Komunikácia medzi rôznymi Java (i nejava) aplikáciami

Transcription

1 Komunikácia medzi rôznymi Java (i nejava) aplikáciami Už vieme: čítať z, zapisovať do textového alebo binárneho súboru (streams), komunikovať medzi výpočtovými vláknami cez zdieľanú pamäť = premenné, synchronizovať prístup k nim, spusiť program, ktorý pošle server (JNQL) Dnes: Problém komunikujúcich aplikácii Riešenie v Jave (sockety a ďalšie) Zdroj a literatúra: Java Networking Tutorial Prémia: Využitie sieťovej komunikácie na konkrétnom príklade

2 Aplikácie si vymieňajú údaje Už poznáme rôzne spôsoby výmeny informácií Linux: find / -print grep README (pipes) -> musí dopredu používateľ nastaviť kto s kým Cez súbory: jedna app zapíše, druhá prečíta -> trochu problém zistiť, či už treba čítať Databáza: výhoda jednotný dotazovací jazyk SQL -> rovnaký problém a vyžaduje admina, aby ju vopred pripravil Rôzne iné napr. softvérová zbernica D-Bus v Linuxe Teoreticky poznáte aj: počítačové siete viacvrstvý model, my sa teraz nachádzame na horných vrstvách OSI Modelu...

3 Aplikácie si vymieňajú údaje

4 Rôzne spôsoby prepájania počítačov Sériový port Paralelný port Telefónny modem Token ring Ethernet BT Half-duplex: naraz iba jeden hovorí Full-duplex: hovoria naraz, aj tak sa počujú Prepojenie na úrovni jednoduchej výmeny dát (data link layer)

5 Rôzne spôsoby prepájania počítačov V okamihu keď sieť narastie a je potreba doručovať dáta do konkrétneho cieľa v sieti, kde prepojených veľa uzlov -> potrebujeme adresy a doručovací mechanizmus - protokol Network layer - Logické adresy (IP) Výpadky spojenia po ceste, udržiavanie nadviazaného spojenia, potvrdenie doručenia, oprava chýb po ceste,... Transport layer - TCP Keďže by systém nevedel, ktoré informácie, čo prídu odkladať, k úspešnému doručeniu dôjde, iba ak na dáta niekto čaká, Výsledok: architektúra CLIENT SERVER

6 CLIENT a SERVER v TCP/IP - client môže poslať údaje až keď server bezí a očakáva ich (listen) - po prijatí clientovej požiadavky na spojenie so serverom sa vytvorí nové spojenie, cez ktoré môže client odoslať to, čo chcel serveru, server cez to isté spojenie môže odpovedať, komunikácia môže trvať aj dlhú dobu a programy si môžu údaje posieľať oboma smermi, dokiaľ potrebujú kým sa spojenie nezavrie, potom server znovu čaká na spojenie (listen) - pekné je, že programy môžu bežať aj na tom istom počítači ľahké testovanie: IP+PORT - rôzne porty na tom istom IP - jeden počítač/program môže fungovať aj ako server a zároveň ako client, ak je to na niečo dobré...

7 Rola CLIENT a SERVER Príklad: o 2h neskôr:

8 CLIENT a SERVER v TCP/IP Často nejde o komunikáciu iba 2 programov, ale istú službu, napr. informácie o počasí, možnosť zadať operácie na burze cenných papierov a pod. Potom: 1 počítač je server, prípaja sa na neho naraz viacero rôznych klientov Problém: ako zvládať súčasne prichádzajúce viacnásobné požiadavky a súčasnú komunikáciu s viacerými klientami? Dosť úvodu, ako je na tom Java?

9 Java a Internet Java vznikla v čase začiatku masového rozšírenia Internetu Snaha zabudovať sieťovanie pevne do jazyka -> Java APPLET APPLET: javovský program, ktorý browser downloadol z webového servera, odkiaľ stránka pochádza, beží v Java plugine v prehliadači Tento kód môže ťahať ďalšie informácie zo siete: obrázky, súbory... Problémy: - často nie je nainštalovaný alebo dovolený Java plugin - nedostatočné rozšírenie technológie - potenciálne riziko spúšťať kód, ktorý prešiel cez nezabezpečenú linku a neznáme uzly v sieti -> podpisovanie, zvyšovanie bezpečnosti Výsledok: dnes takmer nepoužiteľná a nepoužívaná technológia, vytlačená Javascriptom+HTML5, pozri tiež: JNLP - minule

10 Náš pôvodný problém je iný: Java a Internet App2 má svoju adresu IP+PORT: - povie operačnému systému, že chce počúvať (listen) - keď príde spojenie, rozhodne sa ho prijať alebo nie (accept) - a vytvorí sa komunikačný kanál obojstranný a symetrický (zrazu je jedno kto bol server a kto client, kanál funguje celkom rovnako pre obe strany) V Java API listen+accept jedno volanie (zjednodušenie) App1 pozná IP+PORT servera

11 Talk

12 Talk

13 Talk

14 Java a Internet Obe aplikácie môžu byť vytvorené v ľubovoľnom programovacom jazyku komunikácia prebieha vďaka službám Operačného systému: JAVA nerobí skoro nič, len prekladá volania aplikácie na volaní služieb OS, takže: Výhoda: JAVA API vytvára platformovo nezávislú abstrakciu a rovnaký program pobeží všade (nie celkom prípad C++: windows vs. unix)

15 Dôležitá informácia: Java a Internet po úspešnom accept je možné hneď znovu volať accept na ten istý ServerSocket a čakať na (a aj vytvoriť) druhé spojenie s iným clientom, hoci komunikácia s 1. klientom stále prebieha! Ako to riešiť v kóde? prirodzený spôsob: každý pripojený client spôsobí na serveri vytvorenie nového threadu

16 Multithreaded Server Príklad: generátor náhodných čísel :-)

17 Efektívny server s 1 threadom Štandardné riešenie v unixe: select() Jedno výpočtové vlákno čaká na zmenu stavu (napríklad príchod nových dát) na viacerých kanáloch (určených cez ich file handle) naraz Windows: WaitForMultipleObjects() Java: až od verzie 1.4 (rok 2002): celá nová knižnica súčasťou JAVA API: java.nio zmena filozofie k I/O: Stream -> Channel 1 Byte -> Buffer (podrobnejšie na kurze JAVA EE)

18 Efektívny server s 1 threadom Štandardné riešenie v unixe: select() Jedno výpočtové vlákno čaká na zmenu stavu (napríklad príchod nových dát) na viacerých kanáloch (určených cez ich file handle) naraz Windows: WaitForMultipleObjects() Java: až od verzie 1.4 (rok 2002): celá nová knižnica súčasťou JAVA API: java.nio zmena filozofie k I/O: Stream -> Channel 1 Byte -> Buffer (podrobnejšie na kurze JAVA EE)

19 Väčší príklad komunikácie cez Sockety: talk pre dvoch Vymieňajú si pakety v dohodnutom formáte = komunikačný protokol každá komunikácia ho potrebuje Každý paket má tento formát: length type description byte low byte of data length (X) 1 byte high byte of data length (Y) DATA_LENGTH byte[] data (string message) DATA_LENGTH = X + Y*256 Mohli by sme ho rozšíriť, napr. o typ paketu: správa/prihlásenie + meno/odhlásenie

20 Väčší príklad komunikácie cez Sockety: tinydc Výpočtový server, ktorý prijíma úlohy, spravuje N výpočtových uzlov, ktoré výpočet realizujú, viacero klientov posiela svoje joby skladajúce sa z viacerých taskov

21 Ďalšie spôsoby komunikácie aplikácií Zložitejšie technológie s rôznymi zaujímavými vlastnosťami, službami, bezpečnostnými vrstvami... Väčšinou sa týkajú aplikácií, ktoré bežia na aplikačnom serveri Čo je aplikačný server?

22 Filozofia webových aplikácii request User click > PREHLIADAČ SKRIPT DB stránka Prípadne: znovu prekreslí stránku rýchlo vygeneruje stránku na základe požiadavky, DB a stavu (session) a hneď skončí aktualizuje PREHLIADAČ SKRIPT DB Javascript ajax request dáta rýchlo vygeneruje dáta (XML, JSON, TEXT) a hneď skončí

23 Tradičný model aplikácií (newebových) business layer aplikácia data -layer GUI presentation Layer DB Lenže: dnešná platforma je Internet GUI je realizované množstvo v pamäti spracovávaných údajov špecifických pre aktuálnu činnosť používateľa, ale NIE JE to program, ktorý sa spustí, beží zlomok sekundy a hneď skončí! v prehliadači tradičný model web aplikácií so skriptami NESTAČÍ

24 Riešenie: Aplikačný server Aplikácia beží na serveri, v pamäti má množstvo objektov - niektoré majú platnosť iba 1 requestu - alebo celej používateľskej session - alebo sú spoločné pre všetkých používateľov aplikácie ale sú to obyčajné javovské objekty, ich životnosť vytváranie a rušenie riadi aplikačný server Glassfish / Tomcat / Weblogic /... browser client1 browser client2 browser client3 APP1 APP2 APP3

25 Aplikácie v aplikačnom serveri JAVA MESSAGING SERVICE (JMS) - schránky - fronty WEB SERVICES - soap (JAX-WS) - restful requests (JAX-RS) komunikujú: pre inšpiráciu: JMS: JAX-WS: