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2008-09-08 18:24:12


  如果你从事过Jini开发,你会知道Jini客户端是不需要知道服务的位置的;它们简单地通过发现机制来获得一个代理以访问它们需要的服务。相反,在RMI(远程方法调用)中,你必须知道你想访问的的URL。在本文中,我们将向你展示怎样为RMI实现一个类Jini的发现机制,这将使得一些客户端从必须知道RMIURL的麻烦中解脱出来。
  你可能首先会想,为什么要这么麻烦;为什么不干脆用Jini?我们也同意这样的逻辑,特别是对新的系统来说。不管怎样,已经有许多基于RMI的系统存在,并且在Jini被开发的主流接受以前,我们仍然要提供更优雅的RMI解决方案。事实上,我们在这儿描述的工作,是这样的需求的结果:开发一项Jini服务使它同时可以作为一个独立的RMI服务器运行,但使用类Jini的发现机制。
  本文主要是针对没有用过Jini的RMI开发者。通过深入观察Jini内部的运作,我们希望你能开始了解Jini的机制有多么强大。我们当然不是希望你重新实现Jini,但这篇文章能帮助你理解这些机制是怎样运作的。甚至可能帮助你说服你的经理或部门头头,该考虑将Jini作为一项可行的分布式系统技术。
  我们不会太深入Jini的发现机制,所以如果你对此不是很熟悉,我们建议你快速浏览一下Bill Venners的"Locate Services with the Jini Lookup Service."( )
  
  RMI基础和Jini查找
  在RMI中,客户端必须知道它所要连接的服务器的位置。RMI服务器的地址是URI的形式rmi://<主机>:<端口>/<服务名>,其中端口号是rmiregistry用来侦听请求的端口。例如:
  Translator service
  =(Translator)Naming.lookup("rmi://theHost/SpanishTranslator");
  在Jini中,客户端通过一个Jini工具类来找到服务,比如ServiceDiscoveryManager。在下面的例子中,我们创建了一个ServiceTemplate的实例,该实例包含一个类列表;在我们的例子中,是我们要匹配的类——Translator.class:
  Class [] classes=new Class[]{Translator.class};
  ServiceTemplate tmpl=new ServiceTemplate(null,classes,null);
  
  ServiceDiscoveryManager lmgr=new ServiceDiscoveryManager(null,null);
  
  ServiceItem serviceItem =lmgr.lookup(tmpl,null);
  Translator service=serviceItem.service;
  正如我们从例子中可以看到,ServiceDiscoveryManager用lookup()方法来查找任何与ServiceTemplate匹配的可用的服务。你还可以在服务查找中使用任何数字或属性;在这里我们出于保持简单和精练的考虑而没有这样做。
  比较两种查找机制,你会注意到在Jini版本中没有指定服务的位置。值得一提的是,如果必要,你也可以指定一个查找服务的位置,但不是你想要访问的实际服务的位置。Jini模型的强大之处是,我们不需要知道或关心服务位于何处。
  比较了RMI和Jini的发现机制之后,现在我们可以考虑怎样用类Jini的风格来访问一个RMI服务器。
  
  位置中立的RMI查找
  理想地,我们考虑查找Translator所发现的第一个匹配的实例。
  Translator service
  =(Translator)RMIDiscovery.lookup(clazz,id);
  在这里clazz是RMI服务的接口,id是区分实现clazz接口的不同服务器实例的唯一字符串标识。例如,要找到一个西班牙语翻译器,我们用下面的代码:
  Class clazz=Translator.class;
  String id="Spanish";
  现在我们对如何使用RMI发现机制有了一个更好的主意,我们来研究一下怎样实现它。在我们尝试实现我们“简陋的”RMI发现机制以前,先来看看Jini是怎样做的,再把这些原理/概念适用到RMI服务器和客户端上。
  
  发现机制
  Jini的基本发现机制联合使用多播UDP(用户数据报)(multicast UDP 见文后的Resources)和单播TCP/IP。简单来说,这意味着客户端发出一个多播的请求数据包,然后数据包被监听它的查找服务拾取。然后查找服务用单播连接连回客户端,并把查找服务的代理串行化成流通过此连接发送出去。此后客户端就可以和查找服务(的代理)交互以定位它需要的服务。
  发现机制实际上比这要复杂得多,但我们只对其中多播UDP和单播TCP/IP的关键概念感兴趣。
  我们并不打算实现一个等同的独立运行的RMI查找服务。相反我们将实现一个简单的多播监听器/单播分发器(multicast listener/unicast dispatcher)供RMI服务器使用,实际上我们使得每个RMI服务器作为它自己的查找服务。在客户端,我们为服务器端socket写个配对物——一个多播分发器/单播监听器(multicast dispatcher/unicast listener)。
  
  下面的表更详细地说明了RMI客户端和RMI服务器端间的交互。
  
  RMI客户端和RMI服务器端的交互
  服务器端              客户端
  在多播地址上开始监听
                    建立ServerSocket以监听来自服务器的单播响应。
                    开始向多播地址发送UDP数据包
  解析收到的UDP数据包。如果有效,通过单播TCP/IP连回客户端。
  向客户端发送远程代理(remote stub)。
                    从流中读取远程对象。
                    关闭ServerSocket。停止发送UDP多播数据包
                    开始使用服务。
  
  
  发现
  前面我们已经大致勾勒了客户端怎样发现服务器:它会指定一个接口类和一个唯一名字来确认一个服务器实例。这是因为多个实现相同接口的服务器可以同时运行。
  在实现我们的RMI发现机制之前,我们必须为在参与者之间传递的消息定义一个。简单起见,我们用含定界符的字符串来包含RMI服务器对匹配的请求作出响应所需的全部信息。首先,我们定义一个协议头。这防止了服务器类尝试解析其他来源的数据包。消息数据包的剩余部分将包含一个单播响应端口,服务器的接口类名字,和服务器实例的唯一标识符。
  下面是我们将使用的发现请求消息的格式:
  ,,,
  现在我们看看一个消息数据包的例子,这个数据包是客户端发送来发现Translator服务器的Spanish实例的。RMI-DISCOVERY是协议头。5000是客户端将监听响应的端口号:
  RMI-DISCOVERY,5000,Translator,Spanish
  我们没有在请求中包括客户机的名字,因为这个信息可以从服务器收到的UDP包中获得。定义了我们的消息格式,现在我们可以开始实现发现类了。
  
  实现服务器端的类
  我们的美好计划是写一个工具类,好让RMI服务器用它来实现它们自己的查找服务:
  //初始化RMI服务器
  Remote server=new SpanishTranslator();
  
  //初始化发现监听器
  RMILookup.bind(server,"Spanish")
  Remote参数用于检查服务器是否是实现了客户端所要访问的接口,和哪一个RMI stub将最终被串行化返回给客户端。String参数用于比较服务器的名字和请求包中指定的名字。
  在继续之前,我们扼要重述一下服务器端的类的职责:
  1. 建立一个多播UDP socket以监听请求
  2. 当数据包到达时检查协议头
  3. 解析消息数据包
  4. 匹配唯一服务器名字参数
  5. 匹配接口参数
  6. 如果步骤4和5匹配,将服务器的远程代理(remote stub)通过单播TCP/IP socket串行化到客户端
  
  建立多播UDP监听器
  要建立一个多播监听器,你必须使用一个确定的多播地址和端口;它的范围在224.0.0.1到239.255.255.255之间(包括224.0.0.1和239.255.255.255)。有些厂商保留了一些地址/端口的联合;例如,Sun为Jini保留了联合224.0.1.85:4160。(被保留地址的列表可以在找到。)不推荐在和别的厂商相同的地址/端口联合上运行,所以我们选择了和MulticastSocket doc(见文后Resources)例子相同的联合:
  int port=6789;
  String multicastAddress="228.5.6.7";
  
  MulticastSocket socket=new MulticastSocket(port);
  InetAddress address=InetAddress.getByName(multicastAddress);
  socket.joinGroup(address);
  
  byte[] buf = new byte[512];
  DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, buf.length);
  socket.receive(packet);
  //parse packet etc
  socket.leaveGroup(address);
  从上面的例子可以看出,你要建立一个多播监听器并在此地址/端口联合上接收数据包有多么简单。在上面的例子中,只能处理单个数据包,所以我们必须在创建DatagramPacket和socket.receive()处建立循环;否则只有一个客户端能够发现这个服务器。
  while(active){
  byte[] buf=new byte[512];
  DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf,buf.length);
  socket.receive(packet);
  //process packet
  }
  我们可以用一些策略来处理收到的数据包:
  1. 每请求线程:为每个请求创建一个新的线程来处理
  2. 来自线程池的线程:使用来自(可能固定的)资源线程池的预初始化的一个线程(见 "Java Tip 78: Recycle Broken Objects in Resource Pools,";)
  3. 阻塞:在同一时间只处理一个请求,其他请求必须等待
  由于我们从客户端发起一次发现,自然地,阻塞策略在这里是可行的。这是
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