Marshaling và Remoting

Marshaling vượt qua biên miền ứng dụng

Marshaling là quá trình chuẩn bị một đối tượng để di chuyển qua một ranh giới nào đó. Marshaling có thể được tiến hành theo 2 cách: bằng giá trị (byvalue) và bằng tham chiếu (byreference).

• Khi một đối tượng được marshaling bằng giá trị, một bản sao của đối tượng được tạo ra và truyền đến nơi nhận. Những thay đổi trên bản sao này không làm thay đổi đối tượng gốc ban đầu.
• Khi một đối tượng được marshaling bằng tham chiếu, một đối tượng đặc biệt gọi là proxy được gởi đến nơi nhận. Những thay đổi, những lời gọi hàm trên đối tượng proxy sẽ được chuyển về cho đối tượng ban đầu xử lý.

[Serializable]
    public class Point
    

public class Shape : MarshalByRefObject
    

Đối tượng loại Context-Bound và Context-Agile

Các đối tượng có thể là Context-Bound hoặc Context-Agile.

Nếu các đối tượng là Context-Bound, chúng tồn tại trong một context riêng, khi giao tiếp lẫn nhau, các thông điệp của chúng được marshaling để vượt qua biên context.

Nếu các đối tượng là Context-Agile, chúng hoạt động bên trong context của đối tượng yêu cầu (calling). Do đó, khi một đối tượng A triệu gọi phương thức của đối tượng B, phương thức của B được thực thi bên trong context của A. Vì vậy việc marshaling là không cần thiết.

Giả sử đối tượng A cần giao tiếp với cơ sở dữ liệu, giả sử đối tượng A có thiết lập về giao dịch (transaction). Do đó A cần tạo một context. Tất cả các phương thức của A sẽ được thực thi trong context của transaction.

Giả sử đối tượng C triệu gọi một phương thức Z của B, phương thức Z có thực hiện thay đổi cơ sở dữ liệu, do B thuộc loại Context-Agile nên Z được thực thi trong context của C. Vì vậy những thay đổi mà Z thực hiện lên cơ sở dữ liệu sẽ không thể được roll-back.

Nếu B thuộc loại Context-Bound, khi A tạo ra B, context của B sẽ được thừa kế từ context của A. Khi C triệu gọi phương thức Z của B, lời triệu gọi đó được marshaling tử context của C đến context của B rồi được thực hiện trong context của B (thừa kế từ A). Do đó phương thức Z thực thi trong sự bảo vệ của transaction. Những thay đổi mà Z thực hiện lên cơ sở dữ liệu có thể được rooll-back.

Một đối tượng có thể có 3 lựa chọn về Context:

• Context-Agile
• Context-Bound không chỉ định attribute. Thực hiện bằng cách thừa kế từ ContextBoundObject. Phương thức của đối tượng thuộc loại này thực thi trong Context thừa kế từ Context của đối tượng tạo ra nó
• Context-Bound có chỉ định attribute Context. Các phương thức hoạt động trong Context do nó tạo riêng.

Marshaling vượt qua ranh giới Context

Khi truy cập đối tượng Context-Agile trong cùng miền ứng dụng thì không cần proxy. Khi một đối tượng A trong một context truy cập một đối tượng Context- Bound B trong một context khác, đối tượng A đó truy cập đối tượng B thông qua proxy của B.

Đối tượng được marshaling khác nhau vượt qua ranh giới context phụ thuộc vào cách nó được tạo ra:

• Đối tượng bình thường không có marshaling; bên trong miền ứng dụng các đối tượng thuộc loại context-agile
• Đối tượng có đánh dấu attribute Serializable thì thuộc loại context-agile và được marshaling bởi giá trị (by value) vượt qua ranh giới miền ứng dụng
• Đối tượng thừa kế từ MarshalByRefObject thì thuộc loại context-agile và được marshaling bởi tham chiếu (by reference) vượt qua ranh giới miền ứng dụng
• Đối tượng thừa kế từ ContextBoundObject được marshaling bởi tham chiếu vượt qua ranh gới miền ứng dụng và ranh giới context

Tìm hiểu các kiểu dữ liệu phía Server

Có 2 kiểu đối tượng phía server phục vụ cho việc Remotingtrong .NET: nổitiếng (well-known)và clientkíchhoạt(clientactivated). Kênh liên lạc với đối tượng nổi tiếng được thiết lập mỗi khi client gởi thông điệp (message). Kênh liên lạc đó không được giữ thường trực như trong trường hợp của đối tượng client kích hoạt.

Đối tượng nổi tiếng chia thành 2 loại nhỏ: singletonvà single-call.

• Đối tượng nổi tiếng kiểu singleton: tất cả các thông điệp từ client gởi đến đối tượng được phân phối (dispatch) cho mộtđối tượng đang chạy trên server. Đối tượng này được tạo ra khi server khởi động và nằm chờ trên server để phục vụ cho bất kỳ client nào. Vì vậy đối tượng loại này phải có contructor không tham số.
• Đối tượng nổi tiếng kiểu single-call: mỗi thông điệp mới từ client gởi đi được giải quyết bởi một đối tượng mới. Mô hình này thường dùng để cân bằng tải hệ thống.

Đối tượng client kích hoạt thường được sử dụng bởi các lập trình viên có công việc chính là tạo ra các server riêng phục vụ cho việc lập trình, đối tượng client kích hoạt duy trì kết nối với client cho đến khi nào toàn bộ yêu cầu của client được đáp ứng.

Mô tả một server bằng Interface

Sau đây là ví dụ xây dựng một lớp máy tính (calculator) với 4 chức năng.

Tạo một tập tin ICalc.cs với nội dung

namespace Programming_CSharp using System;
public interface ICalc
{
double Add(double x, double y); double Sub(double x, double y); 
double Mult(double x, double y); double Div(double x, double y);
}

Tạo một project mới kiểu C# Class Library, mở menu Build, ra lệnh Build. Kết quả là một tập tin Icalc.DLL

Xây dựng một Server

Tạo một project kiểu C# Console Application, tạo một tập tin mới CalcServer.cs, sau đó ra lệnh Build.

Lớp Calculator thừa kế từ MarshalByRefObect nên nó sẽ trao cho client một proxy khi được triệu gọi.

public class Calculator : MarshalByRefObject, ICalc
    

Công việc đầu tiên là tạo channel và đăng ký, sử dụng HTTPChannel cung cấp bởi .NET:

HTTPChannel chan = new HTTPChannel(65100);
    

Đăng ký channel với .NET Channel Services:

ChannelServices.RegisterChannel(chan);
    

Đăng ký đối tượng (cần cung cấp endpointcho hàm đăng ký; endpoint chính là tên liên kết với đối tượng)

Type calcType = Type.GetType("Programming_CSharp.Calculator");
    

Đăng ký kiểu Singleton

RemotingConfiguration.RegisterWellKnownServiceType
    ( calcType, "theEndPoint",WellKnownObjectMode.Singleton );
    

Sau đây là toàn bộ nội dung:

using System;
using System.Runtime.Remoting;
using System.Runtime.Remoting.Channels;
using System.Runtime.Remoting.Channels.Http;
namespace Programming_CSharp
{
// implement the calculator class
public class Calculator : MarshalByRefObject, ICalc
{
public Calculator( )
{
Console.WriteLine("Calculator constructor");
}

// implement the four functions
public double Add(double x, double y)
{
Console.WriteLine("Add {0} + {1}", x, y);
return x+y;
}

public double Sub(double x, double y)
{
Console.WriteLine("Sub {0} - {1}", x, y);
return x-y;
}

public double Mult(double x, double y)
{
Console.WriteLine("Mult {0} * {1}", x, y);
return x*y;
}

public double Div(double x, double y)
{
Console.WriteLine("Div {0} / {1}", x, y);
return x/y;
}
}

public class ServerTest
{
public static void Main( )
{
// tạo một channel và đăng ký nó
HttpChannel chan = new HttpChannel(65100);
ChannelServices.RegisterChannel(chan); Type calcType =
Type.GetType("Programming_CSharp.Calculator");
// register our well-known type and tell the server
// to connect the type to the endpoint "theEndPoint"
RemotingConfiguration.RegisterWellKnownServiceType
( calcType, "theEndPoint", WellKnownObjectMode.Singleton );
// "They also serve who only stand and wait."); (Milton)
Console.WriteLine("Press [enter] to exit...");
Console.ReadLine( );
}
}
}

Xây dựng Client

Client cũng phải đăng ký channel, tuy nhiên client không lắng nghe trên channel đó nên client sử dụng channel 0 (zero)

HTTPChannel chan = new HTTPChannel(0); ChannelServices.RegisterChannel(chan);
    

Client kết nối với dịch vụ từ xa, trao cho hàm kết nối kiểu đối tượng mà nó cần cộng với URI của lớp cài đặt dịch vụ

MarshalByRefObject obj = RemotingServices.Connect( typeof(Programming_CSharp.ICalc), "http://localhost:65100/theEndPoint");
    

Vì đối tượng từ xa có thể không sẵn sàng (mạng đứt, máy chứa đối tượng không tồn tại,…) nên để gọi hàm cần khối thử

try
{
Programming_CSharp.ICalc calc = obj as
Programming_CSharp.ICalc;
double sum = calc.Add(3,4);

Bây giờ client đã có đối tượng proxy của đối tượng Calculator. Sau đây là toàn bộ mã nguồn

namespace Programming_CSharp
{
using System;
using System.Runtime.Remoting;
using System.Runtime.Remoting.Channels;
using System.Runtime.Remoting.Channels.Http;
public class CalcClient
{
public static void Main( )
{
int[] myIntArray = new int[3]; Console.WriteLine("Watson, come here I need you...");
// create an Http channel and register it
// uses port 0 to indicate won't be listening
HttpChannel chan = new HttpChannel(0);
ChannelServices.RegisterChannel(chan);
// get my object from across the http channel
MarshalByRefObject obj =
(MarshalByRefObject) RemotingServices.Connect (typeof(Programming_CSharp.ICalc), "http://localhost:65100/theEndPoint");
try
{
// cast the object to our interface
Programming_CSharp.ICalc calc =
obj as Programming_CSharp.ICalc;
// use the interface to call methods
double sum = calc.Add(3.0,4.0);
double difference = calc.Sub(3,4);
double product = calc.Mult(3,4);
double quotient = calc.Div(3,4);
// print the results
Console.WriteLine("3+4 = {0}", sum);
Console.WriteLine("3-4 = {0}", difference);
Console.WriteLine("3*4 = {0}", product);
Console.WriteLine("3/4 = {0}", quotient);
}
catch( System.Exception ex )
{
Console.WriteLine("Exception caught: "); Console.WriteLine(ex.Message);
}
}
}
}

Kết xuất từ phía Client :

Watson, come here I need you...
3+4 = 7
3-4 = -1
3*4 = 12
3/4 = 0.75

Kết xuất từ phía Server :

Calculator constructor Press [enter] to exit... Add 3 + 4
Sub 3 - 4
Mult 3 * 4
Div 3 / 4

Sử dụng SingleCall

Để thấy sự khác biệt giữa Singleton và Single Call, thay đổi một dòng trong mã nguồn Calculator.cs

RemotingServices. RegisterWellKnownServiceType( "CalcServerApp","Programming_CSharp.Calculator", "theEndPoint",WellKnownObjectMode.Singleton );

thành

RemotingServices. RegisterWellKnownServiceType( "CalcServerApp","Programming_CSharp.Calculator", "theEndPoint",WellKnownObjectMode.SingleCall );

Và đây là kết quả kết xuất phía server

Calculator constructor Press [enter] to exit... Calculator constructor Add 3 + 4
Calculator constructor
Sub 3 - 4
Calculator constructor
Mult 3 * 4
Calculator constructor
Div 3 / 4

Tìm hiểu RegisterWellKnownServiceType

Khi gọi phương thức RegisterWellKnownServiceType, điều gì đã xảy ra ?

Xin nhớ lại rằng bạn đã tạo một đối tượng Typecho lớp Calculator

Type.GetType("Programming_CSharp.Calculator");
    

Sau đó bạn gọi RegisterWellKnownServiceType(), trao cho phương thức đó đối tượng Type, endpoint và Singleton. Điều đó báo cho CLR biết phải tạo một thể hiện của Calculator và liên kết endpoint với thể hiện đó.

Bạn có thể tự làm lại quá trình đó bằng cách thay đổi hàm Main() như sau:

public static void Main( )
{
// create a channel and register it 
HttpChannel chan = new HttpChannel(65100); 
ChannelServices.RegisterChannel(chan);
// make your own instance and call Marshal directly Calculator 
calculator = new Calculator( ); 
RemotingServices.Marshal(calculator,"theEndPoint");
// "They also serve who only stand and wait."); (Milton) 
Console.WriteLine("Press [enter] to exit..."); 
Console.ReadLine( );}

Tìm hiểu EndPoint

Chuyện gì xảy ra khi bạn đăng ký endpoint ? Rõ ràng là server liên kết endpoint với đối tượng bạn vừa tạo, và khi client kết nối, server sử dụng chỉ mục trong một bảng để có thể trả về đối tượng proxy tương ứng với đối tượng yêu cầu.

Bạn có thể không cung cấp endpoint, thay vào đó bạn ghi các thông tin về đối tượng Calculator rồi gởi về client. Client “phục chế” lại đối tượng proxy để có thể dùng liên lạc với Calculator trên server.

Để có thể hiểu làm cách nào bạn có thể gọi một đối tượng mà không biết endpoint, hãy thay đổi hàm Main() một lần nữa, thay vì gọi Marshal()với một endpoint, hãy trao một đối tượng:

ObjRef objRef = RemotingServices.Marshal(calculator)
    

Hàm Marshal() trả về một đối tượng ObjRef. Đối tượng ObjRef chứa tất cả thông tin cần thiết để kích hoạt và liên lạc với đối tượng ở xa. Khi bạn cung cấp một endpoint, server tạo một bảng và liên kết endpoint với một ObjRef để khi client có yêu cầu, server có thể tạo một proxy cung cấp cho client. ObjRef chứa tất cả thông tin cần thiết cho client để client có thể tạo một proxy. ObjRef có khả năng Serializable.

Mở một stream tập tin, tạo một SOAP formatter, bạn có thể serialize đối tượng ObjRef thành một tập tin bằng cách gọi hàm Serialize() của formatter, sau đó đưa cho formatter tham chiếu đến stream tập tin và tham chiếu của ObjRef, vậy là bạn đã có tất cả thông tin cần thiết để tạo một proxy dưới dạng một tập tin

public static void Main( )
{
// create a channel and register it 
HttpChannel chan = new HttpChannel(65100); 
ChannelServices.RegisterChannel(chan);
// make your own instance and call Marshal directly
Calculator calculator = new Calculator( );
ObjRef objRef = RemotingServices.Marshal(calculator);
FileStream fileStream = new FileStream("calculatorSoap.txt",FileMode.Create);
SoapFormatter soapFormatter = new SoapFormatter( ); 
soapFormatter.Serialize(fileStream,objRef); fileStream.Close( );
// "They also serve who only stand and wait."); (Milton) Console.WriteLine("Exported to CalculatorSoap.txt. Press ENTER to exit..."); Console.ReadLine( );
}
Bạn hãy trao tập tin chứa đối tượng đã serialize đó cho client. Để client có thể tái tạo lại đối tượng, client cần tạo một channel và đăng ký nó.
FileStream fileStream = new FileStream ("calculatorSoap.txt", FileMode.Open);

Bạn hãy trao tập tin chứa đối tượng đã serialize đó cho client. Để client có thể tái tạo lại đối tượng, client cần tạo một channel và đăng ký nó.

FileStream fileStream = new FileStream ("calculatorSoap.txt", FileMode.Open);
    

Sau đó tạo một thể hiện của đối tượng SoapFormatterrồi gọi hàm DeSerialize() của formatter để nhận lại đối tượng ObjRef

SoapFormatter soapFormatter =
new SoapFormatter ( );
try
{
ObjRef objRef =
(ObjRef) soapFormatter.Deserialize (fileStream);

Tiến hành gỡ bỏ marshall, nhận lại ICalc

ICalc calc = (ICalc) RemotingServices.Unmarshal(objRef);
    

Bây giờ client có thể triệu gọi phương thức trên server thông qua ICalc.

public static void Main( )
{
int[] myIntArray = new int[3]; Console.WriteLine("Watson, come here I need you...");
// create an Http channel and register it
// uses port 0 to indicate you won't be listening
HttpChannel chan = new HttpChannel(0);
ChannelServices.RegisterChannel(chan);
FileStream fileStream = new FileStream ("calculatorSoap.txt", FileMode.Open);
SoapFormatter soapFormatter = new SoapFormatter ( );
try
{
ObjRef objRef =
(ObjRef) soapFormatter.Deserialize (fileStream);
ICalc calc =
(ICalc) RemotingServices.Unmarshal(objRef);
// use the interface to call methods
double sum = calc.Add(3.0,4.0);
double difference = calc.Sub(3,4);
double product = calc.Mult(3,4);
double quotient = calc.Div(3,4);
// print the results
Console.WriteLine("3+4 = {0}", sum);
Console.WriteLine("3-4 = {0}", difference);
Console.WriteLine("3*4 = {0}", product); Console.WriteLine("3/4 = {0}", quotient);
}
catch( System.Exception ex )
{
Console.WriteLine("Exception caught: "); Console.WriteLine(ex.Message);
}
}