CORBA & DCOM. Gianpaolo Cugola cugola@elet.polimi.it La Object Management Architecture

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1 CORBA & DCOM Gianpaolo Cugola Sommario La Object Management Architecture CORBA La programmazione di applicazioni CORBA in Java CORBA vs. RMI DCOM 2

2 CORBA: una introduzione CORBA = Common Object Request Broker Architecture CORBA è il cuore della Object Management Architecture Una architettura aperta per lo sviluppo di applicazioni distribuite e multipiattaforma La OMA è il risultato del lavoro di una organizzazione no-profit: l OMG 3 L Object Management Group L Object Management Group è una organizzazione internazionale no-profit che include oltre 700 membri istituzionali E stata fondata nel 1989 per promuovere la diffusione e lo sviluppo di tecnologie orientate agli oggetti (OO) Scopo dell OMG è lo sviluppo di interfacce e protocolli che consentano lo sviluppo di applicazioni distribuite e multipiattaforma basate su oggetti Capaci di interoperare tra loro 4

3 La visione dell OMG L importanza dei dati, del loro reperimento e della loro elaborazione nelle moderne aziende Rendere i dati aziendali disponibili indipendentemente dalla loro posizione dee essere il fine delle moderne applicazioni In questo contesto il singolo elaboratore non può più essere la piattaforma di riferimento la piattaforma è oggi la rete Occorre sviluppare tecnologie che permettano lo sviluppo di applicazioni distribuite capaci di sfruttare questa nuova piattaforma E promuovere la loro diffusione 5 Lo scopo dell OMG Problema La complessità del software continua a crescere... e di conseguenza i costi di sviluppo La distribuzione aggrava enormemente il problema Scopo dell OMG è ridurre lo sforzo necessario a sviluppare applicazioni distribuite Attraverso lo sviluppo di una architettura di riferimento, multipiattaforma, capace di favorire il riuso di componenti e l interoperabilità tra applicazioni 6

4 L Object Management Architecture 7 Object Request Broker L ORB è il cuore dell OMA Fornisce l infrastruttura di comunicazione attraverso la quale i componenti dell applicazione distribuita cooperano Le primitive fornite dall ORB sono indipendenti dalla piattaforma sulla quale sono in esecuzione i diversi componenti e dalla tecnologia con la quale questi sono implementati 8

5 Object Services Gli Object Services costituiscono un insieme di servizi di uso generico per l implementazione di applicazioni distribuite Comprendono operazioni per creare oggetti distribuiti, accedere ad oggetti distribuiti, gestire la sicurezza, gestire transazioni che coinvolgano diversi oggetti, ecc. L OMA include la specifica delle interfacce di un insieme di oggetti che realizzano gli Object Services L OMA non descrive alcuna implementazione 9 Object Services: una breve elencazione - 1 Naming service Fornisce la possibilità di avere il riferimento ad un oggetto noto il suo nome simbolico all interno di un contesto Il servizio può essere implementato in maniera distribuita Event service: Fornisce un servizio di comunicazione asincrono e multicast Un componente può inviare eventi su un canale Tutti i componenti in ascolto su tale canale ricevono gli eventi inviati I canali possono essere collegati tra loro 10

6 Object Services: una breve elencazione - 2 Life cycle service Fornisce metodi per copiare, muovere e cancellare insiemi di oggetti collegati in un grafo Relationship service Fornisce metodi per navigare all interno di un grafo di oggetti Persistent object service Fornisce servizi di persistenza che permettono di salvare lo stato di componenti per recuperarlo in futuro 11 Object Services: una breve elencazione - 3 Transaction service Fornisce un supporto all implementazione di sistemi transazionali in cui ogni transazione coinvolga più componenti distribuiti Concurrency control service Fornisce metodi per coordinare l accesso a risorse condivise da parte di componenti diversi Externalization service Permette il marshalling e l unmarshalling dello stato dei componenti CORBA 12

7 Object Services: una breve elencazione - 4 Query service Permette l invocazione di query su insiemi di oggetti distribuiti Una query è un predicato (espresso in forma dichiarativa) sul valore degli attributi degli oggetti coinvloti Security service Fornisce servizi di identificazione, autenticazione, controllo di accesso, auditing e sicurezza nella comunicazione Collection service Fornisce servizi per gestire insiemi di componenti distribuiti 13 Common Facilities Le Common Facilities sono un insieme di componenti che forniscono funzionalità applicative di utilizzo comune Includono componenti per gestire: Stampa Accesso a DB Accesso a servizi di L OMA descrive solo le interfacce di questi componenti 14

8 Domain Interfaces Le Domain Interfaces specificano componenti che forniscono servizi specifici per particolari domini applicativi Esempi di domini applicativi Medico, finanziario, manufatturiero, commercio elettronico, telecomunicazioni Anche in questo caso l OMA si occupa di standardizzare solo le interfacce dei componenti che implementano tali servizi 15 Application Interfaces Le Application Interfaces sono le interfacce che descrivono componenti specifici dell applicazione Poiché l OMG non sviluppa applicazioni la standardizzazione di tali interfacce e fuori dai propri compiti 16

9 CORBA IDL Le interfacce che descrivono i componenti che costituiscono l OMA sono definite in un apposito Interface Definiton Language Esso viene anche usato per definire i componenti di ogni applicazione CORBA compliant Al fine di accedere ai servizi esportati da un componente, un applicazione client deve conoscere solo la sua interfaccia Un componente la cui interfaccia sia specificata con il CORBA IDL può essere implementato con diversi linguaggi di programmazione 17 IDL mappings L OMA include una definizione di come il CORBA IDL possa essere mappato su diversi linguaggi di programmazione C++ SmallTalk Java C Cobol ADA 18

10 OMA e CORBA CORBA è il nome commerciale per indicare l insieme delle interfacce dei modelli di riferimento che compongono l OMA CORBA è anche il nome con il quale si indica l architettura di riferimento di un ORB CORBAServices e CORBAFacilities sono i nomi tecnici per l insieme di interfacce che specificano rispettivamente gli Object Services e le Common Facilities 19 CORBA - 1 (SERVER) 20

11 CORBA - 2 Client : il componente che richiede il servizio Possiede un riferimento al server ( obj ref ) Server : il componente che eroga il servizio ORB Core : implementa i meccanismi di base per la comunicazione trasparente tra client e server Si occupa di reperire il server richiesto attivandolo, se necessario, di passare i parametri ed i valori di ritorno ecc. 21 CORBA - 3 ORB Interface : interfaccia standard per l accesso ai servizi dell ORB Rende client e server indipendenti dalla specifica implementazione dell ORB Stub e skeleton : generati a partire dall interfaccia del server tramite l IDL compiler Insieme all ORB costituiscono il tramite tra client e server 22

12 CORBA - 4 Dynamic Invokation Interface (DII) : specifica i servizi utilizzabili dal client per accedere ad un server del quale non sia staticamente nota l interfaccia Dynamic Skeleton Interface (DSI) : permette l implementazione di server la cui interfaccia non sia nota staticamente Permettendo, inoltre, all ORB di invocare i servizi di tale server su richiesta di un client 23 CORBA - 5 Object Adapter : è il tramite principale tra ORB Core e server e viceversa. Si occupa di: Generare ed interpretare i riferimenti remoti, registrare il server, attivare e disattivare il server, invocare i metodi del server E responsabile dei meccanismi e delle politiche utilizzati nello svolgimento di tali operazioni Diversi tipi di OA possono essere forniti da una particolare implementazione di CORBA GIOP e IIOP : protocolli usati dall ORB per trasferire le informazioni tra client e server Essendo stati standardizzati (CORBA 2.0) permettono a ORB diversi di interoperare 24

13 CORBA IDL: caratteristiche generali l IDL di CORBA permette la definizione di interfacce complesse, tipi composti, e costanti (tipizzate) Supporta ereditarietà multipla tra interfacce Permette di raggruppare le definizioni in moduli 25 CORBA IDL: tipi base short : 16 bit, complemento a 2 long : 32 bit, complemento a 2 long long : 64 bit, complemento a 2 unsigned short : 16 bit unsigned long : 32 bit unsigned long long : 64 bit float : 32 bit IEEE single precision double : 64 bit IEEE double precision long double : IEEE extended double precision char : ISO Latin-1 octet : 8 bit, non soggetti ad alcuna conversione durante il trasferimento da client a server string : array di caratteri di lunghezza variabile boolean : TRUE o FALSE enum any 26

14 CORBA IDL: tipi composti record : analogo alle struct C discriminated union : costituito da un discriminatore seguito da un elemento il cui tipo dipende dal valore del discriminatore array : dimensione nota staticamente sequence : analogo all array ma di dimensione variabile Interface Le operazioni hanno la seguente forma: [oneway] <restype> <oame>(par_1,..par_n) [raises(ex_1,...,ex_n)] [context(c_1,...,c_n)] 27 CORBA e Java Il JDK 1.2 include un limitato supporto a CORBA Un ORB che integra funzioni di directory Compatibile CORBA 2.0 Utilizza IIOP come protocollo di trasporto Un compilatore IDL da scaricarsi a parte dal sito SUN Numerose versione commerciali di CORBA forniscono una implementazione completa Che include un ORB, un compilatore IDL-Java, e l implementazione di un largo numero di object services 28

15 CORBA e Java: un esempio I passi per implementare un applicazione client-server in Java Definire l interfaccia del server Usando il CORBA IDL Compilare l interfaccia del server Ottenendo i sorgenti delle classi stub, skeleton, e di altre classi di servizio Implementare il client e il server Sfruttando le classi generate dall IDL compiler e le classi di libreria che implementano le funzionalità dell ORB Compilare il tutto con il compilatore Java standard Eseguire l applicazione Lanciando, in precedenza, il directory server 29 Esempio: l interfaccia del server module PrinterApp { }; interface Printer { void print(in string s); }; 30

16 Esempio: il client - 1 import PrinterApp.*; // Stub and Skeleton package. import org.omg.cosnaming.*; // The naming service. import org.omg.corba.*; // Generic CORBA classes. public class Client { public static void main(string args[]) { try{ // Create and initialize the ORB ORB orb = ORB.init(args, null); // Get the root naming context org.omg.corba.object objref = orb.resolve_initial_references("nameservice"); NamingContext ncref = NamingContextHelper.narrow(objRef); 31 Esempio: il client - 2 } } // Resolve the object reference in naming NameComponent nc = new NameComponent("Printer", ""); NameComponent path[] = {nc}; Printer prtref = PrinterHelper.narrow(ncRef.resolve(path)); // Call the Hello server object prtref.print("prima prova"); prtref.print("seconda prova"); } catch(exception e) { e.printstacktrace(system.out); } 32

17 Esempio: il server - 1 import PrinterApp.*; // Stub and Skeleton package. import org.omg.cosnaming.*; // The naming service. import org.omg.corba.*; // Generic CORBA classes. public class PrinterImpl extends _PrinterImplBase { public static void main(string args[]) { try{ // Create and initialize the ORB ORB orb = ORB.init(args, null); // Create the server and connect it to the ORB PrinterImpl prtref = new PrinterImpl(); orb.connect(prtref); 33 Esempio: il server - 2 // Get the root naming context org.omg.corba.object objref = orb.resolve_initial_references("nameservice"); NamingContext ncref = NamingContextHelper.narrow(objRef); // Bind the object reference in naming NameComponent nc = new NameComponent("Printer", ""); NameComponent path[] = {nc}; ncref.rebind(path, prtref); 34

18 Esempio: il server - 3 } // Wait for invocations from clients java.lang.object sync = new java.lang.object(); synchronized(sync){sync.wait();} } catch(exception e) { e.printstacktrace(system.out); } } public void print(string s) { System.out.println(s); } 35 Esempio: la compilazione - 1 Si compila l interfaccia del server idltojava Printer.idl Viene creata una subdirectory PrinterApp che contiene 5 file sorgente _PrinterImplBase.java lo skeleton _PrinterStub.java lo stub Printer.java l interfaccia del server PrinterHelper.java e PrinterHolder.java classi di servizio 36

19 Esempio: la compilazione - 2 Si compila il client javac Client.java Si compila il server javac PrinterImpl.java 37 Esempio: l esecuzione Si lancia il name server tnameserv Si lancia il server java PrinterImpl Si lancia il client java Client 38

20 CORBA vs. RMI L approccio è molto simile Vantaggi di CORBA Interoperabilità Standard aperto Vantaggi di RMI Più semplice da utilizzare Non richiede l uso di un IDL diverso da Java stesso E possibile trasferire oggetti per copia e non solo riferimenti ad oggetti e strutture dati 39 DCOM: introduzione DCOM è la tecnologia Microsoft per il supporto di applicazioni formate da componenti distribuiti DCOM è la versione distribuita di COM Simile a CORBA, DCOM fornisce un linguaggio di definizione di interfacce e definisce un protocollo standard di comunicazione che permette a componenti distribuiti di cooperare 40

21 Un po' di chiarezza tra tanti acronimi COM (Component Object Model) Definisce uno standard per l interoperabilità binaria tra componenti Indipendente dal linguaggio utilizzato per lo sviluppo dei componenti ActiveX technologies Tutte le tecnologie Microsoft basate su COM OLE (Object Linking and Embedding) La tecnologia ActiveX per creare documenti composti DCOM (Distributed COM) La versione distribuita di COM Definisce un protocollo di comunicazione standard per l interoperabilità tra componenti distribuiti 41 COM e DCOM Windows NT 5.0 Power Macintosh UNIX & Mainframe (Software AG / DEC) Windows NT 4.0 Windows 95 UNIX Betas (Software AG) Windows 95 Windows NT 3.51 Power Macintosh Windows NT 3.5 Macintosh 68K Windows 3.1 COM DCOM

22 COM e DCOM: un mondo di componenti Nello stesso processo chiamate dirette di procedura Client Component Tra processi diversi Chiamate di procedura interprocesso Client Process Server Process Client COM Component Tra macchine diverse RPC basata su DCE Client Client Machine COM DCE RPC Server Machine COM Component 43 DCOM: Architettura Client Security provider COM run time DCE RPC Protocol stack Security provider Stesso LPC processo COM run time DCE RPC Protocol stack Component Stessa DCOM macchina networkprotocol Macchine diverse 44

23 DCOM: protocollo di trasporto e sicurezza Indipendente dal protocollo di trasporto e dall infrastruttura per la gestione della sicurezza Client Machine Server Machine Clients D C O M TCP, NT4 Security UDP SSL/ IPX, SPX Certificates HTTP NT Kerberos DCE Security Falcon D C O M COM Object 45 DCOM: Interfacce Il DCOM IDL viene utilizzato per la specifica delle interfacce dei componenti DCOM IDL è simile al CORBA IDL Supporta però solo ereditarietà semplice A partire dalla specifica delle interfacce vengono generati proxy e stub Ogni interfaccia è univocamente identificata dal suo ID (IID) Un intero a 128 bit Un interfaccia non può esistere in versioni diverse 46

24 DCOM: Componenti Ogni componente può implementare più interfacce Questo permette di risolvere il problema del versionamento delle interfacce e dei componenti DCOM, come COM, non supporta ereditarietà tra componenti Ogni componente è identificato univocamente da un GUID (Globally Unique ID) Intero a 128 analogo del UUID di DCE L attivazione dei componenti è affidata ad un class factory 47 DCOM: Class factory Un componente capace di creare nuovi componenti Identificato univocamente da un class id (CLSID) Implementa l interfaccia standard IClassFactory 48

25 DCOM: Component server Un eseguibile o una DLL che si occupa di gestire un insieme di componenti DCOM Contiene le class factory e l implementazione di tali componenti Tre tipi di component server In-process DLL caricata nello spazio di indirizzamento del client Local Eseguibile che gira nella stessa macchina del client (comunicazione attraverso LPC) Remote Eseguibile che gira su una macchina diversa da quella del client (comunicazione attraverso DCE RPC) 49 DCOM: Service Control Manager Una parte di COM, responsabile di: Reperire un component server dato il suo CLSID Far partire il server o connettersi al server in esecuzione Riportare le informazioni relative alla connessione al client Per lo più sotto forma di un interfaccia ad uno proxy 50

26 DCOM: Proxy e Stub Componenti COM che si occupano del marshalling e dell unmarshalling dei parametri e del valore di ritorno dei metodi Il client accede all interfaccia del proxy come tramite verso il componente server Lo stub riceve le invocazioni del proxy e si ocupa di invocare il componente server 51 RMI - CORBA - DCOM: tre mondi separati? RMI, CORBA e DCOM: in teoria tre approcci distinti per la soluzione dello stesso problema in pratica numerosi sforzi vengono oggi fatti per unire questi tre mondi RMI - CORBA : una proposta per estendere il GIOP al fine di consentire il passaggio per copia di oggetti RMI - DCOM : Microsoft fornisce strumenti per l interoperabilita tra le due piattaforme DCOM e CORBA : Esistono dei ridge che consentono il colloquio tra componenti DCOM e CORBA 52

27 Bibliografia RMI: CORBA: DCOM: com/ 53