Organizzazione della lezione. Lezione 16 Remote Method Invocation - 4. Modello Client Server. Le classi di Archivio Client-Server

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1 Organizzazione della lezione Lezione 16 Remote Method Invocation - 4 Vittorio Scarano Corso di Programmazione Distribuita ( ) Laurea di I livello in Informatica Università degli Studi di Salerno Alcuni esempi di applicazioni distribuite: una agenda telefonica distribuita (client-server) una chat (client-server) Alcuni commenti sul ruolo del registry una chat (peer-to-peer) 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.: risultato della invocazione Un esempio di applicazione una agenda telefonica ogni client può: registrare un numero telefonico richiedere la lista di tutti i numeri inseriti client client request response server 3 4

2 Server.java Le classi di Archivio Client-Server import java.util.*; public interface Server extends java.rmi.remote { public void registra (RecordAgenda r) public ArrayList dammiagenda () Import Interfaccia remota Due metodi remoti inserisce il record passato nella lista lettura completa della Agenda 5 6 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

3 ServerImpl.java (1) ServerImpl.java (2) import java.rmi.server.*; import java.util.*; import java.io.*; public class ServerImpl extends UnicastRemoteObject implements Server { public ServerImpl() throws java.rmi.remoteexception { public static void main(string args[]) { System.setSecurityManager( new RMISecurityManager()); ServerImpl obj = new ServerImpl(); Naming.rebind("AgendaServer", obj); System.out.println("Pronto.."); catch (Exception e) { // end main Continua Import di vario uso Oggetto remoto che implementa la interface Server Security Manager 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 ArrayList agenda = new ArrayList(); Metodi remoti aggiunge ad agenda stampa a video restituisce l ArrayList Variabile istanza con inizializzazione 10 Le classi di Archivio Client-Server ClientAgenda.java (1) 11 import java.rmi.server.*; import java.util.*; import java.io.*; public class ClientAgenda { public static void main(string args[]) { Server serverref = null; if (args.length > 0 ) nickname = args[0]; else {System.out.println ( Dare il nickname"); System.exit(1); System.setSecurityManager( new RMISecurityManager()); serverref = (Server) Naming.lookup ( "rmi://"+host+"/agendaserver"); catch (Exception e) { // continua Import di vario uso lettura del nickname con errore se non c è Security Manager ricerca del server su registry 12

4 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 String HOST= localhost"; public static final String PROMPT="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

5 Organizzazione della lezione Una applicazione client-server evoluta Alcuni esempi di applicazioni distribuite: Una chat classica ma semplice (IRC dei poveri) una agenda telefonica distribuita (client-server) una chat (client-server) Alcuni commenti sul ruolo del registry una chat (peer-to-peer) 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 Le classi di Chat Client-Server Server.java Import 19 public interface Server extends java.rmi.remote { public void dico (Messaggio m) public void iscrivi (Remote idref) public void abbandona (Remote idref) Interfaccia remota Tre metodi remoti chiamato da un client se deve scrivere a tutti iscrizione alla chat per abbandonare Notare il passaggio del riferimento remoto necessario per il callback 20

6 Le classi di Chat Client-Server 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 chiamato dal server per il broadcast di messaggi consapevolezza della iscrizione/abbondono alla chat di un utente utilità per uso da parte del server (non fondamentale) Metodi chiamati solo dal server Le classi di Chat Client-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

7 Le classi di Chat Client-Server ServerImpl.java (1) 25 import java.rmi.server.*; import java.util.*; import java.io.*; public class ServerImpl extends UnicastRemoteObject implements Server { public ServerImpl() throws java.rmi.remoteexception { public static void main(string args[]) { System.setSecurityManager( new RMISecurityManager()); ServerImpl obj = new ServerImpl(); Naming.rebind("ChatServer", obj); System.out.println("Pronto "); catch (Exception e) { // end main Continua Import di vario uso Oggetto remoto che implementa la interface Server Security Manager registrazione sul registry 26 ServerImpl.java (2) ServerImpl.java (3) public void iscrivi (Remote idref) String nomeclientiscritto = ((Chat) idref).getnickname(); System.out.println ("\nentra "+ nomeclientiscritto+"."); // Notifica a tutti i client presenti for (int i = 0; i < clientrefs.size(); i++) { Chat unclient = ((Chat) clientrefs.get(i)); unclient.iscrivi(nomeclientiscritto) ; clientrefs.add(idref); // continua Metodo 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 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 (int i = 0; i < clientrefs.size(); i++) { Chat unclient = ((Chat) clientrefs.get(i)); unclient.abbandona(nomeclientabbandona); Metodo speculare a iscrivi cancellazione preleva l indice nell ArrayList a cui è memorizzato il client lo cancella notifica come per 27 28

8 ServerImpl.java (4) Le classi di Chat Client-Server public void dico (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 ArrayList clientrefs = new ArrayList(); Metodo 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) ChatImpl.java (2) import java.rmi.server.*; import java.util.*; import java.io.*; public class ChatImpl extends UnicastRemoteObject implements Chat { public ChatImpl() throws java.rmi.remoteexception { public static void main(string args[]) { ChatImpl myself = null; Server serverref = null; if (args.length > 0 ) nickname = args[0]; else{ System.out.println ( Serve nickname"); System.exit(1); System.setSecurityManager( new RMISecurityManager()); Import di vario uso lettura del nickname con errore se non c è Security Manager 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); // continua Ricerca del server Registrazione sul server della chat Preparazione per la shell stream di input string adi benvenuto // continua 31 32

9 ChatImpl.java (3) ChatImpl.java (4) 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 // continua 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 33 public void dico (Messaggio m) System.out.print ("\n"+m.getmittente()+": "+ m.gettesto()+"\n"+prompt); public void iscrivi (String nickiscritto) throws RemoteException{ System.out.print ("\nentra "+nickiscritto+"."+ "\n"+prompt); // continua Metodi remoti di uso principalmente per la consapevolezza degli altri utenti e per l output stampa a video (mittente e testi) e poi ristampa il prompt stampa a video e ristampa il prompt 34 ChatImpl.java (5) Organizzazione della lezione public void abbandona (String nickabbandona) System.out.print ("\n"+nickabbandona+ " ha abbandonato la chat"+"\n"+prompt); public String getnickname () return nickname; static String nickname; public static final String HOST= localhost"; public static final String PROMPT = "Comandi >"; Altri metodi remoti stampa a video e ristampa il prompt metodo di accesso Variabile di istanza Costanti di uso Alcuni esempi di applicazioni distribuite: una agenda telefonica distribuita (client-server) una chat (client-server) Alcuni commenti sul ruolo del registry una chat (peer-to-peer) 35 36

10 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 client deve 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 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 39 40

11 Chat.java Le classi di Chat P2P public interface Chat extends java.rmi.remote { public void dico (Messaggio m) public void iscrivi (String id) public void abbandona (Remote idref) public String getnickname () Interfaccia remota Quattro metodi remoti chiamato da un altro peer per scrivere un messaggio inserimento o cancellazione nella lista dei peers che ognuno ha 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 43 44

12 ChatImpl.java (1) ChatImpl.java (2) import java.rmi.server.*; import java.util.*; import java.io.*; public class ChatImpl extends UnicastRemoteObject implements Chat { public ChatImpl() throws java.rmi.remoteexception { public static void main(string args[]) { Chat myself = null; if (args.length > 0 ) nickname = args[0]; else { System.out.println ( Serve il nickname"); System.exit(1); System.setSecurityManager( new RMISecurityManager()); // continua. Import di vario uso lettura del nickname con errore se non c è Security Manager 45 // Fase di Registrazione nel main String nomi[] = 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) { // continua 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() 46 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 (int i = 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 { // continua 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 47 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! 48

13 ChatImpl.java (5) ChatImpl.java (6) public void dico (Messaggio m) System.out.print ("\n"+m.getmittente()+": +m.gettesto()+"\n"+prompt); public void iscrivi (String id) peers.add(naming.lookup ( "rmi://"+host+"/"+id)); catch (Exception e) { System.out.print ("\nentra "+id+". +"\n"+prompt); // continua Metodi remoti: in generale stampano informazioni su video e poi ristampano il prompt stampa il messaggio stampa e aggiunge il riferimento remoto alla lista dei peers usando il nickname passato come parametro 49 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 ArrayList peers = new ArrayList(); static String nickname; public static final String HOST= localhost"; public static final String PROMPT="Comandi >"; 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 Variabili di istanza Costanti utili 50 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 (esempio classi di 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 51 trova sullo stesso host (stesso registry!)