cours-Fractal

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IntroductionPremier aperçuDéfinition du modèleDéploiement des composantsLangage de description d'architectureReconfiguration dynamiqueEric BrunetonImplémentation de référenceConclusionwww.objectweb.org www.objectweb.org(ICAR03.ppt) - D2 - 25/08/2003 Principes architecturaux pour l’ingénierie des systèmesMaîtrise Construction par composition de briques logicielles : les composantsdu déploiementVision homogène de la topologie des systèmes logicielsde l’administrationservices & applications, intergiciel (middleware), systèmes d’exploitationde l’évolutionGestion uniforme des ressources, des activités et des domaines de contrôlede l’intégrationCouverture du cycle de vie complet : d’infrastructures logiciellesdéveloppement, déploiement, supervisionrépartieshétérogènes Réalisation d’un support d’exécution pour composantsSupport d’exécution pouvant être et en parties patrimoniales (legacy)spécialisé, outillé, étenduen prenant en compte les besoins applicatifs (QoS)composé avec d’autres canevas : persistance, réplication,sécurité, …www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D3 - 25/08/2003 www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D4 - 25/08/2003 Application aux plate-formes middleware d’ObjectWebIntroductionConfiguration, intégration des composants ObjectWebPremier aperçuComposants ...

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• Publié par: Arza
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Extrait

     Eric Bruneton

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       Maîtrise  du déploiement  de ladministration  de lévolution  de lintégration  d’infrastructures logicielles  réparties  hétérogènes  et en parties patrimoniales (legacy)  en prenant en compte les besoins applicatifs (QoS) www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D3 - 25/08/2003



 Introduction  Premier aperçu  Définition du modèle  Déploiement des composants  Langage de description d'architecture  Reconfiguration dynamique  Implémentation de référence  Conclusion

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(ICAR03.ppt) - D2 - 25/08/2003

    Principes architecturaux pour l’ingénierie des systèmes  Construction par composition de briques logicielles : les composants  Vision homogène de la topologie des systèmes logiciels  services & applications, intergiciel (middleware), systèmes dexploitation  Gestion uniforme des ressources, des activités et des domaines de contrôle  Couverture du cycle de vie complet :  développement, déploiement, supervision  Réalisation d’un support d’exécution pour composants  Support dexécution pouvant être  spécialisé, outillé, étendu  composé avec dautres canevas : persistance, réplication,sécurité, … www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D4 - 25/08/2003



  

 Application aux plate-formes middleware d’ObjectWeb  Configuration, intégration des composants ObjectWeb  Composants communs, partage de ressources entre composants :  Transaction Manager, Pool, Cache, Logger, …  Outils de développement communs : configuration, supervision, …  Recherche et développement  Techniques de composition sûres et efficaces :  Assertions, contrats, méthodes formelles, …  Intégrité des reconfigurations dynamiques  Disponibilité et tolérance aux fautes: persistance, duplication, mobilité, …

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(ICAR03.ppt) - D5 - 25/08/2003

  
 !"  Serveur HTTP minimal p p u r b iv li a c te cl S a o ss ck S e e t rv s; e   r implements Runnable { public Server (Socket s) { this .s = s; }  écoute sur une server socket p S u e b r l v ic er s S t o a c ti k c et v s o   i = d   n m e a w in  S (S er tr v i e ng S []  o a c rg k s et )  ( t 8 h 0 r 8 o 0 w ); s IOException { r  pour chaque connexion: } while ( true ) { new Thread( new Server(s.accept())).start(); } ublic v  lance un nouveau thread p try { oid run () { InputStreamReader in = new InputStreamReader(s.getInputStream());  PrintStream out = new PrintStream(s.getOutputStream());  String rq = new LineNumberReader(in).readLine();   lit l'URL i S f y (r s q t . e st m a . r o t u s t. W p i r t i h n ( t " ln G (r E q T )   ;  ")) {  File f = new File(rq.substring(5, rq.indexOf( ',' 4)));  if (f.exists() && !f.isDirectory()) { InputStream is = new FileInputStream(f);  byte [] data = new byte[is.available()];  is.read(data);   envoie le fichier demandé is.close(); out.print("HTTP/1.0 200 OK\n\n"); out.write(data);  } else {  ou un message d'erreur o o u u t t . . p p r r i i n n t t ( ( " " H < T ht T m P l / > 1 D .0 o   c 4 u 0 m 4  e N n o t  t  n F ot o   u fo n u d n \ d n . \ < n / " h ); t   ml>");   } } out.close();  s.close(); } catch (IOException _) { } } } www.objectweb.org

(ICAR03.ppt) - D7 - 25/08/2003

 

 Introduction  Premier aperçu  Définition du modèle  Déploiement des composants  Langage de description d'architecture  Reconfiguration dynamique  Implémentation de référence  Conclusion

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(ICAR03.ppt) - D6 - 25/08/2003

!  #   Composants statiques pu pr b i l v ic at c e la S s o s ck S e e t rv s; e   r implements Runnable { public Server (Socket s) { this .s = s; }  durée de vie public static void main (String[] args) throws IOException { ServerSocket s = new ServerSocket(8080);   celle de l'application } while ( true ) { new Thread( new Server(s.accept())).start(); }  correspondent aux « services » p t u r I yb n l { p i u c t v S o t i r d ea ru m n R ( e )  a {  d er in = new InputStreamReader(s.getInputStream());   Composants dynamiques PrintStream out = new PrintStream(s.getOutputStream());  String rq = new LineNumberReader(in).readLine();  System.out.println(rq);  if (rq.startsW ith("GET ")) {  durée de vie plus courte File f = new File(rq.substring(5, rq.indexOf( ',' 4)));   correspondent aux « données » if (f.exists() && !f.isDirectory()) { InputStream is = new FileInputStream(f);   éfin byte [] data = new byte[is.available()];  D ition des composants is.read(data);  is.close(); out.print("HTTP/1.0 200 OK\n\n");  trouver out.write(data);  } else { out.print("HTTP/1.0 404 Not Found\n\n");  les services out.print("<html>Document not found.</html>"); }  [ les structures de données ] }  un service = un composant out.close();  s.close(); } catch (IOException _) { } } } www.objectweb.org

(ICAR03.ppt) - D8 - 25/08/2003



!   
"  Dépendances :  utiliser des scénarios et des cas d'utilisation  Structure hiérarchique :  correspond au niveau d'abstraction Receiver Analyzer Logger Scheduler File Frontend Handler Dispatcher Error Handler Handler Backend Comanche www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D9 - 25/08/2003

  

 Choix de la granularité des composants  plusieurs composants identifiés à la conception peuvent être implémentés sous la forme d'un seul composant  Implémentation des interfaces de composant  Fractal impose une séparation stricte entres les interfaces et leurs implémentations  Interfaces de Comanche  public interface Logger { void log (String msg); }  public interface Scheduler { void schedule (Runnable task); }  public interface RequestHandler { void handleRequest (Request r) throws IOException; }  public class Request { Socket s; Reader r; PrintStream out; String url; } www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D11 - 25/08/2003

!     Contrats entre composant :  doivent être définis avec attention  pour être le plus stable possible  ne doivent concerner que les aspects fonctionnels  Contrats pour Comanche  logger : une opération log(String)  scheduler : une opération schedule(Runnable)  handlers : une opération handleRequest  analyzer : lit l'URL  dispatcher : essaie les différents handlers, jusqu'à un succès  file handler : essaie de lire et de renvoyer le fichier à l'URL indiquée  error handler : retourne un message d'erreur www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D10 - 25/08/2003

  

 Composants sans dépendances :  implémentés comme en Java standard public class BasicLogger implements Logger { public void log (String msg) { System.out.println(msg); } } public class SequentialScheduler implements Scheduler { public synchronized void schedule (Runnable task) { task.run(); } } public class MultiThreadScheduler implements Scheduler { public void schedule (Runnable task) { new Thread(task).start(); } }

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(ICAR03.ppt) - D12 - 25/08/2003



  

 Composants avec dépendances :  première solution : ne permet pas la configuration statique public class RequestReceiver implements Runnable { private Scheduler s = new MultiThreadScheduler(); private RequestHandler rh = new RequestAnalyzer(); // rest of the code not shown }  deuxième solution: ne permet pas la reconfiguration dynamique public class RequestReceiver implements Runnable { private Scheduler s; private RequestHandler rh; public RequestReceiver (Scheduler s, RequestHandler rh) { this .s = s; this .rh = rh; } // rest of the code not shown } www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D13 - 25/08/2003

!$  $

 Avantages : public class Server {  méthode la plus directe pu R b e l q ic ue s s t t a R ti e c c v ei o v i e d rr m r a = i   n n ( e S w tri R ng e [ q ]  u a e r s g t s R )  e {  ceiver();   aucun outils requis RequestAnalyzer ra = new RequestAnalyzer();   Inconvénients : RequestDispatcher rd = new RequestDispatcher();  FileRequestHandler frh = new FileRequestHandler();   propices aux erreurs ErrorRequestHandler erh = new ErrorRequestHandler();   ne montre pas l'architecture Scheduler s = new MultiThreadScheduler();   mélange les aspects architecture Logger l = new BasicLogger();  rr.bindFc("rh", ra); et déploiement rr.bindFc("s", s); ra.bindFc("rh", rd); ra.bindFc("l", l); rd.bindFc("h0", frh); rd.bindFc("h1", erh); rr.run(); } }

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(ICAR03.ppt) - D15 - 25/08/2003

  

 Composants avec dépendances : public class RequestReceiver implements Runnable, BindingController { private Scheduler s; private RequestHandler rh; public String[] listFc () { return new String[] { "s", "rh" }; } public Object lookupFc (String n) { if (n.equals("s")) { return s; } else if (n.equals("rh")) { return rh; } else return null ; } public void bindFc (String n, Object v) { if (n.equals("s")) { s = (Scheduler)v; } else if (n.equals("rh")) { rh = (RequestHandler)v; } } public void unbindFc (String n) { if (n.equals("s")) { s = null; } else if (n.equals("rh")) { rh = null; } } // … www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D14 - 25/08/2003

!$  #  %

<component-type name="HandlerType">  Avantages : <provides> ect <interface-type name="rh" signature="comanche.RequestHandler"/>  bonne séparation des asp s </provides> architecture et déploiement </component-type>  vérifications statiques possibles  li isons invalides, <primitive-template name="FileHandler" implements="HandlerType"> a <primitive-content class="comanche.FileRequestHandler"/>  liaisons manquantes </primitive-template> ,  … <composite-template name="Comanche" implements="RunnableType">  Inconvénients : <composite-content> <components>  l'architecture n'est pas très <component name="fe" type="FrontendType" implementation="Frontend"/> visible <component name="be" type="HandlerType" implementation="Backend"/> </components> <bindings> <binding client="this.r" server="fe.r"/> <binding client="fe.rh" server="be.rh"/> </bindings> </composite-content> </composite-template> (ICAR03.ppt) - D16 - 25/08/2003

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

!$   #   $"&  Outils graphique pour éditer des fichiers ADL  la représentation en graphe montre clairement l'architecture

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(ICAR03.ppt) - D17 - 25/08/2003

'$  (  #  Interface LifeCycleController : 1ère solution public class RequestDispatcher implements RequestHandler, BindingController, LifeCycleController { private boolean started; private int counter; public String getFcState () { return started ? STARTED : STOPPED; } public synchronized void startFc () { started = true ; notifyAll(); } public synchronized void stopFc () { while (counter > 0) { wait(); } started = false ; } public void handleRequest (Request r) throws IOException { synchronized ( this ) { while (counter == 0 && !started) { wait(); } ++counter; } try { // original code } finally { synchronized ( this ) { --counter; if (counter == 0) { notifyAll(); } } } } // rest of the class unchanged www.objectweb.org

(ICAR03.ppt) - D19 - 25/08/2003

'$  (  #  Reconfiguration :  statique : stopper l'application, changer l'ADL, redémarrer  pas toujours possible, par exemple pour raisons de disponibilité  dynamique : reconfigurer l'application pendant son exécution  pose des problèmes de cohérence –outil de base pour aider à les résoudre : gestion du cycle de vie  Exemple :  remplacer le composant FileHandler dynamiquement : –RequestHandler rh = new FileAndDirRequestHandler(); –rd.unbindFc("h0"); –rd.bindFc("h0", rh);  le RequestDispatcher doit être suspendu pendant l'opération www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D18 - 25/08/2003

'$ (  #  Interface LifeCycleController : autres solutions  implémenter li'nterface dans une (sous) classe séparée  meilleure séparation des aspects –composants déployables avec ou sans gestion du cycle de vie  générer cette classe ou cette sous classe automatiquement  génération de code statique ou dynamique LifeCycleController BindingController RequestHandler content controller

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(ICAR03.ppt) - D20 - 25/08/2003

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'$   

 Avant de stopper ou de reconfigurer un composant, il faut obtenir sa référence  d'où les interfaces di'ntrospection (et de reconfiguration)  suivantes : public interface Component { public interface ContentController { Object[] getFcInterfaces (); Object[] getFcInternalInterfaces (); Object getFcInterface (String itfName); Object getFcInterfaceInterface(String itfName); Type getFcType (); Component[] getFcSubComponents (); } void addFcSubComponent (Component c); void removeFcSubComponent(Component c); }

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 

(ICAR03.ppt) - D21 - 25/08/2003

 Fractal  utilise des patrons de conception bien connus et les organise en un modèle à composants uniforme, extensible et indépendant des langages  Avantages  impose la séparation entre interfaces et implémentations  assure un niveau de flexibilité minimum  impose la séparation des aspects fonctionnels, d'architecture et de déploiement  permet di'nstancier une application de plusieurs façons –depuis une configuration très optimisée mais non reconfigurable jusqu'à une configuration moins performante mais dynamiquement reconfigurable www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D23 - 25/08/2003

) & "  

C CC BC C CC BC C CC BC C BC  C BC C C CC BC C C C BC C

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 

 Introduction  Premier aperçu  Définition du modèle  Déploiement des composants  Langage de description d'architecture  Reconfiguration dynamique  Implémentation de référence  Conclusion www.objectweb.org

(ICAR03.ppt) - D22 - 25/08/2003

(ICAR03.ppt) - D24 - 25/08/2003

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*   

 Composant Fractal :  entité à l'exécution  par exemple, en Java, des objets et non pas des classes ou des .jar  de ni'mporte quel type  service, ressource, donnée, activité, processus, protocole, liaison, …  sans cible ni granularité particulière  application, intergiciel ( middleware ), système dexploitation

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(ICAR03.ppt) - D25 - 25/08/2003

*      Composant de base :  aucune interface de contrôle => pas di'ntrospection  équivalent à un objet au sens des langages orienté objets  Premiers niveaux de contrôle :  introspection des composants :  interface Component  donne accès à la liste des interfaces d'un composant  introspection des interfaces :  interface Interface  donne accès au nom d'une interface  donne accès à li'nterface Component du composant www.objectweb.org

(ICAR03.ppt) - D27 - 25/08/2003

*    

 De l’extérieur, un composant Fractal :  est une boite noire,  avec des points daccès appelés interfaces (externes)  chaque interface à un nom (unique dans le composant)  une signature (ensemble d opérations – i.e. méthodes en Java)  un rôle (client, serveur ou contrôle) component, Component interfaces de contrôle interfaces serveur s, I u, I interfaces clientes -o uis - -r o e u ç   f oi o v u e r n ni t e d s es appels  t, J v, I  -é u m r e e tt q ent e d s es appels -à gauche par convention  w, K  -à droite par convention

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(ICAR03.ppt) - D26 - 25/08/2003

*    composant composite  A l’intérieur, un composant :  à un contrôleur et un contenu composant composant primitif primitif  contenu = dautres composants partagé  notion de sous composant ,  composants primitifs et composites,  composants partagés  contenu contrôleur  le contrôleur peut (entre autres) :  fournir des fonctions dintrospection et de reconfiguration  intercepter les appels dopération entrants et sortants –pour les aspects non fonctionnels (cycle de vie, transactions, sécurité, …)  modifier le comportement de ses sous contrôleurs www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D28 - 25/08/2003



*   

 liaisons : interactions  liaison primitive  lie –une interface cliente –à une interface serveur    dans le même espace dadressage  liaison composite  lie un nombre arbitraire dinterfaces  est un ensemble de liaisons primitives et de composants de liaisons  liaisons normales, dimport et dexport www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D29 - 25/08/2003

*   

 Récursion : UNDO UNDO  gestion à grain arbitraire :  passage à léchelle,  homogénéité  Partage : UNDO  préserve l'encapsulation sans partage avec partage  permet de modéliser des  ressources : données, pools, caches, connections, …  activités : threads , transactions, procédés / tâches, …  domaines de contrôle : défaillance, sécurité, persistance, mobilité, … www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D31 - 25/08/2003

*   

 Interfaces internes  interfaces du contrôleur  visibles seulement des sous composants  Interfaces complémentaires  deux interfaces internes et externes  de même nom et même signature, mais de rôle opposés interfaces complémentaires liaison d'exportliaison di'mport Exporte une interface d'un sous composant Importe une interface externe à l'intérieur à l'extérieur du composant englobant d'un composant composite www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D30 - 25/08/2003

*  

 Trois méthodes possibles  GenericFactory : crée nimporte quel type de composant crée , …  Factory : crée des composants tous de même type  template : crée des composants similaires à lui même crée

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(ICAR03.ppt) - D32 - 25/08/2003



*   ($

 Type de composant c, J  ensemble de types dinterface  non modifiable à lexécution c : interface de type singleton  Type d’interface   s nom s, I  c1, J  c i o g n n ti a n ture ca, J  obli g g e at n o c ir e e, optionnelle c$, J  cardinalité  singleton, collection c : interface de type collection www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D33 - 25/08/2003

 

 Introduction  Premier aperçu  Définition du modèle  Déploiement des composants  Langage de description d'architecture  Reconfiguration dynamique  Implémentation de référence  Conclusion

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(ICAR03.ppt) - D35 - 25/08/2003

*  

 Tout est optionnel  introspection, interfaces de contrôle, de fabriques, typage, …  et extensible  sous composants dans les contrôleurs, typage alternatif, …  Niveaux de conformité : C I Typage (Re)configuration Fabriques Templates 0 0.1 X 1 X 1.1 X X 2 X X 2.1 X X X 3 X X X 3.1 X X X X 3.2 X X X X X 3.3 X X X X X X www.objectweb.org (ICAR03.ppt) - D34 - 25/08/2003

%  # +

Component boot = Fractal. getBootstrapComponent (); class Fractal static getBootstrapComponent interface Component Interface[] getFcInterfaces Interface getFcInterface getFcType interface Interface tf Component getFcItfOwner gf boot getFcItfName getFcItfType isFcInternalItf

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(ICAR03.ppt) - D36 - 25/08/2003

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