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1 Introdução a Middleware: Visão do Programador de Aplicações Distribuídas Universidade Federal de Pernambuco Centro de Informática Recife - Pernambuco

2 Relembrando... Aplicação Middleware Aplicação Middleware Aplicação Middleware Aplicações distribuídas são construídas com o auxílio do middleware Middleware é uma camada de software localizada entre o sistema operacional e a aplicação Middleware é um software de comunicação

3 Motivação Quais são as alternativas de comunicação entre processos executando na mesma máquina ou máquinas diferentes? IPC tradicionais (e.g., pipe, socket, memória compartilhada, fila de mensagens, etc) Middleware

4 Antes de conhecermos os elementos que compõem o middleware, vamos ver como alguns funcionam (visão do programador)

5 Cenário em uma rede Local (LAN) LAN request Aplicação Serviço return Middleware Middleware. Lógica Física

6 Vamos começar com Socket socket não é middleware, mas pode ser usado para construir aplicação distribuída (haja disposição!) construir aplicação distribuída usando socket é equivalente a construir aplicações comuns usando assembly vamos assumir o uso do TCP

7 Socket (em C++) LAN request Cliente Servidor return Socket Socket Lógica Física

8 Socket (Unix) Cliente Socket

9 Socket (Unix) Cliente Socket Cliente / TCP... main(argc, argv) int argc; char **argv, r; { hp = gethostbyname (hostname);... sd = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0);... r = connect (sd,(struct sockaddr *) &pin, sizeof(pin));... r = send (sd, argv[1], strlen(argv[1]), 0);... r = recv (sd, dir, DIRSIZE, 0);... close (sd); Comunicação entre aplicações

10 Socket (Unix) Servidor / TCP... main() { sd = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0));... r = bind (sd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof(sin));... r = listen (sd, 5) == -1);... sd_current = accept (sd, (struct sockaddr *) &pin, &addrlen)); Servidor Socket r = recv (sd_current, dir, sizeof(dir), 0);... r = send (sd_current, dir, strlen(dir), 0);... close(sd_current); close(sd);... Comunicação entre aplicações

11 Fila de Mensagem (Unix) LAN Message Sender Receiver Socket Socket Lógica Física

12 Fila de Mensagem (Unix) Sender... int main(int argc, char* argv[]) { /* create a public message queue, with access only to the owning user. */ queue_id = msgget (QUEUE_ID, IPC_CREAT IPC_EXCL 0600); rc = msgsnd (queue_id, msg, strlen(msg->mtext)+1, 0);... Sender Socket

13 Fila de Mensagem (Unix) Receiver.. void main(int argc, char* argv[]) {... /* access the public message queue that the sender program created. */ queue_id = msgget (QUEUE_ID, 0);.. rc = msgrcv (queue_id, msg, MAX_MSG_SIZE+1, msg_type, 0);... Receiver Socket

14 Socket (em Java) LAN request Cliente Servidor JVM return JVM Lógica Física

15 Socket (em Java) Cliente JVM

16 Socket - Cliente import java.io.*; import java.net.*; class TCPClient { public static void main(string argv[]) throws Exception { String sentence, modifiedsentence; BufferedReader infromuser = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); Socket clientsocket = new Socket("hostname", 6789); DataOutputStream outtoserver = new DataOutputStream(clientSocket.getOutputStream()); BufferedReader infromserver = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream())); sentence = infromuser.readline(); outtoserver.writebytes(sentence + '\n'); modifiedsentence = infromserver.readline(); System.out.println( FROM SERVER: " + modifiedsentence); clientsocket.close();

17 Socket - Cliente import java.io.*; import java.net.*; class TCPClient { Socket clientsocket = new Socket("hostname", 6789); Cliente outtoserver.writebytes(sentence + '\n'); modifiedsentence = infromserver.readline(); JVM clientsocket.close();

18 Socket - Servidor import java.io.*; import java.net.*; class TCPServer { public static void main(string argv[]) throws Exception { String clientsentence; String capitalizedsentence; ServerSocket welcomesocket = new ServerSocket(6789); while(true) { Socket connectionsocket = welcomesocket.accept(); BufferedReader infromclient = new BufferedReader(new InputStreamReader(connectionSocket.getInputStream())); DataOutputStream outtoclient = new DataOutputStream (connectionsocket.getoutputstream()); clientsentence = infromclient.readline(); capitalizedsentence = clientsentence.touppercase() + '\n'; outtoclient.writebytes(capitalizedsentence);

19 Socket - Servidor import java.io.*; import java.net.*; class TCPServer { ServerSocket welcomesocket = new ServerSocket(6789); while(true) { Socket connectionsocket = welcomesocket.accept(); Servidor clientsentence = infromclient.readline(); capitalizedsentence = clientsentence.touppercase() + '\n'; outtoclient.writebytes(capitalizedsentence); JVM

20 Vamos deixar o mundo dos mecanismos de comunicação de baixo nível...

21 RPC (UNIX) LAN request Cliente Servidor return RPC RPC

22 RPC - Interface program FIRSTTRYPROG { version FIRSTTRYVERS { string FIRSTTRY(void) = 1; = 1; = 0x ; Servidor Este é o Procedimento que será invocado remotamente. Servidor RPC

23 RPC (UNIX) - Cliente main (int argc, char *argv[]) { CLIENT *cl; char **p; if (argc!= 2) { printf("usage: firstmain hostname\n"); exit(1); cl = clnt_create(argv[1],firsttryprog, FIRSTTRYVERS, "tcp"); if (cl == NULL) { clnt_pcreateerror(argv[1]); exit(1); Cliente RPC printf("getting ready to call firsttry\n"); p = firsttry_1(null,cl); printf("back from firsttry\n"); if (p == NULL) { clnt_perror(cl,argv[1]); exit(1); printf("returned string=%s\n",*p);

24 RPC (UNIX) - Servidor char **firsttry_1() { static char msg[256]; static char *p; printf("getting ready to return value\n"); strcpy(msg, "Hello world"); p = msg; printf("returning\n"); return(&p); Servidor RPC

25 No mundo Java, temos o RMI LAN RMI é um Middleware UpperCase RMI usa TCP Cliente Servidor Serviço JVM/RMI return JVM/RMI Lógica Física

26 RMI - Interface package hello; Servidor import java.rmi.remote; import java.rmi.remoteexception; public interface Hello extends Remote { String sayhello() throws RemoteException; HelloImpl JVM/RMI

27 RMI - Cliente package courses.middleware.rmi.hello; import java.rmi.naming; import java.rmi.remoteexception; public class HelloClient { public static void main (String[] argv) { try { Hello hello = (Hello) Naming.lookup ("/HelloServer"); System.out.println (hello.sayhello()); catch (Exception e) { System.out.println ("HelloClient exception: " + e);

28 RMI - Cliente rmiregistry package courses.middleware.rmi.hello; import java.rmi.naming; import java.rmi.remoteexception; public class HelloClient { Hello hello = (Hello) Naming.lookup ("/HelloServer"); System.out.println (hello.sayhello()); Cliente JVM/RMI Servidor

29 RMI - Servidor package hello;... public class HelloImpl extends UnicastRemoteObject implements Hello { public HelloImpl() throws RemoteException { super(); public String sayhello() { return "Hello World!"; public static void main(string args[]) { if (System.getSecurityManager() == null) { System.setSecurityManager(new RMISecurityManager()); try { HelloImpl obj = new HelloImpl(); Naming.rebind("//HelloServer", obj); System.out.println("HelloServer bound in registry"); catch (Exception e) { System.out.println("HelloImpl err: " + e.getmessage()); e.printstacktrace();

30 RMI - Servidor package hello;... public class HelloImpl extends UnicastRemoteObject implements Hello { Servidor rmiregistry public String sayhello() { return "Hello World!"; public static void main(string args[]) { HelloImpl Servidor Naming.rebind("//HelloServer", obj); JVM/RMI Cliente

31 RMI X Sockets mais facilidade na construção da aplicação distribuída com RMI não dá para perceber, mas o socket é mais rápido duas novidades no RMI especificação da Interface (java) serviço de nome ( rmiregistry ) RMI usa socket, mas isto fica invisível (lembra da transparência?) ao programador

32 RMI X Sockets (cont.) RMI usa TCP no RMI invoca-se explicitamente uma operação remota, no socket a operação remota ficou implícita no RMI precisa-se que o rmiregistry esteja funcionando no socket o host do servidor é informado ao cliente, no RMI o nome do serviço é informado ao cliente (transparência de localização)

33 Chegamos ao turbinado CORBA CORBA é uma especificação as implementações do CORBA usam TCP JDK implementa o CORBA (Sun) depois veremos mais detalhes do CORBA...

34 CORBA LAN request Cliente Servidor Serviço JVM/CORBA return JVM/CORBA Lógica Física

35 CORBA - Interface module HelloApp { interface Hello { string sayhello(); oneway void shutdown(); ; ; Servidor HelloApp JVM/CORBA

36 CORBA - Cliente import HelloApp.*; import org.omg.cosnaming.*; import org.omg.cosnaming.namingcontextpackage.*; import org.omg.corba.*; public class HelloClient { static Hello helloimpl; public static void main(string args[]) { String name = "Hello"; try{ ORB orb = ORB.init(args, null); org.omg.corba.object objref = orb.resolve_initial_references("nameservice"); NamingContextExt ncref = NamingContextExtHelper.narrow(objRef); helloimpl = HelloHelper.narrow(ncRef.resolve_str(name)); System.out.println(helloImpl.sayHello()); catch (Exception e) { System.out.println("ERROR : " + e) ; e.printstacktrace(system.out);

37 CORBA - Cliente orbd import HelloApp.*; import org.omg.cosnaming.*; import org.omg.cosnaming.namingcontextpackage.*; import org.omg.corba.*; public class HelloClient { static Hello helloimpl; public static void main(string args[]) { String name = "Hello"; try{ ORB orb = ORB.init(args, null); org.omg.corba.object objref = orb.resolve_initial_references("nameservice"); NamingContextExt ncref = NamingContextExtHelper.narrow(objRef); HelloClient helloimpl = HelloHelper.narrow(ncRef.resolve_str(name)); System.out.println(helloImpl.sayHello()); JVM/CORBA catch (Exception e) { System.out.println("ERROR : " + e) ; e.printstacktrace(system.out); Servidor

38 CORBA - Servidor class HelloImpl extends HelloPOA { private ORB orb; public String sayhello() { return "\nhello world!!\n"; public void shutdown() { orb.shutdown(false); public class HelloServer { public static void main(string args[]) { try{ ORB orb = ORB.init(args, null); // get POA rootpoa = POAHelper.narrow(orb.resolve_initial_references("RootPOA")); HelloImpl helloimpl = new HelloImpl(); org.omg.corba.object ref = rootpoa.servant_to_reference(helloimpl); Hello href = HelloHelper.narrow(ref); NamingContextExt ncref = NamingContextExtHelper.narrow(objRef); String name = "Hello"; NameComponent path[] = ncref.to_name( name ); ncref.rebind(path, href); orb.run(); catch (Exception e) { System.err.println("ERROR: " + e); e.printstacktrace(system.out); System.out.println("HelloServer Exiting...");

39 CORBA - Servidor class HelloImpl extends HelloPOA { private ORB orb; Servidor orbd public String sayhello() { return "\nhello world!!\n"; public void shutdown() { orb.shutdown(false); public class HelloServer { public static void main(string args[]) { HelloServer Servidor JVM/CORBA Cliente ncref.rebind(path, href); orb.run();

40 RMI X CORBA ambos fornecem facilidades para construção da aplicação distribuída não dá para perceber, mas o RMI é mais rápido não dá para perceber, mas o CORBA é muito mais complexo RMI e CORBA usam socket, mas isto fica invisível (lembra da transparência?) ao programador

41 RMI X CORBA (cont.) RMI e CORBA usam TCP não dá para perceber, mas no CORBA cliente e servidor podem ser construídos em linguagens diferentes (heterogeneidade) no RMI precisa-se que o rmiregistry estejam funcionando, no CORBA precisa-se que o serviço de nomes (orbd) esteja funcionando a interface no RMI é especificada em Java, a interface em CORBA é especificada em IDL

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