分布式CORBA通訊技術在冶金自動化中的應用

1、分布式CORBA通訊技術在冶金自動化中的應用    關鍵詞:CORBA;客戶機/服務器;分布式;冶金自動化 1、什么是CORBA CORBA(Common Object Request Broker Architecture,公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu),通用對象請求代理體系結(jié)構(gòu))是由OMG(對象管理組織,Object Management Group)組織制訂的一種標準的面向?qū)ο髴贸绦蝮w系規(guī)范?；蛘哒f CORBA體系結(jié)構(gòu)是對象管理組織(OMG)為解決分布式處理環(huán)境(DCE)中,硬件和軟件系統(tǒng)的互連而提出的一種解決方案,其核心是一套標準的語言、接口和協(xié)議,

2、以支持異構(gòu)分布應用程序間的互操作性及獨立于平臺和編程語言的對象重用;OMG組織是一個國際性的非盈利組織,其職責是為應用開發(fā)提供一個公共框架,制訂工業(yè)指南和對象管理規(guī)范,加快對象技術的發(fā)展。 2、CORBA特點 CORBA定義了一種面向?qū)ο蟮能浖?gòu)件構(gòu)造方法,使不同的應用可以共享由此構(gòu)造出來的軟件構(gòu)件;每個對象都將其內(nèi)部操作細節(jié)封裝起來,同時又向外界提供了精確定義的接口,從而降低了應用系統(tǒng)的復雜性,也降低了軟件開發(fā)費用;CORBA的平臺無關性實現(xiàn)了對象的跨平臺引用,開發(fā)人員可以在更大的范圍內(nèi)選擇最實用的對象加入到自己的應用系統(tǒng)之中;CORBA的語言無關性使開發(fā)人員可以在更大的范圍內(nèi)相互利用別人的

3、編程技能和成果, 是實現(xiàn)軟件復用的實用化工具; 利用CORBA系統(tǒng)進行分布對象應用的開發(fā)具有下面三個特點: 開發(fā)代價小、效率高。系統(tǒng)開發(fā)者只需要編寫描述服務對象接口的IDL語言文件并安裝描述文件,實現(xiàn)服務對象的功能即完成了全部的任務。其它的相關代碼或者是由IDL編譯器自動創(chuàng)建,或者是由ORB 類庫提供,應用程序員并不需要編寫例如網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)編碼/解碼、名址映射和安全管理的程序代碼,從而可以把工作重點放到服務對象實現(xiàn)的過程中去。 通過CORBA系統(tǒng)的支持,一個服務對象可以透明地被分布在本地和網(wǎng)絡上的客戶所調(diào)用,擴大了服務對象的使用范圍,為分布的客戶所共享。 CORBA系統(tǒng)作為“軟件總線”,可以

4、為服務對象提供“ 即插即用”的功能,而且當對象實現(xiàn)改進或升級時,只要接口保持不變,客戶代碼無需作任何改動。 3、CORBA原理 CORBA體系結(jié)構(gòu)的主要目的是定義一個描述客戶機如何能向遠程的對象實現(xiàn)發(fā)送請求的框架,并潛在地從對象處得到回應。對象接口用與編程語言無關的接口定義語言描述?；旧嫌袃煞N不同的方式來讓客戶機和對象實現(xiàn)發(fā)送和接收請求:靜態(tài)方法和動態(tài)方法。靜態(tài)方法要求所有的IDL接口在編譯時已知,這樣IDL編譯器就能生成樁和框架代碼,這些都必須鏈接到實現(xiàn)。動態(tài)方法使用戶在編譯時不用了解不同的IDL接口就能實現(xiàn)用程序來處理任何類型的請求。處理請求的動態(tài)方式要求在客戶端使用動態(tài)激發(fā)接口( Dy

5、namic Invocation Interface,DII)以及在服務器端使用動態(tài)框架接口(Dynamic Skeleton Interface,DSI)。DII和DSI通常用來構(gòu)建如橋接器等一般的系統(tǒng)級組件。 對于正常的應用程序,靜態(tài)樁和框架的使用更加普遍。靜態(tài)方法的好處是使用戶能很好 地使用CORBA對象,就好像它們是編程語言中的普通元素一樣。在客戶端,這通過使用代理對象來完成。代理是遠程目標對象的本地代表。代理包含足夠的信息來向遠程目標對象發(fā)送請求,封裝網(wǎng)絡地址、端口號等細節(jié)。代理對象通過使用客戶機編程語言的標準類型,提供了以類型安全的方式來訪問目標對象的方法。如果客戶機想使用實現(xiàn)了S

6、tock IDL接口的對象,樁代碼就會向它提供等價的用特定編程語言編寫的Stock接口,例如C 的Stock類。如果客戶機想向遠程Stock對象實現(xiàn)發(fā)送消息,它只需簡單地激發(fā)本地代理的一個方法。樁代碼,即生成的代理實現(xiàn),負責打包(marshal)請求的參數(shù),這樣客戶機的ORB運行時模塊就能向目標服務器發(fā)送消息。服務器的ORB運行時模塊讀取從網(wǎng)絡傳來的消息,并把消息傳給生成的框架代碼,使得框架代碼解包請求的參數(shù),這樣它就能把這些參數(shù)傳遞到目標對象的實現(xiàn)。生成的框架把請求作為服務器端的正常方法調(diào)用來傳遞,使得客戶機和服務器都像對待普通的編程語言對象一樣來對待CORBA對象。請求的回答能以同樣的方式

7、發(fā)送回客戶機。因為靜態(tài)接口比動態(tài)接口使用得更普遍,這里著重講述靜態(tài)接口。圖2-1總結(jié)了使用靜態(tài)接口的CORBA遠程激發(fā)的原理。請求的CORBA模型假定每個請求都有一個目標、一個操作和一系列參數(shù)。目標標識目標對象,操作描述所激發(fā)操作的名稱,而參數(shù)則是需要傳遞的數(shù)據(jù)。一個請求必須提供一種激發(fā)功能。激發(fā)功能可以有不同的語義,例如阻塞和非阻塞的調(diào)用,或是單向的語義。 3.1基于C 的CORBA通訊架構(gòu) 如圖2為基于C 的CORBA通訊示意圖,其中最底層為CORBA庫支持,中間為C 代碼,最頂層為IDL接口文件。使用IDL編譯工具生成IDLC(客戶端)代碼和IDLS(服務端)代碼。再使用編譯工具將生成的

8、代碼分別與服務器、客戶端程序一同編譯成CORBA應用程序。 4、CORBA通訊應用舉例 某鋼廠過程控制系統(tǒng)由核心程序和代理程序組成;其中代理程序負責調(diào)用核心程序或被其它代理程序調(diào)用;核心程序負責業(yè)務邏輯模型處理;        CORBA通信應用創(chuàng)建步驟如下: 4.1、首先定義接口的IDL文件。 假設代理A的 IDL接口如下: interface A_IDL oneway void OnXXX 1(in OctetSequence seq); oneway void OnXXX 2(in OctetSequence

9、 seq); oneway void OnXXX 3(in OctetSequence seq); oneway void OnXXX 4(in OctetSequence seq); oneway void OnXXX 5(in OctetSequence seq); ; 表示A中OnXXX1, OnXXX2, OnXXX3, OnXXX4, OnXXX5個接口 oneway異步傳輸,顧名思義,oneway就是"單向",即客戶機發(fā)出它們的激發(fā),然后繼續(xù)處理,而用不著在發(fā)出一請求后阻塞,直到結(jié)果返回,當服務器完成對該請求的處理后,它可以通過向客戶機發(fā)回一相應的單向激發(fā)把結(jié)果

10、返回,也可以不返回結(jié)果。 4.2、編譯IDL文件。 4.3、編寫服務器端程序。 /file:A.cpp #include"A.hpp"/always include own header first void A:f() /do something 4.4、編寫客戶端程序。 #include “TelegramPtr.hpp” #include “ExampleIDLC.h” #include “MyStruct.hpp” #include "Dbg.hpp" void callServer() Dbg d("callServer")

11、; TelegramPtr telegram; / the “telegram” telegram->x=3;/assign fields through operator-> telegram->y = 4; / get a CORBA object CORBAObjectWrapperserver(“server”,“A1”); / call f on the object TRY_INVOKE_DBG(server->f(telegram), d); / passing telegram as OctetSequence by implicit conversion 調(diào)用方式: TRY_INVOKE_DBG_PROC(m_A,OnXXX (seq),d); 其中m_A為A類的對象,或稱是服務器,OnXXX為A類的成員函數(shù)。 4.5、某廠分布式CORBA通訊結(jié)構(gòu) 如下圖為通訊模塊關系圖,其中,白底黑框為非功能模塊、白底粗框為代理模塊、黑底為核心模塊。所有帶箭頭直線間通訊為CORBA通訊。 該系統(tǒng)先進可靠,模塊劃分清晰分明,模塊之間耦合較小,且該系統(tǒng)可靈活配置,維護、擴充方便,可以快速運用在治金自動化及其它系統(tǒng)中。對其它同類系統(tǒng)有借鑒作用。 參考