Tìm hiểu lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu web
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.11 MB, 38 trang )
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
MỤC LỤC
MỤC LỤC......................................................................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................................3
Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH JAVA.............................................5
1.1. Lịch sử ra đời của Java.....................................................................................................5
1.2. Chu trình phát triển chương trình với Java......................................................................5
1.3. Môi trường Java...............................................................................................................5
1.4. Các dạng chương trình ứng dụng của Java......................................................................6
1.4.1 Chương trình ứng dụng dạng độc lập........................................................................6
1.4.2. Chương trình ứng dụng dạng Applet........................................................................6
1.4.3 Chương trình ứng dụng ở dạng Applet lẫn dạng độc lập...........................................6
1.5. Các phần tử cơ sở của Java..............................................................................................6
1.5.1. Định danh (Tên gọi)..................................................................................................6
1.5.2. Các từ khóa...............................................................................................................7
1.5.3. Chú thích...................................................................................................................7
1.6. Các kiểu dữ liệu nguyên thủy..........................................................................................7
1.7. Khai báo các biến.............................................................................................................8
1.8. Cấu trúc tệp chương trình Java........................................................................................8
Chương 2: CƠ SỞ VỀ MẠNG MÁY TÍNH..............................................................................9
2.1. Định nghĩa mạng máy tính...............................................................................................9
2.2. Phân loại mạng máy tính..................................................................................................9
2.3. Một số kiến trúc mạng thường dùng..............................................................................10
2.4. Giao thức mạng..............................................................................................................10
2.4.1. Giao thức TCP/IP....................................................................................................10
1. Giao thức IP..............................................................................................................10
2. Giao thức TCP...........................................................................................................11
2.4.2 Giao thức UDP.........................................................................................................11
2.5. Các mô hình hoạt động của mạng máy tính...................................................................11
Chương 3: LẬP TRÌNH ĐỐI TƯỢNG PHÂN TÁN VỚI RMI..........................................12
3.1. Tổng quan về RMI.........................................................................................................12
3.1.1. RMI là gì.................................................................................................................12
3.1.2. So sánh giữa RMI và RPC......................................................................................12
3.2 RMI làm việc như thế nào...............................................................................................12
3.3. Kiến trúc của chương trình RMI....................................................................................14
3.4. Các cơ chế liên quan trong một ứng dụng RMI.............................................................15
3.5. Cơ chế thực thi của một ứng dụng RMI........................................................................16
3.6. Các lớp, gói thường được sử dụng trong RMI...............................................................17
3.7. Những vấn đề gặp phải khi triển khai RMI...................................................................17
3.7.1. Nạp các lớp động....................................................................................................17
3.7.2. Sự khác nhau giữa các máy ảo Java........................................................................18
1. Máy ảo Java của Microsoft thiếu hỗ trợ lời triệu gọi phương thức từ xa.........18
2. Những thay đổi trong RMI từ JDK 1.02 đến JDK 1.1.........................................19
3. Những thay đổi trong RMI từ JDK 1.1 đến nền tảng thứ hai của Java............19
3.7.3 RMI và Applet..........................................................................................................20
1. Không có khả năng kết nối tới cổng TCP.............................................................20
2. Các hạn chế trong những kết nối mạng................................................................20
3. Các hạn chế bởi tường lửa.....................................................................................21
3.8. Sử dụng RMI thực thi việc tham chiếu ngược...............................................................22
3.8.1. Tham chiếu ngược trong lập trình hướng đối tượng...............................................22
3.8.2. Tham chiếu ngược trong RMI.................................................................................24
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 1/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
3.9. Kích hoạt đối tượng từ xa..............................................................................................25
3.9.1 Kích hoạt đối tượng là gì.........................................................................................25
3.9.2. Kích hoạt đối tượng từ xa làm việc như thế nào.....................................................25
3.10. Classpath và Codebase.................................................................................................27
3.10.1. Giới thiệu chung....................................................................................................27
3.10.2. Classpath...............................................................................................................27
3.10.3. URL (Uniform Resource Locator)........................................................................27
3.10.4. Codebase...............................................................................................................27
Chương 4: CHƯƠNG TRÌNH DEMO TRUY NHẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU WEB................28
4.1 Các mô hình kiến trúc cơ sở dữ liệu...............................................................................28
4.1.1 Kiến trúc đơn lớp (Single Architecture)...................................................................28
4.1.2 Kiến trúc hai lớp (Two - Tier Architecture).............................................................28
4.1.3 Kiến trúc ba lớp (Three - Tier Architecture)............................................................29
4.1.4. Giới thiệu về truy nhập cơ sở dữ liệu Web.............................................................29
4.2. Mô hình và hoạt động của chương trình demo..............................................................30
4.3. Thiết kế chương trình.....................................................................................................31
4.3.1. Các tệp xây dựng trong chương trình.....................................................................31
4.3.2. Các bước thực hiện chương trình............................................................................32
4.4 Một số giao diện của chương trình.................................................................................32
KẾT LUẬN..................................................................................................................................36
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................................37
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 2/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
LỜI MỞ ĐẦU
Sự phát triển như vũ bão của hệ thống mạng nhất là mạng Internet đã khiến
cho máy tính trở nên gần gũi và phục vụ đắc lực cho con người hơn. Tuy nhiên bên
cạnh đó một thách thức lớn đặt ra cho các nhà phát triển ứng dụng là lập trình mạng
ngày càng trở nên phức tạp. Mô hình lập trình đơn lẻ truyền thống đã bị thay đổi rất
nhiều. Ngày nay, bạn không còn đơn thuần ngồi viết những ứng dụng để chạy trên một
máy duy nhất. Chương trình ứng dụng đòi hỏi sự tương tác từ nhiều phía người dùng,
chia sẻ tài nguyên, triệu gọi từ xa, liên kết giao tác, phân tán dữ liệu…Với những yêu
cầu trên mô hình khách/chủ (hay Client/Server) đã ra đời và tồn tại rất lâu (thậm chí
cho đến ngày nay). Theo mô hình khách/chủ tất cả các thao tác xử lý phức tạp đều
được chuyển giao cho máy chủ xử lý. Máy khách chỉ đóng vai trò gửi yêu cầu và hiển
thị dữ liệu.
Hãy hình dung bạn quản lý và phân phối ứng dụng đến hàng trăm máy khách
nằm ở nhiều quốc gia khác nhau (một trở ngại về mặt địa lý). Bạn cài đặt trình điều
khiển kết nối cơ sở dữ liệu MS SQL Server lên từng máy. Sau một khoảng thời gian sử
dụng, bạn muốn chuyển hệ quản trị cơ sở dữ liệu MS SQL Server sang hệ Oracle thì
sao? Bạn phải yêu cầu hàng trăm máy khách cập nhật lại trình điều khiển truy xuất cơ
sở dữ liệu Oracle thay cho MS SQL Server. Đó là chưa kể việc cấu hình và kết nối với
từng hệ cơ sở dữ liệu xem ra cũng không phải là đơn giản đối với người dùng. Hay khi
bạn muốn thay đổi mã nguồn của ứng dụng khách? Nếu ứng dụng khách của bạn bao
gồm nhiều tập tin thực thi .exe và các thư viện liên kết động (dll) lên đến hàng chục
Mb thì sao? Bạn phải gửi bản cập nhật hàng chục Mb này đến hàng trăm khách yêu
cầu cập nhật lại chương trình.
Tất cả những ứng dụng trên đã làm phát sinh mô hình phát triển ứng dụng đa
tầng (multi-tier). Các ứng dụng xử lý của bạn không cài đặt trên máy khách nữa mà
cài đặt ở một máy chủ khác. Mục tiêu là làm cho máy khách trở nên gọn nhẹ, dễ cấu
hình, dễ thay đổi phía máy chủ. Nếu bạn cần thay đổi mã nguồn của trình ứng dụng
bạn chỉ cần thay đổi trên một máy chủ. Tất cả các trình khách khi kết nối vào máy chủ
chạy ứng dụng sẽ luôn được máy chủ phục vụ phiên bản mới nhất.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 3/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Web là một ứng dụng điển hình nhất của mô hình ứng dụng đa tầng cụ thể đó là
mô hình ba tầng. Trình chủ Web nằm trên một máy chủ, máy khách chỉ cần dùng trình
duyệt Web (browser) kết nối vào máy chủ và có thể truy cập được mọi thông tin cũng
như dịch vụ. Trình chủ sử dụng java servlet, trang jsp hay các ứng dụng CGI để kết
nối vào cơ sở dữ liệu, đối tượng phân tán RMI, CORBA (nằm trên một máy chủ khác)
xử lý tính toán và trả về kết quả cho trình khách thông qua các trang Web tĩnh. Mô
hình đa tầng đã phân rã chức năng một cách cụ thể, cho phép ứng dụng chạy trên
nhiều máy chủ khác nhau. Dễ dàng cho người phát triển, nhà cung cấp cũng như
người sử dụng mạng diện rộng nhất là mạng Internet.
Trong phạm vi của đồ án em nghiên cứu cách truy cập sơ sở dữ liệu Web bằng
đối tượng phân tán RMI. Cấu trúc của đồ án gồm bốn chương. Trong chương một
trình bày sơ lược về Java, cấu trúc của một chương trình Java, các dạng chương trình
ứng dụng của Java, các phần tử cơ sở và các kiểu dữ liệu nguyên thủy của Java.
Trong chương hai trình bày khái niệm, kiến trúc, mô hình mạng máy tính và giao thức
thường dùng trong mạng. Trong chương ba trình bày về lập trình đối tượng phân tán
với RMI, khái niệm về RMI, kiến trúc của một chương trình RMI, các vấn đề gặp phải
khi triển khai RMI và một số kỹ thuật triển khai RMI. Cuối cùng trong chương bốn xây
dựng chương trình demo truy cập cơ sở dữ liệu Web. Chương trình có các giao diện
cho người sử dụng và cả người quản trị hệ thống. Tất cả các chức năng của chương
trình đều được thực hiện từ xa.
Do trình độ và thời gian có hạn nên đồ án tốt nghiệp không thể tránh khỏi các
thiếu sót. Em rất mong nhận được sự hướng dẫn và đóng góp ý kiến của các thầy cô
và các bạn để tốt đồ án tốt nghiệp của em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các bạn đã tận tình giúp đỡ trong
quá trình học tập.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 4/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH JAVA
1.1. Lịch sử ra đời của Java
Ngôn ngữ lập trình Java do Java do James Gosling và nhóm cộng sự của hãng
Sun Microsystems xây dựng vào năm 1990 với tên gọi ban đầu là Oak (Cây sồi).
Java được xây dựng chủ yếu trong bộ công cụ phát triển JDK (Java Development
Kit).
Bắt đầu với JDK phiên bản 1.0 từ năm 1995, năm 1996 Sun đưa ra phiên bản
JDK 1.1, năm 1998 cho ra đời phiên bản JDK 1.2 và hiện nay đã có phiên bản 1.6.
1.2. Chu trình phát triển chương trình với Java
Java vượt qua được các nhược điểm trên bằng cách dịch các chương trình nguồn
sang ngôn ngữ máy ảo không phụ thuộc vào chip (hệ lệnh cụ thể) nào cả và sau đó khi
cần thực hiện sẽ thông dịch sang hệ máy cụ thể. Kết quả của chương trình là chuỗi các
bytes cơ sở bao gồm các mã lệnh thực hiện (Opcode) và các tham số của máy lý thuyết
(máy ảo), là máy Java ảo JVM1. Chương trình được thực hiện như sau:
1.3. Môi trường Java
Java có thể dịch và thực hiện trong mọi môi trường điều hành, miễn là ở đó có
chương trình thông dịch (máy Java ảo - JVM).
Cơ chế xử lý các Web site.
Tại sao lại sử dụng Java cho công nghệ Web.
Tổ chức thực hiện các dự án ứng dụng với Java.
* Xử lý các Web site
* Java và Web
- Độc lập với môi trường (Platform Independent)
- Đảm bảo an ninh (secure) thông tin
- Đảm bảo an toàn (safe)
- Thực hiện đa luồng (multithreads)
- Đảm bảo sự linh hoạt
- Đảm bảo sự gọn nhẹ
- Đảm bảo tính nhất quán
1
Java Virtual Machine
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 5/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
* Bộ công cụ phát triển ứng dụng JDK2
- Hiện nay có nhiều môi trường hỗ trợ để phát triển phần mềm Java như: Visual
J++, Symantec’s Café, Boland Jbuilder, JDK v.v.
Bộ JDK so sun cung cấp theo Web site:
.
1.4. Các dạng chương trình ứng dụng của Java
Có ba loại chương trình có thể phát triển với Java:
+ Các chương trình ứng dụng độc lập.
+ Các chương trình ứng dụng nhúng (applet).
+ Các chương trình kết hợp cả hai loại trên.
1.4.1 Chương trình ứng dụng dạng độc lập
Chương trình ứng dụng độc lập là một chương trình nguồn mà sau khi dịch có thể
thực hiện trực tiếp.
1.4.2. Chương trình ứng dụng dạng Applet
Applet là loại chương trình Java đặc biệt mà khi thực hiện phải được nhúng vào
chương trình ứng dụng khác như trình duyệt Web Browser, hoặc appletviewer của
JDK.
1.4.3 Chương trình ứng dụng ở dạng Applet lẫn dạng độc lập
Java cho phép xây dựng chương trình chạy được cả ở Web Browser lẫn một ứng
dụng độc lập. Một chương trình như thế phải:
+ Định nghĩa lớp ứng dụng mở rộng, kế thừa từ lớp Applet.
+ Trong lớp ứng dụng phải có hàm main().
1.5. Các phần tử cơ sở của Java
1.5.1. Định danh (Tên gọi)
Tên gọi của các thành phần trong chương trình được gọi là định danh (Identifier).
Trong Java định danh là một dãy các ký tự gồm các chữ cái, chữ số và một số các ký
hiệu như: ký hiệu gạch nối ‘_’, các ký hiệu tiền tệ $, ¥, £, ¢, và không được bắt đầu
bằng chữ số.
2
Java Development Kit
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 6/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Lưu ý: Java phân biệt chữ thường và chữ hoa, ví dụ Hoa và hoa là hai định danh
khác nhau. Độ dài (số ký tự) của định danh trong Java về lý thuyết là không giới hạn.
1.5.2. Các từ khóa
Các từ khóa của Java có thể chia làm 9 nhóm.
1. Tổ chức các lớp
2. Định nghĩa các lớp
3. Các từ khóa cho các biến và các lớp
4. Các kiểu dữ liệu nguyên thủy (đơn giản)
5. Những từ khóa cho các giá trị và các biến
6. Xử lý ngoại lệ
7. Tạo lập và kiểm tra các đối tượng
8. Dòng điều khiển
9. Những từ khóa chưa được sử dụng.
1.5.3. Chú thích
Chú thích trên một dòng: Tất cả các ký tự sau // cho đến cuối dòng là chú thích.
Chú thích nhiều dòng: Giống như trong C, phần nằm giữa /* và */ là chú thích.
Chú thích trong tư liệu: Đây là loại chú thích đặc biệt được đặt vào những chỗ thích
hợp trong chương trình để javadoc có thể đọc và sử dụng để tạo ra tư liệu dạng HTML
cho chương trình. Phần chú thích trong tư liệu được bắt đầu bằng /** và kết thúc bằng
*/.
1.6. Các kiểu dữ liệu nguyên thủy
Mỗi ngôn ngữ lập trình đều định nghĩa sẵn một số kiểu dữ liệu cơ bản gọi là kiểu
nguyên thủy.
Kiểu nguyên thủy
Các kiểu nguyên thủy của Java được chia thành 3 nhóm:
+ Kiểu nguyên gồm các số nguyên và kiểu ký tự.
+ Kiểu
dấu phảy
động hay kiểu số thực: Loại này có hai
kiểu
Kiểu boolean
(logic)
Kiểu
số float và double
biểu diễn cho các số thập phân có dấu.
+ Kiểu boolean: Là kiểu boolean có hai giá trị true (đúng) và false
Kiểu nguyên
Kiểu số thực
(sai).
Kiểu ký tự
Kiểu số nguyên
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
boolean
char
byte
long
Trang 7/77
short
int
float
double
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Hình 1.1. Các kiểu nguyên thủy trong Java
1.7. Khai báo các biến
Trong Java có bốn loại biến:
+ Các biến thành phần
+ Các biến tham chiếu đối tượng (Object Reference)
+ Các biến tĩnh (static)
+ Các biến cục bộ (local)
1.8. Cấu trúc tệp chương trình Java
Tệp chương trình Java có thể có các thành phần được đặc tả như sau:
+ Định nghĩa một gói là tùy chọn thông qua định danh của gói (package).
+ Một số lệnh import (không hoặc nhiều).
+ Một số định nghĩa lớp và interface có thể định nghĩa theo thứ tự bất kỳ.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 8/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Chương 2: CƠ SỞ VỀ MẠNG MÁY TÍNH
2.1. Định nghĩa mạng máy tính
Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi đường truyền
theo một cấu trúc nào đó và thông qua các máy tính trao đổi thông tin qua lại cho
nhau.
Hình 2.1. Mô hình liên kết các máy tính trong mạng
2.2. Phân loại mạng máy tính
Dựa theo phạm vi phân bố của mạng người ta có thể phân ra các loại mạng như sau:
+ GAN (Globa Area Network)
+ WAN (Wide Area NetWork)
+ MAN (Metropolitan Area Network)
+ LAN (Local Area Network)
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 9/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
2.3. Một số kiến trúc mạng thường dùng
+ Ring Topology:
Hình 2.2. Ring Topology
+ Bus Topology:
Hình 2.3. Bus Topology
Hình 2.4. Start Topology
+ Star Topology:
2.4. Giao thức mạng
Giao thức mạng là một tập các quy tắc, quy ước để trao đổi thông tin giữa hai hệ
thống máy tính hoặc hai thiết bị máy tính với nhau. Nói một cách hình thức thì giao
thức mạng là một ngôn ngữ được các máy tính trong mạng sử dụng để trao đổi dữ liệu
với nhau. Có nhiều loại giao thức được sử dụng trong mạng máy tính như: Apple Talk,
DLC, NetBEUI,… nhưng hiện nay giao thức được sử dụng phổ biến nhất trong mạng
máy tính là giao thức TCP/IP.
2.4.1. Giao thức TCP/IP
1. Giao thức IP
Nhiệm vụ chính của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành
liên kết mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP là vai trò của giao thức tầng mạng trong
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 10/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
mô hình OSI. Giao thức IP là một giao thức kiểu không liên kết (connectionlees) có
nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu.
2. Giao thức TCP
TCP là một giao thức hướng kết nối, có cung cấp một đường truyền dữ liệu tin cậy
giữa hai máy tính. Tính tin cậy thể hiện ở việc nó đảm bảo dữ liệu được gửi sẽ đến
được đích và theo đúng thứ tự như khi nó được gọi.
2.4.2 Giao thức UDP
UDP (User Datagram Protocol) là giao thức theo phương thức không liên kết được sử
dụng thay thế cho TCP ở trên IP theo yêu cầu của từng ứng dụng.
2.5. Các mô hình hoạt động của mạng máy tính
Mô hình hình hoạt động của mạng máy tính chủ yếu có hai loại:
+ Mô hình hoạt động chủ khách (Clients/Server).
+ Mô hình hoạt động ngang hàng (Peer to Peer).
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 11/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Chương 3: LẬP TRÌNH ĐỐI TƯỢNG PHÂN TÁN VỚI RMI
3.1. Tổng quan về RMI
RMI3 là một công ngệ của các hệ thống phân tán nó cho phép một máy ảo Java
(JVM) gọi những phương thức của đối tượng nằm trên máy ảo Java khác ở trong cùng
một mạng.
3.1.1. RMI là gì
RMI là một công nghệ Java cho phép một JVM giao tiếp với một JVM khác và thi
hành các phương thức của đối tượng nằm trên JVM đó.
Java Virtual Machine
Object
Main (String args[])
Method Request
Java Virtual Machine
Method Response
RemoteObject
Method1(…)
Method2(…)
Hình 3.1. Lời triệu gọi phương thức từ xa được thi hành trên máy ảo Java ở xa
3.1.2. So sánh giữa RMI và RPC4
Java là một ngôn ngữ nền tảng, dễ hiểu, nó cho phép những ứng dụng Java giao
tiếp với những ứng dụng Java khác chạy trên bất kỳ môi trường phần cứng nào hỗ trợ
một JVM. Sự khác nhau chủ yếu giữa RPC và RMI là RPC hỗ trợ nhiều ngôn ngữ,
trong khi RMI chỉ hỗ trợ những ứng dụng viết trên Java.
3.2 RMI làm việc như thế nào
Các hệ thống sử dụng RMI cho việc truyền thông tiêu biểu được phân thành 2 loại:
Clients và Servers. Server cung cấp dịch vụ RMI, và Client gọi các phương thức do
3
4
Remote Method Invocation
Remote Procedure Calls
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 12/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Server cung cấp. RMI Server phải đăng ký một dịch vụ tìm kiếm, cho phép các Client
tìm thấy thông tin Server cung cấp, hoặc chúng có thể tham chiếu tới dịch vụ khác.
Một ứng dụng chạy nền cho RMI có tên là rmiregistry. Ứng dụng này chạy và
xử lý độc lập với các chương trình RMI, nó cho phép các đối tượng trên Server đăng
ký tên của mình. Mỗi lần một đối tượng được đăng ký xong, nó sẽ đợi sau đó thực
hiện lời gọi từ phía Client.
rmiregistry
RMI Server
RMI Server
RMI Server
Hình 3.2. Nhiều dịch vụ đăng ký với một bộ đăng ký
Các đối tượng trên Client sẽ gửi những thông điệp tới những phương thức ở xa.
Trước khi một phương thức ở xa được thực thi Client phải có tham chiếu của nó trên
Server. Điều đó được thực hiện bởi dịch vụ tìm kiếm trong bộ đăng ký RMI. Đối
tượng trên Client yêu cầu một tên dịch vụ, và sẽ nhận được một URL. Nên nhớ những
URL không phải cho HTTP, hầu hết các giao thức có thể đại diện sử dụng cú pháp của
URL. Định dạng được sử dụng bởi RMI để đại diện cho một đối tượng tham chiếu từ
xa như sau:
rmi://hostname:port/servicename
Trong đó hostname tên của của Server hoặc địa chỉ IP của Server, port số hiệu
cổng cung cấp dịch vụ, servicename là một chuỗi mô tả dịch vụ. Những thông tin
chi tiết của hoạt động mạng thì luôn trong suốt với người phát triển ứng dụng khi làm
việc với các đối tượng ở xa, việc đó trở nên đơn giản như khi làm việc với đối tượng
tại máy cục bộ. Điều này được thực hiện nhờ một phép chia thông minh của hệ thống
RMI thành hai thành phần, một là stub và một là skeleton.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 13/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
RMI client application
stub object
somemethod(…)
RMI server
request
skeleton object
somemethod(…)
response
Hình 3.3. Đối tượng stub gọi đối tượng skeleton.
Tại RMI Server, đối tượng skeleton có nhiệm vụ lắng nghe những yêu cầu và
chuyển các yêu cầu đó tới dịch vụ RMI. Sau khi người phát triển tạo ra một giao diện
RMI, người đó còn phải định nghĩa cụ thể giao diện đó. Đối tượng được định nghĩa
này sẽ được gọi là đối tượng skeleton.
3.3. Kiến trúc của chương trình RMI
Kiến trúc của một chương trình theo cơ chế RMI được mô tả như hình sau:
Hình 3.4. Kiến trúc chương trình kiểu RMI
Trong đó:
+ Server là chương trình cung cấp các đối tượng có thể được gọi từ xa.
+ Client là chương trình có tham chiếu đến các phương thức của các đối tượng ở xa
trên Server.
+ Stub chứa các tham chiếu đến các phương thức ở xa trên Server.
+ Skeleton đón nhận các tham chiếu từ Stub để kích hoạt phương thức tương ứng
trên Server.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 14/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
+ Remote Reference Layer là hệ thống truyền thông của RMI.
+ Transport là tầng giao vận được dựa trên giao thức TCP/IP giữa các máy trong
mạng.
Bằng cách sử dụng kiến trúc phân tầng như trên mà mỗi tầng có thể phân cấp hoặc
thay thế mà không ảnh hưởng tới các tầng còn lại của hệ thống.
3.4. Các cơ chế liên quan trong một ứng dụng RMI
Trong một ứng dụng phân tán cần có các cơ chế sau:
+ Cơ chế định vị đối tượng ở xa (Locate remote objects)
+ Cơ chế giao tiếp với các đối tượng ở xa (Communicate with remote objects)
+ Tải các lớp danh bytecodes cho các lớp mà nó được chuyển tải qua lại giữa máy
ảo (Load class bytecodes for objects that are passed around)
Hình 3.5. Vai trò của dịch vụ ánh xạ tên
Trong đó:
+ Server đăng ký tên cho đối tượng có thể được gọi từ xa của mình với dịch vụ ánh
xạ tên (Registry Server).
+ Client tìm đối tượng ở xa thông qua tên đã đăng ký trên Registry Server (looks
up) và tiếp đó gọi các phương thức ở xa.
+ Hình 3.5 cũng cho thấy cách thức mà hệ thống RMI sử dụng một WebServer sẵn
có để truyền tải mã bytecodes của các lớp qua lại giữa Client và Server.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 15/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
3.5. Cơ chế thực thi của một ứng dụng RMI
Tiến trình thực thi của một ứng dụng RMI diễn ra như sau:
Hình 3.6. Tiến trình thực thi của ứng dụng RMI
+ Bước 1: Server tạo các đối tượng cho phép gọi từ xa cùng với Stub và Skeleton
của chúng.
+ Bước 2: Server sử dụng lớp Naming để đăng ký tên cho một đối tượng từ xa (1).
+ Bước 3: Naming đăng ký Stub của đối tượng từ xa với Registry Server (2).
+ Bước 4: Registry Server sẵn sàng cung cấp tham chiếu đến đối tượng từ xa khi có
yêu cầu (3).
+ Client yêu cầu Naming định vị đối tượng ở xa thông qua tên đã được đăng ký
(phương thức lookup) với dịch vụ tên (4).
+ Naming tải Stub của đối tượng ở xa từ dịch vụ tên mà đối tượng đã đăng ký về
Client (5).
+ Cài đặt đối tượng Stub và trả về tham chiếu đối tượng ở xa cho Client (6).
+ Client thực thi một lời gọi phương thức ở xa thông qua đối tượng Stub (7).
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 16/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
3.6. Các lớp, gói thường được sử dụng trong RMI
Trong kỹ thuật triệu gọi từ xa, một hệ thống RMI sử dụng rất nhiều gói và lớp của
Java nhưng các lớp quan trọng nhất vẫn là:
+ java.rmi.
+ java.rmi.activation.
+ java.rmi.dgc.
+ java.rmi.registry.
+ java.rmi.server.
Trong các gói trên thì quan trọng nhất là gói java.rmi với gói này lớp Naming
đóng vai trò cực kỳ quan trọng, tất cả các phương thức của lớp này đều là phương thức
tĩnh. Lớp này dùng để đăng ký hoặc khôi phục các tham chiếu đối tượng với bộ đăng
ký rmiregistry. Gói này gồm các phương thức:
+ static void bind(String url, Remote Object).
+ static String[] list(String url.
+ static Remote lookup(String url).
+ static void rebind(String url, Remote Object).
3.7. Những vấn đề gặp phải khi triển khai RMI
3.7.1. Nạp các lớp động
Trong các hệ thống nhỏ (chỉ có một vài Client sử dụng các dịch vụ từ Server), việc
phân tán các lớp Stub và Skeleton diễn ra bình thường. Nhưng khi có một số lượng lớn
các Client cùng sử dụng các dịch vụ này thì điều gì sẽ xảy ra?. Nếu một bộ đăng ký
RMI được sử dụng cho tất cả các dịch vụ, khi một dịch vụ mới được giới thiệu trong
hệ thống thì file Stub của dịch vụ đó phải được sao chép tới classpath của bộ đăng ký
trước khi Server đăng ký nó. Vấn đề trên được giải quyết bằng một kỹ thuật đã được
biết đến đó là kỹ thuật nạp lớp động.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 17/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Kiểm tra lớp
đã được nạp
Đúng
Trả về lớp đó
Sai
Kiểm tra
việc cài đặt
bảo mật
Đúng
Tìm nạp lớp đó
từ mạng
Sai
Bỏ qua ngoại lệ
ClassNotFoundException
Hình 3.7. Quá trình xử lý nạp lớp của hệ thống RMI
Trước khi tìm nạp lớp đã được định nghĩa, thì vị trí của lớp đó phải được xác định.
Vị
trí
của
các
lớp
này
được
xác
định
bằng
thuộc
tính
hệ
thống
java.rmi.server.codebase. Việc xác định vị trí được thực hiện ở Client hoặc
Server. Muốn vậy ta phải đặt một URL, đường dẫn đến thư mục codebase. Từ đó
RMIClassLoader tải các lớp sử dụng cho hệ thống RMI.
Cách đơn giản nhất để đặt codebase là sử dụng một lệnh, tham số chỉ rõ thuộc tính
cần đặt.
java
–Djava.rmi.server.codebase=http://hostname:port/path
RMIServer
Trong đó hostname là địa chỉ IP hoặc tên của máy chủ, Port là số hiệu cổng
chương trình chạy, Path là đường dẫn đến thư mục codebase
Nếu Server có thể chỉ rõ codebase của mình thì Client cũng làm được điều đó.
java –Djava.rmi.server.codebase=http://hostname:port/path
RMIClient
3.7.2. Sự khác nhau giữa các máy ảo Java
1. Máy ảo Java của Microsoft thiếu hỗ trợ lời triệu gọi phương thức từ xa
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 18/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Mặc dù những gói RMI là một phần của lõi Java API, nhưng các JVM của
Microsoft cũng không hỗ trợ RMI. Điều đó làm cho các RMI Client hoặc Server
không dễ dàng chạy trên các JVM đó. Vì thế việc sử dụng Applet trở nên khó khăn bởi
đa số người sử dụng Internet đều dùng trình duyệt IE 5. Để khắc phục điều này ta phải
thêm một bản vá lỗi cho các JVM của Microsoft để hỗ trợ RMI. Tuy nhiên ta không
thể chắc chắn tất cả các Client đều được cài đặt bản vá này.
2. Những thay đổi trong RMI từ JDK 1.02 đến JDK 1.1
Trong JDK 1.02, việc thi hành một dịch vụ RMI là sự mở rộng của lớp
java.rmi.server.UnicastRemoteServer. Lớp này không sẵn có trong JDK
1.1, nó được thay thế bởi lớp java.rmi.server.UnicastRemoteObject. Sự hỗ
trợ RMI trong JDK 1.02 chỉ là tạm thời, cần phải tránh trong các hệ thống tiếp theo.
Tính sẵn sàng trong JDK 1.1 hoặc trong các JVM cao hơn trong đa số các nền tảng của
hệ điều hành là sự lựa chọn tốt nhất cho RMI.
3. Những thay đổi trong RMI từ JDK 1.1 đến nền tảng thứ hai của Java
Các ứng dụng sử dụng việc nạp lớp động, mặc dù đã được cài đặt mặc định việc
quản lý bảo mật là RMISecurityManager, nhưng nó sẽ không chạy nếu không có
một vài thay đổi dưới nền tảng thứ hai Java.
Dưới nền tảng thứ hai Java việc thiết lập bảo mật có một vài tùy chọn cho người
phát triển:
+ Loại bỏ toàn bộ RMISecurityManager, và vô hiệu hóa việc nạp lớp động.
+ Thay thế RMISecurityManager với một tùy chỉnh bảo mật, yêu cầu viết thêm
một đoạn mã để quản lý bảo mật.
+ Chỉ rõ tệp tin chính sách bảo mật, chính sách này cho phép truy cập những thông
tin cần thiết.
Cấu trúc của tệp tin chính sách bảo mật, được chỉ rõ trong các tài liệu về nền tảng
thứ hai Java, nhưng cho hầu hết các ứng dụng tệp tin chính sách bảo mật đều có khuôn
dạng chung. Nó cho phép kết nối tới TCP bằng cổng 1024. Nó giới hạn các tệp tin
được phép đọc trong thư mục c:\rmi, và được phép ghi trong thư mục
c:\rmi\data.
Đoạn mã cho tệp rmi.policy:
5
Internet Explorer
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 19/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Grant
{
permission java.net.SocketPermission "*:102465535",
"accept, connect, listen, resolve";
permission java.net.SocketPermission "*:11023","connect,
resolve";
permission java.io.FilePermission "c:\\rmi\\", "read";
permission java.io.FilePermission "c:\\rmi\\data\\",
"write";
}
Việc chỉ rõ chính sách bảo mật khi chạy phần mềm RMI được thiết đặt trong hệ
thống chính sách bảo mật java.security.policy, nó chỉ rõ đường dẫn đến tệp
tin chính sách. Ví dụ để xác định rõ đường dẫn tới tệp tin rmi.policy ở tại RMI
Client ta sử dụng lệnh sau:
java –Djava.security.policy=c:\rmi\rmi.policy RMIClient
3.7.3 RMI và Applet
RMI gặp một vài khó khăn đối với applet. Ngoài những vấn đề hỗ trợ RMI trong IE
đã được nói đến ở trên, thì applet còn bị hạn chế trong môi trường mạng. Sự hạn chế
này rất nghiêm trọng, nó cản trở việc RMI applet giao tiếp với các dịch vụ RMI.
1. Không có khả năng kết nối tới cổng TCP
Khi một applet không thể kết nối tới cổng TCP, nó không thể là một RMI Server.
Điều đó dẫn đến các dịch vụ RMI không thể chạy trên trình duyệt Web. Chính vì vậy
không thể dễ dàng sử dụng callbacks trong RMI, một Applet Client có thể triệu gọi các
phương thức trên Server đó, nhưng các máy khác không thể triệu gọi các phương thức
này.
2. Các hạn chế trong những kết nối mạng
Một applet chỉ có thể kết nối tới máy chủ từ codebase mà nó nạp về. Khi một applet
được nạp về từ một máy chủ, như máy chủ www.davidreilly.com, nó chỉ có thể
tạo các hết nối TCP và UDP tới máy chủ. Đây là một hạn chế của applet bởi trình
duyệt.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 20/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Hình 3.8. Những hạn chế của applet trong kết nối mạng
Như vậy applet không thể làm tốt nhiệm vụ của RMI Clients, trừ khi applet và
Server chạy trên cùng một máy.
3. Các hạn chế bởi tường lửa.
Tường lửa là phần mềm (có thể được cài đặt hoặc điều khiển bởi phần cứng tùy
theo nhà cung cấp Internet) chặn ngay ngõ ra vào của đường truyền dữ liệu kết nối
mạng của bạn với bên ngoài (Internet). Chức năng của tường lửa là kiểm soát cách
thức truyền dữ liệu và kết nối giữa mạng Intranet với mạng Internet. Mục đích tránh sự
đột nhập và tấn công hay ăn cắp dữ liệu của các tay hacker bên ngoài mạng. Tường lửa
cũng được dùng để hạn chế sự truy xuất của bạn ra bên ngoài mạng Internet.
Hầu như tất cả các tường lửa đều chỉ cho sử dụng một số ít cổng. Cổng kết nối theo
giao thức http (port 80) là cổng nổi tiếng và được phép sử dụng để kết nối với dịch vụ
Web server. Như vậy các ứng dụng Java hầu như không sử dụng được mô hình Client
- Server nếu gặp phải tường lửa.
Máy chủ (Server)
rmiregistry (port 1099)
Máy khách
Applet
Hoặc trình
khách Java
109
9
109
9
8
0
8
0
Mạng Intranet
Tường lửa
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Object
WebServer
Mạng Internet
Trang 21/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Hình 3.9. Kết nối giữa trình khách và rmiregistry trên máy chủ bị chặn bởi tưởng lửa
Tuy nhiên như bạn thấy cổng 80 là cổng của dịch vụ http hầu như được mọi
tường lửa cho qua. Cổng dịch vụ http chuyên cung cấp trang Web cho các trình duyệt
browser nên ít khi bị tường lửa ngăn cấm. Chính vì vậy ứng dụng phân tán Java gọi
đến đối tượng từ xa có thể giải quyết vấn đề tường lửa bằng hai cách.
+ Thứ nhất, bạn yêu cầu người quản trị tường lửa cung cấp cho bạn một số cổng để
sử dụng. Tuy nhiên cách này ít khi được chấp nhận và nếu có bạn phải trả chi phí rất
cao cho việc mở cổng.
+ Thứ hai sử dụng cơ chế trung gian thông qua cổng 80 của dịch vụ Web Server.
Hình 3.10. Gọi đối tượng ở xa thông qua cơ chế trung gian của Web Server
Hình trên là cơ chế gọi đối tượng từ xa thông qua dịch vụ Web Server bên ngoài
tường lửa. Đối tượng Object của ta đăng ký với rmiregistry trên máy chủ (1) lắng nghe
ở cổng 1099. Trình khách gửi yêu cầu theo giao thức http đến máy chủ Web Server
yêu cầu truy xuất đến đối tượng Object (2). Web Server yêu cầu một đối tượng trung
gian trên máy chủ xử lý lời gọi (3). Servlet liên lạc với rmiregistry lấy về
tham chiếu của đối tượng Object (4). Servlet triệu gọi Object (5) và trả kết quả về
cho Web Server (6). Sau cùng là Web Server trả kết quả về cho trình khách.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 22/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
3.8. Sử dụng RMI thực thi việc tham chiếu ngược
3.8.1. Tham chiếu ngược trong lập trình hướng đối tượng
Trong một hệ thống hướng đối tượng, khi một đối tượng cần thông báo một sự kiện
xảy ra thì nó sử dụng kỹ thuật tham chiếu ngược. Cách này làm cho hệ thống hoạt
động có hiệu quả hơn, vì một đối tượng không cẩn kiểm tra định kỳ trạng thái của một
đối tượng khác, nó sẽ thay thế thông báo lỗi nếu sự kiện đó xảy ra. Nhiều đối tượng
lắng nghe có thể đăng ký với cùng một sự kiện.
Hình 3.11. Nhiều đối tượng có thể đăng ký với một hoặc nhiều sự kiện
Khi một sự kiện xảy ra ( kết quả của sự tương tác giữa đối tượng và hệ thống, hoặc
một quá trình xử lý bên trong như hoàn thành một khối lượng công việc hoặc tác động
với người sử dụng), sự kiện gốc sẽ thông báo tới mọi đối tượng đang lắng nghe. Muốn
làm được vậy sự kiện gốc phải duy trì một danh sách của tất cả các đối tượng đang
hoạt động, sau đó gửi thông báo trở lại các đối tượng khi sự kiện xảy ra.
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 23/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Hình 3.12. Gửi thông báo trở lại cho tất cả các đối tượng đang lắng nghe
Các đối tượng này luôn được làm việc bởi những lời gọi phương thức. Trong những
hệ thống hướng đối tượng Callbacks tham chiếu một đối tượng tới một đối tượng đó là
sự kiện gốc. Sự kiện gốc tại thời điểm thích hợp, nó sẽ gọi một phương thức của đối
tượng nghe để thông báo nó hoạt động và sẵn sàng trả lời.
Hình 3.13. Tham chiếu ngược được thực hiện bởi một đối tượng đang lắng nghe
Kiểu hệ thống này được sử dụng rộng rãi trong lập trình hướng đối tượng, trong
ngữ cảnh của Java. Mô hình xử lý sự kiện của AWT yêu cầu những người phát triển
thực thi giao diện của bộ lắng nghe và đăng ký các thành phần nó cần sử dụng với bộ
kiểm tra. Nhiểu bộ lắng nghe có thể đăng ký cùng với một thành phần, và chúng cũng
có thể đăng ký được với nhiều thành phần. Khi xây dựng một hệ thống, bạn có thể tạo
cho mình một giao diện lắng nghe, và thêm các phương thức cần thiết.
3.8.2. Tham chiếu ngược trong RMI
Cơ chế gọi ngược từ xa của trình chủ đến trình khách thông qua tham chiếu được
gọi là callback. Kỹ thuật gọi ngược callback thường rất hữu hiệu cho trình khách thiết
lập các yêu cầu tùy biến không phải lệ thuộc nhiều vào trình chủ.
Đối tượng trên
máy khách
Đối tượng trên
máy chủ
Gọi phương thức
Gọi phương thức
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
Trang 24/77
Tìm hiểu Lập trình phân tán với RMI ứng dụng truy cập cơ sở dữ liệu Web
Hình 3.14. Đối tượng giữa trình khách và trình chủ triệu gọi lẫn nhau
Bằng cách này ta có thể cho trình khách và trình chủ triệu gọi lẫn nhau. Khi đó đối
tượng trên máy chủ phải cài đặt giao tiếp Remote, tiếp đó sinh ra các lớp trung gian
tênlớp_Stub, tênlớp_Skel, sau cùng là đăng ký đến rmiregistry để trình khách
tham chiếu đến.
3.9. Kích hoạt đối tượng từ xa
3.9.1 Kích hoạt đối tượng là gì
Kích hoạt đối tượng từ xa là một công nghệ để giải quyết vấn đề một số lượng lớn
các dịch vụ RMI nhàn rỗi gây tốn tài nguyên. Nó cho phép các dịch vụ này đăng ký
với rmiregistry, nhưng chưa cần phải khởi tạo giá trị ban đầu. Vì vậy các dịch vụ
này sẽ không hoạt động cho đến khi có một lời gọi từ Client. Một quá trình xử lý ngầm
được gọi là remote method invocation activation system deamon (rmid) sẽ lắng nghe
và khởi tạo dịch vụ RMI mà Client yêu cầu. Bằng cách nào đó rmid tiếp nhận các yêu
cầu từ Client và tạo các dịch vụ Client yêu cầu.
3.9.2. Kích hoạt đối tượng từ xa làm việc như thế nào
Sự kích hoạt đối tượng từ xa có một ít khác biệt so với RMI Server thông thường.
Một dịch vụ thông thường khi đăng ký đối tượng của mình với RMI registry thì nó
phải được khởi tạo. Kích hoạt đối tượng từ xa tránh được điều đó, và nó sẽ kích hoạt
đối tượng khi có yêu cầu, một lỗi tham chiếu từ xa được đăng ký tại đây. Không giống
như UnicastRemoteObject chạy liên tục, Mà Server cài đặt chương trình chạy
trong khoảng thời gian ngắn. Mục đích của nó là thông báo cho hệ thống biết việc kích
hoạt của một đối tượng ở xa, và đăng ký lỗi tham chiếu từ xa với rmiregistry.
RMI Client
main(String args[])
{
…
}
Yêu cầu
tham
chiếu
đối
tượng
ở xa
Gửi lỗi tham
chiếu từ xa
Gọi phương thức lỗi tham chiếu từ
xa
Faulting remote reference
someMethod(…)
Server installation class
Đăng ký lỗi tham chiếu từ xa
như dịch vụ của RMI
Đăng ký đối
tượng với hệ
rmiregistry
Sinh viên: Nguyễn Thế Long - Khoa CNTT - ĐHDLHP
thống kích
hoạt
Remote method invocation
activation system deamon
process (rmid)
Trang 25/77
