1. Broker
[POSA]-Fig/P.107

2. Brokerul rezolva o cerere Client-Server
[POSA]-Fig/P.109

3. Variante de Broker Indirect Broker: Direct Broker:
realizeaza o comunicatie indirecta intre client si server: orice comunicatie intre client si server este transmisa prin intermediul Broker-ului
Corespunde cu varianta prezentata in scenariul general din diagrama de colaborari anterioara
Direct Broker:
Clientul poate comunica direct cu Server-ul, dupa ce conexiunea a fost realizata prin intermediul Broker => creste eficienta comunicatiei
Operatiile descrise in diagrama anterioara raman valabile ca principiu si secventa dar sunt rearondate intre Proxy-uri si Broker: Proxy-urile vor prelua operatiile forward_request si forward_response de la Broker

4. Implementari de referinta ale arhitecturii Broker
Middleware care implementeaza tiparul Broker:
CORBA: Common Object Request Broker Architecture. Arhitectura de referinta elaborata de OMG (Object Management Group)
Diverse implementari, comerciale sau open
RMI: Java Remote Method Invocation - Sun
.NET Remoting - Microsoft

5. Arhitectura RMI Server Client implements Remote Interface Remote
Object
uses
implements
Stub
(ClientSide Proxy)
Skeleton
(ServerSide Proxy)
Remote Reference
Layer
Transport
Layer

6. ORB (Object Request Broker)
Arhitectura CORBA
Server
Client
Remote
Interface
IDL
Remote
Object
Dynamic
Invocation
Interface
IDL Stub
(ClientSide
Proxy)
IDL Skeleton
(ServerSide
Proxy)
Object
Adapter
ORB
Interface
Implem
Repository
Interface
Repository
ORB (Object Request Broker)

7. .NET Remoting Architecture
Server
Client
Remote
Interface
Remote
Object
TransparentProxy
RealProxy
Remoting system
Remoting system
Channel

8. Exemplu
Aplicatie distribuita simpla: realizarea unui sistem StockMarket, care poate fi interogat de la distanta asupra valorii curente a actiunilor unor companii specificate
Middleware (Broker) utilizat - 3 variante:
CORBA
RMI
.NET Remoting
Se compara:
Suportul oferit de cele 3 implementari de Broker pentru dezvoltarea unei aplicatii distribuite simple
Pasii necesari pentru realizarea aplicatiei
Exemplul ajuta la intelegerea functionarii unui Broker in general

9. Pasi de dezvoltare ai aplicatiei
1. Definire interfata obiect la distanta
INTERFACE
StockMarket
float get_price(Company)
2. Implementare obiect
4. Implementare Server
5. Implementare Client
StockMarketServer
StockMarketClient
StockMarketImpl
6. Rulare aplicatie
3. Generare Proxy
3. Generare Proxy
StockMarket
ClientSide PROXY
StockMarket
ServerSide PROXY
Broker

10. RMI - Pas1. Definire interfata
Se defineste interfata StockMarket
Aceasta exporta operatia get_price:
Parametru: numele companiei cotate la bursa
Rezultat: valoarea actiunilor
package SimpleStocks;
import java.rmi.*;
public interface StockMarket
extends java.rmi.Remote {
float get_price (String Company) throws
RemoteException; }
Specific RMI:
Interfata trebuie sa extinda java.rmi.Remote
Metodele trebuie sa poata genera exceptii RemoteException
Fisier StockMarket.java

11. RMI - Pas 2. Implementare Obiect
Se implementeaza clasa StockMarketImpl
Aceasta realizeaza operatia get_price
import java.rmi.*;
import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;
public class StockMarketImpl
extends UnicastRemoteObject
implements StockMarket {
public StockMarketImpl() throws RemoteException {}
public float get_price(String company) {
float price=12345;
return price; }
Specific RMI:
Implementarea trebuie sa extinda UnicastRemoteObject
Fisier StockMarketImpl.java

12. RMI - Pas 3. Generare Proxy-uri
RMI Stub/Skeleton
Se genereaza automat din implementarea obiectului server
>rmic StockMarketImpl.java
Rezulta clase pentru stub-uri: StockMarketImpl_Stub.class

13. RMI - Pas 4. Implementare Server
Se implementeaza un program StockMarketServer, care creaza un obiect de tip StockMarket, ce poate fi accesat de la distanta
Obiectul creat este inregistrat sub numele “NASDAQ”
import java.rmi.*;
import SimpleStocks.*;
public class StockMarketServer {
public static void main(String[] args) {
try {
StockMarketImpl stockMarketImpl = new StockMarketImpl();
Naming.rebind("NASDAQ", stockMarketImpl );
} catch (Exception e) {} }
Specific RMI:
Naming
Fisier StockMarketServer.java

14. RMI - Pas 5. Implementare Client
Se implementeaza un program StockMarketClient, care acceseaza un obiect de tip StockMarket aflat la distanta, si invoca operatia get_price pentru un nume de companie
Prin intermediul Broker se localizeaza obiectul cu numele “NASDAQ”
import java.rmi.*;
import SimpleStocks.*;
public class StockMarketClient {
public static void main(String[] args) {
try {
StockMarket market= (StockMarket) Naming.lookup("rmi://localhost/NASDAQ");
float price=market.get_price("ABC SRL");
System.out.println("Price is "+price);
} catch (Exception e) {
System.out.println("Exception !");} }
Specific RMI:
Naming.lookup
Fisier StockMarketClient.java

15. RMI - Pas 6. Rulare aplicatie
RMI Registry = non-persistent Naming Service
> start rmiregistry
> [start rmid]
> start java StockMarketServer
> start java StockMarketClient
RMI Activation Daemon
(nu e necesar pentru exemplu)
Codul aplicatiei exemplu poate fi download-ad de pe pagina cursului,
de la sectiunea de exemple de cod pentru cursul c4: RMI_StockMarket

16. CORBA - Pas1. Definire interfata
module SimpleStocks {
interface StockMarket {
float get_price(in string Company); };
Se defineste interfata StockMarket
Aceasta exporta operatia get_price:
Parametru: numele companiei cotate la bursa
Rezultat: valoarea actiunilor
Specific CORBA:
Interfata se defineste intr-un limbaj neutru, CORBA IDL
Fisier StockMarket.idl

17. CORBA - Pas 2. Generare Proxy-uri
CORBA IDL Stub/Skeleton
Se genereaza automat din definitia interfetei IDL
> idl2java StockMarket.idl
Rezulta clasele/fisierele:
Client Stub: _st_StockMarket.java
Server Stub: _StockMarketImplBase.java

18. CORBA - Pas 3. Implementare Obiect
Se implementeaza clasa StockMarketImpl
Aceasta realizeaza operatia get_price
import org.omg.CORBA.*;
import SimpleStocks.*;
public class StockMarketImpl extends _StockMarketImplBase {
public float get_price(in string company) {
float price=12345;
return price; }
public StockMarketImpl (String name) {
super(name);
Specific CORBA:
Un obiect accesibil la distanta trebuie sa extinda o clasa proxy generata automat din descrierea interfetei
Fisier StockMarketImpl.java

19. CORBA - Pas 4. Implementare Server
import org.omg.CORBA.*;
Import SimpleStocks.*;
public class StockMarketServer {
public static void main(String[] args) {
try {
ORB orb=ORB.init();
BOA boa=orb.BOA_init();
StockMarketImpl stockMarketImpl=
new StockMarketImpl(“NASDAQ”);
boa.obj_is_ready(stockMarketImpl);
boa. Impl_is_ready();
} catch (Exception e) {} }
Se implementeaza un program StockMarketServer, care creaza un obiect de tip StockMarketImpl, ce poate fi accesat de la distanta
Obiectul creat este inregistrat sub numele “NASDAQ”
Specific CORBA:
ORB
BOA
Fisier StockMarketServer.java

20. CORBA - Pas 5. Implementare Client
import org.omg.CORBA.*;
import SimpleStocks.*;
public class StockMarketClient {
public static void main(String[] args) {
try {
ORB orb=ORB.init();
StockMarket market= StockMarketHelper.bind(orb, “NASDAQ”);
market.get_price(“ABC SRL”);
} catch (Exception e) {} }
Se implementeaza un program StockMarketClient, care acceseaza un obiect de tip StockMarket aflat la distanta, si invoca operatia get_price pentru un nume de companie
Prin intermediul Broker se localizeaza obiectul cu numele “NASDAQ”
Specific CORBA:
ORB
StockMarketHelper = proxy generat
Fisier StockMarketClient.java

21. CORBA - Pas 6. Rulare aplicatie
Location service
(numele OSAgent e specific unei anumite implementari CORBA)
> start osagent
start java StockMarketServer
start java StockMarketClient

22. .NET – Pas 1. Definire Interfata Remote
public interface StockMarket {
float get_price(string company); }
Fisier StockMarket.cs
Se defineste interfata StockMarket
Aceasta exporta operatia get_price:
Parametru: numele companiei cotate la bursa
Rezultat: valoarea actiunilor
Specific .NET:
Interfata nu contine nimic special
Nu este neaparat nevoie sa fie definita o interfata

23. .NET – Pas 2. Definire Obiect Remote
using System;
public class StockMarketImpl : MarshalByRefObject, StockMarket{
public float get_price(string company){
return 12345; }
Fisier StockMarketImpl.cs
Se implementeaza clasa StockMarketImpl
Aceasta realizeaza operatia get_price
Specific .NET:
Obiectul accesibil la distanta trebuie sa extinda MarshalByRefObject

24. .NET – Pas 3. Implementare Server
Se implementeaza un program StockMarketServer, care creaza un obiect de tip StockMarket, ce poate fi accesat de la distanta
Obiectul creat este inregistrat sub numele “NASDAQ”
using System;
using System.Runtime.Remoting;
using System.Runtime.Remoting.Channels;
using System.Runtime.Remoting.Channels.Tcp;
public class StockMarketServer{
public static void Main(){
StockMarketImpl myStockMarket =
new StockMarketImpl();
TcpChannel m_TcpChan =
new TcpChannel(9999);
ChannelServices.
RegisterChannel(m_TcpChan);
RemotingServices.Marshal(
myStockMarket, "NASDAQ");
System.Console.WriteLine(
"Listening for requests. Press ENTER to quit");
System.Console.ReadLine(); }
Specific .NET:
ChannelServices
RemotingServices
Fisier StockMarketServer.cs

25. .NET – Pas 4. Implementare Client
Se implementeaza un program StockMarketClient, care acceseaza un obiect de tip StockMarket aflat la distanta, si invoca operatia get_price pentru un nume de companie
Prin intermediul Broker se localizeaza obiectul cu numele “NASDAQ”
using System;
using System.Runtime.Remoting;
using System.Runtime.Remoting.Channels;
using System.Runtime.Remoting.Channels.Tcp;
public class Client{
public static void Main(){
TcpChannel tcpChan = new TcpChannel();
ChannelServices.RegisterChannel(tcpChan);
StockMarket stockMarket = (StockMarket)
Activator.GetObject(typeof(StockMarket), "tcp://localhost:9999/NASDAQ");
Console.WriteLine(stockMarket.get_price(
"abc SRL")); }
Specific .NET:
ChannelServices
Activator.GetObject
Fisier StockMarketClient.cs

26. .NET - Pas 5. Rulare aplicatie
> Presupunand ca Windows si .NET Framework este instalat:
start StockMarketServer
start StockMarketClient
Codul aplicatiei exemplu poate fi download-ad de pe pagina cursului,
de la sectiunea de exemple de cod pentru cursul c4: .NET Remoting StockMarket

27. .NET - Pas 6. Creare Proxy
Crearea de Proxy este total transparenta pentru developer-ul de aplicatii
Proxy se creaza automat de catre .NET Framework in timpul executiei cand un client activeaza un obiect la distanta.

28. Alte facilitati oferite de Middleware
Exemplul anterior ilustreaza doar facilitatile elementare oferite de un Broker:
Inregistrarea unui serviciu la Broker
Localizarea unui serviciu prin Broker
Obtinerea unei referinte la un obiect la distanta
In functie de fiecare tehnologie, se mai poate oferi suport si pentru unele din urmatoarele:
Invocare dinamica
Livrare dinamica
Transferul obiectelor (inclusiv remote objects) ca parametri la serviciile la distanta – prin valoare sau referinta
Activarea unui obiect la distanta
Concurenta in interiorul obiectelor server
Securitate
Garbage collection pentru obiectele la distanta
Interoperabilitatea intre clienti si servere din limbaje diferite
Bridge cu alte tehnologii de Middleware

29. Exercitiu Implementarea unui Broker simplu ToyORB
Se furnizeaza o implementare pentru Forwarder-Receiver (Requestor/Replyer)
Implementarea nu va folosi alte tehnologii de Middleware
Detalii cerinte => Tema 3 laborator

30. Exercitiu: ToyORB: un client
Este de dorit ca utilizand ToyORB, StockMarketClient:main sa constea in principiu in urmatoarele:
StockMarket objRef=(StockMarketClientProxy) ToyORB.getObjectReference(“NASDAQ”);
float price=objRef.get_price(“ABC SRL”);
Cauta adresa unui obiect inregistrat sub numele NASDAQ
Creaza si returneaza un obiect de tip StockMarketClientSideProxy
StockMarketClientSideProxy. get_price trimite catre StockMarketServerSideProxy parametrul operatiei (numele companiei cotate la bursa) si receptioneaza rezultatul (pretul curent)
Reprezinta operatia
send_request din
Patternul Broker
asa cum e definit in
POSA/Fig.pg.109

31. Exercitiu: ToyORB: un server
Este de dorit ca utilizand ToyORB, StockMarketServer:main sa constea in principiu in urmatoarele:
StockMarket obj=new StockMarketImpl
ToyORB.register (obj, StockMarket, “NASDAQ”);
Inregistreaza obj creat, care implementeaza serviciul StockMarket si are numele NASDAQ
Creaza un obiect de tip StockMarketServerProxy care intra in asteptarea cererilor de la clienti

32. Exercitiu: ToyORB: Forwarder-Receiver
2 canale de comunicatie diferite, unul pentru transmis parametri,
unul pentru transmiterea rezultatului
StockMarket
ClientProxy
deliver ( marshal ( “ABC SRL” ) unmarshal ) receive
StockMarket
ServerProxy F R
receive ( unmarshal ( ) marshal ) deliver R F
ToyORB
NamingService
Dezavantaj:
tiparul F-R presupune participanti cu statut egal => ar trebui ca si clientii sa se inregistreze (sau ORB sa le asigneze un nr de port in mod transparent)
Config.db
“StockMarketClient”: IP, Port
“NASDAQ”: IP, Port

33. Adaptarea Forwarder-Receiver in Requester-Replyer
StockMarket
ClientProxy
StockMarket
ServerProxy
Marshaller
Marshaller
deliver_and_wait_feedback
Replyer
Requester
receive_transform_and_send_feedback
ToyORB
NamingService
deliver_and_wait_feedback: deliver cererea urmata de receptia rezultatului pe acelasi canal de comunicatie (socket)
receive_transform_and_send_feedback: receive cererea urmata de transmiterea rezultatului pe acelasi canal de comunicatie
Config.db
“NASDAQ”: IP, Port

34. Exemplu: ToyORB: Requester-Replyer
call_service
send_request
StockMarketServerSideProxy:
Are un Replyer r
Il cunoaste pe StockMarketImpl s
Are un Transformer t : primeste un sir de octeti si returneaza sirul de octeti transformat
Pentru a realiza operatia get_price de ori de cate ori este solicitat:
While (true) r.receive_transform_and_send_feedback(t(s));
Receptioneaza sirul de octeti reprezentand parametrii, t(s) il transforma in sir de octeti de tip rezultat, care vor fi transmisi inapoi la client
ServerTransformer:
Are un Marshaller m
Pentru a rezolva transformarea:
cu ajutorul lui m – unmarshal, reconstruieste parametri de intrare (numele companiei)
Apeleaza operatia de la StockMarketImpl s si obtine rezultatul
Cu ajutorul lui m - marshal, transforma rezultatul (pretul) in sir de octeti
StockMarketClientSideProxy:
Are un Requestor r
Are un Marshaller m
Pentru a rezolva operatia get_price:
Cu ajutorul lui m – marshal, transforma parametri de intrare(numele companiei) intr-un sir de octeti
Cu ajutorul lui r - deliver_and_wait_feedback, transmite catre ServerSideProxy sirul de octeti parametru si receptioneaza un sir de octeti reprezentand rezultatul
Cu ajutorul lui m - unmarshal, transforma sirul de octeti obtinut in valoarea rezultatului (pretul)
pack_data
forward_
request
forward_
response
unpack_data
unpack_data
Cu text rosu italics sunt
identificate operatiile
prin numele cu care apar in
Pattern-ul Broker
run_service
pack_data

35. Exemplu: Implementarea Requester-Replyer
Implementarea unor clase Requester si Replyer este data si poate fi folosita ca atare sau cu modificari pentru realizarea ToyORB
Implementarea este disponibila pentru download in pagina cursului la sectiunea exemple de cod de la c4 -> fisierul RR.jsl
public interface Address { … }
public class Requestor {
public Requestor(String myName) { … }
public byte[] deliver_and_wait_feedback(Address theDest, byte[] data) { …}
public interface ByteStreamTransformer {
public byte[] transform(byte[] in) { …}
public class Replyer {
public Replyer(String myName, Address myAddr) {…}
public void receive_transform_and_send_feedback(ByteStreamTransformer t) { …}

36. Exemplu: ToyORB: un server mai complex
Este de dorit ca sa se poata accesa la distanta si obiecte care implementeaza interfete mai complexe (cu mai multe operatii).
De exemplu:
public interface ComplexStockMarket {
float get_price (String Company);
String whois_highest_today();
String whois_lowest_today(); }
In acest caz, un client va putea accesa serviciile la distanta in felul urmator:
ComplexStockMarket objRef=(ComplexStockMarketClientProxy) ToyORB.getObjectReference(“NASDAQ”);
float price=objRef.get_price(“ABC SRL”);
String junk=objRef.whois_lowest_today();
Pentru aceasta, ClientSideProxy trebuie sa includa in sirul de octeti produs la operatia marshal si informatia referitoare la ce operatie s-a cerut. ServerSideProxy va deduce in operatia unmarshal despre ce operatie este vorba

37. Exemplu: Scenarii de localizare a serverelor
ToyORB.getObjectReference(“NASDAQ”);
StockMarketImpl
NASDAQ
StockMarketClient1
StockMarketImpl
NIKKEI
StockMarketClient2
StockMarketImpl
BVB
ToyORB.getObjectReference(StockMarket);

38. Exemplu: ToyORB: un NamingService complex
NamingService mai complex (Trader):
Localizarea unui obiect la distanta se face dupa numele sau (“NASDAQ”)
Localizarea unui obiect la distanta se face dupa descrierea serviciului pe care il furnizeaza (StockMarket) -> se obtine o referinta spre unul din obiectele inregistrate ca furnizand acest serviciu
Implementarea NamingService: sub forma de server care are o adresa fixa cunoscuta de catre ToyORB
ToyORB:getObjectReference
ToyORB:register
Interactioneaza fiecare cu
NamingService
dupa tiparul Requester-Replyer

39. Exemplu: ToyORB: activarea obiectului remote
In exemplul StockMarket discutat pana acum, utilizatorul middleware-ului ToyORB are sarcinile:
Sa implementeze remote object – StockMarketImpl
Sa implementeze un program server care creaza remote object si sa lanseze in executie acest program - StockMarketServer
Sa implementeze programe client care utilizeaza remote interface StockMarket – StockMarketClient
Alternativa la pct. 2 : ToyORB creaza si activeaza un remote object la cererea unui client!
Exemplu:
Interface Incrementer {
int increment(int nr); }
IncrementerImpl nu are informatii de stare; Un obiect IncrementerImpl poate fi creat automat de ORB in momentul in care un client solicita acest lucru.

40. Pasi de realizare a unei arhitecturi Broker
Alegerea unui object model
Alegerea suportului pentru interoperabilitatea intre componente: IDL sau format binar comun
Specificarea unui API al Broker pentru colaborarea cu clientii si serverele
Utilizarea Proxy pentru ascunderea detaliilor fata de clienti sau servere
Proiectarea componentei Broker
Alegerea protocolului intern de interactiune
Definirea maparii structurilor de un nivel mai inalt de abstractizare pe protocolul intern
Alegerea variantei de comunicare: Direct Broker vs Indirect Broker
Name Service
Daca alegem sa suporte invocarea dinamica: componenta care mentine informatii despre tipurile serverelor existente
Realizare tool-uri de generare de proxy-uri pentru o interfata data