JNDI和Java RMI远程调用（一）

 

     对于 Java EE 开发来说， Java RMI 和 JNDOI 是两个非常重要的特性。 RMI 提供了远程调用的特性，而 JNDI 为应用程序提供了命名和目录服务，对于没有开发过大型项目的人来说，这些概念可能很陌生，那么为什么 Java EE 需要 JNDI 和 RMI 呢，这源于企业级开发的需要。分布式结构有以下几个企业级系统所必须的特性：

        1.          性能：企业级系统需要强大的性能，单靠一台服务器通常无法满足性能需要，所以需要多台服务器协同工作。

        2.          健壮性：冗余的服务器组成阵列，当某个服务器无法正常工作的时候，保证系统用户不受影响。

        3.          可维护性：各个部分独立分开来，维护自己的运行状态，提高整个系统的灵活性和可维护性。

正是由于这些原因，企业级系统采用了分布式的结构，将系统分为各个不同的组件，各个组件之间靠消息或远程调用等机制来通信。在这种情况下就需要提供两类机制来保证组件之间能顺利协同工作。

        a)          命名和目录机制：在分布式结构下，如何定位一个资源、一个对象就成为了非常重要的问题。打个比方，一个人若在一个团队里和伙伴协同工作，那么当他需要别人帮忙的时候，就需要知道如何去寻找他人，一个办法就是建立通讯录。同样的道理，如果对象 A 需要调用不再同一台服务器上的远程对象 B 提供的方法，那么对象 A 如何寻找对象 B 呢。这是也可以建立通讯录的机制， JNDI （ Java Nam Directory Interface ： Java 命名和地址接口）就可以扮演通讯录的角色。利用 JNDI 的目录机制就相当于在通讯薄中翻查某个人的联系信息，当然，要使用通讯薄查找，首先要建立通讯薄，把具体的联系方式记录在通讯薄上，这就是 JNDI 提供的命名服务，也就是将资源绑定到目录上的简称。

         b)         消息机制和远程调用机制：找到远程对象或者资源之后，可以发送消息来通信，也可以利用远程调用机制来直接调用远程对象的方法。前者属于一种松耦合的结构，双方仅仅通过消息作为媒介，不直接发生关系， JMS 实现了这种方式；而后者属于紧耦合的结构，也就是 RMI 方式， JavaRMI 是 Java Remote Method Interface 的简称。为什么需要 RMI ？设想一下，当对象 A 找到远程对象 B 之后，需要调用 B 的方法，但是调用 B 的方法，和调用本地的方法不同，由于 B 和 A 不在同一台服务器上（准确的说，不再同一台 JVM 中），就造成了很多的问题。

  l   如何传递参数？ Java 的参数传递是传引用而非传值的，所以 A 不能将指向本机内存中的一个引用当做参数传递给 B 。

  l 当远程组件在不同平台、不同语言下运行的，又该如何与其进行通信。

     一 用 Java RMI 实现远程调用

从很早之前开始，分布式环境就需要在不同主机之间进行进程通信和方法调用， RPC 就是为了这个目的而产生的，它允许一个程序访问另一台机器上的另一个程序的方法。而 RMI 在 RPC 的基础上更进一步， RPC 是远程访问程序方法，而 RMI 允许访问远程对象。所以和 RPC 相比，基于面向对象开发的 RMI 可以充分利用继承、封装和多态的面向对象开发的特点。

Java RMI 是 Java 的远程调用方式，利用它可以开发出分布式的远程对象，这些远程对象生存在不同的虚拟机上，并利用 RMI 协议进行通信。基本的 Java RMI 采用的是 JRMP （ Java Remote Method Protocol ），这个协议帮助 Java 远程对象进行通信，但是不支持对其他平台的支持，特别是对流行的 CORBA 的支持 (CORBA 支持 IIOP) ，所以在 Java RMI 的基础上，人们建立了 Java RMI 　－ IIOP。

注意：远程是一个与实际位置无关的概念，一个远程对象可以和客户端在同一个机器上，也可以分别在网络上的两台机器上。

当然有了美好的愿望还不够，要实现 RMI 需要解决很多的问题。

         1)         数据格式的兼容问题。在两个通信的组件之间数据格式会出现不一致，比如整数类型在Ａ组件上是用２个字节表示的，而在Ｂ组件上是用４个字节表示的，这样当一个整数类型的参数从Ａ组件传到Ｂ组件的时候，就会发生数据格式不一致的现象。这在 JAVA 之外的很多语言来说，是一个非常棘手的问题，但是 Java 的通用数据格式就避免了这种情况的发生。

        2)         参数传递方式的选择，一般来说，程序设计有两种参数的传递方式：值传递（ pass by value ）和引用传递 (pass by reference) ， 传值是将数据做一次拷贝，将拷贝得到的数据副本作为参数进行传递。用这种方式，被调用的方法中修改的只是数据的副本，而不是数据本身，所以原数据没有作修改。引用传递是将数据的引用传递，任何修改都将作用到数据本身。在远程调用的情况下，两种方式都可以传递参数，但都有一些问题。 对于值传递问题，由于是传递副本，所以远程对象的方法无法改变数据本身。另一个问题是若要传递对象参数，则需要将对象序列化，当对象空间很大的时候，序列化会带来很大的开销。 传递一个本地数据的引用到远程组件之后，远程组件根据此应用在其本地找到数据。所以还需要一次远程调用，往回访问引用数据本身。在 JavaRMI 中对这两种方式都支持。

        3)         系统的不稳定性

      在只有一个 JVM 的情况下，如果此 JVM 崩溃了，那么所有运行在其之上的程序全都一起失效，不会产生一部分对象仍然存在而另一部分消失的情况。但是在远程调用的环境中，有多个 JVM 在同时进行，如果其中一台 JVM 崩溃了，那么在其中的远程对象也消失，如果其他 JVM 中的对象不知道这些远程对象已经消失了，那么他们就会继续试图和这些“幽灵”对象进行通信，并发生异常。另外，由于远程对象之间通过网络进行通信，当网络发生故障的时候，对象应该得到通知。这些情况在 JavaRMI 中都得到了很好的支持。

 

要理解对象之间如何远程调用首先需要了解 Stubs( 存根 ) 和 Skeletons( 骨架 ) 的概念。假设有两个对象 A 和 B ， B 是远程对象，提供方法供 A 调用，我们称 B 为服务器端，对象 A 是远程方法的调用方，我们称 A 为客户端。 JavaRMI 如何让 A 对象调用 B 的方法呢，实际上 JavaRMI 会在客户端模拟被调用的对象 B ，生成一个本地对象，这个本地对象就叫 Stub （存根），存根生存在客户端，但代表了远程对象，它接受 A 的方法调用，并将这些方法调用映射到远端实际 B 对象。对于对象 A 来说，由于有了存根的存在，远程调用形式看起来都和本地调用一致。

在 B 对象所在的服务器端，对应地存在 Skeleton( 骨架 ) ， skeleton 是远程对象的代理，负责从网络接受调用的请求。并且将这些调用转移给实现的对象，所以可以认为，远程调用实际是通过 stub 和 skeleton 进行的。

客户端和服务器端都不直接和对方以及网络打交道，有了 stub 和 skeleton ，开发者可以从这些工作中解脱出来。

了解了 stubs 和 skeletons 之后，我们来看以下服务器端的远程对象。要使用远程对象首先要有一个远程接口。因为 RMI 调用的是远程接口。在面向对象设计中，一个基本的思想就是接口与实现相分离。接口定义了一个对象暴露给外界的信息。从一个用户来看，接口表示了这个用户能对这个对象进行的操作。而实现是程序内部的实际逻辑，是操作的具体过程，这一部分往往不需要暴露给外界。通过接口与实现的分离，开发者可以在不改变接口的情况下 ( 不改变用户的调用方式 ) ，改变程序方法的实现。

RMI 采用了同一思想，在 RMI 的远程调用中，客户端只能调用远程的接口。所以远程对象实现之前首先需要建立一个远程接口，此接口定义了这个远程对象对外提供的所有方法，同时此接口需要同时继承 java.rmi.Remote 接口，比如如下的代码：

import java.rmi.Remote;
import java.rmi.RemoteException;

public interface HelloInterface extends Remote {

  public void sayHello(String from)throws RemoteException;

}

 

 

 

 

 

 

这里定义了一个接口 HelloInterface , 它继承了 Remote 接口，所以是一个远程接口。在接口 HelloInterface 中，自定义了 sayHello （）方法。这就是远程对象提供的方法。方法声明会抛出 RemoteException 异常，当网络不正常的情况出现的时候就会出现这个异常。开发者可以处理这个异常，决定当网络故障等情况出现时的程序行为。 (Java RMI 努力让网络变得透明，即远程调用和在本地调用形式上一致，但是同时开发者需要注意，网络问题是不可避免的。 )

定义了远程接口之后，就需要实现远程对象。远程对象实现了远程接口，提供具体功能的实现。要让一个对象成为一个远程对象，并且让远程宿主 ( 远程宿主：就是提供了对远程调用支持的容器，让它来控制远程对象。当远程接口被调用的时候，远程宿主自动调用远程对象的对应方法。 ) 可以调用它的方法，可以使用以下方式的任何一种：

继承 Javax.rmi.PortableRemoteObject 对象，这样当远程对象生成的时候，会自动调用 PortableRemoteObject 的构造函数，这个构造函数帮助对象可以被远程调用

手动将对象设置成远程对象。可能对象本身已经继承了某个基类，而无法继承 PortableRemoteObject, 这是需要手动将对象设置为远程对象：

javax.rmi.PortableRemoteObject.exportObject()

下面就是实现了 HelloInterface 接口的远程对象 HelloImpl

 

 

 

import java.rmi.RemoteException;

import javax.rmi.PortableRemoteObject;

public class HelloImpl extends PortableRemoteObject implements HelloInterface {

    protected HelloImpl() throws RemoteException {

       super();   }

    public void sayHello(String from)throws RemoteException {

       System.out.println("hello from"+from);

       System.out.flush();

    }

}

 

 

 

 

 

从上面的代码中，我们可以看到：

1)      HelloImpl 继承 PortableRemoteObject 而称为远程对象

2)      HelloImpl 实现 HelloInterface 远程接口

3)      HelloImpl 的构造函数调用基类构造函数，并且此构造函数会抛出 RemoteException 异常。

4)      HelloImpl 实现了 sayHello 方法。

在一个典型的远程对象的调用中，还需要有一个服务器端的应用来生成远程对象，并将其暴露给外界。同时还存在连接服务器端的客户端。接下来介绍调用远程对象时，如何传递参数。之前已经讲过，一般有两种传递参数的方式：值传递和引用传递。在 RMI-IIOP 中，对两种方式都支持。但实际上， RMI-IIOP 的参数传递是值传递的，引用传递是通过模拟的方式实现的。

Java RMI 的基本概念已经介绍完了，要使用远程对象，不仅要实现远程对象，换需要提供能够定位远程对象的机制，下面一节将要介绍 JNDI