摘要：RMI是開發(fā)Java網(wǎng)絡(luò)分布式應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)重要框架，開發(fā)人員通過運(yùn)用RMI框架將更易于分布式系統(tǒng)的開發(fā)。該文詳細(xì)介紹了RMI的運(yùn)行機(jī)制，并對(duì)運(yùn)用RMI框架進(jìn)行分布式系統(tǒng)的開發(fā)步驟進(jìn)行了闡述，最后給出了RMI技術(shù)的具體應(yīng)用實(shí)例和實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：RMI；Java；Stub；分布式

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）01-0051-03

1 概述

由于單臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力有限，在實(shí)際的應(yīng)用中，我們常常要將計(jì)算任務(wù)分成多個(gè)子任務(wù)，將每個(gè)子任務(wù)放到網(wǎng)絡(luò)中不同的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)分布式并行計(jì)算，以加快計(jì)算速度。在分布式計(jì)算模型中不管采取何種方式，主要是將分部在不同計(jì)算機(jī)上的對(duì)象間發(fā)送的消息轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列，然后通過套接字建立連接并傳輸這些字節(jié)序列。在網(wǎng)絡(luò)連接和傳輸消息時(shí)還要考慮出現(xiàn)的各種故障和安全問題以及對(duì)象垃圾收集機(jī)制等等問題。

在具體的分布式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，一種是采用基于消息方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的通信。當(dāng)系統(tǒng)要通信時(shí)就向外發(fā)送消息，消息可以是字節(jié)流、字節(jié)數(shù)組，其他系統(tǒng)接收到消息后則進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。這種系統(tǒng)間通信的方式，通?；诰W(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，常用的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間通信的協(xié)議有：TCP/IP和UDP/IP。另一種是采用基于遠(yuǎn)程調(diào)用方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的通信。這種方式當(dāng)系統(tǒng)間要通信時(shí)，可通過調(diào)用本地的一個(gè)Java接口的方法，透明地調(diào)用遠(yuǎn)程的Java實(shí)現(xiàn)。具體的細(xì)節(jié)則由Java或框架來完成，盡可能地使系統(tǒng)間的通信和系統(tǒng)內(nèi)一樣，讓使用者感覺調(diào)用遠(yuǎn)程方法同調(diào)用本地方法一樣。

因?yàn)殚_發(fā)一個(gè)完善的分布式軟件系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，如果采用基于消息的方式實(shí)現(xiàn)分布式通信，相當(dāng)麻煩。開發(fā)人員不僅僅要關(guān)注對(duì)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)處理，還要關(guān)注很多純技術(shù)細(xì)節(jié)。而基于遠(yuǎn)程調(diào)用方式實(shí)現(xiàn)分布式通信的方法解放了開發(fā)人員的一些純技術(shù)細(xì)節(jié)問題，使開發(fā)人員能夠更專注于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的處理。Java為我們開發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了比較完善的遠(yuǎn)程方法框架，那就是Java RMI（Remote Method Invocation，遠(yuǎn)程方法調(diào)用）。通過RMI，可以很方便地讓Java程序調(diào)用網(wǎng)絡(luò)中其他計(jì)算機(jī)上的Java方法。

2 RMI系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制

RMI是Java用于實(shí)現(xiàn)透明遠(yuǎn)程調(diào)用的重要機(jī)制。在遠(yuǎn)程調(diào)用中，客戶端僅有服務(wù)器端提供的接口?？蛻舳送ㄟ^此接口實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)器端的方法調(diào)用。

RMI服務(wù)器端通過啟動(dòng)RMIRegistry （RMIRegistry是運(yùn)行在服務(wù)器上的一個(gè)后臺(tái)進(jìn)程，且必須在服務(wù)進(jìn)程啟動(dòng)之前啟動(dòng)）在一個(gè)端口上監(jiān)聽對(duì)外提供的接口，其實(shí)現(xiàn)實(shí)例以字符串的方式綁定到RMI注冊(cè)對(duì)象上。RMI客戶端程序采用命名服務(wù)機(jī)制通過注冊(cè)表獲取遠(yuǎn)程對(duì)象的存根stub。當(dāng)要調(diào)用遠(yuǎn)程方法時(shí)，通過此stub將被訪問的遠(yuǎn)程對(duì)象的名字、被調(diào)用的方法描述和相關(guān)的參數(shù)封裝成一個(gè)對(duì)象，序列化成流后傳輸?shù)絉MI服務(wù)器端。RMI服務(wù)器端skeleton接收到客戶端的請(qǐng)求對(duì)象后，解析其中的對(duì)象字符串、方法和參數(shù)，通過對(duì)象字符串和訪問的方法名稱來反射獲取到方法實(shí)例對(duì)象，傳入?yún)?shù)完成對(duì)服務(wù)器端對(duì)象實(shí)例的調(diào)用。然后獲得方法調(diào)用產(chǎn)生的返回值或者異常，并對(duì)其進(jìn)行序列化然后返回給客戶端。客戶端的stub接收到服務(wù)器端skeleton發(fā)送過來的返回值或者異常的序列化字節(jié)流后，對(duì)其進(jìn)行反序列化，就得到調(diào)用遠(yuǎn)程方法的返回結(jié)果。RMI的具體運(yùn)行機(jī)制如圖1。

圖1 RMI運(yùn)行機(jī)制

3 RMI技術(shù)應(yīng)用實(shí)例開發(fā)步驟

3.1 創(chuàng)建遠(yuǎn)程接口

RMI中要求遠(yuǎn)程對(duì)象所屬的類實(shí)現(xiàn)一個(gè)遠(yuǎn)程接口，遠(yuǎn)程對(duì)象必須通過遠(yuǎn)程接口聲明服務(wù)。在遠(yuǎn)程接口中聲明可以被客戶程序訪問的遠(yuǎn)程方法。此接口必須要直接或間接繼承java.rmi.Remote接口。由于遠(yuǎn)程方法調(diào)用依賴于網(wǎng)絡(luò)通信，而網(wǎng)絡(luò)通信是不可靠的，一旦服務(wù)器端或客戶端有一方斷開連接，或者網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，此次通信就會(huì)失敗。所以在接口中的所有方法需要聲明拋出java.rmi.RemoteException異常。當(dāng)遠(yuǎn)程方法調(diào)用出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信異常時(shí)，RMI框架拋出RemoteException異常，客戶端捕獲這種異常，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。

實(shí)例代碼如下：

import java.rmi.*；

public interface Account extends Remote{

public int add（int i，int j） throws RemoteException；

}

3.2 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程接口

遠(yuǎn)程接口中定義的遠(yuǎn)程方法的具體實(shí)現(xiàn)都在遠(yuǎn)程接口的實(shí)現(xiàn)類中，遠(yuǎn)程接口的實(shí)現(xiàn)類中也可以定義一些本地方法，這些本地方法不需要在遠(yuǎn)程接口中聲明，也無需拋出RemoteException異常，本地方法只能被本地調(diào)用，不能被遠(yuǎn)程調(diào)用。遠(yuǎn)程接口的實(shí)現(xiàn)類需要繼承java.rmi.server.UnicastRemoteObject類。因?yàn)镽MI框架中關(guān)于遠(yuǎn)程對(duì)象的生命周期、基于TCP的連接傳輸、客戶端和服務(wù)器端的遠(yuǎn)程對(duì)象、方法、參數(shù)序列化后的流協(xié)議交流功能在UnicastRemoteObject類中實(shí)現(xiàn)。所以遠(yuǎn)程接口的實(shí)現(xiàn)類必須直接或間接繼承UnicastRemoteObject類。

實(shí)例代碼如下：

import java.rmi.*；

import java.rmi.server.UnicastRemoteObject；

public class AccountImpl extends UnicastRemoteObject implements Account{

public AccountImpl（） throws RemoteException {

super（）；

}

public int add （int i，int j） throws RemoteException{ //遠(yuǎn)程方法

System.out.println（"調(diào)用add（）方法"）；

int result = i + j；

System.out.println（"Server：3 + 5 = " + result）；

return result；

}}

3.3 創(chuàng)建服務(wù)器端

服務(wù)器端首先要?jiǎng)?chuàng)建遠(yuǎn)程對(duì)象實(shí)例，然后向rmiregistry注冊(cè)表注冊(cè)此遠(yuǎn)程對(duì)象實(shí)例，把遠(yuǎn)程對(duì)象實(shí)例與一個(gè)名字綁定。rmiregistry注冊(cè)表的相關(guān)功能由JDK的安裝目錄里的一個(gè)提供命名服務(wù)的注冊(cè)表程序rmiregistry.exe完成。

實(shí)例代碼如下：

import java.net.*；

import java.rmi.*；

import java.rmi.registry.LocateRegistry；

public class RMIServer {

private static final int PORT = 10002；

private static final String HOST_NAME = "localhost"；

public RMIServer（） throws RemoteException， MalformedURLException，NotBoundException {

//啟動(dòng)RMI注冊(cè)表線程，并將RMI服務(wù)器綁定在PORT端口上

LocateRegistry.createRegistry（PORT）；

System.out.println（"Registry created on host computer " + HOST_NAME +

" on port " + Integer.toString（PORT））；

Account ac = new AccountImpl（）； //實(shí)例化遠(yuǎn)程對(duì)象

System.out.println（"Remote AccountService implementation object created"）；

String urlString = "http://" + HOST_NAME + "：" + PORT + "/" + "AccountService"；

Naming.rebind（urlString， ac）； //將遠(yuǎn)程對(duì)象的名字綁定到遠(yuǎn)程對(duì)象的引用上

System.out.println（"Bindings Finished， waiting for client requests."）；

}

public static void main（String[] args） {

System.setSecurityManager（new RMISecurityManager（））；

try {

RMIServer rmi = new RMIServer（）；

}catch（Exception e）{

e.printStackTrace（）；

}} }

3.4 創(chuàng)建客戶端

客戶端程序首先需要獲得遠(yuǎn)程對(duì)象的存根對(duì)象，然后通過此存根對(duì)象來調(diào)用方法。這些存根由rmic生成。

實(shí)例代碼如下：

import java.rmi.*；

import java.rmi.server.*；

import java.rmi.registry.LocateRegistry；

public class RMIClient {

private static final int PORT = 10002；

private static final String HOST_NAME = "localhost"；

public RMIClient（） {

try {

Account ac = （Account） Naming.lookup（"rmi：//" + HOST_NAME + "：" + PORT + "/AccountService"）； //通過遠(yuǎn)程對(duì)象名字查找遠(yuǎn)程對(duì)象，并返回遠(yuǎn)程接口的引用

System.out.println（"AccountService lookup successful"）；

int result = ac.add（3，5）； //調(diào)用遠(yuǎn)程對(duì)象的方法

System.out.println（"Client：3 + 5 = " + result）；

} catch （Exception e）{

e.printStackTrace（）；

} }

public static void main（String[] args） {

RMIClient rmi = new RMIClient（）；

} }

4 編譯與運(yùn)行RMI系統(tǒng)步驟

對(duì)程序的具體執(zhí)行步驟需要先編譯然后執(zhí)行注冊(cè)程序、服務(wù)器端程序和客戶端程序，在具體的執(zhí)行過程中需要將JDK的安全策略文件java.policy中的java.net.SocketPermission賦予listen，connect，accept權(quán)限。具體編譯與運(yùn)行RMI系統(tǒng)步驟如下：

1） 使用javac編譯遠(yuǎn)程接口類、遠(yuǎn)程接口實(shí)現(xiàn)類、服務(wù)端和客戶端類文件。

運(yùn)行cmd命令打開控制臺(tái)，在控制臺(tái)窗口執(zhí)行

c：＼rmi>javac *.java

2） 使用rmic編譯器生成實(shí)現(xiàn)類的Stub和Skeleton，注意在新版的RMI機(jī)制下，只生成Stub文件，Skeleton文件不會(huì)生成。

c：＼rmi>rmic AccountImpl

3） 運(yùn)行rmiregistry命令，啟動(dòng)RMI注冊(cè)監(jiān)聽進(jìn)程。

c：＼rmi>start rmiregistry （下轉(zhuǎn)第66頁）

（上接第53頁）

4） 運(yùn)行服務(wù)器端類，注冊(cè)RMI對(duì)象，服務(wù)器端準(zhǔn)備就緒，等待遠(yuǎn)程客戶端的調(diào)用。

c：＼rmi>start java RMIServer

5） 啟動(dòng)客戶端

c：＼rmi>java RMIClient

5 結(jié)束語

通過以上分析可知Java RMI的結(jié)構(gòu)非常清楚，程序員可以利用此框架非常方便、快速的進(jìn)行分布式程序的編寫，而不需要對(duì)底層的一些通信細(xì)節(jié)進(jìn)行考慮，大大提高了程序員編寫代碼的效率。而且由于Java自身的純面向?qū)ο筇匦?，其?shí)現(xiàn)非常方便且透明，為使用分布式對(duì)象技術(shù)提供了一個(gè)可靠的平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

[1] Robert Orfali，Dan Harkey.Java與CORBA客戶/服務(wù)器編程[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2] 林昊.分布式Java應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[3] 孫衛(wèi)琴.Java網(wǎng)絡(luò)編程精解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[4] 孟憲福.分布式對(duì)象技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[5] 劉丹，程曉，侯德林.一種基于RMI的分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2007（9）：206-208.