lsr - adele ujf une approche générique pour la reconfiguration dynamique des applications à base...

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Une Approche Générique pour la Une Approche Générique pour la Reconfiguration Dynamique des Reconfiguration Dynamique des

Applications à base de Composants Applications à base de Composants LogicielsLogiciels

Abdelmadjid KETFIAbdelmadjid KETFI

le 10 décembre 2004

Laboratoire LSRLaboratoire LSRÉquipe ADELEÉquipe ADELE

Université Joseph Fourier – GrenobleUniversité Joseph Fourier – Grenoble

22

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PlanPlan

Motivation, objectif et cadre de travail

État de l’art

Expérimentations

Noyau générique pour la reconfiguration dynamique : DYVA Conception et implémentation

Personnalisation

Conclusion et perspectives

33

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PlanPlan


État de l’art

Expérimentations


Personnalisation


44

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MotivationMotivation

Analyse Conception Développement DéploiementDéploiement

Internet Composants Mobilité

55

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Analyse Conception Développement DéploiementDéploiement

Configuration Fin de support

Installation Désinstallation

Mise à jour Reconfiguration

Activation Désactivation

Reconfiguration

Modifier une application à l’exécution, sans

l’arrêter

66

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Scénarios d’applications : Scénarios d’applications : Hautement disponiblesHautement disponibles

WWW

77

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Scénarios d’applications : Scénarios d’applications : Hautement disponiblesHautement disponibles Distribuées, large échelleDistribuées, large échelle

88

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Scénarios d’applications : Scénarios d’applications : Hautement disponiblesHautement disponibles Distribuées, large échelleDistribuées, large échelle Clients hétérogènesClients hétérogènes

WWW

99

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Scénarios d’applications : Scénarios d’applications : Hautement disponiblesHautement disponibles Distribuées, large échelleDistribuées, large échelle Clients hétérogènesClients hétérogènes EmbarquéesEmbarquées

1010

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ObjectifObjectif

Traiter la reconfiguration Traiter la reconfiguration dynamique comme un dynamique comme un concept non-fonctionnelconcept non-fonctionnel Séparation des préoccupationsSéparation des préoccupations

Conception et développement d’un Conception et développement d’un systèmesystème de de reconfigurationreconfiguration dynamiquedynamique « « génériquegénérique » pour » pour les applications à base de les applications à base de composantscomposants Indépendant des applications à reconfigurerIndépendant des applications à reconfigurer Indépendant des modèles de composants sous-jacentsIndépendant des modèles de composants sous-jacents Facile à utiliserFacile à utiliser Automatisé le plus possibleAutomatisé le plus possible

Code de l’application

Code non-fonctionnel

Avec Séparationde préoccupations

Sans Séparationde préoccupations

Code de la reconfiguration

1111

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Cadre de travailCadre de travail

Application à base de composantsApplication à base de composants RéutilisationRéutilisation Architecture explicite – assemblageArchitecture explicite – assemblage Séparation aspects fonctionnels/non fonctionnelsSéparation aspects fonctionnels/non fonctionnels Capable de s’auto-décrireCapable de s’auto-décrire

• DépendancesDépendances• Fonctionnalités offertes Fonctionnalités offertes

Déploiement dynamiqueDéploiement dynamique ÉvolutionÉvolution

Aucun modèle de composants ne supporte toutes ces

caractéristiques

1212

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Cadre de travail (suite)Cadre de travail (suite)

Définition Définition ConfigurationConfiguration ReconfigurationReconfiguration Reconfiguration dynamiqueReconfiguration dynamique

Propriétés d’un système de reconfigurationPropriétés d’un système de reconfiguration CohérenceCohérence PerformancePerformance AutomatisationAutomatisation Facilité d’utilisationFacilité d’utilisation

1313

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Serveur1

calculer()


Taxonomie des modificationsTaxonomie des modifications ImplémentationImplémentation

Client1

calculer()

1414

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Taxonomie des modificationsTaxonomie des modifications ImplémentationImplémentation InterfaceInterface

Serveur2

traiter()

?? Serveur1

calculer()

Client1

calculer()

1515

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Serveur

calculer()

Client

calculer()


Taxonomie des modificationsTaxonomie des modifications ImplémentationImplémentation InterfaceInterface ArchitectureArchitecture

Filtre

calculer()

calculer()

1616

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Taxonomie des modificationsTaxonomie des modifications ArchitectureArchitecture ImplémentationImplémentation InterfaceInterface LocalisationLocalisation

DB

stocker()

Client

calculer()

Serveur

calculer()

stocker()

Machine1

1717

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Taxonomie des modificationsTaxonomie des modifications ArchitectureArchitecture ImplémentationImplémentation InterfaceInterface LocalisationLocalisation

Client

calculer()

Serveur

calculer()

stocker()

Machine1

DB

stocker()

Machine2

1818

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PlanPlan


État de l’art

Expérimentations


Personnalisation


1919

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État de l’artÉtat de l’art

OuvertureOuverture

Dimensions : Dimensions :

GranularitéGranularité

SupportSupport

2020

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Dimension 1 :Dimension 1 : SupportSupport Remplacer une entité Remplacer une entité logiciellelogicielle par par

une autreune autre Remplacer une entité Remplacer une entité matériellematérielle par par

une autreune autre ACARS (ARINC, Inc)ACARS (ARINC, Inc)

• Système de messagerie aérienne Système de messagerie aérienne SCP (Bellcore)SCP (Bellcore)

• Système de télécommunicationSystème de télécommunication

2121

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Dimension 2 :Dimension 2 : Solutions Solutions ferméesfermées vs. vs. ouvertesouvertes FerméesFermées

Logique de reconfiguration intégrée Logique de reconfiguration intégrée

dans l’applicationdans l’application Il faut tout envisager à l’avanceIl faut tout envisager à l’avance

Partiellement ouvertesPartiellement ouvertes « Points » de reconfiguration bien définis « plug-ins »« Points » de reconfiguration bien définis « plug-ins » Modifications non spécifiées à l’avance Modifications non spécifiées à l’avance Eclipse, Netscape, OpenVLEclipse, Netscape, OpenVL

OuvertesOuvertes Tous les éléments du système sont sujets à la Tous les éléments du système sont sujets à la

manipulationmanipulation Iguana/JIguana/J


2222

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Systèmes réflexifsSystèmes réflexifs

Tours réflexives (B. Smith)Tours réflexives (B. Smith)

NotionsNotions IntrospectionIntrospection

• Lire les informations du méta-niveauLire les informations du méta-niveau IntercessionIntercession

• Modifier les informations du méta-Modifier les informations du méta-niveauniveau

RéificationRéification• Construire le méta-niveau à partir du Construire le méta-niveau à partir du

niveau de baseniveau de base

Niveau de base

Méta-niveau

Méta-méta-niveau

Méta-méta-méta…........

Méta-niveau

Niveau de base

Réification

Introspection

Intercession

2323

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Dimension 3 :Dimension 3 : GranularitéGranularité ProcéduralesProcédurales

DYMOS (Insup Lee, USA, 1983)DYMOS (Insup Lee, USA, 1983) ModulairesModulaires

Polylith (Maryland, 1985-)Polylith (Maryland, 1985-) Orientées-objetOrientées-objet

Dynamic Java/C++ classesDynamic Java/C++ classes Orientées-composantOrientées-composant

K-Components (Trinity College of Dublin)K-Components (Trinity College of Dublin) SOFA/DCUP (Charles University, Prague)SOFA/DCUP (Charles University, Prague)

2424

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PlanPlan


État de l’art

Expérimentations


Personnalisation


2525

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DémarcheDémarche

Système de reconfiguration

JavaBeans


OSGi

Approche ascendanteApproche ascendante

GénéralisationGénéralisation

Systèmes de reconfiguration Systèmes de reconfiguration dédiés à des modèles dédiés à des modèles particuliersparticuliers

PersonnalisationPersonnalisation


Générique

Généralisation

Personnalisation

2626

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Système de reconfiguration pour le Système de reconfiguration pour le modèle JavaBeansmodèle JavaBeans

BeanBoxBeanBox DBeanBoxDBeanBox

Intercepteurs : générés, compilés et chargés à la voléeIntercepteurs : générés, compilés et chargés à la volée Communication limitée aux événementsCommunication limitée aux événements

2727

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Intercepteurs Intercepteurs Principe : Principe :

SondeSonde MoniteurMoniteurIntercepteurIntercepteur

notifynotify receivereceive

IReconfigurationIReconfiguration

Rôle : Rôle :

setTargetObject(...)

setTargetMethod(...)

passivate()

activate()

IReconfigurationIReconfiguration

Gestion des Gestion des connexionsconnexions

Gestion des messagesGestion des messages

2828

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Gestion des messagesGestion des messages Éviter la perte des messagesÉviter la perte des messages Files d’attenteFiles d’attente

Gestion du transfert d’état Gestion du transfert d’état Solution ad-hocSolution ad-hoc Lire les valeurs des propriétés du Bean à remplacer et les Lire les valeurs des propriétés du Bean à remplacer et les

écrire dans les propriétés du nouveau Beanécrire dans les propriétés du nouveau Bean Problème de correspondanceProblème de correspondance

3311 44

5522Bean1

IkI1

Bean2 Bean3

I1 IkIkI1

2929

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Synthèse des expérimentationsSynthèse des expérimentations

3030

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PlanPlan


État de l’art

Expérimentations


Personnalisation


3131

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DYVA : principe de conceptionDYVA : principe de conception

DYVA :DYVA : Dynamic Virtual Adaptation machineDynamic Virtual Adaptation machine Noyau générique pour la reconfiguration dynamiqueNoyau générique pour la reconfiguration dynamique Une approche réflexiveUne approche réflexive

Abstraction

Connexion Causale

Méta-niveau

Niveau de baseApplication

Environnement

Système de Reconfiguration

Services supportés : Services supportés : • PersonnalisationPersonnalisation• InstallationInstallation• ExécutionExécution

3232

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Base de composants

Bases de composantsBases de composants : organisation des composants, : organisation des composants, propriétés…propriétés…

DYVA : architecture interneDYVA : architecture interne

Gestionnaire de reconfiguration

Modification

Gestionnaire de reconfigurationGestionnaire de reconfiguration : opérations de : opérations de reconfiguration de basereconfiguration de base

Superviseur

Notification

SuperviseurSuperviseur : responsable de l’auto-reconfiguration : responsable de l’auto-reconfiguration

Politiques de reconfiguration

Politiques de reconfigurationPolitiques de reconfiguration : règles interprétées par le : règles interprétées par le superviseursuperviseur

Gestionnaire du modèle abstrait

Gestionnaire du modèle abstraitGestionnaire du modèle abstrait des applications à des applications à reconfigurerreconfigurer

3333

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DYVA : modèle abstrait d’applicationDYVA : modèle abstrait d’application

3434

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DYVA : opérations de reconfigurationDYVA : opérations de reconfiguration

Exemple du remplacement d’instances : Exemple du remplacement d’instances :

IM1Sonde

IJJournal

IJIM2Moniteur

2

IJIM1 Moniteur1

Moniteur1XX XX

3535

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DYVA : auto-reconfigurationDYVA : auto-reconfiguration

AutomatisationAutomatisation

Règles ECA : Règles ECA : ON <événement> IF <condition> THEN <action>ON <événement> IF <condition> THEN <action>

Exemple : Exemple : [RULE][RULE]

ON: OVERLOAD_EVENTON: OVERLOAD_EVENTIF: LOAD > 80 AND IF: LOAD > 80 AND Moniteur = MoniteurMoniteur = Moniteur11THEN: replace MoniteurTHEN: replace Moniteur11 Moniteur Moniteur22

Application

Environnement

Observation

Action

Décision

3636

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DYVA : vue externeDYVA : vue externe

DYVA

Interface de Notification

Interface de notificationInterface de notification Application (instanciation, connexion…)Application (instanciation, connexion…) Environnement (bande passante, disque, charge…)Environnement (bande passante, disque, charge…)

Interface de Reconfiguration

Interface de reconfigurationInterface de reconfiguration Disconnect, remove, replace… (en exécution)Disconnect, remove, replace… (en exécution)

Plugins de Projection

Plugins de projectionPlugins de projection Plugins spécifiquesPlugins spécifiques

3737

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PlanPlan


État de l’art

Expérimentations


Personnalisation


3838

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DYVA : ImplémentationDYVA : ImplémentationArchitecture interneArchitecture interne

Implémentation du modèle abstraitImplémentation du modèle abstrait Génération des classes Java en utilisant XML CastorGénération des classes Java en utilisant XML Castor

Organisation du méta-niveauOrganisation du méta-niveau

3939

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DYVA : ImplémentationDYVA : ImplémentationTransfert d’étatTransfert d’état

Outil d’assistance au transfert d’état Outil d’assistance au transfert d’état

Introspection

SpécificationXML

Classe Java

Ci

Instrumentation

Outil

4040

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DYVA : ImplémentationDYVA : ImplémentationInterface d’administrationInterface d’administration

Affichage du graphe de l'architecture : GrappaAffichage du graphe de l'architecture : Grappa Mode « Local »Mode « Local » Mode « Distant » (RMI)Mode « Distant » (RMI)

4141

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DYVA : ImplémentationDYVA : ImplémentationEffort de programmationEffort de programmation

Taille du code Taille du code (calculée en utilisant JavaNCSS)(calculée en utilisant JavaNCSS)

Exemple comparatif : plug-in de bindingExemple comparatif : plug-in de binding

Système de reconfiguration JavaBeans 2000

Système de reconfiguration OSGi 3600

BeanBox = 5400

OSGi = 7200

Noyau 3200

Personnalisation OSGi 1600

Plug-in de binding pour OSGi 400

Plug-in de binding pour Fractal 30

On réutilise la conception

4242

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PlanPlan


État de l’art

Expérimentations


Personnalisation


4343

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DYVA : Personnalisation pour OSGiDYVA : Personnalisation pour OSGi

ObjetService

Services

ClasseJava

Interfaces

Instanciation

Composants OSGiComposants OSGi

Le modèle OSGiLe modèle OSGi Chargement/déchargement Chargement/déchargement

dynamiquesdynamiques Gestion limitée aux unités de Gestion limitée aux unités de

déploiementdéploiementJVMJVM

OSGi FrameworkOSGi Framework

htt

p S

erv

ice

log

Serv

ice

Perm

issio

n

MyP

rob

e

MyH

an

dle

r

… …

OS

GiA

dap

tor

4444

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DYVA : Personnalisation pour OSGiDYVA : Personnalisation pour OSGi

Principe de personnalisationPrincipe de personnalisation

NOYAUInterface de reconfiguration OSGi

Interface de notification OSGi

Plug-ins de projection OSGi

enregistrement de service

dé-enregistrement de service

connexion

déconnexion

événement

binding

transfert d’état

instanciation

libérer interface de servicelibérer objet serviceconnecter interface de servicelibérer bundle

remplacer objet service

Concept de “Bundle”Concept de “Bundle”

Opération “Opération “libérer bundlelibérer bundle”” Bundle={composants}Bundle={composants} Un composant a plusieurs instancesUn composant a plusieurs instances ““libérer bundle” libérer bundle” déconnecter toutes les déconnecter toutes les

instances de tous les composants contenus dans instances de tous les composants contenus dans le bundlele bundle

4545

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Démo : Application Portail en OSGiDémo : Application Portail en OSGi

MySQLMySQL

4646

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Démo : scénario de reconfigurationDémo : scénario de reconfiguration

Règles

Superviseur

Événement

Gestionnaire deReconfiguration

Gestionnaire du méta-niveau

Application

600

400

Version haute qualité

Version basse qualité

4747

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PlanPlan


État de l’art

Expérimentations


Personnalisation


4848

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ConclusionConclusion

ProblématiqueProblématique Reconfiguration dynamique des applications à base de Reconfiguration dynamique des applications à base de

composantscomposants La plupart des solutions existantes : spécifiquesLa plupart des solutions existantes : spécifiques

SolutionSolution Proposition d’une approche générique de reconfiguration Proposition d’une approche générique de reconfiguration

pour les applications à base de composantspour les applications à base de composants MéthodologieMéthodologie

Spécifique vers généralisation puis personnalisationSpécifique vers généralisation puis personnalisation ImplémentationImplémentation

Extension de la BeanBox puis OSGiExtension de la BeanBox puis OSGi Noyau DYVA : prototypeNoyau DYVA : prototype Personnalisation pour OSGIPersonnalisation pour OSGI

4949

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Perspectives (1/2)Perspectives (1/2)

Stabilisation du prototype DYVAStabilisation du prototype DYVA Large diffusion : logiciel libre (consortium ObjectWeb)Large diffusion : logiciel libre (consortium ObjectWeb)

ExpérimentationsExpérimentations Valider la personnalisation OSGi (Projet OSMOSE, Valider la personnalisation OSGi (Projet OSMOSE,

PISE…)PISE…) Autres personnalisations : Fractal, EJB…Autres personnalisations : Fractal, EJB…

5050

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Perspectives (2/2)Perspectives (2/2)

RechercheRecherche Formalisation du problème de transfert d’étatFormalisation du problème de transfert d’état

• Solution conceptuelleSolution conceptuelle• Automatisation du transfert d’étatAutomatisation du transfert d’état

MigrationMigration Gestion de la cohérence de la reconfigurationGestion de la cohérence de la reconfiguration

• Détection et résolution des anomalies lors de la Détection et résolution des anomalies lors de la reconfigurationreconfiguration

• États stablesÉtats stables Sensibilité au contexte : auto-reconfigurationSensibilité au contexte : auto-reconfiguration

• Paradigmes : ECA, agents…Paradigmes : ECA, agents…

5151

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Questions?Questions?

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