CORBA体系结构研究

1、corba体系结构研究corba体系结构研究摘 要：corba规范被称为是面向21世纪的软件总线,已经成为流行的分布对象计算规 范。关键词：corba； orb； smart agent；混合编程。the research of corba architectureabstract: corba specification is called 21st century - oriented soft bus. now, it becomes a popular distributed object computing specification. this paper analyses its

2、 architecture and implementation. and an example of implementing a helioworld program using c+ and java mixed programming based on corba is given in this pape匚key words: corba; orb; smail agent; mixed programming1 corba简介corba是omg定义的分布式应用程序的标准结构。它的目的是为了简化开发分布式应 用程序的复杂性,用于创建一个基于对象的跨平台的分布式结构。为了实现上述1=1

3、标,omg 组织制定了 oma（object management architecture ,対象管理体系结构）参考模型。该模型描 述了 omg的规范所遵循的概念化的结构基础，其核心部分是orb （object request broker , 对象请求代理）。基于orb机制就可以充分利用分布的、可以互操作的对象构造和可以互 操作的应用。这种优势是明显的,用户可以在不了解实现交互细节的情况下，建立共亨资源的 应用。corba是一个透明的中介分彳|j式对象标准，遵循corba标准编写的分布式対象可以在 许多平台中执行。以c + + builder5. 0中所使用的inprise公司的visib

4、roker为例，冃前其所 支持的平台有 windows 95/ 98 , windows nt , solaris , hp - ux ,ibm aix ,sgi, ibm 390 以 及dec。此外corba也是一个语言无关的对象标准，同样可以使用多种语言來开发corba 对象及客户端应用程序，甚至可以混合各种语言来开发corba应用系统。2 corba的体系结构2. 1 corba的体系结构为实现机制在corba应用系统中主要分为两部分:一是位于应用程序服务器中的corba対象,另一 个是应用使用的客户程序。这些客户程序通过corba技术使用corba对彖提供的服务 来完成其工作。corb

5、a规范定义了客户程序与服务程序屮的对象如何进行通信的机制。对象请求代理（orb）负责处理它们z间的通信。orb提供了支持分布式处理的机制:为请 求查找具体的对彖实现，让对彖实现作好接收请求的准备，传送构成请求的数据等。客户所看 到的接口完全独立于对象所在的物理位證，实现对象的编程语言,以及在对象的接口小没有反 映出来的其他特性。orb通过idl程序框架或动态程序框架来定位相应的实现代码，传送 参数，以及对对象实现的传送控制。处理通信的対象分别称为存根和构架。客八端为存根（stub），服务器端为构架（skeleton） o 在客户端存根对彖担当corba对彖的代理，当客户程序调用corba对彖的

6、方法时，存根把 调用传递给orb ,orb使用smart agent （聪明代理）程序定位corba服务器，在corba 服务器上,orb应用程序把调用传递给构架，构架orb的通信需要经过boa（basic object adaptor 本对象适配器）,corba服务器运行指定的过程，然后由相反的路径返回结果。图1显示了 corba应用程序各部件之间的调用关系,orb在corba客户和服务器之 间传递方法调用和相关信息。图1 corba应用程序结构图smart agent用来定位corba服务器。启动程序时，自动访问smart agent o如果要支持 corba ,应该在局域网的某台机器上运

7、行smah agent,当然也可以启动多个smar（ agent,以 提高系统的可靠性。当客户机或服务器启动时，它们通过广播消息寻找smart agent，因此无盂 事先知道smart agent的位ho orb实际上是一组放在动态库orb- r.dll屮的函数，用户很少 直接调用该dll中的函数，系统在必要的时候调用他们。当服务器启动时,orb向smart agent注册corba服务器。corba系统的结构其实并不复杂，并与dcom的结构非常相 似。我们可以把它看作扩展的远程过程调用（rpc） o2. 1. 1存根和构架corba结构中的存根和构架很像我们在前面提到com小的代理对彖和存根

8、dllo客户 应用程序通过orb调用远程的corba对象实际上，是调川存在于客户应用程序中的存根 对象。这个存根对象具有和远程corba相同的方法和属性,所以客户应川程序就像远程 corba对象一样来使用这个存根对象。存根对象是远程corba対象在客八应用程序中的 一个化身。当客户程序调用存根对象时，存根对象再通过orb来调用远程corba对象。 这中间需要对数据进行调度。当存根对象通过orb把数据调度到服务器程序后，就由服务 器应用程序中的构架对象來处理。构架対象会将调度过來的数据组织成服务器可使用的格式, 然后根据需要再调用corba对象。完成后，再通过相反的过程将数据传回客户应用程序。

9、虽然这种调用过程很复杂，但实际实现屮可以由开发工具来完成。2. 1.2聪明代理聪明代理主要是用来定位应用程序服务器。它其实是一个动态的、分布式的冃录服务。应 川程序服务器要先向聪明代理进行注册，聪明代理中冇向它注册的所冇服务器的一个信息列 表（具屮就包含服务器的位置信息），在需要时可以查找这个列表來确定所需的应川服务器的 位置。聪明代理至少要在局域网（只可以发送广播数据报）的一台计算机上运行,orb使用广 播数据报来确定聪明代理的位置。在一个网络中同时可以运行多个聪明代理程序，这样就可 以提高程序的稳定性，聪明代理支持服务器之间的负载平衡。它还提供了服务器的失效保护, 如果连接失败，聪明代理将

10、重新启动服务器,或重新定位另外一台计算机上的服务器。2.2 orb的体系结构对象请求代理是corba参考模型的核心,它类似于一个电话交换机,提供产生呼叫和接收 呼叫的基木处理机制，通过与対彖服务的结合，可以确保符corba规范的应用实体z间进行 有意义的通信。单个orb的体系结构如图2所示。图2单个orb体系结构图该体系结构图描述了以下内容：1）corba规范中定义了 1dl语言及其向其他高级语言的映射。类似于com中的idl 语言,omg的idl语言通过说明对象的接口來定义对象，它也是一种描述性语言。一个接口 同样包括一组命名的操作和相应于这些接口的参数。2）orb核心提供了客户为对象间实现

11、透明通信的方法,它可以屏蔽对象实现位置、实现方 式、状态和通信机制等细节以及不同实现间可能存在的差异。3）对象适配器位于orb核心和对象实现之间，它负责服务对象的注册、对象引川的创建 和解释、对象实现的服务进程的激活和去活、对象实现的激活和去活以及客八请求的分发。4）idl存根为客户提供了静态调用方式,idl构架为客户提供了静态实现方式。idl编译 器编译描述服务对象接口的idl文件,生成对应于具体编程语言的idl存根和idl构架程 序。1dl存根负责把用八的请求进行编码，发送到対象实现端，并対接收到的处理结果进行解 释，把结果或界常信息返回给用户；idl构架对用户请求进行解码,定位所请求的对

12、彖的方法, 执行该方法，并把执行结果或异常信息编码后发送给客户。5）动态调用接口 dll （dynamic invocation interface）和动态构架接口 ds1 （dynamic skeleton interface）提供了动态调用方法和动态实现方法。某些情况卜客户预先不知道服务 对象的接口信息，需要通过杏询或者采用其他的乎段获得服务对象的接口描述信息，然后使用 dii动态调用orb核心接口的方法來构造客户请求并发送到对象实现。在对象实现方可以 使用dsi动态分发用户请求的机制，以便动态的处理客户方的请求。客户和对彖实现所采用 的方式并不一定要对应，也就是说，客户方支持的静态和动态

13、两种调用方式，对彖实现方支持 的静态和动态两种实现方式，经过纽合后得到的4种方式都对能出现。例如，客户方可能使川 静态调用方式，而对象实现方使用动态构架接口，反之亦然。6）在动态方式下，需要查询相应的服务对象的接口描述信息（在静态方式下，这些信息由 idl文件来描述），这些信息由接口库提供。接i i库通常以idl描述文件为其输入，将接i i描 述信息进行处理后存放在文件、数据库或者其他形式的存储机制中，并提供一组标准的调用 接口供客户查询使用。服务对彖的描述信息也由接口库提供。7）corba2. 0规范还为不同厂商的orb系统之间实现互操作制定了规范。它定义了 giop（ general in

14、ter - orb protocol，通用orb间通信协议），对数据编码的格式、消息格式和 对传输协议的要求都做出了详细的规定。由于giop是一个抽彖的协议，它必须映射到具体 的传输协议和传输机制中去,corba 2.0中支持giop到1iop协议（internet inter - orb protocol，简称hop）的映射。同时，在corba规范中还定义了使用于特定应用环境的协议 esiop ( environment specific inter orb protocol，简称 esiop)。esiop 协议也需要映射到 指定的环境，已定义的映射是dceciop(dce common i

15、nterorb protocol) <>2.4 corba的运行流程与应用向boa注册所实现的对象；boa在向smart agent注册；登录在自己竹理的信息 目录中;通过boa向smartagent请求对象；smart agent在它的目录中找到对象的 信息，然后回传给客八；客户程序根据smart agent回传的服务器信息，直接与应用程序服务器通信图3 corba对象（服务器）与客户应用程序之间的关系图服务器运行吋，会向boa注册它所实现的客户对象，接着boa会向smart agent注册，最后 smartagent会把客户对彖信息登录在它的対彖冃录z中。当客户程序调川corb

16、a对彖的 方法时,stub把调用传递给orb ,orb使用smart agent程序定位corba服务器，在 corba服务器上,orb应用程序把调用传递给skeleton ,skeleton与orb的通倍需要经过 boa ,corba服务器运行指定的过程，然后由相反的路径返回结果。如果在客户端应用程序 执行时，客户所需对象还未激活并向smart agent注册时，那么就需要oad（object activation deamon ,对象激活守护程序）的协助。当smart agent无法在它管理的対象目录（对象库）中 找到客户应丿ij程序所需要的对象时，它就会在所管理的对象库屮查询客户对象所在

17、的机器。 如果程序员已经把这些对象信息注册到oad,那么oad便可以通过boa来激活包含客户 对象的corba对象。最后在向smart agent注册并fl.由smart agent回传给客八应用程序。 corba定义了一个带有开放软件总线的分布式结构,在这一结构中，来口不同厂商的、运行 在不同操作系统上的对象，能进行互操作。corba对象可以用任何一种corba软件开发 商所支持的语言，如c,c卄java, ada fl i smalltalk来编写。使用idl编写的对彖接口，使得 与语言无关的独立性成为可能。idl使所有corba对象以一种方式被描述,仅仅需要一个 由本地语言（c/c+,

18、corba, java）到idl的“桥梁”。corba対象的互通信以orb为中介，这种互通可以在多种流行通信协议之上实 现。3 corba跨语言实例corba是一个语言无关的对彖标准，同样可以使用多种语言来开发corba对象及客八端应用程序，甚至可以混合各种语言來开发corba应用系统。在运彳亍平台：windows xp, myeclipse, visual studio 2008,步骤：1）编写接口 hcllo.idl文件interface hellostring sayhello();oneway void shutdown();2) 编写服务端 helloserver.java/hell

19、oserver.javaimport org.omg.cosnaming.*;import org.omg.cosnaming.namingcontextpackage.*;import org.omg.corba.*;import org.omg.portableserver.*;import org.omg.portableserve匚poa;import java.util.propcrtics;class hellolmpl extends hellopoa private orb orb;public void setorb(orb orb_val) orb = orb_val;om

20、niorb/ implement sayhello() methodpublic string sayhcllo() return &quot;hello world !n&quot;/ implement shutdown() methodpublic void shutdown() orb.shutdown(falsc);public class helioserver public static void main(string argsfl) try/ create and initialize the orborb orb = orb.init(args, null)

21、;/ get reference to rootpoa &amp; activate the poamanagerpoa rootpoa = (poa)orb.resolve_initial_references(&quot;rootpoa&quot;); rootpoa.the_poamanager().activate();/ create servant and register it with the orbhellolmpl hellolmpl = new hellolmpl();hclloimpl.sctorb(orb);/ get object refer

22、ence from the servantorg.omg.corba.object ref =rootpoa.servant_to_reference(hellolmpl);system.out.println(ref);/ and cast the reference to a corba referencehello href = hcllohclpcr.narrow(rcf);/ get the root naming context/ nameservice invokes the transient name service org.omg.corba.object objref =

23、orb.resolve_initial_references(&qu ot;nameservice&qu ot;);/ use namingcontextext, which is part of the/ interoperable naming service (ins) specification.namingcontextext ncref =namingcontextexthelpe 匚 n arrow(objref)；/ bind the object reference in namingstring name = &quot;hcllo l&qu

24、ot;namecomponent path j = ncref.to_name( name ); ncref.rebind(path, href)；systcm.out.println(&quot;hel1oserver ready and waiting .&quot;);/ wait for invocations from clientsorb.run();catch (exception e) system.err.println(&quot;error: &quot; + e);c. printstacktracc(systcm.out);system

25、.out.println(&quot;helloserver exiting .&quot;); /end main / end class helloserver.java3) 在 vs2008 中配置 omniorb4) 编写客户端程序client.cpp#include &quot;hello.h&quot;#ifdcf have_std#include &lt;iostream&gt;#inelude &lt;fstream&gt;using namespace std;#else#includc &lt;iost

26、rcam.h&gt;#endifiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiinint main(int argc, char* argv)try corba:orb_var orb = corba:orb_init(argc, argv);corba:object_var obj =orb-&gt;string_to_objcct(&quot;ior:000000000000000c49444c3a48656c6c6f3a312c30000000 000000010000000000000086000102000000000e313

27、9322e3136382e312e313034001 f0000000031 afabcb000000002052fl01 b70000000100000000000000010000000 8526f6f74504f41000000000800000001 ()()()()()()()() 140000000000000200000001000000200000000 00001000100000002050100010001002000010109000000010001010000000026000000020002& quot;);hello_var helloref = he

28、llo: :_narrow(obj);if( corba:is_nil(helloref) cerr &lt;&lt; &quot;can't narrow reference to type echo (or it was nil).&quot; &lt;&lt; endl; rctui*n 1;cout&lt;&lt;helloref-&gt;sayhello()&lt;&lt;endl; / 返回 hello world !orb-&gt;desiroy();catch(corba:t

29、ransient&amp;) cerr &lt;&lt; &quot;caught system exception transient unable to contact the &quot; &lt;&lt; &quot;server.&quot;endl;catch(corba:systcmexccption&amp; ex) cerr &lt;&lt; &quot;caught a corba:&quot; &lt;&it; ex._name() &lt;&lt; endl;catch(corba:ex