Ice的更多细节

ICE的整体架构

服务器端：

服务器端通常只有一个通信器(Ice::Communicator)，通信器包含了一系列的资源：

如线程池、配置属性、对象工厂、日志记录、统计对象、路由器、定位器、插件管理器、对象适配器

在通信器内，包含有一个或更多的对象适配器(Ice::ObjectAdapter)，对象适配器负责提供一个或多个传输端点，并且把进入的请求分派到对应的servant中去执行。

具体实现的部分称为servant，它们为客户端发来的调用提供服务。servant向对象适配器注册以后，由对象适配器依据客户请求调用相应方法。

客户端：

客户端直接通过代理进行远程调用，就象本地调用一样简单。
 

通信器Ice::Communicator

通信器管理着线程池、配置属性、对象工厂、日志记录、统计对象、路由器、定位器、插件管理器、对象适配器。

通信器的几个重要方法:

std::string proxyToString(const Ice::ObjectPrx&) const;
Ice::ObjectPrx stringToProxy(const std::string&) const;

    这两个方法可以使代理对象和字符串之间互相转换。对于proxyToString方法，你也可以使用代理对象的 ice_toString方法代替（当然，你要确保是非空的代替对象）。

Ice::ObjectPrx propertyToProxy(const std::string&) const;

    这个方法根据给定名字的属性配置生成一个代理对象，如果没有对应属性，返回一个空代理。
    比如有如下属性：

    MyApp.Proxy = ident:tcp -p 5000

    我们就可以这样得到它的代理对象：

    Ice::ObjectPrx p = communicator->propertyToProxy("MyApp.Proxy");

Ice::Identity stringToIdentity(const std::string&) const;
std::string identityToString(const Ice::Identity&) const;

    转换字符串到一个对象标识，对象标识的定义如下：

namespace Ice
{
    struct Identity
    {
        std::string name;
        std::string category;
    };
}

    当它与字符串相互转换时，对应的字符串形式是：CATEGORY/NAME。比如字符串“Factory/File”， Factory是category，File是name。

    category部分可以为空。   

Ice::ObjectAdapterPtr createObjectAdapter(const std::string&);
Ice::ObjectAdapterPtr createObjectAdapterWithEndpoints(
    const std::string&, const std::string&);

    这两个方法创建新的对象适配器。createObjectAdapter从属性配置中取得端点信息，而 createObjectAdapterWithEndpoints则直接指定端点。

void shutdown();

    关闭服务端的Ice运行时库，调用shutdown后，执行过程中的操作仍可正常完成，shutdown不会等待这些操作完成。

void waitForShutdown();

    这个方法会挂起发出调用的线程直到通信器关闭为止。

void destroy();

    这个方法回收通信器的相关资源，如线程、通信端点及内存资源。在离开main函数之前，必须调用destory。

bool isShutdown() const;

    如果shutdown已被调用过，则返回true。

 

 

初始化通信器

    在建立通信器(Ice::Communicator)期间，Ice运行时会初始化一系列的对象，这些对象一直影响通信器的整个生命周期。并且在建立通信器以后，你不能改变这些对象。所以，如果你想定制这些对象，就必须在建立通信器的过程中定义。

    在通信器建立期间，我们可以定义下面这些对象：

• 属性表(property)
• 日志记录器(Logger)
• 统计对象(Stats)
• 原生字符串与宽字符串转换器
• 线程通知钩子

    所有上面的对象存放在InitializationData结构中，定义为：

namespace Ice {
    struct InitializationData {
        PropertiesPtr properties;
        LoggerPtr logger;
        StatsPtr stats;
        StringConverterPtr stringConverter;
        WstringConverterPtr wstringConverter;
        ThreadNotificationPtr threadHook;
    };
}

    这个结构中的所有成员都是智能指针类型，设置好这些成员以后，就可以通过通信器的初始化函数传入这些对象：

namespace Ice {
    CommunicatorPtr initialize(int&, char*[],
                const InitializationData& = InitializationData());
    CommunicatorPtr initialize(StringSeq&,
                const InitializationData& = InitializationData());
    CommunicatorPtr initialize(
                const InitializationData& = InitializationData());
}

    我们前面使用的Ice::Application也提供了InitializationData的传入途径：

namespace Ice
{
    struct Application
    {
        int main(int, char*[]);
        int main(int, char*[], const char*);
        int main(int, char*[], const Ice::InitializationData&);
        int main(const StringSeq&);
        int main(const StringSeq&, const char*);
        int main(const StringSeq&, const Ice::InitializationData&);
        ...
    };
}

    再回头看InitializationData结构:

    properties：PropertiesPtr 类型，指定了属性表(property)对象，它就是之前《Ice属性配置》一文中的主角。默认的属性表实现可以解析“Key = Value”这种形式的字符串（包括命令行参数和文件），如果愿意，你可以自己写一个属性表实现，用来解析xml、ini等等。

    如果要自己实现，就得完成下面这些接口（每个方法的作用请参考《Ice属性配置》）：

namespace Ice
{
class Properties : virtual public Ice::LocalObject
{
public:
    virtual std::string getProperty(const std::string&) = 0;
    virtual std::string getPropertyWithDefault(const std::string&,
        const std::string&) = 0;
    virtual Ice::Int getPropertyAsInt(const std::string&) = 0;
    virtual Ice::Int getPropertyAsIntWithDefault(const std::string&,
        Ice::Int) = 0;
    virtual Ice::StringSeq getPropertyAsList(const std::string&) = 0;
    virtual Ice::StringSeq getPropertyAsListWithDefault(const std::string&,
        const Ice::StringSeq&) = 0;
    virtual Ice::PropertyDict getPropertiesForPrefix(const std::string&) = 0;
    virtual void setProperty(const std::string&, const std::string&) = 0;
    virtual Ice::StringSeq getCommandLineOptions() = 0;
    virtual Ice::StringSeq parseCommandLineOptions(const std::string&,
        const Ice::StringSeq&) = 0;
    virtual Ice::StringSeq parseIceCommandLineOptions(const Ice::StringSeq&) = 0;
    virtual void load(const std::string&) = 0;
    virtual Ice::PropertiesPtr clone() = 0;
};
};

    logger: LoggerPtr类型，这是一个日志记录器接口，它可以记录Ice运行过程中产生的跟踪、警告和错误信息，默认实现是直接向cerr输出。比如作用我们之前的Helloworld的例子，在没开服务端的情况下运行客户端，就看到在控制超台上打印了一串错误信息。

    我们可以自己实现这个接口，以控制它的输出方向，它的定义为：

namespace Ice
{
class Logger : virtual public Ice::LocalObject
{
public:
    virtual void print(const std::string& msg) = 0;
    virtual void trace(const std::string& category,
        const std::string& msg) = 0;
    virtual void warning(const std::string& msg) = 0;
    virtual void error(const std::string& msg) = 0;
};
}

    不用说，实现它们是一件很轻松的事情^_^，比如你可以实现这个接口把信息写到一个日志文件里，或者把它写到某个日志服务器上。

    stats: StatsPtr类型，当Ice发送或接收到数据时，会向Stats报告发生的字节数，这个接口更加简单：

namespace Ice
{
class Stats : virtual public Ice::LocalObject
{
public:
    virtual void bytesSent(const std::string& protocol,
        Ice::Int num) = 0;
    virtual void bytesReceived(const std::string& protocol,
        Ice::Int num) = 0;
};
}

    stringConverter：BasicStringConverter<char>类型;
    wstringConverter：BasicStringConverter<wchar_t>类型;

    这两个接口用于本地编码与UTF-8编码之间的转换，Ice系统自带了三套转换系统，默认的UnicodeWstringConverter、Linux/Unix 下使用的IconvStringConverter和Windows 下使用的WindowsStringConverter。

    threadHook: ThreadNotificationPtr类型，线程通知钩子，当Ice建立一个新线程后，线程通知钩子就会首先得到“线程启动通知”，在结束线程之前，也能得到“线程结束通知”。

    下面是ThreadNotification接口的定义：

namespace Ice
{
class ThreadNotification : public IceUtil::Shared {
public:
    virtual void start() = 0;
    virtual void stop() = 0;
};
}

    假如我们在Windows下使用了COM组件的话，就可以使用线程通知钩子在start和stop里调用 CoInitializeEx和CoUninitialize。

代码演示

修改一下Helloworld服务器端代码，实现自定义统计对象(Stats，毕竟它最简单嘛-_-)：

#include <ice/ice.h>
#include "printer.h"

using namespace std;
using namespace Demo;

struct PrinterImp : Printer{
    virtual void printString(const ::std::string& s, const ::Ice::Current&)
    {
        cout << s << endl;
    }
};

class MyStats : public Ice::Stats {
public:
    virtual void bytesSent(const string &prot, Ice::Int num)
    {
        cerr << prot << ": sent " << num << "bytes" << endl;
    }
    virtual void bytesReceived(const string &prot, Ice::Int num)
    {
        cerr << prot << ": received " << num << "bytes" << endl;
    }
};

class MyApp : public Ice::Application{
public:
    virtual int run(int n, char* v[]){
        Ice::CommunicatorPtr& ic = communicator();
        ic->getProperties()->parseCommandLineOptions(
            "SimplePrinterAdapter", Ice::argsToStringSeq(n,v));
        Ice::ObjectAdapterPtr adapter
            = ic->createObjectAdapter("SimplePrinterAdapter");
        Ice::ObjectPtr object = new PrinterImp;
        adapter->add(object, ic->stringToIdentity("SimplePrinter"));

        adapter->activate();
        ic->waitForShutdown();
        return 0;
    }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    MyApp app;
    Ice::InitializationData id;
    id.stats = new MyStats;

    return app.main(argc, argv, id);
}

编译运行这个演示代码，然后执行客户端，可以看到打印出的接收到发送字符数。

tcp: send 14bytes
tcp: received 14bytes
tcp: received 52bytes
tcp: send 26bytes
tcp: received 14bytes
tcp: received 53bytes
Hello World!
tcp: send 25bytes
tcp: received 14bytes

 

 

对象适配器(Ice::ObjectAdapter)

对象适配器负责提供一个或多个传输端点，并且把进入的请求分派到对应的servant中去执行。它的定义以及主要方法有：

namespace Ice
{
struct ObjectAdapter :  public LocalObject
{
    // 返回适配器的名字（由Communicator::createObjectAdapter输入）
    std::string getName() const;
    // 返回创建并拥有应适配器的通信器
    Ice::CommunicatorPtr getCommunicator() const;
    // 激活处于hold状态的适配器。
    void activate();
    // 要求适配器进入hold状态，并马上返回
    void hold();
    // 等待直到适配器进入hold状态
    void waitForHold();
    // 要求适配器进入无效状态，一旦进入无效状态，就无法再次激活它，与该适配器关联的servant将会被销毁。
    void deactivate();
    // 等待直到适配器进入无效状态
    void waitForDeactivate();
    // 如果适配器处于无效状态，返回true
    bool isDeactivated() const;
    // 使适配器处于无效状态，并且释放所有的资源（包括适配器名）
    void destroy();
    // 使用指定的标识把servant注册到适配器中，返回该servant的代理
    Ice::ObjectPrx add(const Ice::ObjectPtr&, const Ice::Identity&);
    // 使用随机生成的UUID作为标识把servant注册到适配器中，返回该servant的代理
    Ice::ObjectPrx addWithUUID(const Ice::ObjectPtr&);
    // 从适配器中移除对应的servant
    Ice::ObjectPtr remove(const Ice::Identity&);
    // 查找对应标识的servant
    Ice::ObjectPtr find(const Ice::Identity&) const;
    // 查找代理对应的servant
    Ice::ObjectPtr findByProxy(const Ice::ObjectPrx&) const;
    // 把一个 Servant Locator 添加到这个对象适配器中。
    void addServantLocator(const Ice::ServantLocatorPtr&, const std::string&);
    // 查找一个已经安装到这个对象适配器中的 Servant Locator。
    Ice::ServantLocatorPtr findServantLocator(const std::string&) const;
    // 创建一个与这个对象适配器及给定标识相匹配的代理
    Ice::ObjectPrx createProxy(const Ice::Identity&) const;
    // 创建一个与这个对象适配器及给定标识相匹配的 " 直接代理 "。
    // 直接代理总是包含有当前的适配器端点。
    Ice::ObjectPrx createDirectProxy(const Ice::Identity&) const;
    // 创建一个与这个对象适配器及给定标识相匹配的 " 间接代理 "。
    // 间接代理只包含对象的标识和适配器名，通过定位器服务来得到服务器地址
    Ice::ObjectPrx createIndirectProxy(const Ice::Identity&) const;
    // 为这个对象适配器设置一个 Ice 定位器
    void setLocator(const Ice::LocatorPrx&);
    // 重新读入适配器的PublicshedEndpoints属性并更新内部的可用网络接口列表
    void refreshPublishedEndpoints();
};
}

Servant定位器

除直接向对象适配器注册servant以外，Ice允许我们向对象适配器提供一个Servant定位器。

有了Servant定位器以后，对象适配器得到一次请求时首先查找已注册的servant，如果没找到对应的servant，就会请求 Servant定位器提供servant。

采用这种简单的机制，我们的服务器能够让我们访问数量不限的servant：服务器不必为每一个现有的Ice对象实例化一个单独的 servant。

下面是Servant定位器的接口，我们必须自己实现这个接口：

namespace Ice
{
class ServantLocator : virtual public Ice::LocalObject
{
    // 只要有请求到达，而且适配器没有提供注册的条目，Ice就会调用locate。
    // locate的实现（由你在派生类中提供）应该返回一个能够处理该请求的 servant。
    // 通过cookie参数，你可以传入一个自定义指针数据，对象适配器并不在乎这个对象的内容
    // 当Ice 调用finished 时，会把你从locate 返回的cookie传回给你。
    virtual Ice::ObjectPtr locate(const Ice::Current& curr,
        Ice::LocalObjectPtr& cookie) = 0;
    // 一旦请求完成，Ice就会调用finished。
    // 把完成了操作的servant、该请求的Current 对象
    // 以及locate在一开始创建的 cookie 传给它。
    virtual void finished(const Ice::Current& curr,
        const Ice::ObjectPtr& obj, const Ice::LocalObjectPtr& cookie) = 0;
    // 当servant定位器所属的对象适配器无效时，Ice会调用deactivate方法。
    virtual void deactivate(const std::string&) = 0;
};
}

实现了ServantLocator后，通过对象适配器的addServantLocator方法注册到该适配器中。

在上面的接口中，有一个Ice::Current结构类型的参数，通过它，我们就可以访问“正在执行的请求”和“服务器中的操作的实现”等信息，Ice::Current的定义如下：

namespace Ice
{
struct Current
{
    // 负责分派当前请求的对象适配器
    Ice::ObjectAdapterPtr adapter;
    //
    Ice::ConnectionPtr con;
    // 当前请求的对象标识
    Ice::Identity id;
    // 请求的 facet
    std::string facet;
    // 正在被调用的操作的名字。
    std::string operation;
    // 操作的调用模式（Normal、Idempotent，或Nonmutating）
    Ice::OperationMode mode;
    // 这个调用的当前上下文，这是一个std::map类型的数据
    // 使用它就允许把数量不限的参数从客户发往服务器
    Ice::Context ctx;
    //
    Ice::Int requestId;
};
}

利用Ice::Current的id成员，我们可以得到所请求的对象标识，从而决定生产某个具体的Servant；使用ctx成员，我们还可以从客户端发送数据不限的“键值－数值”对到服务器中，实现灵活控制(甚至连方法参数都可以不用了，全部用ctx转送就行)。

例：向原HelloWorld 版服务器加入Servant定位器代码，当请求的标识的category为"Loc"时，由定位器返回对应的 servant。

服务器端

#include <ice/ice.h>
#include "printer.h"

using namespace std;
using namespace Demo;

// 原打印版本
struct PrinterImp : Printer{
    virtual void printString(const ::std::string& s, const ::Ice::Current&)
    {
        cout << s << endl;
    }
};

// OutputDebugString版本
struct DbgOutputImp : Printer{
    virtual void printString(const ::std::string& s, const ::Ice::Current&)
    {
        ::OutputDebugStringA(s.c_str());
    }
};

// MessageBox版本
struct MsgboxImp : Printer{
    virtual void printString(const ::std::string& s, const ::Ice::Current&)
    {
        ::MessageBoxA(NULL,s.c_str(),NULL,MB_OK);
    }
};


struct MyLocator : Ice::ServantLocator{
    virtual Ice::ObjectPtr locate(const Ice::Current& curr,
        Ice::LocalObjectPtr& cookie)
    {
        if(curr.id.name == "Dbg")
            return Ice::ObjectPtr(new DbgOutputImp);
        else if(curr.id.name == "Msg")
            return Ice::ObjectPtr(new MsgboxImp);
        else if(curr.id.name == "SimplePrinter")
            return Ice::ObjectPtr(new PrinterImp);
        else
            return NULL;
    }

    virtual void finished(const Ice::Current& curr,
        const Ice::ObjectPtr& obj, const Ice::LocalObjectPtr&)
    {
    }

    virtual void deactivate(const std::string& category)
    {
    }
};

class MyApp : public Ice::Application{
public:
    virtual int run(int n, char* v[]){
        Ice::CommunicatorPtr& ic = communicator();
        ic->getProperties()->parseCommandLineOptions(
            "SimplePrinterAdapter", Ice::argsToStringSeq(n,v));
        Ice::ObjectAdapterPtr adapter
            = ic->createObjectAdapter("SimplePrinterAdapter");
        Ice::ObjectPtr object = new PrinterImp;
        adapter->add(object, ic->stringToIdentity("SimplePrinter"));

        // 注册MyLocator定位器，负责返回category为"Loc"的相应servant。
        adapter->addServantLocator(Ice::ServantLocatorPtr(new MyLocator),"Loc");
        adapter->activate();
        ic->waitForShutdown();
        return 0;
    }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    MyApp app;
    return app.main(argc, argv);
}

客户端代码与《ICE属性配置》中的代码相同，客户端命令行参数为

--MyProp.Printer="Loc/Msg:tcp -p 10000"

服务器端将会使用对话框显示“HelloWorld”。

 

 

对象代理(Object Proxy)

    在客户端，我们使用对象代理进行远程调用，就如它们就在本地一样。但有时，网络问题还是要考虑的，于是Ice的对象代理提供了几个包装方法，以支持一些网络特性：

ice_timeout方法，声明为：Ice::ObjectPrx ice_timeout(int) const;返回一个超时代理，当在指定的时间（单位毫秒）内没有得到服务器端响应时，操作终止并抛出Ice::TimeoutException异常。

示例代码：

Filesystem::FilePrx myFile = ...;
FileSystem::FilePrx timeoutFile
= FileSystem::FilePrx::uncheckedCast(
        myFile->ice_timeout(5000));
try {
    Lines text = timeoutFile->read(); // Read with timeout
} catch(const Ice::TimeoutException &) {
    cerr << "invocation timed out" << endl;
}
Lines text = myFile->read(); // Read without timeout

ice_oneway方法，声明为：Ice::ObjectPrx ice_oneway() const;返回一个单向调用代理。只要数据从本地端口发送出去，单向调用代理就认为已经调用成功。这意味着，单向调用是不可靠的：它可能根本没有发送出去 （例如，因为网络故障） ，也可能没有被服务器接受（例如，因为目标对象不存在）。好处是由于不用等服务端回复，能带来很大的效率提升。

示例代码：

Ice::ObjectPrxo=communicator->stringToProxy(/* ... */);
// Get a oneway proxy.
Ice::ObjectPrx oneway = o->ice_oneway();

// Down-cast to actual type.
PersonPrx onewayPerson = PersonPrx::uncheckedCast(oneway);
// Invoke an operation as oneway.
try {
    onewayPerson->someOp();
} catch (const Ice::TwowayOnlyException &) {
    cerr << "someOp() is not oneway" << endl;
}

ice_datagram方法，声明为:Ice::ObjectPrx ice_datagram() const;返回数据报代理，它使用UDP传输机制，并且和单向调用代理一样，不会得到服务器端的答复，而且还有可能UDP包重复和不按次序到达服务端。

示例代码：

Ice::ObjectPrxo=communicator->stringToProxy(/* ... */);
// Get a datagram proxy.
//
Ice::ObjectPrx datagram;
try {
    datagram = o->ice_datagram();
} catch (const Ice::NoEndPointException &) {
    cerr << "No endpoint for datagram invocations" << endl;
}
// Down-cast to actual type.
//
PersonPrx datagramPerson = PersonPrx::uncheckedCast(datagram);
// Invoke an operation as a datagram.
//
try {
    datagramPerson->someOp();
} catch (const Ice::TwowayOnlyException &) {
    cerr << "someOp() is not oneway" << endl;
}

批量调用代理：

Ice::ObjectPrx ice_batchOneway() const; 
Ice::ObjectPrx ice_batchDatagram() const; 
void ice_flushBatchRequests(); 

为了提供网络效率，对于单向调用，可以考虑把多个调用打包一起送往服务器，Ice对象代理提供了ice_batchOneway和ice_batchDatagram方法返回对应的批调用代理，使用这种代理时呼叫信息不会马上发出，而是等到调用ice_flushBatchRequests以后才一次性发出。

示例代码：

Ice::ObjectPrx base = ic->stringToProxy(s);
PrinterPrx printer =  PrinterPrx::uncheckedCast(base->ice_batchOneway());
if(!printer) throw "Invalid Proxy!";
printer->printString("Hello");
printer->printString("World");
printer->ice_flushBatchRequests();