Базовые объектные архитектуры распределенных систем. Технологии .NET, (D)COM+, CORBA, EJB

Объектная архитектура распределенных систем. Общие черты технологий CORBA и (D)COM(+)

• Предназначены для разработки сложных распределенных систем.
• Независимость от физического размещения объектов.
• Независимость от платформы (ОС).
• Независимость от языка программирования.
• COM и CORBA реализованы на базе абстрактного интерфейса, то есть языка, который реализует доступ к узлу.
• Объекты взаимодействуют друг с другом с помощью вызовов удаленных процедур (RPC, remote procedure call).
• Используются объекты, расположенные в адресных пространствах клиента и сервера и обменивающиеся данными между собой.
• Клиент и сервер взаимодействуют между собой с помощью marshalling, представляющего собой обмен данными (передаваемые данные упаковываются в так называемый marshalling packet и распаковываются после передачи в другое адресное пространство) и передачу указателей на интерфейсы и аргументы функций между этими объектами.

Объектные модели CORBA и COM. Основные различия

• Тип объектов CORBA - типы его интерфейсов. В COM объект - это экземпляр класса. Базовый тип CORBA - CORBA::Object. Базовый тип COM - IUnknown.
• CORBA поддерживает множественное наследование. Один объект может иметь несколько интерфейсов. В COM каждый объект может иметь один интерфейс. В COM+ введено множественное наследование.
• В CORBA используется идентификация, в COM нет явной идентификации.
• В CORBA активация, сохранение и деактивация осуществляются неявно. В COM эти операции нужно выполнять явно.
• Язык описания интерфейса. В CORBA используется IDL (Interface Definition Language, язык описания интерфейсов). IDL - языковая среда без детальной реализации, напоминает C++, является компилируемым языком, поддерживает связь по данным с Delphi, Ada, Java, C++, Cobol и так далее. IDL базируется на динамических вызовах удаленных процедур. В COM используется MIDL (Microsoft IDL). Язык MIDL привязан к платформе, является компилируемым языком, осуществляет поддержку связей c MJava, Visual C / C++, VB, используется в DLL.
• Отличаются структурой внутренних объектов (служб). CORBA: жизненный цикл, сохранение, контроль за доступом, защита, служба коллекции, импорт, экспорт, программируемые транзакции. COM: жизненный цикл, защита, информация о типах, передача данных, регистрация, асинхронное взаимодействие, битые пакеты не анализируются. СОМ-объекты можно создавать прямым вызовом специальных функций, но напрямую уничтожить его невозможно. Вместо прямого уничтожения используется механизм самоуничтожения, основанный на подсчете ссылок. В COM используется сервер транзакций.
• Платформы CORBA: DOS, Windows 3.11, Windows 98, Windows NT, OS / 2, Unix, Solaris. Платформы COM: Windows 2000, Windows XP, Windows 9x и Windows NT, OpenVMS, Solaris.

Идентификация объектов CORBA и COM в сети. Основные различия

CORBA и СОМ абсолютно по-разному подходят к проблемам идентификации (identity) объектов и их сохранения в долговременной памяти (persistance). CORBA вводит понятие объектной ссылки (object reference), которая уникальным образом идентифицирует объект в сети. Тем самым экземпляру объекта дается право на существование в течение некоторого времени. Объекты могут активироваться, сохраняться в долговременную память, позже вновь реактивироваться и деактивироваться, и при этом объектная ссылка будет указывать все время на одно и то же конкретное воплощение объекта. Для объектов, предназначенных для длительного использования, объектные ссылки могут интегрироваться со службой каталогов или службой имен. Клиент не имеет никаких легальных средств обнаружить, куда и каким образом сохраняется экземпляр объекта. Служба именования Interoperable Naming Service предназначена для прозрачного поиска и вызова объектов, не зависящего от конкретной реализации ORB.

В СОМ понятие объектной ссылки отсутствует. Ближайший аналог - это механизм moniker, обеспечивающий преобразование символьного имени объекта в указатель интерфейса. Этот механизм действует для тех объектов, которые сохраняются в долговременной памяти. Два же активных объекта считаются идентичными, если для них совпадают указатели на интерфейс IUnknown.

Для долговременного хранения в СОМ поддерживаются две модели. Первая и изначальная модель предоставляет клиенту возможность управлять хранением объекта. Другой, более поздний вариант сохранения в долговременную память в СОМ предусматривает использование Microsoft Transaction Server (MTS), который обеспечивает управление хранением со стороны сервера.

Языки описания интерфейсов CORBA и COM. Основные свойства

В CORBA язык описания интерфейсов - важнейшая часть архитектуры, основа схемы интеграции объектов. Все интерфейсы и типы данных определяются на IDL. Различные языки программирования поддерживаются благодаря заданным отображениям между описаниями типов данных на IDL в соответствующие определения на конкретном языке. CORBA IDL задает определения, которые могут отображаться в множество различных языков, не требуя при этом никаких изменений от целевого языка. Эти отображения реализуются компилятором IDL, который генерирует исходные коды на нужном языке. В настоящий момент поддерживается отображение в C, C++, SmallTalk, Ada, Delphi, Visual Basic, Cobol и Java. Сам IDL синтаксически напоминает декларации типов в Си++, но не идентичен этому языку.

В Microsoft IDL (MIDL) - лишь один из возможных способов определения интерфейсов объекта. Технология COM реализует интеграцию на двоичном уровне, поэтому все спецификации и стандарты, относящиеся к уровню исходных текстов компонентов, являются вспомогательными и не оказывают решающего влияния на общую архитектуру системы. Язык MIDL привязан к платформе.

MIDL, являющийся расширением DCE RPC IDL, не определяет общего набора типов данных, доступных различным языкам программирования. На MIDL можно определить интерфейсы и типы данных, которые соответствуют программам на C, C++, Visual Basic, Java.

Основные встроенные объектные службы CORBA и COM

Службы COM:

• защита (security),
• управление жизненным циклом (lifecycle managemеnt),
• информация о типах (type information),
• именование (naming),
• доступ к базам данных (database access),
• передача данных (data transfer),
• регистрация (registry),
• асинхронное взаимодействие.

Службы CORBA (16):

• именование (naming),
• события (events),
• жизненный цикл (life cycle),
• долговременное хранение объектов (persistent),
• транзакции (transactions),
• контроль за доступом к разделяемым ресурсам (concurrency control),
• отношения (relationsips),
• импорт / экспорт (externalization),
• запросы (query),
• лицензирование (licensing),
• свойства (property),
• время (time),
• защита (security),
• переговоры между объектами (object trader),
• сбор объектов (object collections),
• служба асинхронного обмена сообщениями (asynchronous messaging).

Операционные среды функционирования CORBA и COM. Выводы сравнительного анализа двух технологий.

• Обе технологии развиваются и усложняются.
• CORBA является более универсальной, чем COM, рассчитана на неоднородную сеть.
• CORBA соответствует распределенной системе отрасли, COM - рабочей группе.
• COM уступает CORBA в организации защиты, управлении транзакциями и координируемом распределении структур.
• Ряд продуктов позволяет использовать совместно эти технологии.

Практические занятия

Постановка задачи. Проектирование данных на концептуальном и логическом уровнях. Нормализация отношений.

Презентация по ER-моделированию

ER нотации

Пример модели в ERwin

Подготовка SQL скриптов генерации схемы отношений БД в ERwin. Разработка скрипта для ввода тестовой информации.

Видео-презентация (Для проигрывания требуется Windows Media Player)

Архитектура MS SQL Server 2005. Настройка и использование основных компонент среды. Создание учебной базы данных.

Видео-презентация (Для проигрывания требуется Windows Media Player)

Работа с СУБД MS SQL Server 2005, ORACLE 10g. Примеры соединений с БД, технологии разработки клиенского приложения

Использование технологии Java Database Connectivity (JDBC) для работы с базами данных

Презентация

Примеры к презентации

SQL-скрипты, проект и исходные коды

package org.mai806.jdbcsample;

import java.sql.*;

public class QuerySample {
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        /* ======== Подключение к MS SQL Server ===== */
        // Загрузка драйвера
        Class.forName("com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver");
        // Соединение с базой данных
        Connection connection = DriverManager.getConnection(
                "jdbc:sqlserver://localhost:1433;databaseName=o01;", 
                // localhost - сервер СУБД, o01 - имя базы данных
                "sa", "123"); // пользователь, пароль
        
        /* ======== Подключение к Oracle ============
        // Загрузка драйвера
        Class.forName("oracle.jdbc.OracleDriver");
        // Соединение с базой данных
        Connection connection = DriverManager.getConnection(
                        "jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl", 
                        // localhost - сервер СУБД, orcl - SID базы оракла
                        "o01", "o01"); // пользователь, пароль         
        
        // Создание Statement
        PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement
        ("select ID, NAME from PERSON where NAME like ?");
        stmt.setString(1, "%S%");
        // Выполнение запроса
        ResultSet rs = stmt.executeQuery();
        // Перебор результата выполнения запроса
        while(rs.next()) {
            // Пример выбора параметра по номеру или по имени
            System.out.println("ID: " +
                    rs.getLong(1) + "; NAME="+
                    rs.getString("NAME"));
        }
        
        // закрытие использованных ресурсов БД
        rs.close();
        stmt.close();
        connection.close();
    }
}

package org.mai806.jdbcsample;

import java.sql.*;
import java.util.ResourceBundle;

public class StoredProcedureSample {
    
    private static Connection connection = null;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Получение соединения из значений параметров в файле properties
        ResourceBundle properties = ResourceBundle.getBundle("database");
        Class.forName(properties.getString("driver"));
        connection = DriverManager.getConnection(
                properties.getString("url"),
                properties.getString("user"),
                properties.getString("password"));
        
        transferAmount(1,2,100.0);
        connection.close();
    }
    
    /**
     * Переводит указанную сумму с одного счета на другой
     * @param from счет плательщика
     * @param to счет получателя
     * @param amount сумма
     */
    public static void transferAmount(long from, long to, double amount)
    throws Exception {
        // Создание Statement
        CallableStatement stmt
                = connection.prepareCall("{call TransferAmount(?,?,?)}");
        // Установка параметров
        stmt.setLong(1, from);
        stmt.setLong(2, to);
        stmt.setDouble(3, amount);
        // Выполнение процедуры
        stmt.execute(); 
    }
}

package org.mai806.jdbcsample;

import java.sql.*;
import java.util.ResourceBundle;

public class TransactionalSample {
    
    private static Connection connection = null;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        // Получение соединения из значений параметров в файле properties
        ResourceBundle properties = ResourceBundle.getBundle("database");
        Class.forName(properties.getString("driver"));
        connection = DriverManager.getConnection(
                properties.getString("url"),
                properties.getString("user"),
                properties.getString("password"));
        
        // Ручное управление транзакциями
        connection.setAutoCommit(false);
        
        try {
            transferAmount(2, 1, 10.0);
        } finally {
            connection.close();
        }
    }
    
    /**
     * Переводит указанную сумму с одного счета на другой
     * @param from счет плательщика
     * @param to счет получателя
     * @param amount сумма
     */
    public static void transferAmount(long from, long to,
            double amount) throws Exception {
        PreparedStatement stmt = null;
        Statement query = null;
        try {
            stmt = connection.prepareStatement
            ("update ACCOUNT set AMOUNT=AMOUNT+? where ID=?");
            // Забираем сумму со счета плательщика
            stmt.setDouble(1, -amount);
            stmt.setLong(2, from);
            stmt.execute();
            
            // Добавляем сумму на счет получателя
            stmt.setDouble(1, amount);
            stmt.setLong(2, to);
            stmt.execute();
            
            // Пост-проверка: отрицательность счета плательщика
            query = connection.createStatement();
            ResultSet rs = query.executeQuery(
                    "select AMOUNT from ACCOUNT where ID="+from+" and AMOUNT<0");
            if (rs.next()) {
                throw new Exception("На счете №"+from+" 
                недосточно средств ["+(amount+rs.getDouble(1))+"] 
                для снятия суммы ["+amount+"]");
            }
            connection.commit();
            System.out.println("Перечисление средств успешно выполнено");
        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
            connection.rollback();
        } finally {
            if (stmt!=null)
                stmt.close();
            if (query!=null)
                query.close();
        }
    }
    
}

Работа с базами данных из J2EE Web-контейнера

Презентация

Объектно-реляционное отображения для работы с базами данных

Презентация

Использование препроцессора для работы с API СУБД

Презентация