Межпроцессная коммуникация

При включении в систему нескольких потоков управления необходимо также рассмотреть механизмы, с помощью которых объекты из разных потоков управления взаимодействуют друг с другом. Объекты, находящиеся в разных нитях (существующих в рамках одного и того же процесса), могут общаться с помощью событий сигналов или вызовов (см. главу 20), причем последние могут иметь синхронную или асинхронную семантику. Для обмена информацией через границы процессов, у каждого из которых свое собственное адресное пространство, обычно применяются другие механизмы.

Сложность проблемы межпроцессной коммуникации усугубляется еще и тем, что в распределенных системах процессы могут исполняться на различных узлах (о моделировании местоположения см. главу 23). Существует два классических подхода к межпроцессной коммуникации: передача сообщений и вызовы удаленных процедур. В UML эти механизмы моделируются как асинхронные и синхронные события соответственно. Но поскольку это уже не простые вызовы внутри одного процесса, то проект необходимо обогатить дополнительной информацией.

Моделирование межпроцессной коммуникации производится следующим образом:

1. Смоделируйте несколько потоков управления.
2. Рассмотрите, какие из этих активных объектов могут быть представлены процессами, а какие - нитями. Чтобы их различить, воспользуйтесь подходящими стереотипами (см. главу 6).
3. Смоделируйте обмен сообщениями с помощью асинхронных, а вызовы удаленных процедур - с помощью синхронных коммуникаций.
4. Неформально опишите используемый механизм с помощью примечаний (см. главу 6) или - более строго - с помощью коопераций (см. главу 27).

На рис. 22.5 показана распределенная система бронирования билетов, в которой процессы исполняются на четырех узлах (см. главу 26). Каждый объект маркирован стереотипом process, а также помеченным значением location, которое определяет его физическое положение. Коммуникации между объектами ReservatibnAgent (АгентБронирования), TicketingManager (ДиспетчерВы-дачиБилетов) и HotelAgent (ГостиничныйАгент) асинхронны. В примечании написано, что коммуникации построены на основе службы сообщений, реализованной на JavaBeans. Коммуникация между объектами TripPlanner (Планиров-щикМаршрута) и ReservationSystem (СистемаРезервирования) синхронная.

Рис. 22.5 Моделирование межпроцессной коммуникации

Семантика их взаимодействия показана в кооперации, названной CORBA ORB. TripPlanner выступает в роли клиента, a ReservationAgent - сервера. Раскрыв эту кооперацию, вы увидите детали совместной работы сервера и клиента.

Советы

Хорошо структурированный активный класс и активный объект обладают следующими свойствами:

• представляют независимый поток управления, который максимально использует потенциальные возможности истинного параллелизма в системе;
• не настолько мелки, чтобы требовать наличия множества других активных элементов, которое может привести к переусложненной и нестабильной архитектуре процессов;
• аккуратно управляют коммуникацией между активными элементами, выбирая наиболее подходящий случаю механизм - синхронный или асинхронный;
• исходят из трактовки каждого объекта как критической области, используя подходящие синхронизирующие свойства для сохранения его семантики в присутствии нескольких потоков управления;
• явно разграничивают семантику процесса и нити.

Рисуя в UML активный класс или активный объект:

• показывайте только те атрибуты, операции и сигналы, которые важны для понимания абстракции в соответствующем контексте;
• явно показывайте все синхронизирующие свойства операции.