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10 Nachrichtenorientierte Middleware

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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 vonInformationen (mobile Geräte!)

Dienst für Vermittlung und persistente Zwischenspeicherung E-mail?

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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“

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Informationsfluss: Quelle SenkeAufruf: Klient DienstAufruf: Dienst Klient (Rückruf, callback)

Erzeuger Dienst Verbraucher(producers) (consumers)

Kanäle, Schlangen, mailboxes, topics, subjects, ...

.

.

.

.

.

....

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10.1.1 Nachrichtendienste

Typisches Nachrichten/Ereignis-Modell

class Message {String header; // message kind etc.int priority; // overrides FIFO handlingMap 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

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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 // - sobald vorhanden}

Beispiel für eine Bedingung: "temperature > 80"

Typische Filtersprache: Teilsprache von SQL

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10.1.2 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 Interessentenzugestellt, nicht durch einen „weggenommen“

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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);

// Registrierung löschen}

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Beachte : Verbraucherseitig handelt es sich um eineasynchrone 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 Operationenput und get enthalten

Beachte : Nachrichten werden nicht gespeichert, sondern gleichweitergegeben; was vor dem Abonnieren passiert warerfährt der Verbraucher nicht – es sei denn:

Nachrichten tragen eine Angabe Lebensdauer (time-to-live) und werden entsprechend aufbewahrt und weitergereicht

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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 erforderlichrot: permanentes Polling

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10.2 IBM MQSeries

(Bestandteil des IBM Application Server WebSphere)

Host

Queue Manager . . .

Queue Manager . . .

Klient

Host

Modell

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int mqInit()

Initialisierung der MQ-Bibliothek

int mqConnect(String queueManager, String host, String channel)

Herstellung einer logischen Verbindungzu einem Queue Manager auf der angegebenen Stationund Ablieferung einer Berechtigung (handle) dafür

int mqDisconnect(int qmHandle)

Lösen der Verbindung zum angegebenen QueueManager;qmHandle ist danach ungültig.

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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 angegebenenQueueManager; qHandle ist danach ungültig.

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int mqSend(int qmHandle, int qHandle, String message)

hängt eine Nachricht an die angegebene Queuebeim 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 angegebenenZeit (in Zehntelsekunden) vorhanden und nicht größer alsdie angegebene Länge- sonst Fehler

int mqSendOpt(...) dsgl. mit verschiedenen Optionen,

String mqGetOpt(...) z.B. Warten auf bestimmte Nachrichtenart

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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 !

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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

PullConsumerPullSupplier

PushConsumerpush

pullpull

push

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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();

} // nach disconnect kein push mehr möglich

Ein PushSupplier ruft push auf, wird aber selbst nicht aufgerufen – es sei denn für ein disconnect.

PushSupplier PushConsumerpush push

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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();

} // nach disconnect kein pull mehr möglich

Ein PullConsumer ruft pull auf, wird aber selbst nicht aufgerufen – es sei denn für ein disconnect.

PullConsumerPullSupplier pullpull

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PushSupplier

PullConsumerPullSupplier

PushConsumerpush

pullpull

push

Channel

Kanal wird über 4 verschiedene Schnittstellen angesprochen:

ProxyPushConsumer ProxyPushSupplier ProxyPullConsumer ProxyPullSupplier

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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)

raises(AlreadyConnected);} // ermöglicht pc.push durch den Kanal

// und gegebenenfalls disconnect durch den Kanal

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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)

raises(AlreadyConnected);} // erlaubt anschließendes pull durch den Consumer

// und gegebenenfalls disconnect durch den Kanal // (sofern nicht pc=nil)

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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

}

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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.

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10.3.2 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