corba_java

1CORBA程序设计指南（入门）Author:龙湘明Company:北京邮电大学国家重点实验室Date:2001-2-28Update:2020-06-30这里假设你对CORBA毫无所知。对JAVA略有所知，因为这里使用JAVA作为程序设计语言。学习了本书，你将对CORBA有个初步了解，并能编写一个简单完整的CORBA应用程序。1．CORBA简介CORBA（CommonObjectRequestBrokerArchitecture）是为了实现分布式计算而引入的。为了说明CORBA在分布计算上有何特点，我们从它与其它几种分布计算技术的比较中进行说明。与过去的面向过程的RPC(RemoteProcedureCall)不同，CORBA是基于面向对象技术的，它能解决远程对象之间的互操作问题。MicroSoft的DCOM(DistributedComponentObjectModel)也是解决这一问题的,但它基于Windows操作系统，尽管到本书编写时，DCOM已有在其他操作系统如SunSolaris,DigitalUnix,IBMMVS上的实现，但毫无疑问，只有在微软的操作系统上才会实现得更好。而只有CORBA是真正跨平台的，平台独立性正是CORBA的初衷之一。另一种做到平台无关性的技术是JavaRMI（RemoteMethodInvocation），但它只能用JAVA实现。CORBA与此不同，它通过一种叫IDL（InterfaceDefinitionLanguage）的接口定义语言，能做到语言无关，也就是说，任何语言都能制作CORBA组件，而CORBA组件能在任何语言下使用。因此，可以这样理解CORBA：CORBA一种异构平台下的语言无关的对象互操作模型。1.1CORBA体系结构CORBA的体系结构如下：图1.1CORBA体系结构2CORBA上的服务用IDL描述，IDL将被映射为某种程序设计语言如C++或Java，并且分成两分，在客户方叫IDLStub（桩）,在服务器方叫IDLSkeleton（骨架）。两者可以采用不同的语言。服务器方在Skeleton的基础上编写对象实现(ObjectImplementation)，而客户方要访问服务器对象上的方法，则要通过客户桩。而双方又要通过而ORB（ObjectRequestBroker，对象请求代理）总线通信。与传统的Client/Server模式（我们称为Two-tierclient/server）不同，CORBA是一种multi-tierclient/serverarchitecture，更确切的说，是一种three-tierclient/server模式。双重客户/服务器模式存在的问题是两者耦合太紧，它们之间采用一种私有协议通信，服务器的改变将影响到客户方。多重客户/服务器与此不同，两者之间的通信不能直接进行，而需要通过中间的一种叫代理的方式进行。在CORBA中这种代理就是ORB。通过它，客户和服务器不再关心通信问题，它们只需关心功能上的实现。从这个意义上讲，CORBA是一种中间件(Middleware)技术。下面列出CORBA中的一些重要概念，或者说CORBA中的几个重要名词，有助于读者了解CORBA的一些重要的方面。1.2CORBA中的几个概念1.2.1ORB（ObjectRequestBroker）CORBA体系结构的核心就是ORB。可以这样简单理解：ORB就是使得客户应用程序能调用远端对象方法的一种机制。图1.2ORB模型具体来说就是：当客户程序要调用远程对象上的方法时，首先要得到这个远程对象的引用，之后就可以像调用本地方法一样调用远程对象的方法。当发出一个调用时，实际上ORB会截取这个调用（通过客户Stub完成，“提高”篇中会详细解释），因为客户和服务器可能在不同的网络、不同的操作系统上甚至用不同的语言实现，ORB还要负责将调用的名字、参数等编码成标准的方式(称Marshaling)通过网络传输到服务器方（实际上在同一台机器上也如此），并通过将参数Unmarshaling的过程，传到正确的对象上（这整个过程叫重定向，Redirecting），服务器对象完成处理后，ORB通过同样的Marshaling/Unmarshaling方式将结果返回给客户。因此，ORB是一种功能，它具备以下能力：1．对象定位（根据对象引用定位对象的实现）2．对象定位后，确信Server能接受请求3．将客户方请求通过Marshaling/Unmarshing方式重定向到服务器对象上34．如果需要，将结果以同样的方式返回。1.2.2IDL(InterfaceDefinitionLanguage)IDL，接口定义语言，是CORBA体系中的另一个重要概念。如果说ORB使CORBA做到平台无关，那么IDL,则使CORBA做到语言无关。正像其名字中显示的那样，IDL仅仅定义接口，而不定义实现，类似于C中的头文件。实际上它不是真正的编程语言。要用它编写应用，需要将它映射它相应的程序设计语言上去，如映射到C++或JAVA上去。映射后的代码叫ClientStubCode和ServerSkeletonCode。IDL的好处是使高层设计人员不必考虑实现细节而只需关心功能描述。IDL可以说是描述性语言。设计IDL的过程也是设计对象模型的过程。它是编写CORBA应用的第一步，在整个软件设计过程中至关重要。IDL的语法很像C++，当然也像Java。很难想像一个程序设计人员是不懂C或Java的，所以，几乎所有的程序设计人员都能迅速理解IDL。而这正是IDL设计者所希望的。下面是一个IDL定义的简单例子：//grid.idl//IDLdefinitionofa2-Dgrid:modulesimpleDemo{interfacegrid{readonlyattributeshortheight;//heightofthegridreadonlyattributeshortwidth;//widthofthegrid//IDLoperations//settheelement[row,col]ofthegrid,tovalue:voidset(inshortrow,inshortcol,inlongvalue);//returnelement[row,col]ofthegrid:longget(inshortrow,inshortcol);};};ThisIDLdefinesaninterfaceforagridCORBAobjectthatmaintainsagridor2-Darrayofdatavalues,whichaclientcanaccessormodifyremotely.Module类似于Java中包（Package）的概念，实际上modulesimpleDemo映射到JAVA正是packagesimpleDemo。而Interface类似于C++中的类（classs）声明，或是Java中的Interface定义。附录中列出了IDL的全部语法。1.2.3StubCode和SkeletonCodeStubcode和SkeletonCode是由IDLComplier自动生成的，前者放在客户方，后者放4在服务器方。不同厂商的IDLcomplier生成的Stub和Skeleton会略有区别，但影响不大。如上面的grid.idl,编译后，StubCode包含以下文件：grid.java_gridStub.javagridHelper.javagridHolder.javagridOperations.javaSkeletonCode则包含以下文件：gridOperations.javagridPOA.javagridPOATie.java（在StudCode也包含gridOperations.java,是因为在使用Callback机制时会用到。）这些文件的用途后面会讲到。1.2.4GIOP和IIOP我们知道，客户和服务器是通过ORB交互的，那么，客户方的ORB和服务器方的ORB又是通过什么方式通信呢？通过GIOP(GeneralInter-ORBProtocol)。也就是说，GIOP是一种通信协议，它规定了两个实体：客户和服务器ORBs间的通信机制。图1.3ORBs通信机制GIOP在设计时遵循以下目标：WidestpossibleavailabilitySimplicityScalabilityLowcostGeneralityArchitecturalneutrality也是说，GIOP设计的尽可能简单，开销最小，同时又具有最广泛的适应性和可扩展性，以适应不同的网络。GIOP定义了以下几个方面：51．TheCommonDataRepresentation(CDR)definition.通用数据表示定义。它实际上是IDL数据类型在网上传输时的编码方案。它对所有IDL数据类型的映射都作了规定。2．GIOPMessageFormats.它规定了Client和Server两个角色之间要传输的消息格式。主要包括Request和Reply两种消息。一个Request消息有以下几部分组成：AGIOPmessageheaderARequestHeaderTheRequestBody相应的，一个Reply消息则包括AGIOPmessageheaderAReplyHeaderTheReplyBodyGIOP1.1规定GIOPmessageheader格式如下：//GIOP1.1structMessageHeader_1_1{charmagic[4];VersionGIOP_version;octetflags;//GIOP1.1changeoctetmessage_type;unsignedlongmessage_size;};RequestHeader格式如下：//GIOP1.1structRequestHeader_1_1{IOP::ServiceContextListservice_context;unsignedlongrequest_id;booleanresponse_expected;octetreserved[3];//AddedinGIOP1.1sequenceoctetobject_key;stringoperation;Principalrequesting_principal;};RequestBody则按CDR规定的方式编码，它主要对方法调用的参数进行编码，如方法：doubleexample(inshortm,inoutPrincipalp);可表示成：structexample_body{shortm;//leftmostinorinoutparameterPrincipalp;//...totherightmost};3．GIOPTransportAssumptions:6主要规定在任何面向连接的网络传输层上的一些操作规则。如：Asymmetricalconnectionusage，Requestmultiplexing，Overlappingrequests，Connectionmanagement等。另外，因为CORBA是基于对象的，GIOP还需定义一套ObjectLocation的机制。GIOP因为是一种通用协议，所以不能直接使用。在不同的网络上需要有不同的实现。目前使用最广的便是Internet上的GIOP，称为IIOP（InternetInter-ORBProtocol）。IIOP基于TCP/IP协议。IIOP消息格式定义如下：moduleIIOP{//IDLextendedforversion1.1structVersion{octetmajor;octetminor;};structProfileBody_1_0{//renamedfromProfileBodyVersioniiop_version;stringhost;unsignedshortport;sequenc