分布式对象计算与Web服务：理论、实现和比较

© 2013作者。出版社：Elsevier B.V.信息工程研究院可在www.sciencedirect.com在线获取ScienceDirectIERI Procedia 7（2014）71 - 762013年应用计算、计算机科学与计算机工程国际会议面向服务和分布式对象Usha Batraa，Saurabh Mukherjeeb，Anuj Ramesh Yadavca，cITM University，Sector 23 A，Gurgaon，122017，India印度拉贾斯坦邦巴纳斯塔利大学摘要分布式对象计算是一种范例，它允许对象分布在异构网络上， 允许每个组件作为统一的整体进行互操作。一种革命性的编程范式的演变，有望对我们与计算机、人和地方的交互方式产生深远的影响，这就是众所周知的面向方面编程。中间件平台，如RMI、CORBA、DCOM、J2EE和.NET平台，为复杂的分布式环境提供了抽象。分布式中间件很难构建和实现，的 分布式 框架 征收 一 大 代码开销由于 到 的 具体 分布式系统编程公约。在本文中，我们实现方面与分布式对象技术和Web服务，并比较的实现行为的分布式系统的编程概念相比，基于Web服务的设计分布式中间件框架。的 研究 挑战 涉及 首先去除横切关切然后对分布式系统领域的三种主要技术RMI、CORBA和Web Services进行了实现和比较。版权所有© 2014作者.出版社：Elsevier B.V. 这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/）。信息工程研究院负责评选和同行评议关键词：面向方面编程，公共对象请求代理体系结构，远程方法调用，远程过程调用，面向服务的体系结构，Web服务。1. I介绍模块化是OOP成功的主要原则之一。因此OOP由多个模块组成;一个模块被定义为一个独立的功能单元。一些代码片段2212-6678 © 2014作者出版社：Elsevier B.V. 这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/）。信息工程研究所负责的选择和同行评审72Usha Batra等人/ IERI Procedia 7（2014）71不能集中到一个模块中。这样的片段往往分散在多个模块中，无视模块独立的定义，在面向方面的软件开发（AOSD）社区中，这样的上下文被称为横切关注点（CC）[1]。OOP支持一个巨大的功能字典没有自己的解决方案来处理CC的命名场景，它是来的，相应的编程范式没有考虑到CC的问题。安全管理、会话跟踪、会话过期、日志记录、跟踪和分析等模块都受到此类问题的影响。遵循CC上下文的后果是冗余、不合理、更新异常、效率低下、代码分散和混乱。AOP是前一个问题的解决方案，它提供了一种方法，可以将这样的代码片段集群起来，一个模块化的单元称为方面[2]。一个方面是一个功能单元，用于将横切代码合并到单个模块[3，4]。AOP并不是OOP的替代品，因为它并没有增强OOP的功能前景，而是通过以方面的形式消除CC来提供理想的模块化，因此前者是后者的扩展[2，3]。分布式系统是一个软件系统，它在分布在不同的组件之间进行交互和协调。 网络，以达到预期的效果。组件之间的这种交互基本上是通过RPC实现的。RPC是一种调用远程过程的方法，无需对交互的细节进行硬编码，远程过程的调用就像该过程在本地可用一样执行。同样的节目。Java版本的RPC称为RMI。RMI只支持本机Java调用，以利用编程独立的交互，另一种技术称为CORBA。例如，通过CORBA，Java过程可以对C++过程进行RPC类型调用。另一种大力宣传的分布式系统开发技术是基于SOA的WS。CC在OOP中的胎儿效应也被继承到RMI CORBA和WS中。因此，在我们的方法中，我们通过将方面与RMI CORBA和WS编织在一起来呈现更清晰的模块化[5，6]。1. 研究挑战a. 首先，通过将CC聚类成一个名为Aspect的单元来去除CC。b. 其次，对分布式系统领域的三个主要事实RMI、CORBA和WS进行了实现和比较本文的其余部分被组织为第二节讨论了Aspectized CORBA的实现技术，第三节讨论了Aspectized WS的实现，第四节给出了Aspectized Distributed Objects和Aspectized Web Service行为的表格比较，第五节给出了结论。2. 面向方面的CORBA。在我们以前的研究[8]中，我们简要介绍了方面和方面化的RMI实现。在CORBA [7，12]中，接口是用接口定义语言（IDL）编写的，这个特定的接口被编译成面向对象语言的特定代码，该代码由通过对象适配器相互通信的存根和骨架组成。对象适配器执行绑定和多态性。它通过协助ORB将客户机请求传递给对象实现来简化ORB的任务。一旦ORB接收到客户端2.1参考我们的基础应用程序开发方面化CORBA实现的步骤[7]步骤1在IDL中创建一个接口，在我们的实现中，接口是HealthCareA，它声明了三个方法estConnection（），getPatientInfo（）和shutdown（）。Usha Batra等人/ IERI Procedia 7（2014）7173Pe>u一HDRDOSTEP 2使用编译器编译.idl文件由于我们的实现是在java上下文中，因此我们使用idlj（idl到java编译器）。idlj该命令生成一个层次结构的类名为HealthCarePOA，医疗保健运营，HealthCareHolder，以及HealthCareHelper。这些类的专门作用将在本节中进一步阐述。STEP3定义HealthCareImpl类和HealthCareServer类，前者扩展HealthCarePOA并覆盖HealthCareA.idl中声明的方法。而后者处理ORB解析和处理命名上下文。步骤4定义一个名为LogAspect的日志方面。第5步实现名为HealthCareClient的客户端，该客户端使用的注册对象通过的协助HealthCareHelper。narrow（NamingContextExt_reference.resolve_str（name））.步骤6使用命令start orbd -ORBInitialPort 1050 -ORBInitialHost localhost启动ORB步骤7启动HealthCareServer类和HealthCareClient类，该类将调用前一个类方法。_方法：Hashta_id：String[]HealthCarePOA（）<HealthCarePOAHealthCareA<>医疗保健运营医疗保健getPatientInfo（）：void_invoke（String，InputStream，ResponseStream）：输出tStream_all_interfaces（OA，bytel[]）：String[]_this（）：医疗保健_this（ORB）：医疗保健stConnection（）：void shutdown（）：void<><>HealthCarHolderHealthCareA健康是HealthCareHolder（）<>HealthCareHelperHealthCareA代码healthCareHelper（）insert（Any，HealthCare）：voidextract（Any）：HealthCaretype（）：TypeCode：id（）：Stringread（InputStream）：HealthCarewrite（OutputStr am，HealthCare）：voidnarrow（Object）：HealthCareunchecked_narrow（Object）：HealthCare<>HealthCareImpl Corba.healthorb：ORB con：Connection ps：PreparedStatementHealthCareImplsetORB（ORB）：void estConnect（）：voidgetPatientInfo（）：void shut own（）：void<>HealthCareServerCorba.healthSystem.out. println（String[]）;HealthCareA0.. 1<>HealthCareClient科尔巴电子邮件HealthCareHolder（医疗保健）_read（InputStream）：void_write（OutputStream）：void_type（）：TypeCo e<>可串流Org.omg.CORBA.portable_read（InputStream）：void_write（OutputStream）：void type（）：TypeC deLogAspectCorba.healthLogAspect（）publicMethodExecuted（）：voidbefore（）：voidaround（）：voidSystem. out. println（String[]）;ble_id：字符串_typeCode：类型74Usha Batra等人/ IERI Procedia 7（2014）71图1方面化CORBA实现a) 医疗保健运营它是包含原始HealthCareA.idl中声明的所有过程/模块的接口接口，即 方法estConnection（）、getPatientInfo（）和shutdown（）的java特定声明。b) 医疗保健该接口包含HealthCareOperations的特征和特定于CORBA的接口，如org.omg. CORBA.Object和org. omg. CORBA.portable.IDL。c) 医疗保健持有人它用于保存对实现HealthCareInterface的对象的引用该类用于处理Java中IDL中的out或inout在IDL中，如果参数是输出参数，则可以将其声明为out，如果 参数包含一个输入值，并携带一个输出值。d) 医疗保健POA可移植对象适配器（POA）是一种便于对象实现的对象适配器 与不同的ORB通信。这个Java类是一个框架，服务器端代理与可移植对象适配器相结合。它扩展了org.omg.PortableServer.Servant并实现了HealthCareOperations，org.omg. CORBA.portable.CORBA，如图1所示的类图。e) HealthCareStub在服务器端，必须提供两个类：Servant和Server。以前的类名为HealthCareImpl，后来称为HealthCareServer。Servant类是HealthCareA IDL接口的实现，因此扩展了HealthCarePOA并覆盖了方法。f) LogAspect 它声明了一个名为publicMethodExcitation（）的切入点，表示任何公共方法，而不管返回类型、方法名和参数列表。 在同一个切入点publicMethodExecution（）上定义两个advice before（）和around（）。 before（）advice通过thisJoinPoint.getSignature（）和Aspect位置记录当前执行的方法，Aspect位置在方法调用期间通过this关键字执行。 around（）advice以纳秒为单位记录方法执行所需的时间3. ASPECTIZED WEB SERVICEWeb服务基于面向服务的架构（SOA）[8]。消息传递设计模式[9，10，11.]允许通过在组件和应用程序之 间 交 换 消 息 来 交 换 信 息 。 在 我 们 的 Web 服 务 实 现 中 ， 服 务 器 端 程 序 是HealthCareWebServiceServer.java ， 相 关 的 方 面 与 它 一 起 命 名 为 LogAspect.aj ， LogAspect 类 似 于Aspectized CORBA中讨论的用于方面化日志CC的方面。3.1开发Aspectized Web Service的步骤[8]STEP 1创建基类。我们已经开发了一个名为HealthCareWebServiceServer的类以及一个方面LogAspect。前者由estConnection（）、getPatientInfo（）和execute（）两个方法组成，后者与CORBA实现中的方法类似请参考图2所示的类图STEP 2在通用发现、描述和集成（Universal Discovery，DISC）中发布此服务为此，我们使用ApacheAxis 2作为实现SOA架构的Web服务注册表[8]。Web服务描述语言（WSDL）包含Web服务的所有重要配置细节、协议和位置，以便客户端可以调用这样的Web服务。Usha Batra等人/ IERI Procedia 7（2014）7175HvuSSSSWWWWW（MnnMeQ一G<>ealthCareWebServiceServerhealth.carecon：Connection s：PreparedStatementHealthCareWebS esConnection（）：v getPatientInfo（）：public int findDuplicate（int）<>HealthCareWebServiceServerStubclient.care<>客户端client.c re<>LogAspectclient.careHealthCareWebServiceServerStub（SystemationContext，String，b. HealthCareebServiceServer tub（会话上下文）HealthCare ebServiceServer tub（）HealthCare ebServiceServer tub（String）getPatientInfo（GetPatientInfo）：void execute（Execute）：voidestConnection（EstConnection）：voidClient（）main（String []）：void<>执行client.careMY_QNAME：QNamelocalall：LogAspect（）publicMethodExec te（）：voidbefore（）：voidround（）：void<>获取患者信息GetPatientInfo）getOMElement（QName，QMFactory）：OMElement serialize（QNa e，XMLStreamWriter）：void serialize（QNa e，XMLStreamWriter，Boolean）：voidgetPullParser（Name）：XMLStreamReader<>EstConnectionclient.careEstConnection（）getOMElement（QName，QMFactory）：OMElementserialize（QNa e，XMLStreamWriter）：voidserialize（QNam，XMLStreamWriter，Boolean）：voidgetPullParser（Name）：XMLStreamReaderserviceServer（）oidoidclient.care一旦客户端接收到WSDL文档，它就可以生成Web服务的服务器存根，然后使用这些存根与Web服务通信。4.创造的目的存根类在我们实施背景正在HealthCareWebServiceServerStub类，然后使用存根方法调用服务。图2 Web服务和Web服务客户端的类图4. 面向方面的分布式对象与面向方面的Web服务面向方面的分布式对象与Web服务参数RMICORBAWeb服务议定书Java远程方法方案因特网ORB间协议简单对象访问议定书服务发现RMI注册表CORBA服务管理/WSDL规范Java远程接口定义Web服务描述接口数据库-IDLWSDL数据模型数学接口定义Web服务描述数据模型数据库-IDLWSDL通信Stub-Stub Skeleton之间通信面向服务骨架通过对象适配器和ORB体系结构语言中性否（Java特定）是（对象特定）是的级别互操作性无语法互操作性语法和语义图3 Aspectized Web Service和Distributed Objects的比较76Usha Batra等人/ IERI Procedia 7（2014）715. 结论本文提出了一种基于面向方面编程的实现方法，比较分布式技术和Web服务。据观察，互操作性的水平是最好的情况下，基于Web服务的分布式通信。面向服务体系结构中的Web服务作为中间件提供了端到端的解决方案。引用[1] Ladded R，《行动中的AJ》，第二版。Manning Publications. 2010年。[2] Filman，R.E. &Friedman D.P.的Aspect Oriented Programming is Quantification andObliviousness。在OOPSLA 2000上的高级关注点分离研讨会。[3] Saigal，N.：Modularizing Crosscutting Concerns in Software，http://www.cse.usf.edu/的横切关注点》，2011年[4] Kaur，A.，Johari，K.：横向问题的识别：一项调查。国际工程科学技术杂志1（3），166[5] 面向应用程序的编程网站，http://aosd.net[6] Amirat，A.K.：需求工程中横切关注点的模块化。国际阿拉伯信息技术杂志，2008[7] John Wiley和Sons，[8] 罗申，W.：基于SOA的企业集成：基于服务的应用程序分步指南，2009年5月[9] Usha Batra，Saurabh Mukherjee，企业应用集成（中间件）：在分布式中间件中集成不同企业的烟囱应用程序与面向服务的架构，IEEE国际电子计算机技术会议，2011年[10] Usha Batra，Saurabh Mukherjee，用于医疗保健企业中stovepipe应用程序的消息驱动面向服务集成的软件设计模式，应用计算机和应用计算科学最新研究，2011年[11] Usha Batra，Saurabh Mukherjee，Shelly Sachdeva，Pulkit Mehndiratta，面向方面的编程，用于模块化关注点，以提高医疗保健应用程序的互操作性。论文发表于Springer Verlag LNCS 7813，pp. 197-211，DNIS 2013。[12] 刘景勇，张立臣，钟勇，陈勇。基于中间件的分布式系统软件过程。国际先进科学技术杂志，2009年第13卷。