Ключевые концепции языка программирования применительно к живым распределенным объектам определяются следующим образом:
Идентификация . Идентификация живого распределенного объекта определяется теми же факторами, которые различают экземпляры одного и того же распределенного протокола. Объект состоит из группы программных компонентов, физически выполняемых на некотором наборе физических машин и вовлеченных во взаимную коммуникацию, каждый из которых выполняет распределенный код протокола с тем же набором основных параметров, таких как имя группы многоадресной рассылки, идентификатор темы публикации-подписки, идентификатор службы членства и т. д. Таким образом, например, каналы публикации-подписки и группы многоадресной рассылки являются примерами живых распределенных объектов: для каждого канала или группы существует один экземпляр распределенного протокола, работающий среди всех компьютеров, отправляющих, пересылающих или получающих данные, опубликованные в канале или многоадресной рассылке в пределах группы. В этом случае идентификация объекта определяется идентификатором канала или группы, квалифицированным с помощью идентификатора распределенной системы, которая предоставляет, контролирует и управляет данным каналом или группой. В случае многоадресной рассылки идентификация системы может быть определена, например, по адресу службы членства (субъекта, который управляет членством в многоадресной группе).
Прокси ( реплики ). Прокси или реплика живого объекта — это один из экземпляров программного компонента, участвующих в выполнении распределенного протокола живого объекта. Таким образом, объект можно альтернативно определить как группу прокси, вовлеченных в коммуникацию, совместно поддерживающих некоторое распределенное состояние и координирующих свои операции. Термин прокси подчеркивает тот факт, что отдельный программный компонент сам по себе не является объектом; скорее, он служит шлюзом , через который приложение может получить доступ к определенной функциональности или поведению, которое распространяется на набор компьютеров. В этом смысле концепция прокси живого распределенного объекта обобщает понятие RPC , RMI или .NET remoting client-side proxy stub .
Поведение . Поведение живого распределенного объекта характеризуется набором возможных шаблонов внешних взаимодействий, в которые могут вступать его прокси со своими локальными средами выполнения. Эти взаимодействия моделируются как обмен явными событиями (сообщениями).
Состояние . Состояние живого распределенного объекта определяется как сумма всех внутренних локальных состояний его прокси. По определению, он распределен и реплицируется. Различные реплики состояния объекта могут быть строго или только слабо согласованными, в зависимости от семантики протокола: экземпляр консенсусного протокола будет иметь состояние своих реплик строго согласованным, тогда как экземпляр протокола выборов лидера будет иметь слабо согласованное состояние. В этом смысле термин живой распределенный объект обобщает концепцию реплицированного объекта ; последний является определенным типом живого распределенного объекта, который использует такой протокол, как Paxos, виртуальную синхронность или репликацию конечного автомата для достижения строгой согласованности между внутренними состояниями своих реплик. Состояние живого распределенного объекта следует понимать как динамическое понятие: как точку (или согласованный срез ) в потоке значений, а не как конкретное значение, расположенное в заданном месте в заданное время. Например, внешне видимое состояние объекта выборов лидера будет определяться как личность текущего избранного лидера. Идентификация не хранится в каком-либо определенном месте; скорее, она материализуется как поток сообщений в форме chosen(x), одновременно создаваемых прокси-серверами, участвующими в выполнении этого протокола, и одновременно потребляемых экземплярами приложения, использующими этот протокол, на различных машинах, распределенных по сети.
Интерфейсы ( конечные точки ). Интерфейс живого распределенного объекта определяется типами интерфейсов, предоставляемых его прокси; они могут включать каналы событий и различные типы графических пользовательских интерфейсов. Интерфейсы, предоставляемые прокси, называются конечными точками живого распределенного объекта . Термин экземпляр конечной точки относится к одному определенному каналу событий или пользовательскому интерфейсу, предоставляемому одним определенным прокси. Сказать, что живой объект предоставляет определенную конечную точку, означает, что каждый из его прокси предоставляет экземпляр этой конечной точки своей локальной среде, и каждый из экземпляров конечной точки несет события тех же типов (или привязывается к тому же типу графического отображения).
Ссылки . Ссылка на живой объект представляет собой полный набор сериализованных , переносимых инструкций для построения его прокси. Разыменование ссылки означает локальный анализ и выполнение этих инструкций на определенном компьютере для создания работающего прокси живого объекта. Определенная таким образом, ссылка на живой объект играет ту же роль, что и ссылка Java , указатель C/C++ или описание WSDL веб-службы ; она содержит полную информацию, достаточную для определения местоположения данного объекта и взаимодействия с ним. Поскольку живые распределенные объекты могут не находиться в каком-либо определенном месте (а скорее охватывать динамически изменяющийся набор компьютеров), информация, содержащаяся в ссылке живого распределенного объекта, не может быть ограничена только адресом. Если объект идентифицируется каким-либо глобальным уникальным идентификатором (как это может быть в случае тем публикации-подписки или групп многоадресной рассылки), ссылка должна указывать, как этот идентификатор разрешается, путем рекурсивного внедрения ссылки на соответствующий объект разрешения имен .
Типы . Тип живого распределенного объекта определяет шаблоны внешних взаимодействий с объектом; он определяется типами конечных точек и графических пользовательских интерфейсов, предоставляемых прокси объекта, и шаблонами событий, которые могут происходить в конечных точках. Ограничения, которые тип объекта накладывает на шаблоны событий, могут распространяться на всю сеть. Например, тип atomic multicast может указывать, что если событие формы deliver(x) генерируется одним прокси, аналогичное событие должно быть в конечном итоге сгенерировано всеми исправными прокси (прокси, которые работают на компьютерах, которые никогда не выходят из строя, и которые никогда не прекращают выполняться или исключаются из протокола; точное определение может отличаться). Как и в случае с типами в языках, подобных Java , может существовать множество совершенно разных реализаций одного и того же типа. Так, например, поведение, характерное для atomic multicast , может демонстрироваться экземплярами распределенных протоколов, таких как virtual synchrony или Paxos.
Семантику и поведение живых распределенных объектов можно охарактеризовать в терминах распределенных потоков данных ; набор сообщений или событий, которые появляются в экземплярах конечной точки живого объекта, образует распределенный поток данных [1]
. [2]
История
Ранние идеи, лежащие в основе концепции живого распределенного объекта, были сформированы под влиянием обширного объема исследований объектно-ориентированных сред, встраивания языков программирования и структур композиции протоколов, восходящих, по крайней мере, к модели акторов , разработанной в начале 1970-х годов; всестороннее обсуждение соответствующих предыдущих работ можно найти в докторской диссертации Кшиштофа Островского. [3]
Термин «живой распределенный объект» впервые был неформально использован в серии презентаций, представленных осенью 2006 года на конференции ICWS [4] , конференции STC [5] и в лабораториях MSR в Редмонде, штат Вашингтон [6] , а затем официально определен в 2007 году в статье IEEE Internet Computing. [7] Первоначально этот термин использовался для обозначения типов динамического, интерактивного веб- контента , который не размещается на серверах в центрах обработки данных , а хранится на клиентских компьютерах конечного пользователя и внутренне питается экземплярами надежных многоадресных протоколов . Слово «живой» выражало тот факт, что отображаемая информация является динамической, интерактивной и представляет собой текущий, свежий, живой контент, который отражает последние обновления, сделанные пользователями (в отличие от статичного, доступного только для чтения и архивного контента, который был предварительно собран). Слово «распределенный» выражает тот факт, что информация не размещается, не хранится на сервере в центре обработки данных, а скорее реплицируется между компьютерами конечных пользователей и обновляется в одноранговой сети посредством потока многоадресных сообщений, которые могут быть созданы непосредственно конечными пользователями, потребляющими контент; более полное обсуждение концепции живого объекта в контексте веб-разработки можно найти в докторской диссертации Кшиштофа Островского. [3]
Более общее определение, представленное выше, было впервые предложено в 2008 году в статье, опубликованной на конференции ECOOP . [8] Расширение термина было мотивировано необходимостью моделировать живые объекты как композиции других объектов; в этом смысле концепция была вдохновлена Smalltalk , который был пионером единой точки зрения, что все является объектом , и Jini , который был пионером идеи, что службы являются объектами . При применении к живым распределенным объектам перспектива диктует, что их составные части, которые включают экземпляры распределенных многосторонних протоколов, используемых внутри для репликации состояния, также должны моделироваться как живые распределенные объекты. Необходимость единообразия подразумевает, что определение живого распределенного объекта должно унифицировать такие концепции, как живой веб-контент, потоки сообщений и экземпляры распределенных многосторонних протоколов.
Первой реализацией концепции живых распределенных объектов, как определено в статье ECOOP [8], была платформа Live Distributed Objects [9], разработанная Кшиштофом Островским в Корнелльском университете. Платформа предоставляла набор визуальных инструментов перетаскивания для составления иерархических документов, напоминающих веб-страницы , и содержащих XML -сериализованные ссылки на живые объекты. Визуальный контент, такой как окна чатов, общие рабочие столы и различные виды мэшапов, мог быть составлен путем перетаскивания компонентов, представляющих пользовательские интерфейсы и экземпляры протоколов, на форму дизайна и их соединения вместе. С момента ее создания было разработано несколько расширений для встраивания живых распределенных объектов в документы Microsoft Office [10] и для поддержки различных типов размещенного контента, такого как Google Maps. [11] По состоянию на март 2009 года платформа активно разрабатывалась ее создателями. [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19]
^ Островски, К., Бирман, К., Долев, Д. и Сакода, К. (2009). «Реализация надежных потоков событий в больших системах с помощью распределенных потоков данных и рекурсивного делегирования», 3-я международная конференция ACM по распределенным системам на основе событий (DEBS 2009) , Нэшвилл, Теннесси, США, 6–9 июля 2009 г., http://www.cs.cornell.edu/~krzys/krzys_debs2009.pdf
^ Островски, К., Бирман, К., Долев, Д. (2009). «Программирование живых распределенных объектов с распределенными потоками данных», представлено на Международной конференции по объектно-ориентированному программированию, системам, языкам и приложениям (OOPSLA 2009) , http://www.cs.cornell.edu/~krzys/krzys_oopsla2009.pdf
^ ab Островски, К. (2008). «Живые распределенные объекты», докторская диссертация, Корнелльский университет, http://hdl.handle.net/1813/10881.
^ Островски, К. и Бирман, К., «Расширяемая архитектура веб-сервисов для уведомлений в крупномасштабных системах», Международная конференция IEEE по веб-сервисам (ICWS 2006), Чикаго, Иллинойс, сентябрь 2006 г., https://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=4032049.
^ Островски, К. и Бирман, К., «Масштабируемая система групповой связи для масштабируемого доверия», Первый семинар ACM по масштабируемым доверенным вычислениям (ACM STC 2006), Фэрфакс, Вирджиния, ноябрь 2006 г., http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1179477.
^ Островски, К., (2006). QuickSilver Scalable Multicast . Microsoft Research, Редмонд, Вашингтон, ноябрь 2006 г. http://www.researchchannel.org/prog/displayevent.aspx?rID=7870&fID=2276.
^ Островски, К., Бирман, К. и Долев, Д. (2007). «Живые распределенные объекты: обеспечение активной сети», IEEE Internet Computing , ноябрь–декабрь 2007 г., 11(6):72-78, https://ieeexplore.ieee.org/document/4376231/;jsessionid=EF449367E7DB4958663B9131214CEAAD?isnumber=4376216&arnumber=4376231.
^ ab Островски, К., Бирман, К., Долев, Д. и Анн, Дж. (2008). «Программирование с живыми распределенными объектами», Труды 22-й Европейской конференции по объектно-ориентированному программированию , Пафос, Кипр, 7–11 июля 2008 г., J. Vitek, Ed., Lecture Notes in Computer Science , т. 5142, Springer-Verlag, Берлин, Гейдельберг, 463–489, http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1428508.1428536.
^ "Главная". liveobjects.cs.cornell.edu .
^ Анн, Дж., Бирман, К., Островски, К. и ван Ренессе, Р. (2008). «Использование живых распределенных объектов для автоматизации офиса», Труды конференции ACM/IFIP/USENIX Middleware '08 Companion , Лёвен, Бельгия, 1–5 декабря 2008 г., Companion '08 , ACM, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 30–35, http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1462735.1462743.
^ Островски, К. и Бирман, К. (2009). «Хранение и доступ к живому мэшап-контенту в облаке», 3-й международный семинар ACM SIGOPS по крупномасштабным распределенным системам и промежуточному программному обеспечению (LADIS 2009) , Биг-Скай, Монтана, США. 11 октября 2009 г., http://www.cs.cornell.edu/~krzys/krzys_ladis2009.pdf
^ Акдоган, А. и Полепалли, С. (2008). «Живые карты», http://liveobjects.cs.cornell.edu/community/1/index.html
^ Кашьяп, Р. и Нагараджаппа, Д. (2008). «Корнелл Yahoo! Живые объекты», http://liveobjects.cs.cornell.edu/community/2/index.html
^ Донг, X. и Чжан, Z. (2008). «Интеграция живых объектов с веб-сервисом Flickr», http://liveobjects.cs.cornell.edu/community/3/index.html
^ Пратик, У. (2008). «Живой объект Goole Earth», http://liveobjects.cs.cornell.edu/community/4/index.html
^ Гупта, С. и Вора, Х. (2008). «ALGE (Живая Google Планета Земля)», http://liveobjects.cs.cornell.edu/community/5/index.html
^ Махаджан, Р. и Ваканкар, С. (2008). «Распределенная Google Earth», http://liveobjects.cs.cornell.edu/community/6/index.html
^ Вадхва, А., Санкар, Х. и Субраманьян, С. (2008). «Живой интерфейс Google Earth», http://liveobjects.cs.cornell.edu/community/7/index.html
