objets distribués et composants

Objets Distribuéset Composants

Les applications actuelles et futures

Cours ESSI3 SAR5

Chronique d’une invasion annoncée

Pourquoi? Comment?

Qui : Corba / COM-DCOM / Java RMI…

Pourquoi ?

• Maturation de la technologie orientée objet– ADA, Modula– Smalltalk , C++, Java

• Maturation des communications Client-Serveur – sockets– RPC – couches OSI

L’héritage de la programmation par objets

Communication par envoi de messagesEncapsulation et InterfaceHéritage et Composition

Objets = briques logicielles

• Assembler des briques élémentaires

• Réduire la complexité des systèmes d’information

Séparation entre interface et implémentation

Représentation et types de données

Mécanismes d’abstraction


• séparation de la définition et de l’implémentation : encapsulation

• interface : partie visible de l’objet

• implémentation : partie privée inaccessible depuis d’autres objets

• interface = contrat entre l’objet et le monde extérieur


• Assemblage des objets dépend uniquement des interfaces, le changement local d’un objet ne perturbe pas l’ensemble de l’application.

Importance de la nomenclature des objetssubstitution logique liée à la substitution physique

Représentation et Types de données

• Définition de nouveaux types

• Choix d’un type pour une donnée (ex. montant) devient une contrainte sur la conception.

Types de données Abstraits

considérés comme des types de base

Mécanismes d’abstraction

• Abstraction des données : essence du procédé de construction de systèmes d ’information à base d ’objets distribués

• par Classe et/ou Composition

Des mises en œuvre différentes selon les cas

L’héritage de la programmation Client Serveur

Appel de procédures à distanceImportance du marshallingDes serveurs accessibles simultanément par plusieurs clientsEnregistrement des serveurs dans des annuaires de nomsCommunication connectée ou par message…..

Langages de spécifications

• Spécifications des types de données qui transitent sur le réseau

• XDR et RPC de SUN

Protocole := CHOICE { requete [0] REQUETE, reponse [1] REPONSE }

Programme reqrep { version {

REPONSE rerep(REQUETE) = 1 }= 1} = 10000

ASN.1 et norme ISO

Exemple : annuaire des surnoms

XDR et RPC de SUN

Protocole := CHOICE { enregistrerReq [0] SEQUENCE{PrintableString nom,

PrintableString surnom} enregistrerRep[1] BOOLEAN, listerReq [2] NULL, listerRep [3] SET OF Personnes, ….}

Programme surnoms { version {

boolean enregistrer(nomSurnom) = 1; listePersonnes lister(void)=2 }= 1} = 10000

ASN.1 et norme ISO

Générateurs de Stubs

RPCGEN / MAVROS

ASN1 XDR

Librairie marshalling et unmarshalling

squelettes du client et du serveur

Spécificationsdes données

Générateurs

Types de donnéesC Lisp Java

Types de données

C

Fichiersgénérés

Circulation de messages et machines hétérogènes

• Couche de services

• Objets de l’application qui résultent de la conception du modèle

• Couche de transport

• Responsable de l’administration des objets et de l’acheminement des messages

Infrastructure informatique de distribution

Introduction de services

• Gestionnaires de noms (x500, nis, dns…)

• Synchronisation (transaction …)

• Sécurité

Des Annuaires de Noms

Yellow Pages

X500

LDAP

CLIENT SERVEUR

Transport TCP IP...

Service (marshalling..)

transaction sécurité nommage

Infrastructure ?

Objets distribués

• Un programme (objet) peut être à la fois client de certains serveurs et serveur d’autres clients

• Il peut y avoir reconfiguration dynamique des rôles Client Serveur

Infrastructure Objets Distribués

Client Client Serveur Serveur

Objet1

Objet2 Objet3

Implémentation des objets distribués

• Corba indépendant des langages de programmation

• Projections C,C++, Java

• Un langage de Spécification IDL

• Orienté C++

Tout Java

CORBA, DCOM et JAVA

• une interface = une unité élémentaire

• héritage des interfaces• aucune interface

imposée• normalisation des

interface

• au moins une interface : Iunknown

• non transmissible par héritage

• composition d’interfaces

• héritage de classe • implémentation de plusieurs interfaces possibles

Générateurs

RMIC / Orbix...

IDL Int. JavaSpécificationsdes données

Générateurs

Fichiersgénérés Stubs Skeletons Proxy

(mise en œuvre de la sérialisationet désérialisation…)

CORBA

module Surnoms {

typedef string Nom ;

struct Personne {Nom nom;

string surnom;};

typedef sequence<Personne> ListePersonnes;

interface Surnoms{

exception ExisteDeja{string surnom;};

boolean enregistrer(in Personne personne) raises (ExisteDeja);

…..

};

};

Surnoms.java

Compilation interface IDL

Client

StubForSurnoms.java _SurnomsImplBase.java

Serveur

SurnomsImpl.javaClient.java

Serveur.java

A écrireGénéré

1- Exemple introductif

Surnoms.idl

Compilateur IDL/Java

Répertoire gridRépertoire grid

Répertoire gridRépertoire Surnoms

I

SurnomsHelper.java

SurnomsHolder.java

jidl Surnoms.idl

RMI

public interface Surnoms extends java.rmi.Remote{public Boolean enregistrer(String nom, String surnom) throws

java.rmi.RemoteException, ServeurSurnoms.surnoms.ExisteDeja ;

…. }

RMI

Classes et Interfaces

ClasseLocale

Souche Squelette

ClasseDistante

InterfaceDistante

Remote

Appel méthode m() Appel méthode m()

Machine locale Machine distante

InterfaceDistante

Comment activer des objets distribués ?

• Messages échangés entre objets =– Requêtes ou Résultats

• Certains envois de messages n’attendent pas de résultats

• Requête = Destinataire + nom de méthode + Paramètres

• Résultat = Donnée ou indication d’une erreur ou d’une défaillance

Comment activer des objets distribués ?

• Mécanisme d’exécution ou de transport– définit comment les messages sont véhiculés de

l’objet client vers l’objet serveur (destinataire)– retrouver et activer les objets adéquats

• Un objet client a deux manières d’envoyer des messages – invocation statique– invocation dynamique

Invocation statique

• Le nom de l’objet destinataire et le message sont connus au moment du développement

• Ne permet ni l’ajout ni le retrait d’objets dans les serveurs

Invocation dynamique

• Permet au programme client de– découvrir les objets à l’exécution et les interfaces

proposés par ces objets

– construire dynamiquement messages et requêtes

– envoyer et recevoir le résultat de telles requêtes

• Rend les systèmes réactifs et faciles à modifier

OFFERT PAR CORBA, DCOM et JAVA

L’invocation dynamique

• API (DII) de construction de requêtes– sans passer par des souches prégénérées

• Un objet Request = un nom d’opération, une liste de couples valeur - type (au sens de l’IR) et une structure pour le résultat– invoke– send_deferred + get_response, poll_response– send_oneway

Invocation dynamique + surcharge

• flexibilité du code

• briques logicielles avec les mêmes messages pour des objets de différentes natures– définir de nouveaux objets sans modifier

l’interface– changements qui n’affectent pas les clients

Invoquer les services dont il a besoin par envoi de requêtes

Accès à l’objet destinataire par une référence à son implémentation par l’interface

Rôle du client

Unités autonomes - solidité - robustesse - adaptation

ID

Rôle de l’infrastructure

• administre les implémentations, la création et la destruction d’objets

• réceptionne les requêtes, localise le serveur, vérifie son état et celui du destinataire

• active au besoin le serveur, lui envoie les données de la requête

• ramène les résultats au client

• doit être informée de l’arrêt d’un serveur

• doit gérer la persistance

Rôle du serveur

• Administrer un flot de requêtes pour un ou plusieurs objets dont il a la responsabilité

• Ordonnancer la séquence des opérations de réponses à une requête

Rôle du serveur d’objets

• active si besoin l’objet destinataire

• recherche et exécute la méthode

• passe le résultat à l’infrastructure

• plusieurs requêtes peuvent arriver simultanément

• arrêt du serveur : désactiver tous les objets et enregistrer leur état

Un peu plus sur l’infrastructure

• transport des messages

• localisation des serveurs et des objets

• persistance

ORB pour CORBAnorme Corba 1

DCOM pour OLEnon formelle

JDK

Transport des messages

• Références aux objets– identifiant (libre choix d ’implémentation dans le

norme CORBA)– nombres codés sur 128 bits en OLE – url Uniform Resource Locator en Java RMI

Performances différentes et incompatibilités entre ORBset entre ORB et COM

Scénario d ’obtention de la référence du service de nommage

Client ou Serveur ORB

CosNaming::NamingContext

resolve_initial_references ("NameService");

conversion

ajout,retrait,lecture,...

Enregistrer un objet

• Opération pour publier un Objet– en général, opération réalisée par le serveur

• Scénario Type1. Créer un objet2. Construire un chemin d ’accès (Name)3. Appeler l ’opération « bind » ou « rebind » avec le chemin et la référence de l ’objet

void bind (in Name n, in Object obj) raises (NotFound, CannotProceed, InvalidName, AlreadyBound);

Retrouver un objet

• Opération réalisée par un client ou un serveur

• Scénario type :

– construire un chemin d ’accès (Name)

– appeler l ’opération « resolve » avec le chemin

– convertir la référence obtenue dans le bon type

Object resolve (in Name n)

raises (NotFound, CannotProceed, InvalidName)

Interaction Client Enregistreur

client serveur

client registreLookup : où est objetDistant ?

stub

Il est ici

Envoyez le stub

Le voicistub squelette

objetDistant

result = objetDistant.m()

result

RMIRegistry + ClassLoader

Interface avec l’infrastructure Un peu de vocabulaire

• Coté client :– stub en CORBA– proxy en OLE– stub/proxy en Java

• Côté Serveur :– stub en OLE– skeleton en CORBA– implémentation d’une interface en RMI

• BOA Objects Adaptaters

Mécanisme de Transport : Client - Serveur

• Appel direct : DLL (in process - utilisation du même espace mémoire)

• Appel indirect :– LRPC (application sur la même machine)

passe par le proxy– RPC (sur 2 machines différentes)

• IIOP en Corba

Invocations

• Invocations statiques– IDL en CORBA stub + skeleton– En OLE

• appel direct si in process

• proxy + stub si application fournis uniquement pour les applications MicroSoft

• Versions récentes définition du langage ODL

• IDL et ODL sont incompatibles

Invocations

• Invocations dynamiques– DII en CORBA– IDispatch en OLE– java reflect

• Du ressort de l’infrastructure

CORBA vs OLE

• définition du serveur très générale laissée à l’implémentation

• flexibilité primordiale pour l’intégration de systèmes (BDD…)

• processus formel avec l’OMG

• un serveur est une application ou une DLL

• stratégie commerciale et pratique

Services et Objets Distribués

• Services normalisés• Seulement certains

sont implémentés• Naming, Trading,

Event• Le programmeur doit

les connecter…

Des services en Programmant avec JavaSecurité,Threads, Événements

Url et Web

Non intégrés à RMI

Les points communs des middlewares en objets distribués

(aspect réseau)

Adressage : à tout objet doit être affecté une référence uniqueTransport : pour établir une communication entre 2 nœuds et transmettre une requêteMarshalling :transformation de la requête pour passer sur leréseau


(aspect réseau)

Activation :activer les implémentations des objetsDispatching :gestion des threadsProtocol :transmission des requêtes entre exécutablesDes services communsServices de nommage, Interface repository.....


(aspect objet)

Encapsulation :Interdire l'accès direct au contenu de l'objetInterface :Permettre l'évolution du codeHéritage / Composition :Gérer les versionsEnvoi de messagesPrivilégier les communications synchrones

Un bref comparatif

Origine Microsoft OMG JavaSoft

Archi COMDCOM

IDL ORBIIOP

Java RMIApplet

Interfaces IUNKnownprédéfinies

Définies enIDL

Définies enJava

Un bref comparatif

Interface+ Agrégationcomposition

Héritage Héritageextends

Langage C++ C C++Smalltalk

Java

Infrastr. Proxystub

Stubskeleton

ProxyR O

Un bref comparatif

Serveur AppliDLL

AppliBiblioBDD

Appli Java

Client AppliDLL

AppliBiblioBDD

Appli JavaApplets

Création IFactory Instanciéen LOO

InstanciéEn Java

Un bref comparatif

Appeldyn.

IDispatch DII Introsp.beans

Ident. Reg. OLE Service denommage

URL

Comm. DCOMDCE

IIOP RMI(TCP/IP)

Des objets distribués aux composants

Chronique d’une invasion annoncée

Pourquoi? Comment?

Qui : / Corba3 CCM/ Web Services

(.net, J2EE) / EJBs …

Quels Composants ?

Une vision « simplifiée » : les Web Services

Des composants « normalisés » : CCM

Des composants pratiques : EJB

Et tout ce que l'avenir nous réserve : OpenCCM,Fractal ….

• Une « unité logique applicative »• Une «librairie» fournissant des données et des services

à d’autres applications.• Un objet métier déployé sur le web (vision objet)• Un « module » ou « composant » (Application avec

JAX-RPC : un composant simple avec une interface RMI )

Une sorte d'objet… plutôt qu'un composant

Un Service Web, c’est quoi ?

Architecture globale

Un langage de description : WSDL

Une infrastructure : Le Web et http

Une communication par envoi de messages : SOAP

Du marshalling : XML

Un service de nommage « dynamique » : UDDI

Points communs avec les middlewares objets

AnnuaireUDDI

ClientXMLXML

5 : J’ai compris comment invoquer5 : J’ai compris comment invoquerton service et je t’envoie un documentton service et je t’envoie un document

XML représentant ma requêteXML représentant ma requête

Serveur

2 : J’ai trouvé! Voici le serveur2 : J’ai trouvé! Voici le serveurhébergeant ce service webhébergeant ce service web

3 : Quel est le format d’appel du3 : Quel est le format d’appel duservice que tu proposes? service que tu proposes?

ContratSOAP

ContratSOAP

4 : Voici mon contrat (WSDL)4 : Voici mon contrat (WSDL)

XMLXML

XMLXML

6 : J’ai exécuté ta requête et je te retourne le résultat6 : J’ai exécuté ta requête et je te retourne le résultat

1 :

Je r

ech

erch

e1

: Je

rec

her

che

un

ser

vice

WE

B

un

ser

vice

WE

B

Cycle de vie d’utilisation

Cycle de vie plus complet…

• Déploiement du service Web

• Enregistrement du service Web

• Découverte du service Web

• Invocation du service Web par le client

Pour être de vrais composants…

- Description des interfaces requises

- Langage pour gérer le flux d’exécution :

WSFL

- des services spécifiques

- sécurité (SAML, …)

- transactions (BTP, …)

- une découverte des services web (W3C)

Des environnements intégrés .net

• Toute la mécanique est cachée• On peut se concentrer sur la conception• Aide à l'assemblage ?

• Des adeptes et des sceptiques– Passage à l'échelle ?– Evolution ?– Interopérabilité ?

• Une brique permettant la programmation par assemblage

• Une solution facilitant le déploiement, la gestion du cycle de vie des applications logicielles

• Une meilleure intégration des services

plus qu'un objet

Un composant, c’est quoi ?

Exemple des différents éléments

25

Création et utilisation de Bank

Client

Server

JNDI

BankHomeImpl

bh: BankHome

Context

1: bh = lookup()

1.1: lookup()

b : Bank

BankBean

2.3.1: new()2.3.2 setSessionContext()2.3.3 ebjCreate()

2: b = create()

2.1: create()

2.2: create()

3: deposit()3.1: deposit() 3.2: deposit()

III. Composants : 2. EJB

E

Exemple de modèle de composant

30

Modèle abstrait de composant CORBA

Imp

lém

enta

tion

de fa

cette

ConsommateurPayer,

sélectionner, prendre

Ouvrir,remplir,

mettre Monnaie…

Fournisseur

Ouvrir capot, fermer,

Réparateur

Fa

cett

es

réceptacle

Prise de courant

Prise d’eau

*

Plus de monnaie

vide

*Température

Source d’évènementsPuit d’évènements

On/Off

Attributs

III. Composants : 3. CORBA C.

EJB – CORBA 3: Points communs avec les

middlewares objets

Langages de description : CIDL ou Interfaces Java

Infrastructure : RMI / ORB

Marshalling : repose sur Corba / RMI

Nommage : Home ++

Interface : Héritage + Composition

EJB – CORBA 3: Apports

Interfaces entrées et sorties : ports requis et offerts

Conteneur : intégration des propriétés non Fonctionnelles (sécurité, persistance, transaction)

Home : fabrique et navigation

Communication par envoi de message et notification (événement)

Un vrai cycle de vie

• Fichier de déploiement

• Packaging d'assemblage

Approche déclarative basée sur XML

Prochaine invasion dans la lignée ?

Approche composant revisitée :

Open CCM : une meilleure solution CCM + MDA(+ d'abstraction des inrastructures, projections vers des middlewares connus…)

Des Composants à conteneurs ouverts (travaux de recherche)

Des composants adaptables (fractal)

Les problèmes à résoudre encore

• Problèmes d’interopérabilité– RMI et Corba en Java– entre le monde Microsoft et le reste

• Arrivée des Web Services : la solution ?

• Les composants encore nouveaux….– les Enterprise Java Beans – Corba Components– et aussi C# et net

Les plus grosses difficultés

• Sont conceptuelles– Comment choisir les composants adaptés ?

(manque de sémantique, Web sémantique) – Comment accepter plus de services ?

(propriétés non fonctionnelles)

Etre plus architecte que programmeur ….

Quelques interrogations ?

Comment choisir le bon middleware (intergiciel) ?Il y en a de plus en plus

Corba, RMI, DCOM, DSA + CCM, J2EE + Web Services, .net ....

Savoir les comparerIdentifier les points communsInteropérabilité : XML une solution suffisante ?

Des Critères de Comparaisons

Autour du concept objet ?Communication synchrone ou asynchrone ?Description via des interfaces ou des messages ?Communication directe ou indirecte ?Spécifique ou indépendant langage ?Possibilité de transformation de messages ou non ?Protocole de communication binaire ou textuelle ?Prise en compte de QoS ou non ?(transaction, sécurité ....)

Comment faire interopérer les middlewares ?

Aller vers un middleware standard ? (J2EE / Corba)

Construire une couche au dessus des middlewares ? des familles de middlewares, des middlewaresgénériques (Jonathan, PolyOrb, ...)Avoir une approche architecturale ?

des design patternsFaire interopérer des middlewares existants?

M2M

L’avenir ?

Après les approches par composants,des middlewares au dessus de JMS

Une réflexion de plus haut niveau poursortir les schémas communsextérioriser quand et comment on les utilise

ne pas confondre les problèmes avec XML

objets distribués et composants

Documents