Файл: Технология CORBA (Основные понятия технологии CORBA).pdf

Реализации объектов (Object implementation)

Реализация предоставляет семантику объекта, определяя данные, хранимые в экземпляре объекта, и код его методов. Реализация может использовать другие объекты или программное обеспечения для выполнения функций объекта. В некоторых случаях, главное предназначение объекта – иметь побочные эффекты на что-то, не являющееся объектом. ORB может поддерживать множество видов реализаций объектов, включая разделенные серверы, библиотеки, «программа на метод», «инкапсулированное приложение», объектно-ориентированные базы данных и т.д. Используя дополнительные объектные адаптеры можно осуществлять поддержу абсолютно любого стиля реализации объектов. Вообще, реализации объектов не зависят от ORB и от того, как клиент вызывает объект. Реализации могут выбирать интерфейс брокера, меняя объектный адаптер.

Объектные ссылки (IOR)

Объектная ссылка – это информация, необходимая для определения конкретного объекта внутри ORB.Как для клиента, так и для реализации объектная ссылка представляется так, как диктует связывание соответствующего языка программирования, таким образом, они изолированы от конкретного представления ссылки.

Объектная ссылка, переданная клиенту, действительна только на время жизни клиента. Различные брокеры должны предоставлять одно и то же представление объектной ссылки для данного языка программирования (это позволяет одной и той же программе получать доступ к объекту по ссылке независимо от используемого брокера). Кроме того, для удобства брокер может предоставлять другие способы доступа к объекту. Существует особенная объектная ссылка, не указывающая ни на один объект.

Язык описания интерфейсов (IDL)

Язык IDL определяет типы объектов путем спецификации их интерфейсов. Интерфейс состоит из списка операций и их параметров. Несмотря на то, что IDL предоставляет каркас для описания объектов, которыми манипулирует ORB,нет необходимости в том, что брокер имел доступ к исходному коду на IDL. Брокер может работать с эквивалентной информацией в виде заглушек подпрограмм и репозитория интерфейсов.

IDL является средством, с помощью которого реализация объекта сообщает своим потенциальным клиентам, какие операции доступны и как они могут быть вызваны. Из IDL- описания CORBA -объект можно перевести на определенный язык программирования или в другую объектную систему.

Связывание языков программирования с IDL

Различные объектно-ориентированные и не объектно-ориентированные языки программирования могут получать доступ к CORBA -объектам по-разному. Для объектно-ориентированных языков, скорее всего, предпочтительно видеть CORBA -объекты как объекты языка программирования. И даже для не объектно-ориентированных языков скрытие фактического представления объектных ссылок и методов внутри брокера представляется удобным. Связывание того или иного языка программирования с IDL должно быть одинаковым для всех реализаций ORB.Связывание языка включает определение специфичных для языка типов данных и интерфейсов процедур для доступа к объекту через ORB.Оно включает структуру интерфейса клиентской заглушки (для объектноориентированных языков не обязательно), интерфейс динамического вызова, скелетон реализации, объектные адаптеры и интерфейс для обращения напрямую к брокеру. Связывание также определяет взаимодействие между вызовами объекта и потоками выполнения в клиенте и реализации. Самые распространенные связывания предоставляют синхронные вызовы, когда управление возвращается клиенту после завершения операции. Дополнительные связывания могут возвращать управления программе сразу после инициации вызова. В этом случае должны предоставляться дополнительные подпрограммы, зависящие от языка, осуществляющие синхронизацию потоков программы и вызова объекта.

Клиентские заглушки (client stubs)

Обычно клиентские заглушки предоставляют доступ к операциям объекта, описанным на IDL,способом, ожидаемым для программиста, знакомого с IDL и связыванием конкретного языка программирования. Заглушки вызывают функции остальной части ORB, используя закрытые интерфейсы, которые могут быть оптимизированы для использования с конкретной реализацией ядра брокера.

Динамический интерфейс вызова (Dynamic invocation)

Также доступен интерфейс, позволяющий создавать вызовы объекта динамически, то есть, вместо того, чтобы вызывать подпрограмму заглушки, специфичную для конкретного объекта, клиент может определить объект, который требуется вызвать, операцию, которую требуется выполнить, и набор параметров путем вызова (или последовательности вызовов) универсальной функции. Клиентский код должен предоставить информацию об операции, которую требуется выполнить, включая типы передаваемых параметров (их можно получить из репозитория интерфейсов или другого источника времени выполнения). Природа динамического интерфейса вызова может значительно различаться в зависимости от связывания.

Скелетон реализации (Server skeleton)

Для каждого конкретного связывания языка программирования и, возможно, в зависимости от конкретного объектного адаптера, будет создан определенный интерфейс к методам, реализующим некоторый тип объектов. При этом реализация объекта предоставляет подпрограммы, удовлетворяющие интерфейсу, а ORB вызывает эти подпрограммы через скелетон.

Из существования скелетона не следует существование соответствующей клиентской заглушки: клиент может делать запросы и через динамический интерфейс вызова. Для некоторых объектных адаптеров скелетоны могут быть не нужны: например, в таких языках как Smalltalk есть возможность создавать реализации динамически.

Динамический интерфейс скелетона

Также доступен интерфейс, позволяющий управлять вызовами объектов динамически. Вместо того чтобы обращаться к реализации объекта через скелетон, специфичный для определенной операции, можно обратиться к реализации через интерфейс, предоставляющий доступ к имени операции и ее параметрам так же, как клиентский динамический интерфейс вызова. Для определения параметров может быть использована как чисто статическая, так и динамическая (например, предоставленная репозиторием интерфейсов) информация. Реализация должна предоставить брокеру информацию обо всех параметрах операции, брокер, в свою очередь, предоставляет значения входных параметров операции. По завершении операции, код реализации предоставляет брокеру значения всех выходных параметров или исключения.

Динамические скелетоны могут быть вызваны как клиентскими заглушками, так и динамическим интерфейсом вызова на стороне клиента, причем результат должен быть одинаковым.

Объектные адаптеры

Объектный адаптер предоставляет основной способ доступа к сервисам брокера со стороны реализации объекта. Предполагается, что будут существовать несколько общедоступных объектных адаптеров, интерфейсы которых подходят для определенных видов объектов. Сервисы, предоставляемые брокером через объектный адаптер, включают генерацию и интерпретацию объектных ссылок, вызов методов, безопасность взаимодействий, активацию и деактивацию объектов и их реализаций, сопоставление объектных ссылок реализациям и регистрацию реализаций.

Широкий диапазон уровней модульности, времен жизни, политик, стилей реализации и других свойств объектов делает невозможным предоставление ядром брокера единого интерфейса, удобного и эффективного для всех объектов. С помощью объектных адаптеров брокер может выделять группы реализаций объектов, имеющие схожие требования, и предоставлять интерфейсы, предназначенные для этих групп.

Интерфейс ORB

Это интерфейс, позволяющий обращаться напрямую к брокеру объектных запросов, он одинаков для всех брокеров и не зависит ни от интерфейса объекта, ни от объектного адаптера. Поскольку основная функциональность брокера предоставляются через объектный адаптер, заглушки, скелетоны или динамический вызов, только несколько операций могут запрашиваться напрямую. Эти операции полезны как клиентам, так и реализациям объектов.

Репозиторий интерфейсов

Репозиторий интерфейсов – это сервис, предоставляющий устойчивые объекты, отражающие IDL -информацию в форме, доступной во время выполнения. Информация из репозитория интерфейсов может быть использована брокером для осуществления запросов. Более того, используя информацию из репозитория, программа может найти объект, интерфейс которого был неизвестен во время компиляции программы, и, тем не менее, определить, какие операции могут выполняться объектом, и вызвать эти операции.

В дополнение к этой роли, репозиторий интерфейсов используется также для хранения дополнительной информации, связанной с интерфейсами объектов брокера. Например, отладочной информации, библиотек заглушек и скелетонов, и т.д.

Репозиторий реализаций

Репозиторий реализаций содержит информацию, которая позволяет брокеру находить и активировать реализации объектов. Большая часть информации в репозитории специфична для конкретного ORB и рабочей среды. Обычно, инсталляция реализаций и управление политиками, связанными с активацией и исполнением реализаций выполняется через операции с репозиторием реализаций.

Репозиторий реализаций используется также для хранения дополнительной информации, связанной с реализациями объектов (отладочная информация, административный контроль, выделение ресурсов, безопасность и т.д.).

В данном разделе приводится краткий обзор CORBA в том виде, как ее описание дается в спецификации OMG версии 3.0. Проанализировано основное назначение CORBA, которое формируется на основании поддержки разработки и развертывания сложных объектно-ориентированных прикладных систем.

2. Описание распределённой программной системы

2.1. CORBA – это машина удалённых запросов

В данном разделе представлено описание распределённой программной системы – машины удалённых запросов, реализованной с использованием технологии CORBA. Представленная программная система предназначена для решения следующих задач:

• формирования структурированных объектных запросов;
• передачи сформированных запросов адресату или множеству адресатов через различные среды;
• автоматического выполнения на принимающей стороне запросов.
• получения и слияния результатов выполнения запросов.

Машина удалённых запросов функционально состоит из трёх взаимодействующих объектных сервисов CORBA:

• сервис внешнего представления (Externalization Service) – является стандартным сервисом CORBA;
• транспортный сервис (Transport Service) – не является стандартным сервисом CORBA;
• сервис удаленных запросов (Remote Query Service) – не является стандартным сервисом CORBA^[7].

Все упомянутые сервисы предоставляют внешний интерфейс согласно стандарту CORBA и более подробно рассмотрены в соответствующих подразделах, где приводятся IDL декларации их интерфейсов, описания их взаимодействия и наиболее интересные нюансы их реализации.

Текущие версии машины удалённых запросов используют свободно распространяемые реализации ORB независимых производителей – MICO или ТАО. В качестве языка программирования, для реализации сервисов использовался Visual C++ 6.0, обе упомянутые выше реализации CORBA поддерживают отображение на язык C++ – Стоит заметить, что все приведённые ниже IDL декларации интерфейсов, схемы взаимодействия сервисов и алгоритмы не зависят от конкретной реализации CORBA и языка программирования.

Сервис внешнего представления (Externalization Service) предназначен для построения образа объекта, взаимодействующего со стандартными потоками ввода-вывода. Важность его связана главным образом с тем, что потоки ввода-вывода используются в современном программировании повсеместно.

Сервис внешнего представления является стандартным сервисом CORBA. Его реализация в машине удалённых запросов базируется на стандартизированных IDL декларациях его интерфейсов и принципах его функционирования, представленных на официальном сайте разработчиков www.omg.org. Ниже приведено краткое описание интерфейсов сервиса внешнего представления.

По стандартной спецификации сервис внешнего представления предоставляет внешний интерфейс, позволяющий переводить объекты типа Streamable во внешнее представление и обратно. Для успешного выполнения этих операций, для обрабатываемых объектов должны быть корректно реализованы методы интерфейса Streamable^[8].