Analyse der Programmiersprache Java aus der Sicht verteilter Applikationen

Diplomarbeit von Martin Derigs

Einleitung:

Die Analyse der Sprache Java aus der Sicht verteilter Applikationen erfordert eine Berücksichtigung der Verteilungsplattformen, die es für Java gibt. Denn erst mit einer zugrundeliegenden Verteilungsplattform lassen sich verteilte Applikationen in einem wirtschaftlich sinnvollen Rahmen erstellen. Deshalb geht der Analyse der Sprache Java eine Betrachtung verteilter Systeme voraus.

Gang der Untersuchung:

In der Einführung wird zunächst ein Überblick über die an sie gestellten Erwartungen und ihre Bedeutung für eine Unternehmung gegeben. Dieser Abschnitt rückt die verteilten Systeme in das Gesichtskreis unternehmerischer Planung und dient als betriebswirtschaftlicher Bezug und Motivation für die folgenden Abschnitte.

Im zweiten Abschnitt wird eine Charakterisierung verteilter Systeme vorgenommen, welche das Ziel hat, die unter Berücksichtigung ihrer Eigenschaften noch verbleibenden, an eine Programmiersprache zur Entwicklung verteilter Applikationen zu stellenden Anforderungen, zu ermitteln. Alles was ein zugrundeliegendes verteiltes System leistet, muß natürlich nicht durch die Programmiersprache abgedeckt werden. Bei dieser Sichtweise läßt sich die Eignung von Java ohne Probleme feststellen.

Die Charakterisierung verteilter Systeme liefert zugleich Anhaltspunkte für die Auswahl einer Verteilungsplattform für Java-Applikationen. Es werden drei mögliche Ansätze - RMI, Servlets und CORBA - besprochen. CORBA ist den anderen Ansätzen überlegen; in zwei weiteren Abschnitten wird dieser Ansatz ausführlich beschrieben. Anschließend werden die Ausführungen zu Java und zu CORBA mit einem Implementierungsbeispiel belegt. Den Abschluß der Arbeit bildet ein Ausblick, in dem eine Prognose über die weitere Entwicklung von Java und CORBA gewagt wird.

Inhaltsverzeichnis:

	Einführung	1
1.1	Überblick	1
1.2	Strategische Bedeutung verteilter Systeme	2
1.3	Erwartungen an verteilte Systeme bei ihrer Einführung	3
1.3.1	Organisation	3
1.3.2	Kosten	4
1.3.3	Funktion	5
1.3.4	Qualität	5
2.	Verteilte Systeme und Applikationen	7
2.1	Begriffsbestimmung	7
2.2	Eigenschaften verteilter Systeme	8
2.2.1	Resource Sharing	8
2.2.2	Offenheit, Interoperabilität	8
2.2.3	Nebenläufigkeit	9
2.2.4	Skalierbarkeit	9
2.2.5	Fehlertoleranz	9
2.2.6	Transparenz	10
2.3	Anforderungen an die Entwicklung verteilter Applikationen	11
2.3.1	Explizite Inanspruchnahme der Systemdienste	11
2.3.2	Verteilungsbedingte Anforderungen an die Softwaretechnik	12
3.	Möglichkeiten zur Programmierung verteilter Applikationen mit Hilfe von Java	15
3.1	Konzept der Sprache Java aus der Sicht verteilter Applikationen	16
3.1.1	Fehlerbehandlung	16
3.1.2	Mehrere Kontrollflüsse, Threads	16
3.1.3	Objektorientierung	17
3.1.4	Portabilität	17
3.1.5	Sicherheit	18
3.1.6	Automatische Schnittstellendokumentation	19
3.2	Verteilungsplattformen für Java	19
3.2.1	Servlets	20
3.2.2	Remote Method Invocation (RMI)	21
3.2.3	CORBA	24
4.	Die Object Management Architecture	27
4.1	Das Referenzmodell	27
4.1.1	Object Request Broker	27
4.1.2	Object Services	28
4.1.3	Common Facilities	31
4.1.4	Domain Interfaces	32
4.1.5	Application Objects	32
4.2	DasObjektmodell	32
4.2.1	Kernobjektmodell	32
4.2.2	Konkretisierung durch CORBA	34
5.	Die Common Object Request Broker Architecture	37
5.1	Überblick über CORBA	37
5.2	Metadaten: OMG-IDL und das Interface Repository	39
5.2.1	OMG-IDL	40
5.2.2	Das Interface Repository	45
5.3	Statische oder dynamische Methodenaufrufe	50
5.3.1	Die Stub-Schnittstelle	51
5.3.2	Das Dynamic Invocation Interface	53
5.4	Die Serverseite	56
5.4.1	Der Objektadapter	56
5.4.2	Der Basic Object Adapter	57
5.4.3	Initialisierung	60
5.4.4	Das Dynamic Skeleton Interface	61
5.5	Interoperabilität	63
5.5.1	Begriffsbestimmung	63
5.5.2	Motivation	64
5.5.3	Die Architektur der Interoperabilität	64
5.5.4	Der Aufbau von Inter-ORB Brücken	67
5.5.5	Das General Inter-ORB Protocol und das Internet Inter-ORB Protocol	68
6.	Ausblick	70
A.	Implementierungsbeispiel	72
A.1	Problemstellung	72
A.2	Modellierung	73
A.3	Beschreibung des Programms	75
A.3.1	Definition der IDL-Schnittstellen	76
A.3.2	Die Implementierungen	77
A.3.3	Die Server	79
A.3.4	Die Clientseite	80
B.	Sourcecode	83
B.1	Der IDL-Code	83
B.2	Der Java-Code	84
B.2.1	QuasiNewtonImpl	84
B.2.2	QuasiNewtonServer	88
B.2.3	ZielfunktionImpl, ZielfunktionFactory und ZielfunktionServer	89
B.2.4	OptimierungproblemImpl	91