigDecimal.valueOf(denom),
scale, roundingMode);
if ((i % 2) != 0) { result = result.subtract(term);
} else { result = result.add(term);
}
i++;
} while (term.compareTo(ZERO) != 0);
return result;
}

}

Uwaga

Obiekt klasy

Compute

nie wymaga definicji klasy

Pi

dopóki obiekt klasy

Pi

nie zostanie przekazany jako argument metody

executeTask

. W tym

momencie kod klasy ładowany jest przez RMI do maszyny wirtualnej
wła

ś

ciwej dla obiektu typu

Compute

, wołana jest metoda

execute

klasy

Pi

i wykonuje si

ę

kod tej metody. Wynikowy obiekt typu

Object

, w tym

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 60

przypadku jest on typu

java.math.BigDecimal

, jest przekazywany

zwrotnie do klienta, w którym nast

ę

puje wydruk tego obiektu.

Z punktu widzenia serwera – obiektu typu

ComputeEngine

– jest bez

znaczenia, co oblicza zlecona metoda. Jedyne co musi wiedzie

ć

obiekt

klasy implementuj

ą

cej

Compute

o przekazywanym obiekcie to to,

ż

e

jego klasa posiada metod

ę

execute

.

Dynamiczne ładowanie klas

Poni

ż

szy rysunek ilustruje sk

ą

d ładowane s

ą

definicje klas potrzebnych

programom:

rmiregistry

, serwerowi

ComputeEngine

, i klientowi

ComputePi

podczas wykonania rozproszonej aplikacji Javy.

Gdy serwer

ComputeEngine

rejestruje (bind) swój zdalny obiekt w

rejestrze, rejestr pobiera klas

ę

ComputeEngine_Stub

i interfejsy

Compute

i

Task

, od której ta klasa zale

ż

y. Te klasy pobierane s

ą

z

serwera sieciowego wła

ś

ciwego dla

ComputeEngine

lub z systemu

plików.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 61

Klient typu

ComputePi

ładuje klas

ę

ComputeEngine_Stub

z serwera

sieci wła

ś

ciwego dla

ComputeEngine

w wyniku wykonania metody

Naming.lookup

. Klient

ComputePi

dysponuje opisami interfejsów

Compute

i

Task

, dlatego te

ż

ładowane s

ą

one z jego lokalnego

katalogu klas.

Na koniec, do maszyny wirtualnej wykonuj

ą

cej serwer

ComputeEngine

ładowany jest kod klasy

Pi

, gdy obiekt klasy

Pi

przekazywany jest w

zdalnym wywołaniu metody

executeTask

na rzecz obiektu typu

ComputeEngine

– klasa

Pi

ładowana jest z serwera sieciowego

wła

ś

ciwego dla klienta.

14. Komunikacja rozproszona

W. Kasprzak: Programowanie zdarzeniowe

14 - 62

Kompilacja i uruchomienie aplikacji

(serwera i klientów) oraz obliczenie

warto

ś

ci

π

.

1) Tworzymy pliki typu JAR (Java ARchive) zawieraj

ą

cy interfejsy

Compute

i

Task

dla implementacji ich przez klasy serwera i z

których korzysta program klienta.

2) Tworzymy implementacj

ę

interfejsu

Compute

i instalujemy t

ę

usług

ę

na maszynie udost

ę

pniaj

ą

c j

ą

klientom.

3) Twórcy programów klientów, korzystaj

ą

c z interfejsów

Compute

i

Task

, zawartych w pliku JAR, mog

ą

niezale

ż

nie od siebie utworzy

ć

zadanie (

Task

) i program klienta korzystaj

ą

cego z usługi

Compute

.

Klasa klienta

Pi

ładowana jest na serwer podczas wykonania.

Podobnie zdalna namiastka dla

ComputeEngine

ładowana jest z

serwera na maszynie klienta podczas wykonania.
Mamy trzy pakiety:

•

compute ( interfejsy

Compute

i

Task

)

•

engine (klasa implementuj

ą

ca

ComputeEngine

i jej namiastka)

•

client (kod klienta

ComputePi

i implementacja zadania

Pi

).