CORBA与RMI的比较 及 实例

Java远程方法调用（RMI）机制和公用对象请求代理体系（CORBA）是最重要和使用最广泛的两种分布式对象系统。每个系统都有其特点和短处。它们在行业中被用于从电子交易到保健医疗的各个领域。一个项目如果要从这两种分布式机制中选用一个，往往难以抉择。本文概括地介绍了RMI和CORBA，更重要的是，它将介绍如何开发一个有用的应用程序，用于从远程主机下载文件。然后它将：

• 简要介绍分布式对象系统
• 简要介绍RMI和CORBA
• 让你对在RMI和CORBA中开发应用程序所涉及的工作有个初步印象
• 演示如何使用RMI和CORBA，从远程主机传送文件
• 对RMI和CORBA进行简单比较

客户机/服务器模型

客户机/服务器模型是分布式计算的一种形式，在这种形式中，一个程序（客户机）与另一个程序（服务器）通讯以便交换信息。在这种模型中，客户机和服务器通常都说同样的语言－－也就是说客户机和服务器能理解同一个协议－－这样它们才能通讯。

虽然客户机/服务器模型的实现方式多种多样，但典型做法是使用底层套接字。使用套接字开发客户机/服务器系统意味着，我们必须设计一个协议，也就是客户机和服务器都认识的一组命令集，通过这些命令它们就能通讯了。举例来说， HTTP协议中提供了一个名为GET的方法，所有Web服务器都必须实现这个方法，所有Web客户机（浏览器）都必须使用这个方法，才能获取文档。

分布式对象模型

基于分布式对象的系统是一组对象的集合，这些对象以一种明确定义封装的接口把服务的请求者（客户机）和服务的提供者（服务器）分隔开。换言之，客户机从服务的实现中分离出来，变成数据的呈现和可执行代码。这就是基于分布式对象的模型与纯粹的客户机/服务器模型的主要区别之一。

在基于分布式对象的模型中，客户机向对象发送消息，然后对象解释该消息以便决定要执行什么服务。这项服务，也就是方法，可以选择是让对象还是让代理来执行。Java远程方法调用（RMI）和公用对象请求代理体系（CORBA）就是这种模型的例子。

RMI

RMI是一个分布式对象系统，它使你能够轻松地开发出分布式Java应用程序。在RMI中开发分布式应用程序比用套接字开发要简单，因为不需要做设计协议这种很容易出错的工作。在RMI中，开发者会有一种错觉，似乎是从本地类文件调用的本地方法，其实参数传送给了远程目标，目标解释参数后再把结果发回给调用方。

RMI应用程序初步

使用RMI开发分布式应用程序包括以下步骤：

1. 定义一个远程接口
2. 实现这个远程接口
3. 开发服务器
4. 开发客户机
5. 生成存根和基干，启动RMI注册表、服务器和客户机

下面我们将通过开发一个文件传输程序来实践这些步骤。

范例：文件传输程序

这个应用程序允许客户机从远程主机上传送（即下载）任何类型的文件（纯文本或二进制文件）。第一步是定义一个远程接口，这个接口规定了服务器所提供方法的信号，客户机将调用这些方法。

定义一个远程接口

用于文件下载应用程序的远程接口如代码范例1所示。接口 FileInterface提供了一个方法downloadFile，这个方法接受String参数（文件名），将文件的数据以字节数组的形式返回。

代码范例1 1: FileInterface.java

import java.rmi.Remote;

import java.rmi.RemoteException;

public interface FileInterface extends Remote {

public byte[] downloadFile(String fileName) throws

RemoteException;

}

请注意FileInterface的以下特征:

• 它必须声明为public，这样客户机才能加载实现远程接口的远程对象。
• 它必须扩展为Remote接口，以满足使该对象成为远程对象的要求。
• 这个接口中的每种方法都必须投出一个java.rmi.RemoteException。

实现远程接口

下一步是实现接口FileInterface。实现的范例见代码范例2。请注意，除了实现FileInterface之外，还把FileImpl 类扩展为UnicastRemoteObject。这表示FileImpl类将用于创建一个单独的、不可复制的远程对象，它使用RMI缺省的基于TCP的传送通道进行通讯。

代码范例2: FileImpl.java

import java.io.*;

import java.rmi.*;

import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;

public class FileImpl extends UnicastRemoteObject

implements FileInterface {

private String name;

public FileImpl(String s) throws RemoteException{

super();

name = s;

}

public byte[] downloadFile(String fileName){

try {

File file = new File(fileName);

byte buffer[] = new byte[(int)file.length()];

BufferedInputStream input = new

BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName));

input.read(buffer,0,buffer.length);

input.close();

return(buffer);

} catch(Exception e){

System.out.println("FileImpl: "+e.getMessage());

e.printStackTrace();

return(null);

}

}

}

开发服务器

第三个步骤是开发服务器。服务器需要做三件事：

1. 创建RMISecurityManager的一个实例并安装它
2. 创建远程对象（在本例中是FileImpl）的一个实例
3. 在RMI注册表中登记这个创建的对象。实现的范例见代码范例3。

代码范例 3: FileServer.java

import java.io.*;

import java.rmi.*;

public class FileServer {

public static void main(String argv[]) {

if(System.getSecurityManager() == null) {

System.setSecurityManager(new RMISecurityManager());

}

try {

FileInterface fi = new FileImpl("FileServer");

Naming.rebind("//127.0.0.1/FileServer", fi);

} catch(Exception e) {

System.out.println("FileServer: "+e.getMessage());

e.printStackTrace();

}

}

}

语句Naming.rebind("//127.0.0.1/FileServer", fi)假定RMI 注册表在缺省的端口号1099上运行。

但是，如果RMI注册表在其他端口号上运行， 就必须在这一句中指定端口号。例如，如果RMI注册表在端口4500

上运行，那么 这一句就变成：

Naming.rebind("//127.0.0.1:4500/FileServer", fi)

另外，在这里要着重指出，我们假定rmi注册表和服务器是在同一台电脑上运行。如果不是这样，只需修改rebind方法中的地址即可。

开发客户机

下一步是开发客户机。客户机可以远程调用远程接口（FileInterface）中指定的任何方法。但是为了能这么做，客户机首先必须从RMI注册表中获得指向该远程对象的引用。获得引用之后就可以调用downloadFile方法了。客户机的实现请见代码范例4。在这个实现中，客户机从命令行接收两个参数：

第一个参数是要下载文件的名称，第二个参数是要下载的文件所在主机的地址，也就是运行文件服务器的那台电脑的地址。

代码范例4: FileClient.java

import java.io.*;

import java.rmi.*;

public class FileClient{

public static void main(String argv[]) {

if(argv.length != 2) {

System.out.println("Usage: java FileClient fileName machineName");

System.exit(0);

}

try {

String name = "//" + argv[1] + "/FileServer";

FileInterface fi = (FileInterface) Naming.lookup(name);

byte[] filedata = fi.downloadFile(argv[0]);

File file = new File(argv[0]);

BufferedOutputStream output = new

BufferedOutputStream(new FileOutputStream(file.getName()));

output.write(filedata,0,filedata.length);

output.flush();

output.close();

} catch(Exception e) {

System.err.println("FileServer exception: "+ e.getMessage());

e.printStackTrace();

}

}

}

运行应用程序

为了运行应用程序，我们需要生成存根和基干，编译服务器和客户机，启动 RMI注册表，最后是启动服务器和客户机。

为了生成存根和基干，请使用rmic编译器：

prompt> rmic FileImpl

这将生成两个文件：FileImpl_Stub.class和 FileImpl_Skel.class。存根是一个客户机代理，基干是一个服务器基干。

下一步是编译服务器和客户机。用javac编译器来做这件事。但是请注意：如果服务器和客户机是在两台不同的机器上开发的，为了编译客户机，需要把接口（FileInterface）复制一份。

最后，启动RMI注册表并运行服务器和客户机。为了在缺省的端口号上启动 RMI注册表，请在Windows中使用命令rmiregistry或 start rmiregistry。为了在其他端口号上启动RMI注册表，可以提供该端口号作为RMI注册表的一个参数：

prompt> rmiregistry portNumber

运行RMI注册表之后，就可以启动服务器FileServer了。但是，因为在服务器应用程序中正在使用RMI安全管理员，所以需要一个安全方针来与之相配。下面是一个安全方针范例：

grant {

permission java.security.AllPermission "", "";

};

注意: 这只是一个方针的例子。它允许任何人做任何事情。对于关键性事务应用程序，你需要指定更严格的安全方针。

现在，为了启动服务器，需要把除了客户机类（FileClient.class）之外的所有类（包括存根和基干）复制一份。请使用以下命令启动服务器，假定安全方针位于文件policy.txt中：

prompt> java -Djava.security.policy=policy.txt FileServer

为了在另一台机器上启动客户机，需要复制远程接口（FileInterface.class）和存根（FileImpl_Stub.class）。请使用以下命令启动客户机：

prompt> java FileClient fileName machineName

其中fileNamefileName是要下载的文件，machineName 是该文件所在的机器（运行文件服务器的那台机器）。如果一切顺利，那么客户机就存在了，下载完的文件保存在本地的机器上。

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要运行前面介绍的客户机，需要复制接口和存根。更适当的方法是使用RMI动态类加载。这种做法不需要复制接口和存根。取而代之的做法是，可以把接口和存根放在共享的目录里供服务器和客户机使用，在需要存根或者基干的时候，RMI类加载器就会自动下载它。举例来说，用以下命令运行客户机： java -Djava.rmi.server.codebase=http://hostname/locationOfClasses FileClient fileName machineName。有关这种方法的更多信息，请参见使用 RMI加载动态代码。

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CORBA

公用对象请求代理体系（即CORBA）是由对象管理组织（OMG）开发的一项工业标准，用于帮助分布式对象编程。要注意的重要一点是，CORBA只是一项规范。 CORBA的实现称为ORB（对象请求代理）。从市场上可以找到几个CORBA的实现，比如VisiBroker、ORBIX，等等。JavaIDL是另一个实现，它是JDK1.3或更高版本的核心软件包之一。

CORBA被设计成与平台和语言无关。因此，CORBA对象可以运行于任何平台之上，位于网络的任何位置，还可以用任何语言编写，只要该语言具有Interface Definition Language（IDL，接口定义语言）的映射。

和RMI类似，CORBA对象是用接口规定的。但是CORBA中的接口在IDL中指定。虽然IDL与C++相似，但请注意，IDL并不是一种编程语言。有关CORBA的详细介绍，请参见用 Java进行分布式编程：第11章（CORBA概述）。

CORBA应用程序初步

开发CORBA应用程序包括许多步骤。它们是：

1.    在IDL中定义一个接口

2.    把IDL接口映射到Java中（自动完成）

3.    实现这个接口

4.    开发服务器

5.    开发客户机

6.    运行命名服务、服务器和客户机。

我们现在要开发一个基于CORBA的文件传送程序，以此来解释各个步骤，这个程序类似于本文前面开发的那个RMI应用程序。在这里将使用JavaIDL，它是 JDK1.3+的核心软件包之一。

定义接口

在定义CORBA接口时，请考虑服务器将支持的操作类型。在文件传输应用程序中，客户机将调用一个方法来下载文件。代码范例5显示了FileInterface 的接口。Data是使用typedef关键字引入的新类型。 IDL中的sequence类似于数组，区别在于序列没有固定的大小。 octet是一个8-bit数，等价于Java中的类型byte。

请注意，downloadFile方法接收一个类型为string ，声明为in的参数。IDL定义了三种参数传送模式：in （从客户机输入到服务器），out（从服务器输出到客户机）， inout（输入输出都可用）。

代码范例 5: FileInterface.idl

interface FileInterface {

typedef sequence<octet> Data;

Data downloadFile(in string fileName);

};

定义好IDL接口之后，就可以编译它了。JDK 1.3+附带了idlj 编译器，用于把IDL定义映射为Java的声明和语句。

idlj编译器可以通过选项来指定是生成客户机存根、服务器基干，还是二者都生成。-f选项用于指定要生成什么。 side可以是client, server或者 all，用于指定客户机存根和服务器基干。在这个例子中，因为应用程序将在两台单独的机器上运行，所以在服务器端使用-fserver 选项，而在客户机端使用-fclient选项。

现在编译FileInterface.idl，生成服务器端基干。请使用命令：

prompt> idlj -fserver FileInterface.idl

这条命令将产生几个文件，比如基干，持有者和辅助器类，等等。其中生成的一个重要文件是_FileInterfaceImplBase，它是实现接口的类的子类。

实现接口

下面我们提供了downloadFile方法的一个实现。这个实现称为仆人，正如你从代码范例6中看到的那样，类FileServant扩展了 _FileInterfaceImplBase类，以便把这个仆人指定为一个CORBA 对象。

代码范例 6: FileServant.java

import java.io.*;

 

public class FileServant extends _FileInterfaceImplBase {

public byte[] downloadFile(String fileName){

File file = new File(fileName);

byte buffer[] = new byte[(int)file.length()];

try {

BufferedInputStream input = new

BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName));

input.read(buffer,0,buffer.length);

input.close();

} catch(Exception e) {

System.out.println("FileServant Error: "+e.getMessage());

e.printStackTrace();

}

return(buffer);

}

}

开发服务器

下一步是开发CORBA服务器。代码范例7中的FileServer类实现了一个CORBA服务器，它做了这么一些事情：

1.    初始化ORB

2.    创建一个FileServant对象

3.    在CORBA命名服务（COS命名）中登记该对象

4.    输出一条状态消息

5.    等待客户机的请求到来

代码范例 7: FileServer.java

import java.io.*;

import org.omg.CosNaming.*;

import org.omg.CosNaming.NamingContextPackage.*;

import org.omg.CORBA.*;

public class FileServer {

public static void main(String args[]) {

try{

// create and initialize the ORB

ORB orb = ORB.init(args, null);

// create the servant and register it with the ORB

FileServant fileRef = new FileServant();

orb.connect(fileRef);

// get the root naming context

org.omg.CORBA.Object objRef =

orb.resolve_initial_references("NameService");

NamingContext ncRef = NamingContextHelper.narrow(objRef);

// Bind the object reference in naming

NameComponent nc = new NameComponent("FileTransfer", " ");

NameComponent path[] = {nc};

ncRef.rebind(path, fileRef);

System.out.println("Server started....");

// Wait for invocations from clients

java.lang.Object sync = new java.lang.Object();

synchronized(sync){

sync.wait();

}

} catch(Exception e) {

System.err.println("ERROR: " + e.getMessage());

e.printStackTrace(System.out);

}

}

}

FileServer有了一个ORB之后，就可以注册CORBA服务。它使用 COS命名服务进行注册，该服务由OMG制订，

用Java IDL实现。从获取指向命名服务根的引用开始。这将返回一个普通CORBA对象。为了把这个对象用作一个

NamingContext对象，必须把它缩短（也就是强制转换）为适当类型，用下列语句实现：

NamingContext ncRef = NamingContextHelper.narrow(objRef);

ncRef对象现在变成了 org.omg.CosNaming.NamingContext。你可以使用rebind 方法，用这个对象在命名服务中注册一项CORBA服务。

开发客户机

下一步是开发客户机。代码范例8中演示了一个实现。获得指向命名服务的引用之后，就可以用它来访问命名服务和查找其他服务（例如FileTransferFileTransfer服务时，将调用downloadFile 方法。

代码范例 8: FileClient

import java.io.*;

import java.util.*;

import org.omg.CosNaming.*;

import org.omg.CORBA.*;

public class FileClient {

public static void main(String argv[]) {

try {

// create and initialize the ORB

ORB orb = ORB.init(argv, null);

// get the root naming context

org.omg.CORBA.Object objRef =

orb.resolve_initial_references("NameService");

NamingContext ncRef = NamingContextHelper.narrow(objRef);

NameComponent nc = new NameComponent("FileTransfer", " ");     

// Resolve the object reference in naming

NameComponent path[] = {nc};

FileInterfaceOperations fileRef =

FileInterfaceHelper.narrow(ncRef.resolve(path));

if(argv.length < 1) {

System.out.println("Usage: java FileClient filename");

}

// save the file

File file = new File(argv[0]);

byte data[] = fileRef.downloadFile(argv[0]);

BufferedOutputStream output = new

BufferedOutputStream(new FileOutputStream(argv[0]));

output.write(data, 0, data.length);

output.flush();

output.close();

} catch(Exception e) {

System.out.println("FileClient Error: " + e.getMessage());

e.printStackTrace();

}

}

}

运行应用程序

最后一步是运行应用程序。这其中包括几个子步骤：

1.    运行CORBA命名服务。这可以使用命令tnameserv。缺省情况下，该服务在端口900上运行。如果不能在这个端口运行命名服务，你可以在其他端口上启动它。例如，要在端口2500上启动命名服务，请使用以下命令：

prompt> tnameserv -ORBinitialPort 2500

　

2.    启动服务器。如下所示，假定命名服务是在缺省的端口号上运行：

prompt> java FileServer

如果命名服务运行于其他端口之上，比如2500，则需要使用 ORBInitialPort选项来指定端口，如下所示：

prompt> java FileServer -ORBInitialPort 2500

3.    生成用于客户机的存根。在可以运行客户机之前，先要生成客户机的存根。为此需要复制FileInterface.idl文件，并使用idlj编译器来编译它，在编译前指定希望生成的结果是客户机端存根，如下所示：

prompt> idlj -fclient FileInterface.idl

　

4.    运行客户机假定命名服务在端口2500上运行，那么现在就可以使用以下命令来运行客户机了。 

prompt> java FileClient hello.txt -ORBInitialPort 2500 

其中hello.txt是我们要从服务器下载的文件。

---

注意: 如果要在另一台主机上运行命名服务，请使用 -ORBInitialHost/CODE>选项，指定它在哪台主机上运行。例如，如果 要在名为gosling的主机的端口号4500上运行命名服务，则使用 以下命令启动客户机：

prompt> java FileClient hello.txt -ORBInitialHost gosling -ORBInitialPort 4500

---

另一种做法是，在代码级使用属性指定这些选项。所以除了像下面这样初始化 ORB：

ORB orb = ORB.init(argv, null);

还可以通过指定CORBA服务器所在机器（名为gosling）和命名服务的端口号（ 2500）来进行初始化，如下所示：

 

Properties props = new Properties();

props.put("org.omg.CORBA.ORBInitialHost", "gosling"); 

props.put("orb.omg.CORBA.ORBInitialPort", "2500"); 

ORB orb = ORB.init(args, props); 

练习

在文件传输应用程序中，客户机必须预先知道要下载的文件的名称（RMI和 CORBA中都是如此）。可是并未提供列出服务器上可用文件的方法。作为练习，你也许希望改进这个应用程序，添加一个列出服务器上可用文件的方法。另外，你可能不想使用命令行客户机，而开发一个基于GUI的客户机。在客户机启动时，它调用服务器上的一个方法，获得文件列表，然后弹出一个菜单，显示可用的文件，用户可以从中选择一个或多个要下载的文件，如图1所示。

 

CORBA与RMI的比较

从编码的角度看，很明显RMI更易于使用，因为Java开发者不需要熟悉接口定义语言（IDL）。但是总的说来，CORBA在以下方面与RMI有所不同：

·         CORBA接口用IDL定义，RMI接口用Java定义。RMI-IIOP允许你用Java定义所有接口（请参见 RMI-IIOP）。

·         CORBA支持in和out参数，而RMI不支持，因为本地对象是通过复制传送的，远程对象是通过引用传送的。

·         CORBA被特意设计成与语言不相关。举例来说，这意味着可以用Java编写一些对象，用C++编写其他对象，而它们仍然可以协同工作。所以，作为不同编程语言间的桥梁，CORBA是一种理想机制。与此不同，RMI为一种单独的语言设计，所有对象都可用Java编写。但是请注意，用RMI-IIOP有可能达到协同工作的能力。

·         CORBA对象不能进行碎片收集。正如我们前面说的，CORBA与语言无关，某些语言（比如C++）不支持碎片收集。可以认为这是项缺点，因为CORBA对象一旦创建，就一直存在，直至被除去为止，而决定何时除去一个对象的工作量可不小。与此相反，RMI对象会自动收集碎片。

结论

开发基于分布式对象的应用程序可以在Java中用RMI或JavaIDL（CORBA的一个实现）完成。这两种技术的用法类似，第一步都是定义对象的接口。但是与RMI 用Java定义接口不同，CORBA接口是用接口定义语言（IDL）定义的。可是这就多了一层复杂度，开发者需要熟悉IDL，同样重要的是，还要熟悉它到Java的映射。

在这两种分布式机制中如何选择，取决于当前项目及其需求。我希望此文能为你开发基于分布式对象的应用程序提供足够的信息，为帮助你选择分布式机制提供足够的指导。