Технология CORBA

Брокер объектных запросов (ORB)

Вместе с IDL -компилятором, репозиторями и различными объектными адаптерами, ORB предоставляет полный набор сервисов самым разным клиентам и объектным реализациям. Ядро ORB - это часть брокера, обеспечивающая базовое представление объектов и передачу запросов. Технология CORBA может поддерживать различные объектные механизмы за счет компонентов, надстроенных над ядром и предоставляющих интерфейсы, которые позволяют скрыть различия между разными ядрами.

Клиенты

Клиент объекта имеет доступ к объектной ссылке и вызывает операции объекта. Клиент знает только логическую структуру объекта в соответствии с его интерфейсом и может наблюдать за поведением объекта через вызовы методов. Несмотря на то, что клиентом обычно считается программа или процесс, важно помнить, что понятие клиент может применяться только относительно определенного объекта. Например, реализация одного объекта может быть клиентом другого.

Клиенты обычно видят брокер через призму связывания с языком программирования. Клиенты являются максимально переносимыми и могут работать без изменения исходного кода с любым брокером, поддерживающим связывания с данным языком программирования и любым экземпляром объекта, реализующим данный интерфейс. Клиенты ничего не знают о реализации объекта, используемом ей объектном адаптере, а также о брокере, который осуществляет доступ к реализации.

Реализации объектов (Object implementation)

Реализация предоставляет семантику объекта, определяя данные, хранимые в экземпляре объекта, и код его методов. Реализация может использовать другие объекты или программное обеспечения для выполнения функций объекта. В некоторых случаях, главное предназначение объекта - иметь побочные эффекты на что-то, не являющееся объектом. ORB может поддерживать множество видов реализаций объектов, включая разделенные серверы, библиотеки, "программа на метод", "инкапсулированное приложение", объектно-ориентированные базы данных и т.д. Используя дополнительные объектные адаптеры можно осуществлять поддержу абсолютно любого стиля реализации объектов. Вообще, реализации объектов не зависят от ORB и от того, как клиент вызывает объект. Реализации могут выбирать интерфейс брокера, меняя объектный адаптер.

Объектные ссылки (IOR)

Объектная ссылка - это информация, необходимая для определения конкретного объекта внутри ORB.Как для клиента, так и для реализации объектная ссылка представляется так, как диктует связывание соответствующего языка программирования, таким образом, они изолированы от конкретного представления ссылки.

Объектная ссылка, переданная клиенту, действительна только на время жизни клиента. Различные брокеры должны предоставлять одно и то же представление объектной ссылки для данного языка программирования (это позволяет одной и той же программе получать доступ к объекту по ссылке независимо от используемого брокера). Кроме того, для удобства брокер может предоставлять другие способы доступа к объекту. Существует особенная объектная ссылка, не указывающая ни на один объект.

Язык описания интерфейсов (IDL)

Язык IDL определяет типы объектов путем спецификации их интерфейсов. Интерфейс состоит из списка операций и их параметров. Несмотря на то, что IDL предоставляет каркас для описания объектов, которыми манипулирует ORB,нет необходимости в том, что брокер имел доступ к исходному коду на IDL. Брокер может работать с эквивалентной информацией в виде заглушек подпрограмм и репозитория интерфейсов.

IDL является средством, с помощью которого реализация объекта сообщает своим потенциальным клиентам, какие операции доступны и как они могут быть вызваны. Из IDL- описания CORBA -объект можно перевести на определенный язык программирования или в другую объектную систему.

Связывание языков программирования с IDL

Различные объектно-ориентированные и не объектно-ориентированные языки программирования могут получать доступ к CORBA -объектам по-разному. Для объектно-ориентированных языков, скорее всего, предпочтительно видеть CORBA -объекты как объекты языка программирования. И даже для не объектно-ориентированных языков скрытие фактического представления объектных ссылок и методов внутри брокера представляется удобным. Связывание того или иного языка программирования с IDL должно быть одинаковым для всех реализаций ORB.Связывание языка включает определение специфичных для языка типов данных и интерфейсов процедур для доступа к объекту через ORB.Оно включает структуру интерфейса клиентской заглушки (для объектноориентированных языков не обязательно), интерфейс динамического вызова, скелетон реализации, объектные адаптеры и интерфейс для обращения напрямую к брокеру. Связывание также определяет взаимодействие между вызовами объекта и потоками выполнения в клиенте и реализации. Самые распространенные связывания предоставляют синхронные вызовы, когда управление возвращается клиенту после завершения операции. Дополнительные связывания могут возвращать управления программе сразу после инициации вызова. В этом случае должны предоставляться дополнительные подпрограммы, зависящие от языка, осуществляющие синхронизацию потоков программы и вызова объекта.

Клиентские заглушки (client stubs)

Обычно клиентские заглушки предоставляют доступ к операциям объекта, описанным на IDL,способом, ожидаемым для программиста, знакомого с IDL и связыванием конкретного языка программирования. Заглушки вызывают функции остальной части ORB, используя закрытые интерфейсы, которые могут быть оптимизированы для использования с конкретной реализацией ядра брокера.

Динамический интерфейс вызова (Dynamic invocation)

Также доступен интерфейс, позволяющий создавать вызовы объекта динамически, то есть, вместо того, чтобы вызывать подпрограмму заглушки, специфичную для конкретного объекта, клиент может определить объект, который требуется вызвать, операцию, которую требуется выполнить, и набор параметров путем вызова (или последовательности вызовов) универсальной функции. Клиентский код должен предоставить информацию об операции, которую требуется выполнить, включая типы передаваемых параметров (их можно получить из репозитория интерфейсов или другого источника времени выполнения). Природа динамического интерфейса вызова может значительно различаться в зависимости от связывания.

Скелетон реализации (Server skeleton)

Для каждого конкретного связывания языка программирования и, возможно, в зависимости от конкретного объектного адаптера, будет создан определенный интерфейс к методам, реализующим некоторый тип объектов. При этом реализация объекта предоставляет подпрограммы, удовлетворяющие интерфейсу, а ORB вызывает эти подпрограммы через скелетон.

Из существования скелетона не следует существование соответствующей клиентской заглушки: клиент может делать запросы и через динамический интерфейс вызова. Для некоторых объектных адаптеров скелетоны могут быть не нужны: например, в таких языках как Smalltalk есть возможность создавать реализации динамически.

Динамический интерфейс скелетона

Также доступен интерфейс, позволяющий управлять вызовами объектов динамически. Вместо того, чтобы обращаться к реализации объекта через скелетон, специфичный для определенной операции, можно обратиться к реализации через интерфейс, предоставляющий доступ к имени операции и ее параметрам так же, как клиентский динамический интерфейс вызова. Для определения параметров может быть использована как чисто статическая, так и динамическая (например, предоставленная репозиторием интерфейсов) информация. Реализация должна предоставить брокеру информацию обо всех параметрах операции, брокер, в свою очередь, предоставляет значения входных параметров операции. По завершении операции, код реализации предоставляет брокеру значения всех выходных параметров или исключения.

Динамические скелетоны могут быть вызваны как клиентскими заглушками, так и динамическим интерфейсом вызова на стороне клиента, причем результат должен быть одинаковым.

Объектные адаптеры

Объектный адаптер предоставляет основной способ доступа к сервисам брокера со стороны реализации объекта. Предполагается, что будут существовать несколько общедоступных объектных адаптеров, интерфейсы которых подходят для определенных видов объектов. Сервисы, предоставляемые брокером через объектный адаптер, включают генерацию и интерпретацию объектных ссылок, вызов методов, безопасность взаимодействий, активацию и деактивацию объектов и их реализаций, сопоставление объектных ссылок реализациям и регистрацию реализаций.

Широкий диапазон уровней модульности, времен жизни, политик, стилей реализации и других свойств объектов делает невозможным предоставление ядром брокера единого интерфейса, удобного и эффективного для всех объектов. С помощью объектных адаптеров брокер может выделять группы реализаций объектов, имеющие схожие требования, и предоставлять интерфейсы, предназначенные для этих групп.

Интерфейс ORB

Это интерфейс, позволяющий обращаться напрямую к брокеру объектных запросов, он одинаков для всех брокеров и не зависит ни от интерфейса объекта, ни от объектного адаптера. Поскольку основная функциональность брокера предоставляются через объектный адаптер, заглушки, скелетоны или динамический вызов, только несколько операций могут запрашиваться напрямую. Эти операции полезны как клиентам, так и реализациям объектов.

Репозиторий интерфейсов

Репозиторий интерфейсов - это сервис, предоставляющий устойчивые объекты, отражающие IDL -информацию в форме, доступной во время выполнения. Информация из репозитория интерфейсов может быть использована брокером для осуществления запросов. Более того, используя информацию из репозитория, программа может найти объект, интерфейс которого был неизвестен во время компиляции программы, и, тем не менее, определить, какие операции могут выполняться объектом, и вызвать эти операции.

В дополнение к этой роли, репозиторий интерфейсов используется также для хранения дополнительной информации, связанной с интерфейсами объектов брокера. Например, отладочной информации, библиотек заглушек и скелетонов, и т.д.

Репозиторий реализаций

Репозиторий реализаций содержит информацию, которая позволяет брокеру находить и активировать реализации объектов. Большая часть информации в репозитории специфична для конкретного ORB и рабочей среды. Обычно, инсталляция реализаций и управление политиками, связанными с активацией и исполнением реализаций выполняется через операции с репозиторием реализаций.

Репозиторий реализаций используется также для хранения дополнительной информации, связанной с реализациями объектов (отладочная информация, административный контроль, выделение ресурсов, безопасность и т.д.).

Язык IDL

Появление в программировании того или иного языка обычно связано с возникновением и развитием некоей новой концепции. Так, одновременно с идеей объектно-ориентированной разработки (в ее современном варианте) был создан язык Smalltalk.Дальнейшее применение объектов и компонентов вкупе с внедрением последних в распределенные системы вызвало необходимость создания такого языка программирования, который бы позволил описать любой объект или компонент. И, что не менее важно, это описание должно быть одинаковым для любой платформы. Этим требованиям удовлетворяет язык описания интерфейсов IDL (Interface Definition Language).

Следует заметить, что IDL не только язык, но и инструмент, с помощью которого можно сохранять метаинформацию об объектах, т. е. данные о том, как устроен объект. Известно довольно много случаев, когда язык IDL используется для описания контрактов - технических параметров, позволяющих нескольким независимым группам работать одновременно над различными частями проекта. Хотя в основном исходные тексты на IDL служат своеобразным "сырьем", из которого специальные компиляторы IDL генерируют исходные тексты на одном из языков программирования высокого уровня. Такой процесс будем называть трансляцией. Типичный процесс создания распределенных объектных приложений состоит из описания объектов на IDL,их трансляции на какой-либо язык программирования, реализации объектов на данном языке и компиляции полученных исходных текстов в готовые для запуска модули.

Приведем список терминов, используемых далее при описании языка IDL:

• модуль - блок с заданным именем, объединяющий логически связанные конструкции языка IDL ; в целом модуль можно воспринимать как пакет ( package ) в языке Java или пространство имен ( namespace ) в языке C++ ;
• интерфейс - набор атрибутов и операций объекта, с помощью которого потребитель может обращаться к объекту;
• операция - сущность, которую вызывают для выполнения действий, связанных с функциональным назначением объекта; операцию можно сравнить с методом класса
• атрибут - сущность, описывающая какое-либо свойство объекта; атрибут эквивалентен паре операций, предназначенных для чтения и записи свойства класса

Синтаксис IDL

Приступим к описанию элементов и конструкций языка.

Комментарии

Комментарии IDL - точная копия комментариев языка С++.

Идентификаторы

К идентификаторам IDL относятся имена интерфейсов, модулей, атрибутов, операций, констант и т. д. Идентификатор может содержать латинские буквы, цифры, а также знак подчеркивания Все идентификаторы в IDL -файлах должны начинаться с буквенного символа. Регистр букв в идентификаторах не различается (это сделано для того, чтобы не возникало лишних проблем при трансляции IDL описания на язык программирования, нечувствительный к регистру). Символ подчеркивания '_' не может быть первым в имени идентификатора (однако очень часто при трансляции IDL компилятор сам добавляет перед получаемыми идентификаторами символы подчеркивания, чтобы избежать конфликтов имен).

Ключевые слова

К регистру букв в ключевых словах, в отличие от идентификаторов, компиляторы IDL чувствительны. Ниже приведена таблица ключевых слов IDL.

Литералы

Литералы языка IDL подразделяются на булевы, "узкие" и "широкие" символьные, целочисленные, с плавающей точкой, с фиксированной точкой и строковые. Все эти виды литералов, кроме чисел с фиксированной точкой, аналогичны литералам C/C++,поэтому описывать их подробно нет необходимости.

Когда одного байта для хранения символа не хватает, применяются так называемые "широкие" символы, содержащие более 8 бит. Таблицы этих символов могут быть разными на разных платформах. Поэтому, задавая литералы с "широкими" символами, следует не выходить за рамки таблицы ISO Latin-1 (8859-1).

Для финансовых вычислений в IDL предусмотрены литералы с фиксированной точкой, состоящие из целой и дробной частей, разделенных десятичной точкой и отмеченных буквой d или D. Такого рода литералы будут в дальнейшем применяться вместе с типом fixed.Однако, несмотря на то, что эти элементы языка описаны в спецификации CORBA 2.2,найти их реализацию в компиляторах IDL не удалось.

Строковые литералы должны состоять из символов, допустимых в качестве символьных литералов за исключением символа '\0'.И хотя компиляторы корректно обрабатывают эти символы, тем не менее, ясно, что при трансляции IDL на C и C++ наличие нулевого символа в строке может послужить источником ошибки. Строковые литералы, как и символьные, могут быть основаны на простых и "широких" символах.

Препроцессинг

Для организации условной компиляции и задания некоторых опций компиляторы IDL используют препроцессинг, основанный на директивах, описанных в стандарте ANSI C++.Однако, в препроцессинге IDL присутствуют специальные разновидности директивы #pragma.

Область видимости имен

Любое имя IDL видно в том блоке, где оно описано. В качестве подобного блока могут выступать описания модулей, интерфейсов, составных типов. Для явного указания блока, в котором содержится используемое имя, применяется пара символов :: (оператор доступа к области видимости из языка C++ ).