Architetture distribuite Alcuni esempi: Alcuni commenti sul ruolo del registry. Import Interfaccia remota Due metodi remoti

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1 Organizzazione della lezione 17. Applicazioni ed Esempi Vittorio Scarano Corso di Programmazione Distribuita Laurea di I livello in Informatica Università degli Studi di Salerno Architetture distribuite Alcuni esempi: una agenda telefonica distribuita (client-server) una chat (client-server e peer-to-peer) Alcuni commenti sul ruolo del registry una modifica alla chat 2 Modello Client Server Le classi di Archivio Client-Server Modello più comune Il Client effettua una richiesta Es.: invocazione remota Il server invia la risposta Es.: risultatodellainvocazione Un esempio di applicazione una agenda telefonica ogni client può: registrare un numero telefonico richiedere la lista di tutti i numeri inseriti request client server response client 3 4 Server.java Le classi di Archivio Client-Server public interface Server extends java.rmi.remote { public voidregistra (RecordAgenda r) public ArrayList dammiagenda () Import Interfaccia remota Due metodi remoti registra() inserisce il record passato nella lista dammiagenda() lettura completa della Agenda 5 6

2 RecordAgenda.java Le classi di Archivio Client-Server public class RecordAgenda implements java.io.serializable { public RecordAgenda(String n, String t, String i){ nome = n; telefono = t; inseritoda = i; public String getnome() {return nome; public String gettelefono() {return telefono; public String getinseritoda() {return inseritoda; private String nome; private String telefono; private String inseritoda; Serializzabile deve essere trasmessa come parametro Costruttore Metodi di accesso Variabili istanza 7 8 ServerImpl.java (1) ServerImpl.java (2) public class ServerImpl extends UnicastRemoteObject implements Server { public ServerImpl() throws java.rmi.remoteexception { ServerImpl obj = new ServerImpl(); Naming.rebind("AgendaServer", obj); System.out.println("Pronto.."); catch (Exceptione) { // end main Continua Oggetto remoto che implementa la interface Server registrazione sul registry 9 public void registra (RecordAgenda r) throws RemoteException{ agenda.add(r); System.out.println ("Inserito record:"+ r.getnome()+ " Num.: "+ r.gettelefono()+ " Inserito da: "+ r.getinseritoda()); public ArrayList dammiagenda () throws RemoteException{ return agenda; private ArrayListagenda = new ArrayList(); Metodi remoti registra() aggiunge ad agenda stampa a video dammiagenda() restituisce l ArrayList Variabile istanza con inizializzazione 10 Le classi di Archivio Client-Server ClientAgenda.java (1) 11 public class ClientAgenda { Server serverref = null; if (args.length > 0 ) nickname = args[0]; else {System.out.println ( Dare il nickname"); System.exit(1); serverref = (Server) Naming.lookup ( "rmi://"+host+"/agendaserver"); catch (Exceptione) { lettura del nickname con errore se non c è ricerca del server su registry 12

3 ClientAgenda.java (2) ClientAgenda.java (3) // sempre nel main.. la shell BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); String cmd; System.out.println ("Benvenuto "+nickname); for (;;) { System.out.print(PROMPT); cmd = in.readline(); if (cmd.equals ("close")) { break; else if (cmd.equals("inserisci")) { System.out.print ("Nome: "); String nome = in.readline(); System.out.print ("Telefono: "); String telefono = in.readline(); RecordAgenda r = new RecordAgenda( nome, telefono, nickname); serverref.registra(r); else if (cmd.equals("lista")) { La shell di comandi del client Comandi: close/inserisci/lista apertura stream Uscita Inserimento lettura parametri invocazione metodo remoto sul server 13 // sempre nel main.. e nel for else if (cmd.equals("lista")) { ArrayList a = serverref.dammiagenda(); for (int i = 0; i < a.size(); i++) { RecordAgenda rec=(recordagenda)a.get(i); System.out.println(rec.getNome()+ " "+ r.gettelefono()+" (inserito da "+ rec.getinseritoda()+")"); else System.out.println ("UH?"); // fine for catch (Exception e) { System.exit(0); // fine main static String nickname; public static final StringHOST= localhost"; public static final StringPROMPT="Comandi >"; Lista dei record inseriti invocazione remota stampa di tutti i record Comando non compreso Variabile di istanza Costante di uso 14 Alcuni commenti Il call-back In questa applicazione, il ruolo del client e del server sono rigidamente fissati il client chiede (invoca) ed il server dà (restituisce) Non sempre questo è possibile in applicazioni più evolute (anche di poco), il client deve essere contattato dal server se non altro, per favorire la consapevolezza (awareness) dell utente sul comportamento degli altri ad esempio, vorremmo informare un utente su chi è connesso in questo momento Necessario il call-back 15 Meccanismo mediante il quale il client chiede al server di essere richiamato (call-back) Una altra motivazione (oltre alla consapevolezza) chiamate asincrone per la la richiesta di un servizio pesante computazionalmente il client richiede un servizio e chiede di essere richiamato quando i risultati sono disponibili Implementazione con Invocazioni Remote il client (dotato di interface remota) passa il proprio riferimento remoto al server che lo usa per contattarlo I ruoli di client e server non vengono scambiati non è un peer-to-peer 16 Una applicazione client-server evoluta Una chat classica ma semplice (IRC dei poveri) Il server riceve da ogni client la iscrizione/abbandono della chat manda a tutti i client quello che ognuno dice (broadcast) La necessità del call-back implicita nella applicazione: il server deve poter informare ogni client di quanto digitato da un client ma anche necessaria per permettere ad ogni utente di avere la informazione su chi è iscritto alla chat 17 18

4 Server.java public interface Server extends java.rmi.remote { public void dico (Messaggio m) public void iscrivi (Remote idref) public void abbandona (Remote idref) Import Interfaccia remota Tre metodi remoti dico() chiamato da un client se deve scrivere a tutti iscrivi() iscrizione alla chat abbandona() per abbandonare Notare il passaggio del riferimento remoto necessario per il callback Chat.java public interface Chat extends java.rmi.remote { public void dico (Messaggio m) public void iscrivi (String nickiscritto) public void abbandona (String nickabbandona) public String getnickname () Interfaccia remota Quattro metodi remoti dico() chiamato dal server per il broadcast di messaggi iscrivi(), abbandona() consapevolezza della iscrizione/abbondono alla chat di un utente getnickname() utilità per uso da parte del server (non fondamentale) Metodi chiamati solo dal server Messaggio.java public class Messaggio implements java.io.serializable{ private String mittente; private String testo; public Messaggio(String mit, String tes) { mittente = mit; testo = tes; public String getmittente() { return mittente; public String gettesto() { return testo; I dati spediti come parametri ai metodi necessario serializzarli Variabili istanza Costruttore Metodi di accesso 23 24

5 ServerImpl.java (1) ServerImpl.java (2) public class ServerImpl extends UnicastRemoteObject implements Server { public ServerImpl() throws java.rmi.remoteexception { ServerImpl obj = new ServerImpl(); Naming.rebind("ChatServer", obj); System.out.println("Pronto "); catch (Exceptione) { // end main Continua Oggetto remoto che implementa la interface Server registrazione sul registry 25 public void iscrivi (Remote idref) String nomeclientiscritto = ((Chat) idref).getnickname(); System.out.println ("\nentra "+ nomeclientiscritto+"."); // Notifica a tutti i clientpresenti for (int i = 0; i < clientrefs.size(); i++) { Chat unclient = ((Chat) clientrefs.get(i)); unclient.iscrivi(nomeclientiscritto) ; clientrefs.add(idref); Metodo iscrivi() si preleva il nickname si notifica a tutti i client in lista notare che il client appena iscritto non è ancora nella lista aggiunta alla lista di client connessi si usa il riferimento remoto 26 ServerImpl.java (3) ServerImpl.java (4) public void abbandona (Remote idref) int indice = clientrefs.indexof(idref); Object app = clientrefs.remove (indice); String nomeclientabbandona= ((Chat) idref).getnickname(); System.out.println ("\n"+ nomeclientabbandona + " ha abbandonato la chat."); // Invio la notifica a tutti i client for (inti = 0; i < clientrefs.size(); i++) { Chat unclient = ((Chat) clientrefs.get(i)); unclient.abbandona(nomeclientabbandona); Metodo abbandona() speculare a iscrivi cancellazione preleva l indice nell ArrayList a cui è memorizzato il client lo cancella notifica come per iscrivi() public voiddico (Messaggio m) for (int i = 0; i < clientrefs.size(); i++) { Chat unclient = ((Chat) clientrefs.get(i)); // invio a tutti tranne che al mittente if (! (m.getmittente().equals( unclient.getnickname()))) unclient.dico(m) ; static ArrayListclientRefs= new ArrayList(); Metodo dico() per ogni client se non è il mittente del messaggio invia il messaggio al client Variabile istanza per i client contiene i riferimenti remoti dei client inizializzazione ChatImpl.java (1) public class ChatImpl extends UnicastRemoteObject implements Chat { public ChatImpl() throws java.rmi.remoteexception { ChatImpl myself = null; Server serverref = null; if (args.length > 0 ) nickname = args[0]; else{ System.out.println( Serve nickname"); System.exit(1); lettura del nickname con errore se non c è 29 30

6 ChatImpl.java (2) ChatImpl.java (3) serverref = (Server) Naming.lookup ( "rmi://"+host+"/chatserver"); myself= new ChatImpl(); serverref.iscrivi (myself); catch (Exception e) { // Shell BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); String cmd; System.out.println ("Benvenuto "+nickname); Ricerca del server Registrazione sul server della chat Preparazione per la shell stream di input string adi benvenuto 31 for (;;) { System.out.print(PROMPT); cmd = in.readline(); if (cmd.equals ("close")) { serverref.abbandona (myself); break; else { // messaggio per tutti if (cmd.length()!=0) {// stringa non vuota Messaggio m = new Messaggio (nickname, cmd); serverref.dico(m); // fine for catch (Exception e) { System.exit(0); // fine main Loop della shell se si abbandona informa il server altrimenti si tratta di un messaggio per il server (per tutti) costruzione messaggio invio al server che si occuperà di farne il broadcast 32 ChatImpl.java (4) ChatImpl.java (5) public voiddico (Messaggio m) System.out.print ("\n"+m.getmittente()+": "+ m.gettesto()+"\n"+prompt); public voidiscrivi (String nickiscritto) throws RemoteException{ System.out.print ("\nentra "+nickiscritto+"."+ "\n"+prompt); Metodi remoti di uso principalmente per la consapevolezza degli altri utenti e per l output dico() stampa a video (mittente e testi) e poi ristampa il prompt iscrivi() stampa a video e ristampa il prompt public voidabbandona (String nickabbandona) System.out.print ("\n"+nickabbandona+ " ha abbandonato la chat"+"\n"+prompt); public String getnickname () return nickname; static Stringnickname; public static final String HOST= localhost"; public static final String PROMPT = "Comandi >"; Altri metodi remoti abbandona() stampa a video e ristampa il prompt getnickname() metodo di accesso Variabile di istanza Costanti di uso Commenti sulla architettura della Chat La architettura della Chat P2P La architettura Client-Server della Chat offre un singolo punto di debolezza (il server) non risponde alla struttura del problema in effetti, ogni clientdeve poter inviare a ciascun altro client serve solamente poter sapere chi sono i client registrati Possibile passare ad una architettura Peer-to-peer dove l unica componente centralizzata è il registry che deve necessariamente essere presente (comunque) anche sulla architettura client-server Ogni peer trasmette i messaggi a tutti gli altri peer Si usa il registry per avere informazioni su chi è registrato alla chat application coordination code application coordination code application coordination code 35 36

7 Il ruolo del registry nelle applicazioni P2P Le classi di Chat P2P Per ogni applicazioni peer-to-peer è comunque sempre necessario una componente che permetta il bootstrap : locazione fissata per poter contattare gli altri peer Nel caso di RMI si può usare il registry tramite il metodo list() è possibile sapere tutti gli id (stringhe) degli oggetti remoti registrati a partire da cui si può ottenere il riferimento remoto che può essere usato per contattare gli oggetti (discriminando, se è il caso, rispetto alle interface implementate) se sul registry stanno in esecuzione diverse applicazioni distribuite Chat.java Le classi di Chat P2P public interface Chat extendsjava.rmi.remote { public voiddico (Messaggio m) public void iscrivi (String id) public voidabbandona (Remote idref) public String getnickname () Interfaccia remota Quattro metodi remoti dico() chiamato da un altro peer per scrivere un messaggio iscrivi(), abbandona() inserimento o cancellazione nella lista dei peers che ognuno ha getnickname() utilità per uso da parte degli altri peers (non fondamentale) Messaggio.java Le classi di Chat P2P public class Messaggio implements java.io.serializable{ private String mittente; private String testo; public Messaggio(String mit, String tes) { mittente = mit; testo = tes; public String getmittente() { return mittente; public String gettesto() { return testo; Identica al programma precedente I dati spediti come parametri ai metodi necessario serializzarli Variabili istanza Costruttore Metodi di accesso 41 42

8 ChatImpl.java (1) ChatImpl.java (2) public class ChatImpl extends UnicastRemoteObject implements Chat { public ChatImpl() throws java.rmi.remoteexception { Chat myself = null; if (args.length > 0 ) nickname = args[0]; else { System.out.println ( Serve il nickname"); System.exit(1);. lettura del nickname con errore se non c è 43 // Fase di Registrazione nel main Stringnomi[] = Naming.list("rmi://"+HOST); System.out.println( Sono connessi "+nomi.length+" utenti:"); for (int i=0 ; i < nomi.length; i++) System.out.println ("\t"+nomi[i]); for (int i=0 ; i < nomi.length; i++) peers.add(naming.lookup (nomi[i])); myself = new ChatImpl(); Naming.rebind(nickname, myself); System.out.println ( Informo tutti :"); for (int i=0 ; i < nomi.length; i++) { System.out.print ("\tiscrizione a "+ (Chat) peers.get (i)).getnickname()+"..") ; ((Chat) peers.get (i)).iscrivi (nickname) ; System.out.println ("effettuata!"); catch (Exception e) { Ottiene l elenco del nome dei peer connessi dal registry li stampa Costruisce l arraylist dei riferimenti remoti connessi Si registra sul registry Si iscrive presso ogni peer invocazione remota di iscrivi() 44 ChatImpl.java (3) ChatImpl.java (4) // Shell nel main BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); String cmd; System.out.println ("Benvenuto "+nickname+ ". Con te sono presenti "+ peers.size ()+" utenti:"); for (inti = 0; i < peers.size(); i++) System.out.println ("\t"+ ((Chat) peers.get(i)).getnickname() ); for (;;) {System.out.print(PROMPT); cmd = in.readline(); if (cmd.equals ("close")) { for (int i = 0; i < peers.size(); i++) ((Chat) peers.get(i)).abbandona(myself); break; else { Apertura stream input Stampa degli utenti connessi Loop della shell se si esce, comunico a tutti i peers il mio Riferimento remoto uso la variabile myself 45 else { // si tratta di un messaggio da inviare a tutti if (cmd.length()!=0) { // stringa non vuota for (int i = 0; i < peers.size (); i++) { Messaggio m = new Messaggio ( nickname, cmd); ((Chat) peers.get(i)).dico(m) ; // fine for catch (Exception e) { Naming.unbind(nickname); catch (Exception e) { System.exit(0); // fine main Invio la stringa a tutti i peers di cui sono a conoscenza In uscita dal main, rimuovo il mio riferimento dal registry e mi suicido! 46 ChatImpl.java (5) ChatImpl.java (6) public void dico (Messaggio m) System.out.print ("\n"+m.getmittente()+": +m.gettesto()+"\n"+prompt); public voidiscrivi (String id) peers.add(naming.lookup ( "rmi://"+host+"/"+id)); catch (Exceptione) { System.out.print("\nEntra "+id+". +"\n"+prompt); Metodi remoti: in generale stampano informazioni su video e poi ristampano il prompt dico() stampa il messaggio iscrivi() stampa e aggiunge il riferimento remoto alla lista dei peers usando il nickname passato come parametro 47 public void abbandona (Remote idref) int indice = peers.indexof(idref); Object app = peers.remove(indice); System.out.print ("\n"+ ((Chat) idref).getnickname() +" ha abbandonato la chat"+"\n +PROMPT); public String getnickname() throws RemoteException{ return nickname; static ArrayListpeers = new ArrayList(); static String nickname; public static final StringHOST= localhost"; public static final StringPROMPT="Comandi >"; abbandona() cerca il riferimento da cancellare e lo elimina Si può usare idref.getnickname() perché il peer che esce effettua prima le chiamate a abbandona e poi esce getnickname() Variabili di istanza Costanti utili 48

9 Alcuni commenti sulla Chat Applicazione peer-to-peer peer di dimensione maggiore rispetto al client della soluzione client-server non soggetta a fault-locali in caso il registry cada, chi è connesso continua a chattare fino alla chiusura (partial faults tolerance) Un problema: su un registry che si trova su un host diverso dalla JVM si può fare lookup() e list() ma non si può fare la bind(), rebind()! con questa implementazione si può fare una chat solo se ci si 49 trova sullo stesso host (stesso registry!)