高级软件工程02（CORBA概述）

nullnull3、CORBA 概述 公共对象请求代理体系结构（CORBA）的目的是 集成大量不同的对象系统。 内容： （1）对象请求代理结构 概念 （2）ORB实现的方式 （3）客户的结构 （4）对象实现的结构 （5）对象适配器的结构 （6）一个请求的完整过程 例子CORBA 概述结构例子 : Grid ObjectCORBA 概述例子 : Grid ObjectGrid objectserver123581321345589144233width height get(row,col) set(row,col,value)clientnullCORBA 概述客户 是 希望在对象上执行操作的实体 对象实现 是 实现对象的代码和数据 ORB 负责 组成请求的数据的通讯 查找请求所需对象实现的机制 准备接收请求的对象实现 （1） 对象请求代理的结构客户如何通过ORB向对象实现发出请求nullCORBA 概述对象请求代理的结构nullCORBA 概述客户利用存根或者DII发出请求nullCORBA 概述对象实现通过Skeleton或者DSI接收请求nullCORBA 概述接口池与实现池null对CORBA结构中元素的解释 ORB及接口 客户 对象实现 对象引用 IDL及向编程语言的映射 客户存根与DII 实现骨架与DSI 对象适配器 接口池 实现池CORBA 概述nullCORBA 概述对象请求代理（ORB） 不要求将ORB实现为单独的构件 而仅定义其接口 任何提供正确接口的ORB实现都是可以接受的 ORB的具体实现包括： ORB Core、IDL编译器、IR、Object Adapter ORB可以有多种实现 它们对对象引用有不同的示 并且有不同的调用执行方法 ORB Core 提供对象的基本表示，以及请求的通讯 特别地：编排/反编排（Marshal/Unmarshal） 将高层语言的参数等表示转换为 便于底层网络传输的形式nullORB接口 ORB接口是客户与对象实现可以直接访问到的 ORB功能接口 其它多数功能提供给 对象适配器 stub skeleton 动态调用 ORB接口 对所有ORB都是一样的 不依赖于任何对象的接口或对象适配器 CORBA 概述nullCORBA 概述客户（Client） （对象的）客户访问对象的对象引用 并且调用对象上的操作 客户只知道对象的逻辑结构 根据它的接口，并通过调用感受对象的行为 尽管一般认为客户是向对象发出请求的程序或进程 但是客户只是相对于特定对象而言的，是一个相对概念 一个对象的实现可以是其它对象的客户客户客户服务器服务器nullCORBA 概述对象实现 通过 为 对象实例 定义 数据 和 为 对象方法 定义 代码 提供 对象的语义 对象可以具有不同的实现方式，包括： 单独的服务器 库 每个方法的程序 封装应用程序 面向对象的数据库 等等 对象实现不依赖于ORB或者客户调用对象的方式 对象实现可以 通过 选择Object Adapter 达到 选择与ORB相关服务的接口 的 目的对象实现（Object Implementation）null 对象引用提供在ORB内指定对象时所需要的信息 对象引用对于客户和对象实现都是一个位流(opaque)的概念 因此客户与对象实现可以与引用的实际表示分离。 在选择对象引用表示上，不同的ORB可以有所差别 传递给客户的对象引用表示仅在客户的生命期内有效 对于一个特定的编程语言，所有的ORB都必须提供对象引用 （通常称为对象）的相同语言映射。 这就允许用特定语言编写的程序可以在独立于特定ORB的情 况下访问对象引用。 语言映射也可以提供其它访问对象引用的方式CORBA 概述对象引用（Object Reference）null OMG接口定义语言（OMG IDL）通过 指定 对象接口 定义 对象类型 接口包括一组已命名的操作和这些操作的参数。 IDL 是一个设计结果 描述ORB操纵的对象 其源代码的存在对ORB正常工作不是必须的 在运行时刻，以stub程序或者运行时接口repository的形式 提供等价的信息。 通过IDL，特定对象实现告诉它潜在的客户： 什么是有效的操作 以及 如何调用这些操作 从IDL定义可以将CORBA对象向 特定编程语言 或者 对象系统 映射CORBA 概述OMG接口定义语言nullinterface Grid { readonly attribute short height; readonly attribute short width; void set(in short row, in short col, in long value); long get(in short row, in short col); }; 例子：grid.idlCORBA 概述CORBA中主要构件的接口全部由IDL进行定义 例如：ORB接口、Stub、Skeleton、对象适配器 更主要的用途是定义应用对象！null 语言映射包括定义特定于语言的数据类型和通过ORB 访问对象的过程接口。 它包括: 客户stub接口的结构（面向对象的语言不需要） 动态调用接口 实现骨架 对象适配器和直接ORB接口 语言映射也包括对象调用之间以及客户或实现中控制线程 之间的交互。 最常见的映射提供同步调用：当对象操作完成时子程序返回 编译开关（选项）控制映射具体策略。CORBA 概述IDL向具体语言的映射编译 IDL:CORBA 概述ORB client libraryORB server library编译 IDL:gridS.cpp server skeletongridC.cpp client stubsClientServergrid.h common declarationsgrid.idl所产生的 C++ 头文件(Orbix):所产生的 C++ 头文件(Orbix):class Grid : public virtual CORBA::Object { public: static Grid_ptr _bind(....); virtual CORBA::Short height(CORBA::Environment&); virtual CORBA::Short width(CORBA::Environment&); virtual void set(CORBA::Short row, CORBA::Short col, CORBA::Long value, CORBA::Environment &); virtual CORBA::Long get(CORBA::Short row, CORBA::Short col, CORBA::Environment &); };CORBA 概述null客户存根（Client stub) 由IDL编译器根据IDL文件生成 客户访问对象的操作主要方式 实现对象位置透明性 向非面向对象语言映射时 将为每个接口类型产生一个stub编程接口 面向对象的编程语言不需要stub接口 它通过伪对象的方式提供访问对象的操作。CORBA 概述nullDII(动态调用接口) 客户指定要调用的对象、要执行的操作和调用或调用序列 中操作的参数集，而不是调用特定于特殊对象上特殊操作的 stub 子程序。 客户代码必须提供要执行操作的信息和传送参数的类型 动态调用接口的特性可能因编程语言映射的不同而不同 客户通过静态还是动态接口发出请求 对于对象实现是透明的CORBA 概述CORBA_Create_request(...) … CORBA_Request_add_arg(...) CORBA_Request_add_arg(...) … CORBA_Request_invoke(...) … CORBA_Request_delete(...)null实现骨架(Implementation Skeleton) 由IDL编译器根据IDL文件生成 对象适配器访问对象实现中方法的主要形式 对于一种特定映射语言，以及可能的特定对象适配器 Skeleton 与 stub 不是必然对应的 客户也可以通过动态调用接口发出请求 但也可以编写不使用skeleton调用实现方法的对象适配器CORBA 概述null动态骨架接口(DSI) 通过一个“提供访问操作名与参数的接口” 获得 一个对象的实现 实现代码必须向ORB 提供 所有操作参数的描述 ORB 提供 任何输入参数的值，以便在执行操作时使用 在执行操作后，实现代码向ORB 提供 任何输出参数的值或者例外处理 适配器通过静态还是动态骨架接口访问对象实现 对于客户是透明的 CORBA 概述动态骨架与动态调用可以被一起用于创建网关（Gateway） 这些网关包括：不同ORB环境之间的网关 不同防火墙软件之间的网关 安全网关null对象适配器(Object Adaptor) 对象适配器是对象实现访问ORB所提供服务的主要方式 ORB通过对象适配器提供的服务通常包括： 生成和解释对象引用 方法调用 交互的安全性 对象和实现激活及取消激活 将对象引用映射到实现 注册实现 对象粒度、寿命、策略、实现风格等的明显区别 使得 ORB核心很难为所有对象提供方便和有效的单一接口 通过对象适配器 ORB可以将一组特定的对象实现作为目标CORBA 概述null接口池(Interface Repository) 接口池提供持久对象的服务 这些对象在运行时以可用的形式表示IDL信息 ORB可以使用接口池信息执行请求，例如： 如果程序在编译时遇到接口未知的对象， 那么使用接口池中的信息可以： 确定对象的有效操作 对它发出调用 除了在ORB运行时提供职能外，接口池也是 存储 与ORB对象接口相关的其它信息的 公共地点 例如：调试信息 stub或skeleton库 形式化或浏览特定对象 等等CORBA 概述null实现池(Implementation Repository) 实现池包含的信息允许ORB定位和激活对象实现 尽管实现池中的大多数信息特定于ORB或者操作系统， 但是实现池是习惯上记录这些信息的地点。 安装实现和与激活及执行对象实现的策略控制是 通过 实现池上的操作完成的 除了提供ORB运行时的职能外，实现池也是 存储 与ORB对象实现相关的其它信息的 公共地点 例如： 调试信息 管理控制 资源分配 安全性 等等CORBA 概述null（2）ORB实现方式 位于客户和对象实现内部的ORB 如果有合适的通讯机制，那么ORB 可以 在客户和对象实现的程序中实现 客户中的stub使用位置透明的IPC机制或者直接访问地点服务 建立与实现的通讯 与实现关联的代码负责为客户设置合适的数据库（操作定位） CORBA 概述null 基于服务器的ORB 所有客户和实现可以与一个或多个服务器通讯 服务器的任务是将请求从客户发送到对象实现 就底层操作系统而言，ORB可以是普通的程序 并且可以使用普通的IPC与ORB通讯 这是主要的ORB实现方式，优点： 客户与服务器目标码大小适度 便于配置 CORBA 概述null基于系统的ORB 为增强安全性、健壮性和性能 可以将ORB作为底层操作系统的基本服务 对象引用可以永远不变，从而减少了每次请求时验证的开销 由于操作系统可以知道客户和实现的地点及接口 因此可以实现许多不同的优化 例如当客户与实现在同一台机器上时，可以省缺编排活动 基于库的ORB 对于小型、并且其实现可以共享的对象，实现可以在库中 CORBA 概述null客户在它们的程序中以库子程序的方式 访问 特定对象类型的stub 客户程序在它的编程语言中以用普通方式调用该子程序 客户将对象引用传送给stub子程序以初始化调用 Stub 能够访问对象引用表示，并与ORB交互，以执行调用 (3)客户的结构CORBA 概述null在最常见的情况下，客户通过调用拥有引用的其它对象 并作为输出参数 来获取对象引用 也可以采用从字符串转换的方法： 服务器方将对象引用转换为字符串 然后将字符串存储在文件中 则客户方可以将它转换回对象引用 客户程序的具体表现形式与ORB的实现方式有关 不论哪种形式，客户程序由两部分组成 （1）程序员编写的代码 （2）IDL编译器生成的代码 它们与ORB提供的功能一起，构成了抽象意义的 CORBA客户方CORBA 概述nullCORBA 概述null#include “grid.hh” #include main () { Grid_var p; // Like a C++ pointer // Connect to a remote Grid object p=string_to_object(“grid.ref”); //p = Grid::_bind(“myGrid:GridSrv”,GridHost); // Now use it like a regular C++ object cout << “height is “ << p->height() << endl; cout << “width is “ << p->width() << endl; p->set(2,4,123); // a remote call cout << “grid[2,4] is “ << p->get(2,4) << endl; };CORBA 概述客户程序(GridC.cpp)null(4)对象实现的结构CORBA 概述 对象实现以不同的方式与ORB交互来 建立它的表示 创建新对象 获取与ORB相关的服务 等 它主要是通过对象适配器完成这些工作 由于对象实现与 ORB实现方式 对象适配器实现途径 密切相关 因此，对象实现的具体结构不易描述 null 在发生调用时 ORB核心 对象适配器 skeleton 共同协商，确定调用针对的实现方法 方法的参数之一指定要调用的对象，以便定位对象 其它参数则根据skeleton定义被提供 方法完成后返回，并导致 输出参数 或 将例外结果传输回客户 当创建新对象时，通常需要通知ORB 以便ORB知道如何找到该对象的实现CORBA 概述nullCORBA 概述nullvirtual CORBA::Short Grid_i::width(CORBA::Environment &) { return m_width; } virtual CORBA::Short Grid_i::height(CORBA::Environment &) { return m_height;} virtual void Grid_i::set (CORBA::Short row, CORBA::Short col, CORBA::Long value, CORBA::Environment&); { m_array[row][col] = value; } CORBA::Long Grid_i::get (short row, short col, CORBA::Environment &) { return m_array[row][col]; }CORBA 概述对象实现的核心代码(GridS.cpp)null 对象适配器负责下列功能： 生成和解释对象引用 方法调用 交互的安全性 对象和实现的激活及取消激活 将对象引用映射到相应的对象实现 注册对象实现 这些功能由ORB核心与其它所需的附加构件实现 对象适配器将保持自己的状态来完成它的任务 特定的对象适配器可以代理核心的一个或多个职能 以定义大多数对象实现所依靠的来自ORB的服务(5)对象适配器的结构CORBA 概述null由于某些对象实现有特殊要求，所以 不同对象适配器可以提供不同的接口或功能 例如，面向对象的数据库系统可能 希望 隐式注册它的几万个对象 而不是对对象适配器做单独调用 此时，对象适配器维护每个对象的状态是不实际和不必要的 通过使用 为这样的对象实现调整过的对象适配器接口 可以利用特定ORB核心的细节 提供最有效的方式访问ORBCORBA 概述nullCORBA 概述null(6)一个完整的典型请求过程1. 客户获取对象引用2. 向Stub发出请求3. Stub调用ORB接口，定位服务器4. ORB对请求进行编排5. 客户方ORB发送消息1.服务器方接收消息2.ORB进行反编排3.OA定位（激活）实现4.定位（激活）对象5.调用方法6.返回结果6.ORB接收结果7.客户处理结果等待服务器处理请求客户方服务器方null