1. Broker in practica: Middleware
Tool Generare Proxy-uri
Biblioteca(API)+ Executabile
Application Developer

2. Exercitiu
Implementarea unui broker foarte simplu, de “jucarie” - Toy-ObjectRequestBroker
Se furnizeaza implementari pentru suportul de comunicare in retea la nivel de transport de octeti (ByteSender/Receiver sau Requester/Replyer)
Descarcati ByteCommunication.zip de pe pagina cursului si incercati exemplele !
Exemplul 1: ServerWithSR, ClientWithSR
Exemplul 2: ServerWithRR, ClientWithRR
Implementarea nu va folosi alte tehnologii de Middleware
Detalii cerinte => Tema 3 laborator

3. Cerinte ToyORB
Scopul ToyORB este sa ofere support dezvoltatorilor de aplicatii distribuite (precum o face, de exemplu, unul dintre “competitorii” sai, Java RMI)
ToyORB consta din:
O biblioteca oferita dezvoltatorului de aplicatii, care va fi utilizata pentru implementarea programelor client si server a aplicatiei (omologul lui java.Remote)
Un executabil tip server, Naming Service, care este necesar pentru deploymentul si rularea aplicatiilor dezvoltate peste ToyORB (omologul lui rmiregistry) . Pentru implementarea lui se poate folosi suportul dat in ByteCommunication
Optional, contine tool-uri sau implementeaza alte metode prin care degreveaza dezvoltatorul de aplicatii de sarcina scrierii manuale a proxy-urilor

4. Dezvoltarea unei aplicatii folosind ToyORB
1. Definire interfata obiect la distanta
INTERFACE
StockMarket
float get_price(Company)
2. Implementare obiect
4. Implementare Server
5. Implementare Client
StockMarketServer
StockMarketClient
StockMarketImpl
3. Generare Proxy
Scriere manuala in varianta simpl
3. Generare Proxy/
Scriere manuala in varianta simpla
6. Rulare aplicatie
StockMarket
ClientSide PROXY
StockMarket
ServerSide PROXY
Broker

5. Cerinte ToyORB (2)
Peste ToyORB, se vor dezvolta diverse aplicatii, una dintre ele poate fi de ex aplicatia StockMarket.
Codul sursa al unei aplicatii StockMarket, dezvoltata peste ToyORB, contine:
Interfata obiectului la distanta StockMarket.java
Implementarea obiectului la distanta StocMarketImpl.java
Implementarea programului client, StockMarketClient,java
Implementarea programului server, StockMarketServer.java
Implementarea StockMarketClientSideProxy.java (* in varianta standard a cerintelor, si aceasta clasa se scrie manual; in variantele extinse se implementeaza masuri astfel incat sa nu se scrie manual)
Implementarea StockMarketServerSideProxy.java (* in varianta standard a cerintelor, si aceasta clasa se scrie manual; in variantele extinse se implementeaza masuri astfel incat sa nu se scrie manual)

6. ToyORB - Pas1. Definire interfata
Se defineste interfata StockMarket, ca o interfata normala
Aceasta exporta operatia get_price:
Parametru: numele companiei cotate la bursa
Rezultat: valoarea actiunilor
public interface StockMarket {
float get_price (String Company) }
Fisier StockMarket.java

7. ToyORB - Pas 2. Implementare Obiect
Se implementeaza clasa StockMarketImpl, ca o clasa normala
Aceasta realizeaza operatia get_price
public class StockMarketImpl implements StockMarket {
public StockMarketImpl() {}
public float get_price(String company) {
float price=12345;
return price; }
Fisier StockMarketImpl.java

8. ToyORB - 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 toyORB.*;
public class StockMarketServer {
public static void main(String[] args) {
StockMarketImpl stockMarketImpl = new StockMarketImpl();
ToyORB.register("NASDAQ", stockMarketImpl ); }} }
Specific ToyORB:
ToyORB.register:
Obiectul StockMarket este inregistrat la Naming Service cu numele “Nasdaq”,
Se primeste de undeva nr portului la care va asculta serverul
Se creaza instant lui serverside proxy si se invoca metoda de start a acestuia
Fisier StockMarketServer.java

9. ToyORB - 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 toyORB.*;
public class StockMarketClient {
public static void main(String[] args) {
StockMarket market= (StockMarket) ToyORB.getObjectRef("NASDAQ");
float price=market.get_price("ABC SRL");
System.out.println("Price is "+price); }
Specific ToyORB:
ToyORB.getObjectReference
Se interogheaza Naming service pentru adresa serverului
se returneaza o referinta (o instanta a lui client side proxy de fapt) la obiectul server care a fost inregistrat ca “Nasdaq”
Fisier StockMarketClient.java

10. ToyORB - Pas 3. Versiunea 0: Scriere manuala proxy-uri
Cerinta standard: se vor implementa manual clasele:
StockMarketClientSideProxy.java
StockMarketSErverSideProxy.java
Se poate folosi suportul ByteCommunication (Requester-Replyer) in implementarea acestor clase

11. ToyORB – To Do Checklist pentru dezvoltarea aplicatiei StockMarket:
Cod sursa scris de programatorul aplicatiei Stockmarket:
StockMarket.java, StockMarketImpl.java, StockMarketServer.java, StockMarketClient.java
(**) StockMarketClientSideProxy.java, StockMarketServerSideProxy.java
Deployment Server:
StockMarket.class, StockMarketImpl.class, StockMarketServerSideProxy.class, StockMarketServer.class
Deployment Client:
StockMarket.class, StockMarketClientSideProxy.class, StockMarketClient.class

12. ToyORB - Pas 6. Rulare aplicatie
> start ToyORBNamingService
> start java StockMarketServer
> java StockMarketClient

13. ToyORB: Varianta 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

14. ToyORB: Varianta 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

15. ToyORB: Implementare Proxy-uri
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

16. ToyORB: suport pt servere mai complexe
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=(ComplexStockMarket) 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

17. ToyORB: Atentie la dependente !
ToyORB trebuie sa poata fi folosit pentru orice tip de aplicatii (StockMarket, ComplexStockMarket, InfoServer, MathServer, etc – si orice alt tip, necunoscut la momentul crearii ToyORB)
ToyORB nu poate sa depinda deloc de cod specific aplicatiilor !
Marshaller: trebuie sa poata transforma in bytes orice combinatie de parametrii
ToyORB.getObjectReference(String ServerName) trebuie sa poata sa creeze si returneze un obiect proxy client corespunzator tipului aplicatiei (StockMarketClientSideProxy, MathServerClientSideProxy, InfoServerClientSideProxy, etc), dar fara sa depinda de aceasta !
Posibila solutie: utilizarea Reflection pentru crearea obiectului de tipul corespunzator

18. Scenarii de localizare a serverelor
ToyORB.getObjectReference(“NASDAQ”);
StockMarketImpl
NASDAQ
StockMarketClient1
StockMarketImpl
NIKKEI
StockMarketClient2
ToyORB.getObjectReference(StockMarket);
InfoServerImpl
TimisInfo
ToyORB.getObjectReference(“TimisInfo”)
InfoClient1

19. Scenarii de localizare a serverelor
StockMarketImpl
NASDAQ
StockMarketClient1
StockMarketImpl
NIKKEI
StockMarketClient2
InfoServerImpl
TimisInfo
NamingService Address
, 1111
InfoClient1
NamingService
NASDAQ, StockMarket, ,1112
NIKKEI, StockMarket, ,1113
TimisInfo, InfoServer, ,1114

20. Scenarii de utilizare: Inregistrare Server
StockMarketImpl
NASDAQ
ToyORB.register
Requester
NamingService Address
, 1111
Inregistreaza NASDAQ de tip StockMarket
La adresa , 1112
Replyer
NamingService
NASDAQ, StockMarket, , 1112

21. Scenarii de utilizare: Serverul ready
StockMarketImpl
NASDAQ
StockMarketClient1
StockMarketServerProxy
Replyer
NamingService Address
, 1111
Replyer
NamingService
NASDAQ, StockMarket, , 1112

22. Scenarii de utilizare: getObjectReference
StockMarketImpl
NASDAQ
StockMarketClient1
StockMarketServerProxy
Replyer
ToyORB.getObjectRef
Requester
NamingService Address
, 1111
1112
Adresa NASDAQ ?
Replyer
NamingService
NASDAQ, StockMarket, , 1112

23. Scenarii de utilizare: s-a obtinut referinta
StockMarketImpl
NASDAQ
StockMarketClient1
StockMarketServerProxy
StockMarketClientProxy
Replyer
Requester
NamingService Address
, 1111
Replyer
NamingService
NASDAQ, StockMarket, , 1112

24. ToyORB: Implementare NamingService
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

25. Scopul unui ORB
Un Object Request Broker este o infrastructura pentru dezvoltarea de aplicatii distribuite:
Se refoloseste ca infrastructura in MULTE aplicatii DIFERITE, NECUNOSCUTE dezvoltatorului sau!
Consecinte:
Esential: ORB NU poate depinde in nici un fel de cod specific acestor aplicatii
Pentru cresterea “usability”: este de dorit ca Broker-ul sa sprijine dezvoltatorul de aplicatii si in problema scrierii proxy-urilor
Tool-uri pentru generarea automata a proxy-urilor

26. ToyORB: Generarea automata a proxy-urilor
Punct de start: scrieti manual proxy-urile pentru cel putin 2 aplicatii diferite, pentru a identifica un Template comun

27. ToyORB: Implementare Proxy-uri StockMarket
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

28. ToyORB: Template-uri pentru proxy: Client Side Proxy
Se presupune un server cu interfata ServiceX
ServiceXClientSideProxy:
Class ServiceXClientSideProxy implements ServiceX
Fiecare operatie definita in interfata ServiceX este implementata in felul urmator:
Creaza mesajul (marshal): numele operatiei, (numarul si tipurile parametrilor), valorile parametrilor
Deliver_and_wait_feedback
Extrage din mesajul de raspuns valoarea rezultatului (conform tipului returnat de operatie) si o returneaza

29. ToyORB: Generare Client Side Proxy
ServiceXClientSideProxy este o clasa care implementeaza interfata ServiceX, deci depinde de aplicatie !
Pentru a genera Client Side Proxy:
Varianta1 (general aplicabila): tipul ServiceX este cunoscut de dinainte, Codul pentru ServiceXClientSideProxy este generat in faza de design cu ajutorul unui tool si este instalat pe calculatorul clientului (Exemple: CORBA, RMI in java < 1.5)
Tool-ul de generare ia ca input descrierea interfetei ServiceX si genereaza cod sursa care apoi e compilat
Varianta 2 (pentru tehnologii care suporta forme de run time code generation - dynamic proxy): codul clasei ServiceXClientSideProxy este generat automat la runtime (nu trebuie utilizate tool-uri de generare in faza de design), (Exemple: RMI in java dupa1.5 si .NET Remoting)

30. ToyORB: Template-uri pentru proxy: Server Side Proxy
Se presupune un server cu interfata ServiceX
ServiceXServerSideProxy:
Class ServiceXServerSideProxy:
are o referinta la obiectul server ServerXImpl
Contine “server-loop” (while (true) receive_transform_sendfeedback)
Class ServiceXServerTransformer implements ServerTransformer
Primeste referinta la obiectul server ServerXImpl
Extrage din mesajul primit (unmarshal) numele operatiei si valorile parametrilor
Invoca operatia pe obiectul server
Varianta 1: secventa de cod de tip “switch-case” (Java 1.1, CORBA)
Varianta 2: prin Reflection -> nu mai depinde de tipul ServiceX -> devine un ServerSideProxy generic (Java 1.2, .NET)
Creaza mesajul de raspuns(marshal) cu rezultatul invocarii operatiei

31. ToyORB: Generare Server Side Proxy
Clasa ServiceXServerTransformer este cea care depinde de aplicatie in masura in care trebuie sa cunoasca metodele din interfata remote
Varianta1 (general aplicabila): se genereaza cod sursa pentru aceasta clasa, care va contine o secventa de cod de tip “switch-case” cu cate un caz ptr fiecare operatie posibila
Varianta2 (aplicabila daca limbajul in care e implementat obiectul server suporta reflection): exista o clasa unica, generala, valabila ptr orice aplicatie, care inlocuieste swich-case-ul cu invocarea operatiei corespunzatoare prin reflection