10 Nachrichtenorientierte Middleware

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1 10 Nachrichtenorientierte Middleware
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2 10.1 Nachrichten- und Ereignisdienste
Motivation: ? Defizite objektorientierter verteilter Systeme ?  Anderer Architekturstil sinnvoll für manche Anwendungen, z.B. Sensorsysteme, Unterstützung von Geschäftsprozessen, ...  Interaktion von Prozessen über Ereignisse, Nachrichten  Pipes? TCP-Verbindungen?  Keine festen Verbindungen zwischen Quellen und Senken von Informationen (mobile Geräte!)  Dienst für Vermittlung und persistente Zwischenspeicherung  ? vs10

3  Selektive Entgegennahme durch die Empfänger  Prioritäten, Filterung
 Zusammengehörige Sendungen  als Bestandteile von Transaktionen  Ereignisdienst (event service) Nachrichtendienst (message service) (beide Begriffe sehr ähnlich, fast synonym) „Benachrichtigung über Ereignis“ vs10

4 Erzeuger Dienst Verbraucher (producers) (consumers)
. . . Kanäle, Schlangen, mailboxes, topics, subjects, ... Informationsfluss: Quelle Senke Aufruf: Klient Dienst Aufruf: Dienst Klient (Rückruf, callback) vs10

5 Typisches Nachrichten/Ereignis-Modell class Message {
Nachrichtendienste Typisches Nachrichten/Ereignis-Modell class Message { String header; // message kind etc. int priority; // overrides FIFO handling Map properties; // for selective acceptance ..... String payload; // e.g., XML text } bezieht sich nur auf wenige elementare Typen (int,String,..) die „hoffentlich in allen Teilsystemen bekannt sind“ und auf die jeweiligen Programmiersprachen abbildbar sind Typisches Kanal-Modell: Menge von Nachrichten vs10

6 Schnittstelle eines Kanals: ínterface Channel { void put(Message msg);
// erweitert die Nachrichtenmenge um msg Message get(); // entnimmt der Nachrichtenmenge eine Nachricht // - sobald vorhanden Message get(String filter); // entnimmt der Nachrichtenmenge eine Nachricht, // deren properties der Bedingung filter genügen } Beispiel für eine Bedingung: "temperature > 80" Typische Filtersprache: Teilsprache von SQL vs10

7 Ereignisdienste Registrierung von Verbrauchern/Erzeugern beim Dienst ermöglicht aktivere Rolle des Dienstes (Erzeuger:) Ankündigen (publish) von Nachrichten (Ereignismeldungen, notifications) zu bestimmtem Gegenstand (subject, topic) (Verbraucher:) Abonnieren (subscribe) von Nachrichten Gegenstand ≈ Kanal – aber Nachricht wird allen Interessenten zugestellt, nicht durch einen „weggenommen“ vs10

8 void subscribe(Handler h, String filter);
ínterface Subject { void subscribe(Handler h, String filter); // sobald eine passende Nachricht eintrifft, // wird ein Thread erzeugt, der h.handle(msg) ausführt. // Beachte: dies geschieht für alle registrierten Abonnenten h! void unsubscribe(Handler h); // Registrierung löschen void publish(Generator g); // g.generate() wird zu gewissen Zeitpunkten aufgerufen, // um beim Erzeuger die nächste Nachricht abzurufen void unpublish(Generator g); } Bedeutung von publish häufig auch ‚put‘ vs10

9 Beachte  : Verbraucherseitig handelt es sich um eine
asynchrone Variante des Beobachter-Musters (vgl. auch Java-Ereignisbehandlung) Beachte  : Erzeugerseitig handelt es sich um Polling, sofern generate bei Abwesenheit neuer Daten nicht blockiert Beachte  : Die Schnittstelle könnte zusätzlich die Operationen put und get enthalten Beachte  : Nachrichten werden nicht gespeichert, sondern gleich weitergegeben; was vor dem Abonnieren passiert war erfährt der Verbraucher nicht – es sei denn: Nachrichten tragen eine Angabe Lebensdauer (time-to-live) und werden entsprechend aufbewahrt und weitergereicht Zusätzlich Operation get? Welche Semantik?? vs10

10 Klassifikation entsprechend dem Initiator des Informationsflusses:
Push mode: Informationsfluss wird durch Quelle angestoßen Pull mode: Informationsfluss wird durch Senke angestoßen put (Push) handle (Push) generate (Pull) get (Pull) : Wirkungsrichtung grün: Pufferung erforderlich rot: permanentes Polling vs10

11 10.2 IBM MQSeries (Bestandteil des IBM Application Server WebSphere)
Modell Queue Manager . . . Klient Queue Manager . . . Host Host vs10

12 Initialisierung der MQ-Bibliothek int mqConnect(String queueManager,
int mqInit() Initialisierung der MQ-Bibliothek int mqConnect(String queueManager, String host, String channel) Herstellung einer logischen Verbindung zu einem Queue Manager auf der angegebenen Station und Ablieferung einer Berechtigung (handle) dafür int mqDisconnect(int qmHandle) Lösen der Verbindung zum angegebenen QueueManager; qmHandle ist danach ungültig. vs10

13 int mqOpenQueue(int qmHandle, String queue, int options)
„Öffnen“ einer Queue beim angegebenen Queue Manager, d.h. Beschaffen einer Berechtigung int mqCloseQueue(int qmHandle, int qHandle) „Schließen“ der angegebenen Queue beim angegebenen QueueManager; qHandle ist danach ungültig. vs10

14 int mqSend(int qmHandle, int qHandle, String message)
hängt eine Nachricht an die angegebene Queue beim angegebenen QueueManager an, falls noch Platz - sonst wird Fehlercode geliefert String mqGet(int qmHandle, int qHandle, int maxlen, int timeout) entnimmt eine Nachricht, sofern innerhalb der angegebenen Zeit (in Zehntelsekunden) vorhanden und nicht größer als die angegebene Länge - sonst Fehler int mqSendOpt(...) dsgl. mit verschiedenen Optionen, String mqGetOpt(...) z.B. Warten auf bestimmte Nachrichtenart vs10

15 10.3 CORBA Notification Service (umfasst früheren Event Service)
= hauptsächlich syntaktische Spezifikation von Schnittstellen mit wenig vorgeschriebener Semantik !  Kanal (channel) ist Umschlagplatz von  Ereignismeldungen (event notifications) als Nachrichten.  Nachrichtenquelle heißt supplier.  Nachrichtensenke heißt consumer. Alle diese sind CORBA-Objekte mit gewissen Schnittstellen ! vs10

16 10.3.1 Event Service (Modul CosEventComm)
! Für ein und denselben Kanal können Quellen und Senken wahlweise entweder im Pull- oder im Push-Modus arbeiten PushSupplier push push PushConsumer PullSupplier PullConsumer pull pull vs10

17 interface PushConsumer { void push(in any data) raises(Disconnected);
PushSupplier push push PushConsumer interface PushConsumer { void push(in any data) raises(Disconnected); void disconnect_push_consumer(); } // nach disconnect kein push mehr möglich interface PushSupplier { void disconnect_push_supplier(); Ein PushSupplier ruft push auf, wird aber selbst nicht aufgerufen – es sei denn für ein disconnect. In: module CosEventComm vs10

18 interface PullSupplier { any pull() raises(Disconnected);
PullConsumer pull pull interface PullSupplier { any pull() raises(Disconnected); any try_pull(out boolean has_event) raises(Disconnected); void disconnect_pull_supplier(); } // nach disconnect kein pull mehr möglich interface PullConsumer { void disconnect_pull_consumer(); Ein PullConsumer ruft pull auf, wird aber selbst nicht aufgerufen – es sei denn für ein disconnect. vs10

19 Kanal wird über 4 verschiedene Schnittstellen angesprochen:
  Channel   PushSupplier push push PushConsumer PullSupplier PullConsumer pull pull Kanal wird über 4 verschiedene Schnittstellen angesprochen:  ProxyPushConsumer  ProxyPushSupplier  ProxyPullConsumer  ProxyPullSupplier 2 and 3 may also raise TypeError ! vs10

20 interface ProxyPushConsumer : PushConsumer {
void connect_push_supplier(in PushSupplier ps) raises(AlreadyConnected); } // erlaubt anschließendes push durch den Supplier // und gegebenenfalls disconnect durch den Kanal // (sofern nicht ps=nil) interface ProxyPushSupplier : PushSupplier { void connect_push_consumer(in PushConsumer pc) } // ermöglicht pc.push durch den Kanal vs10

21 interface ProxyPullConsumer : PullConsumer {
void connect_pull_supplier(in PullSupplier ps) raises(AlreadyConnected); } // ermöglicht ps.pull durch den Kanal // und gegebenenfalls disconnect durch den Kanal interface ProxyPullSupplier : PullSupplier { void connect_pull_consumer(in PullConsumer pc) } // erlaubt anschließendes pull durch den Consumer // (sofern nicht pc=nil) vs10

22 Kanal hat 2 Schnittstellen,
über die man Zugriff auf die Schnittstellen  erhält: interface ConsumerAdmin { ProxyPushSupplier obtain_push_supplier(); ProxyPullSupplier obtain_pull_supplier(); } interface SupplierAdmin { ProxyPushConsumer obtain_push_consumer(); ProxyPullConsumer obtain_pull_consumer(); - und diese erhält man durch die „Wurzel-Schnittstelle“ des Kanals: interface EventChannel { ConsumerAdmin for_consumers(); SupplierAdmin for_suppliers(); void destroy(); // Finalisierung des Kanals } vs10

23 Erzeugung eines Kanal-Objekts
ist – wie üblich - nicht Gegenstand von CORBA Auffinden eines Kanal-Objekts verläuft wie üblich, z.B. über Namensdienst Zur Typisierung: - Die gezeigten push/pull-Operationen sind generisch. - Ein Modul CosTypedEventComm erlaubt Typfestlegung bei der Verbindungsherstellung. - Vorzuziehen ist aber der Notification Service. (siehe aber Life Cycle Service) vs10

24 Erweiterung des Event Service um:  Filterung von Ereignismeldungen
Notification Service Erweiterung des Event Service um:  Filterung von Ereignismeldungen (beliebige Filtersprachen + default constraint language)  Steuerung der Dienstgüte (Reihenfolge, Zuverlässigkeit, Lebensdauer, …)  Information über die Kommunikationspartner (z.B. „Ist jemand an meinen Ereignissen interessiert?“)  Bessere Typisierung durch Structured Events Empfohlene Lektüre: Brose et al. 2001 vs10