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CORBAUm Padrão Industrial para Objetos Distribuídos

Alcides Calsavara

[email protected]

www.ppgia.pucpr.br

PUCPR - CCET

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SUMÁRIO

Parte I : Sistemas Distribuídos Parte II : Orientação a Objetos Parte III : CORBA - Conceitos e

Exemplos Parte IV : CORBA - Services, Facilities

& Domains

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Sistemas Distribuídos

Parte I

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Sistemas Distribuídos- objetivos - Melhor relação custo/benefício Capacidade de processamento além dos

limites de sistemas centralizados (velocidade da luz, aquecimento)

Maior domínio de aplicações Maior confiabilidade e disponibilidade Crescimento gradativo da capacidade de

processamento

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Sistemas Distribuídos- objetivos - Compartilhamento de dados comuns

entre usuários Compartilhamento de recursos de

hardware e software Comunicação entre pessoas Flexibilidade na distribuição de tarefas

de acordo com as aplicações

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Sistemas Distribuídos- requisitos - Controle de concorrência Consistência Extensibilidade (openness) Escalabilidade (crescimento gradativo

"suave") Tolerância a falhas Transparência

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Sistemas Distribuídos- transparência - Acesso Localizacão Concorrência Replicação Falha Migração Desempenho Escala Paralelismo

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Sistemas Distribuídos- componentes básicos -

Comunicação Sistema de nomes Manutenção de consistência Alocação de carga de trabalho

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Comunicação

modelos:– cliente/servidor– grupo

níveis de abstração:– processos e mensagens– objetos e operações (RPC)

formas de sincronismo:– síncrona– assíncrona

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Sistemas Distribuídos- consistência: transações - Atômica: para o mundo externo, a

transação ocorre de forma indivisível. Consistente: a transação não viola

invariantes de sistema. Isolada: transações concorrentes não

interferem entre si (serializable). Durável: os efeitos de uma transação

terminada com commit são permanentes.

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Orientação a Objetos

Parte II

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Orientação a Objetos- conceitos fundamentais -

Objeto Identidade Encapsulamento Classificação/Instanciação Generalização/Especialização Herança Polimorfismo

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Orientacão a Objetos- associação e ligacão -

Relacionamento entre instâncias de duas ou mais classes descrevendo um grupo de ligações com estrutura e semântica comuns.

Exemplo: Um país tem como capital uma cidade.

Exemplo: Um funcionário trabalha numa empresa.

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Orientacão a Objetos- modelo dinâmico -

Representa os aspectos de um sistema relativos ao tempo e às modificações de estado

Abrangência:– interações– seqüência de operações– fluxo de controle

Representação: estados e eventos

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CORBAConceitos e Exemplos

Parte III

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CORBA- contexto - OMG: Object Management Group OMA: Object Management Architecture (1992) ORB: Object Request Broker

– meio para envio e recebimento de mensagens entre diferente objetos e componentes

CORBA:

Common Object Request Broker Architecture– arquitetura que permite interoperação entre os

participantes na OMA– adotado por: Digital, HP, Hyperdesk, NCR, Object

Design, SunSoft, ...

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CORBA- ORB : produtos comerciais -

Orbix (Iona Technologies) VisiBroker (Borland) ChorusORB (Sun) Component Broker/DSOM (IBM) Voyager ORB    (ObjectSpace) OrbAda    (Top Graph'X) Nouveau    (Roguewave) Netscape Internet Service Broker  (Netscape) ObjectDirector    (Fujitsu) DOME    (Object Oriented Technologies) BEA WebLogic Server (BEA)

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CORBA- ORB : produtos acadêmicos/gratuitos -

ORBacus (Object-Oriented Concepts) ILU Freeware ORB (Xerox Parc) DIMMA   (ANSA) JADE  (APM) JavaIDL  (JavaSoft) TAO (

Distributed Object Computing Group at Washington University )

omniORB2    (AT&T Laboratories ) MICO    (University of Frankfurt)

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CORBA- referências - Orfali & Harkey & Edwards. The Essential Distributed

Objects Survival Guide. 1995 Mowbray & Zahavi. The Essential CORBA. 1995 Mowbray & Ruh. Inside CORBA. 1997 OMA Guide. OMG. 1995 CORBA Revision 2. OMG.1995 CORBAservices. OMG. 1995 CORBAfacilities. OMG. 1995 Distributed Object Computing Magazine. OMG www.omg.org

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CORBA – algumas referências disponíveis na biblioteca da PUCPR

Advanced CORBA programming with C++ Client/ server programming with Java and

CORBA - 2nd ed. CORBA : a guide to the common object

request broker architecture CORBA fundamentals and programming Essential CORBA : systems integration using

distributed objects, The Understanding CORBA : common object

request broker architecture

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CORBA- produtos - Orbix (IONA) VisiBroker (Visigenic - Borland) ObjectBroker (Digital - Compaq) ILU Freeware ORB Fresco Freeware ORB (X Consortium) OmniBroker (Object-Oriented Concepts) CORBUS (BBN - governo EUA) DISCUS (governo EUA)

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CORBA- objetivos - construção de sistemas distribuídos:

– criação de novos componentes– integração de componentes existentes

middleware– não inclui modelagem de aplicações– não inclui implementação de aplicações– inclui mecanismos que auxiliam na

implementação

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CORBA- abordagem - orientacão a objetos modelo cliente/servidor comunicação via RPC mecanismos disponíveis através de:

– servicos, facilidades e domínios independência de:

– hardware, SO, linguagem

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ORB

ClienteImplementação

do Objeto

ORB

Request

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Modelo de objetos Clientes são entidades que requisitam serviços. Uma requisição inclui uma operação, o objeto destino,

parâmetros da operação. Uma operação denota um serviço que pode ser

requisitado. Um objeto é um encapsulamento de serviços que

podem ser requisitados por clientes. Um valor é qualquer coisa que pode ser parâmetro em

uma requisição; valores podem identificar um objeto. Uma referência a objeto é um nome que identifica um

certo objeto de maneira consistente.

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Operações

A assinatura de uma operação define os valores que podem ser usados como parâmetros e resultados em sua requisição.

Cada parâmetro tem um modo e um tipo. Os modos de parâmetro são: in, out, inout O resultado de uma requisição pode ser uma

exceção, denotando serviço anormal. Uma exceção é usada para passar informação para

o originador da requisição. Semântica: at-most-once, oneway (best-effort,

cliente não tem resultados)

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Arquitetura ORB

ClienteImplementação

do objeto

InvocaçãoDinâmica

StubsIDL

InterfaceORB

EsqueletoIDL

Adaptadordo Objeto

Núcleo ORB

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Componentes ORB Interface de Invocação Dinâmica: clientes fazem

requisições independentemente da interface do objeto; cliente sabe o tipo do objeto a assinatura da operação.

Stubs IDL: clientes fazem requisições de acordo com a interface do objeto (IDL: Interface Definition Language); cliente tem uma referência para o objeto e sabe a assinatura da operação.

Esqueleto IDL: a implementação do objeto recebe uma requisição através do esqueleto IDL. (Há stubs e esqueletos para cada tipo de objeto.)

Adaptador do Objeto: a implementação do objeto pode chamar um adaptador do objeto durante o processamento de uma requisição (resolver referências, segurança, ...)

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IDL: Interface Definition Language

DefiniçõesIDL

IDL stub

Repositóriode Interfaces

EsqueletoIDL

Implementação(em linguagem)

Repositório deImplementação

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Componentes ORB Stub IDL: clientes fazem requisições de acordo

com a interface do objeto (IDL: Interface Definition Language); cliente tem uma referência para o objeto e conhece a assinatura da operação.

Esqueleto IDL: a implementação do objeto recebe uma requisição através do "esqueleto" IDL.

(Há stubs e esqueletos para cada tipo de objeto.)

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Componentes ORB Interface de Invocação Dinâmica: clientes

fazem requisições independentemente da interface do objeto; cliente descobre o tipo do objeto e a assinatura da operação.

Adaptador do Objeto: a implementação do objeto pode chamar um adaptador do objeto durante o processamento de uma requisição (resolver referências, segurança, ...)

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CORBAServices, Facilities & Domains

Parte IV

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Services- categorias - Information management Task management System management Infrastructure

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Services- information management - property relationship query externalization persistent object collection

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Services- task management - events concurrency transaction

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Services- system management - naming lifecycle licensing trader

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Services- infrastructure - security time services messaging

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Property Service

propriedades são atributos dinâmicos vinculados a objetos de aplicação

propriedades são úteis para aplicações de gerenciamento, como desktop managers, debugging tools, browsers,...

exemplo: um desktop manager pode vincular propriedades de proteção e compartilhamento a objetos

exemplo: uma ferramenta de debugging pode vincular informação sobre a execução (como breakpoints) a objetos de um programa

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Relationship Service

permite estabelecer ligacões entre objetos

evita que objetos mantenham object references explicitamente

cria objetos adicionais:– Relationship– Role

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Query Service

usado com bancos de dados comerciais suporta bancos relacionais e OO proposto por: IBM, Sybase, SunSoft contempla: SQL92, SQL-3, OQL queries são dinâmicas queries podem ser resolvidas síncrona

ou assincronamente

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Externalization Service

converte estruturas de dados em formato que pode ser armazenado externamente ao programa e transmitido via rede

remove ponteiros parte do processo de marshalling útil também para migrar objetos (mas

não inclui métodos)

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Persistent Object Service

criado por fornecedores de bancos de dados relacionais e OO

inclui 3 protocolos de persistência:– ODMG 93– direct access protocol (usa DDL, um

subconjunto de IDL)– dynamic data object protocol

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Collection Service

grupos de objetos– listas sequenciais– pilhas– filas– bags ...

estende a funcionalidade de bibliotecas como a STL (Standard Template Library) para sistemas distribuídos

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Events Service

canal de passagem de eventos entre produtores e consumidores de eventos

pode ser usado para comunicacão multicast um consumidor registra seu interesse em

eventos com o servico estilos de interacão:

– push– pull

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Concurrency Service garante acesso atômico a objetos

distribuídos portabilidade: uso de concorrência por

múltiplos sistemas operacionais e linguagens tipos de lock:

– read, write– upgrade (pode mudar para write)– intention read, intention write (fine granularity)

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Transaction Service

permite a manipulacão de estados de objetos distribuídos de forma consistente

trabalha sobre monitores compatíveis com X/Open:– Tuxedo protocols– IBM/Transarc Encina– bancos de dados OO compatíveis com ODMG-93– LU6.2 da IBM

usa two-phase commit protocol suporta transações flat e nested baixo suporte a tolerância a falhas (Orbix + Isis) não suporta transações de longa duração

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Naming Service

permite recuperar uma referência para um objeto, dado um nome vinculado a este

operacões básicas:– bind– unbind– resolve

espaço de nomes organizado em hierarquia (nós intermediários são chamados de contexto)

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Lifecycle Service

criação de objetos é responsabilidade das aplicações: lista de parâmetros é imprevisível

permite criar object factories, que criam, duplicam, movem e removem objetos de certos tipos pelo sistema distribuído (com transparência de localização)

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Licensing Service

permite protecão de propriedade intelectual através de gerenciamento de licenças de forma dinâmica

inclui, por exemplo: trabalhos de arte em computador e aplicações comerciais

estimativa: 70% de todo software em uso no mundo é pirata

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Trader Service

uma espécie de páginas amarelas, onde fornecedores publicam seus serviços e interessados procuram por eles

nem sempre se sabe o nome do objeto que pode prover o serviço

um serviço é caracterizado através de sua interface (influenciado por APM ANSA Trader)

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Security Service

deve ser suportado diretamente pelo ORB

abrange: confidencialidade, integridade, contabilidade, disponibilidade e "não-repúdio"

funções básicas: controle de acesso, auditoria, autenticação e políticas de implementação

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Time Service

suporta recuperação e sincronização de relógios (físicos) em sistemas distribuídos

suporta sincronização através de sinais de rádio gerados localmente ou por fontes do governo

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Messaging Service

permite processamento assíncrono através do ORB

interfaces IDL têm semântica síncrona, por default

estende a utilidade de CORBA para cobrir a funcionalidade disponível em MOM (message-oriented middleware)

não dá garantia de entrega de mensagens

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Services- histórico - RFP1 - 1993

– Lifecycle– Event notification– Naming Service– Persistent Service

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Services- histórico - RFP2 - 1994

– Externalization– Relationships– Concurrency– Transaction

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Services- histórico - RFP3 - 1996

– Security– Time

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Services- histórico - RFP4 - 1995

– Licensing– Properties– Query

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Services- histórico - RFP5 - 1996

– Trading– Collections– Start-up

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Services- histórico - Em preparacao em 1997

– Interface Versioning– Asynchronous Invocation (message)

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Facilities- categorias - User Interface Information Management System Management Task Management

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Facilities- User Interface - Compound presentation & interchange Printing Asian input Rendering management

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Facilities- Information Management - Data interchange Meta-object Information storage & retrieval Internationalization & time operations

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Facilities- System Management - Common management Configuration & change management Security administration

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Facilities- Task Management - Mobile agents Workflow Automation & Scripting

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Facilities

Horizontais– Distributed Document Compound– OpenDoc Parts, Framework Objects– Common Management– Internationalization– Time– Data Interchange

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Facilities

Verticais– Business Object– Meta-object– Printing and Method

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Facilities - histórico Cf RFP1 Compound presentation and interchange - completa Cf RFP2 Internationalization and time operations - início 3/95 Cf RFP3 Data interchange and mobile agents - início 11/95 Cf RFC1 Common management facility - início 1/96 Cf RFP4 Business objects - início 1/96 Cf RFP5 Meta-object facility - início 6/96 Cf RFP6 Printing facility - início 3/96 Cf RFP7 Asin input - início 6/96 Cf RFP8 Automation & scripting - início 9/96 Cf RFC2 Workflow - início 12/96 Cf RFP9 Rendering management - início 9/96 Cf RFP10 Information storage and retrieval - início 3/97 Cf RFP11 Configuration & change management - 5/97 Cf RFP12 Rule management - início 8/97 Cf/ORBOS RFP Security administration - início 1/98

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Domains

CORBA-financials CORBA-med Telecom Manufacturing Multimedia Conference Business Objects Internet ...

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Outras Abordagens

Microsoft– COM, DCOM,– ActiveX, ASP

SUN– Java,– JavaBeans, Enterprise JavaBeans– Jini