Java RMI et Applications Distribues

1
Java RMI et Applications Distribuées

• Remote Method Invocation
• Pascal Molli, Maître de Conférence, Université
  Henri Poincaré, Nancy 1

2
Applications Distribuées

• Distribution des données
• Données distribuées traitement centralisé
• Distribution du contrôle
• Données centralisées, contrôle distribué
• Distribution des utilisateurs
• Données et contrôle centralisé, utilisateurs
  distribués
• Un combinaison de tout ça...

3
Problèmes généraux

• Tolérance aux pannes (reliability,
  fault-tolerance)
• Un serveur participant à l application crash..
• Un serveur raconte n importe quoi
• Un serveur n est plus atteignable (mais n est
  pas crashé) et le redevient
• Atomicité dans les application réparties...

4
Problèmes généraux

• Passage à léchelle (scalability)
• ça marche pour 1 utilisateur et pour 10000 ?
• ça marche pour un objet et pour 1000000 ?
• Ça marche pour 1 site et pour 1000 ??
• Ex Construire un serveur E-Commerce résistant à
  10 000 utilisateurs simultanés ?
• Application serveur pooling, cache, réplication,
  duplication, monitoring

5
Problèmes généraux

• Nommage (naming)
• Un objet Un Id Un état Un comportement
• Appli non répartie Nommage géré par le langage
  (référence) ou l OS (addressage)
• Appli répartie nommage explicite ? Dynamique ?
• Ex Url, DNS, JNDI, X500, LDAP ...

6
Problèmes généraux

• Intégration de l existant (legacy)
• Connexion sur toutes les ressources de
  l entreprise
• Facturation, Gestion de Stock, Workflow
• Intéropérabilité
• Transactions réparties

7
Problèmes généraux

• Déploiement
• Tout est prêt Comment j installe tous mes
  composant logiciels sur mes différents serveurs
  et clients ?
• Je change un nom de serveur, ou j en ajoute un
  je recompile tout ? Je redéploie tout ? Ou je
  peux configurer le déploiement ?

8
Problèmes généraux

• Sécurité
• Confidentialité
• Intégrité
• Droits d accès, Pare-feux
• Authentification
• Identification partenaire
• Non-répudiation
• Messages authentifiés

9
Problème généraux
Source Withney

• Security/Logging
• How many people use your server?
• How will you know if someone is trying to hack
  into your server?
• How will you know what they did?
• If something goes wrong in the server how will
  you know? How will you determine what went wrong?
• How will you know if a particular client program
  has trouble connecting to your server?
• Servers need to log client access

10
Problèmes généraux

• Disponibilité (availability)
• Un système occupé à faire autre chose (par
  exemple gérer la tolérance aux fautes) n est pas
  disponible !
• Ex serveur mono-thread
• 2 appels simultanés sur un même objet distants ?
• Sérialisé ?
• Parallèle ?
• Différentes politiques ?

11
Problèmes Généraux
Source Krakoviac CAR99

• Coordination Communication Synchronisation
  données partagées
• Synchronisation
• Mécanisme élémentaires Messages, événements...
• Transaction réparties
• Workflow
• Communication
• Synchrone, asynchrone, flots discrets ou continus
• Information partagées
• Données centralisées, réparties, dupliquées
  (cohérence des données)

12
Problèmes généraux

• Développement, génie logiciel
• Outils pour gérer
• Conception
• Déploiement
• Débogage !!!!

13
Modèle d exécution...

• Modèle Client-Serveur
• (RPC, RMI, Corba, Servlet)
• Modèle de communication par messages
• MOM, Message oriented middleware,
• Queue de messages
• Modèle de communication par événements
• publish/subscribe, push/pull, JMS
• Modèle à Composant
• Bean, EJB
• Modèle à agents mobiles
• Agglet, Voyager
• Modèle à mémoire  virtuelles  partagées.
• Modèle à espace de tuples(JavaSpaces)
• Modèle à objets dupliqués

14
Java RMI Généralités

• Objectifs écrire des applications distribuées.
• D autres systèmes Corba, Dcom, Entreprise Java
  Beans (EJB).
• RMI Conçue comme une extension du langage Un
  objet sur une JVM peut avoir une référence sur un
  autre dans une autre JVM.

15
Java RMI généralités.
Celui là !
MyRemoteObject o o.myMethod
16
Premiers Problèmes

• Tous les objets sont ils accessibles par les
  autres machines ?
• Toutes les méthodes peuvent elles être appelées ?
• Comment récupérer un référence sur un objet
  distant ?
• Et les erreurs liées au réseau ...

17
Premiers Pas ...

• Déclarer les objets pouvant être appelés de
  manière distante
• Sous-classe de java.rmi.RemoteObject
• Déclarer les méthodes pouvant être appelées de
  manière distante
• déclaration d une interface pour les appels
  distant.
• Toutes les méthodes distantes peuvent générer des
  exceptions
• java.rmi.RemoteException

18
Notre exemple Copier un fichier

• Copier un fichier d une machine à une autre
• Je lis un fichier sur ma machine je le met dans
  un tampon en mémoire
• J appelle un méthode d un objet receveur
  distant en passant mon tampon en paramètre,
• l objet receveur écrit ce paramètre dans un
  fichier sur son système de gestion de fichier...

19
Diagramme de classe...

• FilePacket La variable intermédiaire.
• FileSender l émetteur
• RemoteReceiver le receveur...

20
Diagramme de séquence
Sur le Client
Sur le Serveur...
21
(No Transcript)
22
Problèmes...
23
Accéder à un objet distant ...

• Le créateur de l objet doit d abord
  externaliser (au moins) 1 objet en lui donnant un
  nom
• static void Naming.rebind(String,Remote)
• L utilisateur doit récupérer un référence en
  utilisant ce nom
• static Object Naming.lookup(String)

24
Nommage...

• Quest quun nom ? Une URL
• rmi//java.sun.com2001/root/toto
• rmi le protocole (propriétaire JRMP Java
  Remote Method Protocol)
• Java.sun.com2001 le nom ou le remoteReceiver
  tourne
• root/toto une chaîne de caractères pour
  déterminer l objet...

25
RMI Registry
1 autre JVM
1 JVM
26
1 autre JVM
1 JVM
ATTENTION ! Passage par copie !
27
Objet Remote et non Remote...

• Paramètre et valeur de retour des méthodes
• Sous-classe de RemoteObject -gt passage par
  référence
• Autrement -gt passage par copie !

28
(No Transcript)
29
Nommage RmiRegistry

• Attention ! Un processus à part est chargé de
  maintenir la table associative ltnom, Remote Refgt
  !
• C est le rmiregistry !
• 1- on lance le rmiregistry
• 2- on lance le RemoteReceiver
• 3- on lance le FileSender

30
Rmiregistry program
Rebind !
(a,o1) (a/b,o2) (a/c,o3)
o1
o2
Toto o(Toto)Lookup(a/b)
o3
31
Problème de typage !

• Attention ici 1FP est d une certaine manière
  présent sur deux JVM ! Il faut être sur que les
  deux JVM ont bien le même FilePacket.class !
• Vérifié par Java à l exécution avec des VID
  (version ID)
• Problème de déploiement (source d erreur
  classique)

32
Class loader ...

• Les .Class utilisés par le client peuvent être
  téléchargés sur le serveur si elles n existent
  pas localement par le RMIClassLoader
• Utilisé pour les paramètres et les valeurs de
  retour de méthodes distantes.
• Facilite le déploiement, mais PB de sécurité !

33
RMI et Security Manager !

• Si des classes doivent être téléchargées par le
  réseau, elles doivent obéir aux politiques de
  sécurité
• Par ex Pas d actions sensibles (accès systèmes)
  et téléchargement à partir de sources de
  confiance (applet host par exemple).
• Une politique pré-définie le RMISecurityManager..
  .

34
(No Transcript)
35
Security Manager

• Si aucun Security Manager n est installé
• Tous les chargement de .class doivent se faire à
  partir du CLASSPATH local.
• Mauvais pour le déploiement d application
  distribuées (problème fondamental)

36
Policies

• Un fichier de policies doit être fourni

grant signedBy "signer_names", codeBase "URL"
permission permission_class_name "target_name",
"action", signedBy "signer_names" ....
permission permission_class_name "target_name",
"action", signedBy "signer_names"
java -Djava.security.policypolicy
37
Policies
grant signedBy "Duke" permission
java.io.FilePermission "/tmp/", "read,write"
grant permission java.security.AllPermiss
ion grant signedBy "sysadmin", codeBase
"file/home/sysadmin/" permission
java.security.SecurityPermission
"Security.insertProvider." permission
java.security.SecurityPermission
"Security.removeProvider." permission
java.security.SecurityPermission
"Security.setProperty."
38
Class Loader et Déploiement

• java -Djava.rmi.server.codebasehttp//host/rmicla
  sses/ LoadClient

import java.rmi.RMISecurityManager import
java.rmi.server.RMIClassLoader public class
LoadClient public static void main()
System.setSecurityManager(new
RMISecurityManager()) try
Class cl RMIClassLoader.loadC
lass("myclient")
Runnable client (Runnable)cl.newInstance()
client.run()
catch (Exception e)
System.out.println("Exception "
e.getMessage())
e.printStackTrace()
39
Stub et Skeleton

• Comment ça marche en fait ?
• Pour chaque objet remote, il est nécessaire de
  disposer de deux objets l objet stub et
  l objet skeleton.
• Le stub représente l objet remote sur le client,
  une sorte de fantome de l objet remote.
• Le skeleton est là pour réceptionner les appels
  de méthodes distants du client et les propager à
  l implémentation de l objet remote sur le
  serveur.

40
Stub et Skeleton
Client
Serveur
Stub
Skeleton
Remote Reference Layer
Transport Layer
41
Stub et skeleton

• Bonne nouvelle ils sont générés
• Mauvaise nouvelle il faut les générer
• Appel de rmic sur une classe sous-classes de
  remoteObject (RemoteReceiver pour nous).
• Génère RemoteReceiver_Skel.class
  RemoteReceiver_Stub.class

42
Un peu de code le serveur
public class RemoteReceiver extends
UnicastRemoteObject implements FileReceiver
private String directory public
RemoteReceiver() throws RemoteException
super() public void receiveFile( FilePacket
packet ) throws RemoteException try
packet.writeTo( new FileOutputStream(
packet.getName() ".snt" ) ) catch(
IOException e ) e.printStackTrace()
public static void main( String args )
String usage "Usage java rmi.RemoteReceiver
ltdirectorygt lthostnamegt" try
System.setSecurityManager( new RMISecurityManager(
) ) RemoteReceiver remote new
RemoteReceiver() Naming.rebind( "//" args1
"/receiver", remote ) System.out.println(
"Object is bound" ) catch( Exception e )
e.printStackTrace() System.out.println(
usage )
43
L interface ...
public interface FileReceiver extends Remote
public void receiveFile( FilePacket packet )
throws RemoteException
44
Le client
public class FileSender implements ActionListener
private Frame frame FileReceiver receiver
public FileSender( String hostname ) throws
Exception receiver (FileReceiver)Naming.look
up( "//" hostname "/receiver" ) frame
new Frame( "File Sender" ) frame.setBounds(
100, 100, 80, 80 ) Button b new Button(
"Send File" ) b.addActionListener( this )
frame.add( "Center", b ) frame.setVisible(
true ) public void actionPerformed(
ActionEvent event ) try FileDialog dialog
new FileDialog( frame, "Upload a file",
FileDialog.LOAD ) dialog.setVisible( true
) String filename dialog.getDirectory()
dialog.getFile() FilePacket packet new
FilePacket( filename ) packet.readIn()
receiver.receiveFile( packet ) catch(
Exception e )e.printStackTrace() public
static void main( String args ) throws
Exception String usage "Usage java
rmi.FileSender ltremotehostgt" try
System.setSecurityManager( new RMISecurityManager(
) ) FileSender sender new FileSender(
args0 ) catch( Exception e )
e.printStackTrace() System.out.println(
usage )
45
Déploiement de FileSender ...

• javac .Java
• rmic rmi.RemoteReceiver
• copier les fichiers .class vers le client (à
  moins de bootstrapper ou de faire une applet)
• démarrer rmiregistry sur le serveur
• démarrer le serveur java rmi.RemoteReceiver
• démarrer le client (sur une autre machine) java
  rmi.FileSender

46
Distributed Garbage Collector.

• Comment libérer les objets référencés dans le
  serveur par des remote-références ?
• PB
• Le client n utilise plus
• Le client se crash (pour une longue période
• Le client se crashe et réapparait (gloups !)

47
Distributed Garbage Collector

• Le serveur maintient une liste de références
  remote.
• Cette référence remote est prêtée par le serveur
  au client pour un temps pré-défini (10 minutes
  par défaut).
• Le client peut renouveller sa période de prêt en
  appelant la méthode dirty() sur le serveur.

48
RMI and concurrent calls...

• Attention ! A priori un objet remote peut-être
  accédé par plusieurs client !
• Auquel cas la JVM du serveur démarre un thread
  par client (distant)
• Attention à vos  synchronized .

49
Conclusion

• RMI est une extension distribué du langage Java.
  Ça a l avantage d être simple et préserve les
  qualités du langage (type safety, GC, threads)
• PBs
• Ça marche de Java à Java (pas d interopérabilité
  avec d autres applications)
• C est peu performant et ne supporte pas le
  passage à l échelle