Objetos Distribuídos
Nazareno Andrade
O Problema

Orientação a objetos é um paradigma poderoso


Porque distribuir os objetos:




Modularidade, extensibilidade, manutenibilidade
Localidade dos objetos
Tolerância a falhas
Performance
Como estender o modelo OO para sistemas
distribuídos?

Referências, invocações de métodos, erros, ...
O Modelo
local
remote
invocation
B
A

C
local E
invocation
invocation
local
invocation
D
remote
invocation
Um Objeto Remoto é aquele que
pode receber uma invocação remota
(RMI)


Referências remotas
Interfaces remotas
F
Referências e Interfaces Remotas

Referências remotas



Identificador único para um
objeto no sistema
distribuído
Transparência de localidade
para o cliente
Interfaces remotas


Definem os métodos de um
objeto que podem receber
invocações remotas
Linguagem de definição de
interface (IDL)
C
Interface
m1 remota
m2
A
m1
m2
m3
L
Semântica de Invocações remotas


Invocações locais são executadas
exatamente uma vez
Isso não é possível em Objetos
Distribuídos


Falhas
Outras semânticas: talvez, pelo menos
uma vez, no máximo uma vez
Mais sobre semânticas
Mecanismo de tolerância a falhas
Retransmissão
de request
Filtro de
duplicatas
Re-execução
do método ou
retransmissão
do reply
Não
---
---
Sim
Não
Re-execução
do método
Sim
Sim
Retransmissão
do reply
Semântica
Mais sobre semânticas
Mecanismo de tolerância a falhas
Semântica
Retransmissão
de request
Filtro de
duplicatas
Re-execução
do método ou
retransmissão
do reply
Não
---
---
Talvez
Sim
Não
Re-execução
do método
No mínimo
uma vez
Sim
Sim
Retransmissão
do reply
No máximo
uma vez
RMI e transparência

100% de transparência é impossível



Falhas de comunicação
RMIs possuem exceções intrínsecas
Transparência pode não ser
desejada


Explorar diferentes semânticas
Cancelamento de requisições
Um exemplo: Quadro negro distribuído

Clientes compartilham um quadro negro


Todos podem adicionar e modificar figuras
Todos se mantém atualizados via polling
createShape,
getAllShapes
DrBd
Cliente
getState,
setState

shape
shape
DrawingBoard, Shape e GraphicalObject
Tecnologias

Java RMI



.Net remoting



Java apenas
Integração com a linguagem
Solução proprietária da Microsoft
Integrada com a linguagem
CORBA


Independente de linguagem
Diferentes implementações
Exemplo: Java RMI
import java.rmi.*;
public interface DrawingBoard extends Remote {
Shape createShape(GraphicalObject g) throws RemoteException;
}
List getAllShapes() throws RemoteException;
public interface Shape extends Remote {
GraphicalObject getState() throws RemoteException;
}
void setState(GraphicalObject g) throws RemoteException
public class DrawingBoardServer extends UnicastRemoteObject
implements DrawingBoard {...}
Exemplo: CORBA
interface DrawingBoard {
Shape createShape(in GraphicalObject g);
All getAllShapes();
}
Typedef sequence<Shape, 100> All;
interface Shape {
GraphicalObject getState();
void setState(in GraphicalObject g)
}
struct GraphicalObject { ... }
Serialização x Referência Remota


Objetos não-remotos são passados
por cópia
Objetos remotos têm uma
referência remota passada
getAllShapes
Ref remota
para shape
GraphicalObject
Cliente
setState
referência
remota
DrBd
shape
cópia
serializada
Até agora...







Porque Objetos Distribuídos
Conceitos Básicos
Tecnologia
Exemplo
Arquitetura de um sistema de Objetos
Distribuídos
Limitações e alternativas
Conclusões
Arquitetura de um Sistema de Objetos
Distribuídos
cliente
C
servidor
Proxy p/ B
Request
B
Módulo de
Ref. remota
Skeleton e
Dispatcher da
classe de B
Reply
Módulo de
comunicação
• Implementa interface remota
• Torna o RMI transparente
• Serializa requests e
desserializa replys
• Cria referências remotas e
locais envolvidas no RMI
Módulo de
comunicação
• Implementa o
protocolo de reply
response
Dispatcher:
• Recebe msgs do módulo
de comunicação e invoca
o skeleton apropriado
S
Módulo de
Ref. remota
Skeleton:
• Implementa métodos da
interface remota
• Desserializa requests e
serializa replys
Binder


Objetos precisam
descobrir referências
remotas
O binder mapeia nomes
para referências remotas



Binder
bind(), rebind(),
unbind()
O binder precisa rodar
em um nome bem
conhecido
CORBA Naming Service
e RMIregistry
Nome
Nome
DrawingBd
Object2
Ref
Ref
refToDrBd
refToObj2
Object2
redToObj2
lookup
bind
C
Proxy
DrBd
Um exemplo funcional, cliente
public class Client {
public void main(String args[]){
DrawingBoard db = null;
try{
// o servidor se registrou com WELLKNOWN_NAME
db = (DrawingBoard)
Naming.lookup(WELLKNOWN_NAME);
}catch(Exception e){
// Esta exceção pode ser Remote, Malformed ou
// NotBoundException
System.err.println(“Could not lookup server. Reason: ”
+ e.getMessage());
System.exit(1);
}
…
//continua
Exemplo funcional, cliente
…
// ainda dentro do main()
try{
List allShapes = db.getAllShapes();
Iterator it = allShapes.iterator();
while(it.hasNext()){
Shape s = (Shape) it.next();
display(s.getState());
}
}catch(RemoteException e){
System.err.println(“comm. error:” +
e.getMessage());
}
} // main
} // class
public class DrawingBoardServer {
public static void main(String args[]){
System.setSecurityManager(new
RMISecurityManager());
try{
DrawingBoard db = new DrawingBoard();
Naming.rebind(“Drawing Board XPTO", db);
System.out.println(“DB server ready");
}
}
}catch(Exception e) { ... }
public class DrawingBoardImpl extends UnicastRemoteObject
implements DrawingBoard{
private List<Shape> theList;
public Shape newShape(GraphicalObject g) throws
RemoteException{
version++;
Shape s = new ShapeImpl(g);
theList.addElement(s);
return s;
}
public Vector getAllShapes()throws RemoteException{
return theList;
}
}
public class GraphicalObject
implements Serializable{
…
}
Mais questões práticas

E se queremos adicionar novas classes
que implementam Shape no sistema?

Como os objetos não-remotos são
passados?

E se queremos adicionar novas classes
que extendem GraphicalObject?


De onde os clientes obterão o código?
E se o código não for em apenas uma
linguagem?
Outras questões

Garbage collection distribuído



Threads no servidor


Coordenação entre cliente e servidor, detecção
de falhas
Uma alternativa são leases
Multithreading precisa ser tratado pelo
programador
Activation service

Redução do custo de manter serviços rodando
Limitações de Objetos Distribuídos

Invocações de métodos são síncronas



Componentes são fortemente acoplados


Escalabilidade
Conexão intermitente
Extensibilidade
Alternativas:



RMI assíncrono (conexão intermitente)
Sistemas baseados em eventos
(escalabilidade, extensibilidade)
Arquiteturas orientadas a serviços (todos os
pontos)
RMI assíncrono

A partir de CORBA 2.3
Implementado no lado cliente

Callback



Cliente informa objeto que receberá
resposta
Polling

Cliente recebe um handle para
requisitar resposta mais tarde
RMI vs. Mensagens





RMI é uma boa idéia para um
cliente-servidor simples?
E em um sistema de transferência
de arquivos?
E em um sistema onde posso ter
milhões de clientes?
E quando quero desempenho?
E quando quero desenvolver rápido?
Sumário


Objetos distribuídos oferecem abstrações
poderosas para o programador
Transparência total é impossível


O programador pode ou deve lidar com
outros serviços


Falhas
Ex.: descoberta e ativação
Limitações do paradigma e alternativas
Para mais

Sobre objetos distribuídos

Distributed Systems Concepts and Design,
Coulouris, Dollimore e Kindberg



Objetos Distribuídos x Serviços


Estudos de caso com Java RMI e Corba
Mais sobre Sistemas baseados em eventos
Web Services are not Distributed Objects, Vogel,
IEEE Computing ou no blog dele
.Net Remoting

.Net Remoting, Strawmyer
(http://www.developer.com/net/cplus/article.php/1
479761)
Exemplo .Net Remoting: 1
using
using
using
using
System;
System.Runtime.Remoting;
System.Runtime.Remoting.Channels;
System.Runtime.Remoting.Channels.Tcp;
namespace CodeGuru.Remoting {
public class SampleObject : MarshalByRefObject{
public SampleObject() { }
public string HelloWorld() {
return "Hello World!";
}
}
}
Exemplo .Net Remoting: 2
public class SampleServer {
public static int Main(string [] args) {
TcpChannel channel = new
TcpChannel(8080);
ChannelServices.RegisterChannel(channel);
RemotingConfiguration.RegisterWellKnownSer
viceType( typeof(SampleObject), "HelloWorld",
WellKnownObjectMode.SingleCall );
System.Console.WriteLine("Press the enter
key to exit...");
System.Console.ReadLine();
return 0;
}
}