为RMI实现类Jini的发现机制

核心提示：假如你从事过Jini开发，你会知道Jini客户端是不需要知道服务的位置的；它们简单地通过发现机制来获得一个代理以访问它们需要的服务，为RMI实现类Jini的发现机制，相反，在RMI（远程方法调用）中，其他请求必须等待由于我们从客户端发起一次发现，自然地，你必须知道你想访问的服务器的URL，在本文中

　　假如你从事过Jini开发，你会知道Jini客户端是不需要知道服务的位置的；它们简单地通过发现机制来获得一个代理以访问它们需要的服务。相反，在RMI（远程方法调用）中，你必须知道你想访问的服务器的URL。在本文中，我们将向你展示怎样为RMI实现一个类Jini的发现机制，这将使得一些客户端从必须知道RMI服务器URL的麻烦中解脱出来。
　　你可能首先会想，为什么要这么麻烦；为什么不干脆用Jini？我们也同意这样的逻辑，非凡是对新的系统来说。不管怎样，已经有许多基于RMI的系统存在，并且在Jini被java开发的主流接受以前，我们仍然要提供更优雅的RMI解决方案。事实上，我们在这儿描述的工作，是这样的需求的结果：开发一项Jini服务使它同时可以作为一个独立的RMI服务器运行，但使用类Jini的发现机制。
　　本文主要是针对没有用过Jini的RMI开发者。通过深入观察Jini内部的运作，我们希望你能开始了解Jini的机制有多么强大。我们当然不是希望你重新实现Jini，但这篇文章能帮助你理解这些机制是怎样运作的。甚至可能帮助你说服你的经理或部门头头，该考虑将Jini作为一项可行的分布式系统技术。
　　我们不会太深入Jini的发现机制，所以假如你对此不是很熟悉，我们建议你快速浏览一下Bill Venners的"Locate Services with the Jini Lookup Service."（ http://www.javaworld.com/javaworld/jw-02-2000/jw-02-jiniology.Html）
　　
　　RMI基础和Jini查找
　　在RMI中，客户端必须知道它所要连接的服务器的位置。RMI服务器的地址是URI的形式rmi://<主机>:<端口>/<服务名>，其中端口号是rmiregistry用来侦听请求的端口。例如：
　　Translator service
　　=(Translator)Naming.lookup("rmi://theHost/SpanishTranslator");
　　在Jini中，客户端通过一个Jini工具类来找到服务，比如ServiceDiscoveryManager。在下面的例子中，我们创建了一个ServiceTemplate的实例，该实例包含一个类列表；在我们的例子中，是我们要匹配的类——Translator.class：
　　Class [] classes=new Class[]{Translator.class};
　　ServiceTemplate tmpl=new ServiceTemplate(null,classes,null);
　　
　　ServiceDiscoveryManager lmgr=new ServiceDiscoveryManager(null,null);
　　
　　ServiceItem serviceItem =lmgr.lookup(tmpl,null);
　　Translator service=serviceItem.service;
　　正如我们从例子中可以看到，ServiceDiscoveryManager用lookup()方法来查找任何与ServiceTemplate匹配的可用的服务。你还可以在服务查找中使用任何数字或属性；在这里我们出于保持简单和精练的考虑而没有这样做。
　　比较两种查找机制，你会注重到在Jini版本中没有指定服务的位置。值得一提的是，假如必要，你也可以指定一个查找服务的位置，但不是你想要访问的实际服务的位置。Jini模型的强大之处是，我们不需要知道或关心服务位于何处。
　　比较了RMI和Jini的发现机制之后，现在我们可以考虑怎样用类Jini的风格来访问一个RMI服务器。
　　
　　位置中立的RMI查找
　　理想地，我们考虑查找Translator所发现的第一个匹配的实例。
　　Translator service
　　=(Translator)RMIDiscovery.lookup(clazz,id);
　　在这里clazz是RMI服务的接口，id是区分实现clazz接口的不同服务器实例的唯一字符串标识。例如，要找到一个西班牙语翻译器，我们用下面的代码：
　　Class clazz=Translator.class;
　　String id="Spanish";
　　现在我们对如何使用RMI发现机制有了一个更好的主意，我们来研究一下怎样实现它。在我们尝试实现我们“简陋的”RMI发现机制以前，先来看看Jini是怎样做的，再把这些原理/概念适用到RMI服务器和客户端上。
　　
　　发现机制
　　Jini的基本发现机制联合使用多播UDP（用户数据报协议）（multicast UDP 见文后的Resources）和单播TCP/ip。简单来说，这意味着客户端发出一个多播的请求数据包，然后数据包被监听它的查找服务拾取。然后查找服务用单播连接连回客户端，并把查找服务的代理串行化成流通过此连接发送出去。此后客户端就可以和查找服务（的代理）交互以定位它需要的服务。
　　发现机制实际上比这要复杂得多，但我们只对其中多播UDP和单播TCP/IP的要害概念感爱好。
　　我们并不打算实现一个等同的独立运行的RMI查找服务。相反我们将实现一个简单的多播监听器/单播分发器（multicast listener/unicast dispatcher）供RMI服务器使用，实际上我们使得每个RMI服务器作为它自己的查找服务。在客户端，我们为服务器端socket写个配对物——一个多播分发器/单播监听器（multicast dispatcher/unicast listener）。
　　
　　下面的表更具体地说明了RMI客户端和RMI服务器端间的交互。
　　
　　RMI客户端和RMI服务器端的交互
　　服务器端　　　　　　　　　　　　　　客户端
　　在多播地址上开始监听
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　建立ServerSocket以监听来自服务器的单播响应。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　开始向多播地址发送UDP数据包
　　解析收到的UDP数据包。假如有效，通过单播TCP/IP连回客户端。
　　向客户端发送远程代理（remote stub）。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　从流中读取远程对象。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　关闭ServerSocket。停止发送UDP多播数据包
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　开始使用服务。
　　
　　
　　发现协议
　　前面我们已经大致勾勒了客户端怎样发现服务器：它会指定一个接口类和一个唯一名字来确认一个服务器实例。这是因为多个实现相同接口的服务器可以同时运行。
　　在实现我们的RMI发现机制之前，我们必须为在参与者之间传递的消息定义一个协议。简单起见，我们用含定界符的字符串来包含RMI服务器对匹配的请求作出响应所需的全部信息。首先，我们定义一个协议头。这防止了服务器类尝试解析其他来源的数据包。消息数据包的剩余部分将包含一个单播响应端口，服务器的接口类名字，和服务器实例的唯一标识符。
　　下面是我们将使用的发现请求消息的格式：
　　<protocol>,<unicast port>,<interface class>,<unique id>
　　现在我们看看一个消息数据包的例子，这个数据包是客户端发送来发现Translator服务器的Spanish实例的。RMI-DISCOVERY是协议头。5000是客户端将监听响应的端口号：
　　RMI-DISCOVERY,5000,Translator,Spanish
　　我们没有在请求中包括客户机的名字，因为这个信息可以从服务器收到的UDP包中获得。定义了我们的消息格式，现在我们可以开始实现发现类了。
　　
　　实现服务器端的类
　　我们的美好计划是写一个工具类，好让RMI服务器用它来实现它们自己的查找服务：
　　//初始化RMI服务器
　　Remote server=new SpanishTranslator();
　　
　　//初始化发现监听器
　　RMILookup.bind(server,"Spanish")
　　Remote参数用于检查服务器是否是实现了客户端所要访问的接口，和哪一个RMI stub将最终被串行化返回给客户端。String参数用于比较服务器的名字和请求包中指定的名字。
　　在继续之前，我们扼要重述一下服务器端的类的职责：
　　1. 建立一个多播UDP socket以监听请求
　　2. 当数据包到达时检查协议头
　　3. 解析消息数据包
　　4. 匹配唯一服务器名字参数
　　5. 匹配接口参数
　　6. 假如步骤4和5匹配，将服务器的远程代理（remote stub）通过单播TCP/IP socket串行化到客户端
　　
　　建立多播UDP监听器
　　要建立一个多播监听器，你必须使用一个确定的多播地址和端口；它的范围在224.0.0.1到239.255.255.255之间（包括224.0.0.1和239.255.255.255）。有些厂商保留了一些地址/端口的联合；例如，Sun为Jini保留了联合224.0.1.85:4160。（被保留地址的列表可以在http://www.iana.org/assignments/multicast-addresses找到。）不推荐在和别的厂商相同的地址/端口联合上运行，所以我们选择了和MulticastSocket Javadoc（见文后Resources）例子相同的联合：
　　int port=6789;
　　String multicastAddress="228.5.6.7";
　　
　　MulticastSocket socket=new MulticastSocket(port);
　　InetAddress address=InetAddress.getByName(multicastAddress);
　　socket.joinGroup(address);
　　
　　byte[] buf = new byte[512];
　　DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, buf.length);
　　socket.receive(packet);
　　//parse packet etc
　　socket.leaveGroup(address);
　　从上面的例子可以看出，你要建立一个多播监听器并在此地址/端口联合上接收数据包有多么简单。在上面的例子中，只能处理单个数据包，所以我们必须在创建DatagramPacket和socket.receive()处建立循环；否则只有一个客户端能够发现这个服务器。
　　while(active){
　　byte[] buf=new byte[512];
　　DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf,buf.length);
　　socket.receive(packet);
　　//PRocess packet
　　}
　　我们可以用一些策略来处理收到的数据包：
　　1. 每请求线程：为每个请求创建一个新的线程来处理
　　2. 来自线程池的线程：使用来自（可能固定的）资源线程池的预初始化的一个线程(见 "Java Tip 78: Recycle Broken Objects in Resource Pools，http://www.javaworld.com/javaworld/javatips/jw-javatip78.html";)
　　3. 阻塞：在同一时间只处理一个请求，其他请求必须等待
　　由于我们从客户端发起一次发现，自然地，阻塞策略在这里是可行的。这是