基于分布对象的异步消息的研究与实现

基于分布对象的异步消息的研究与实现

张小明[1]2003年在《基于分布对象的异步消息的研究与实现》文中研究说明本文提出了一种新型的基于分布对象的异步消息模型,重点论述了该模型所提供的异步调用、存储-转发、对象迁移、消息组播等基本通信问题。基于该模型,研究了构建复杂分布式系统时所面临的消息寻径、消息可靠传递、性能保障等技术问题。本文的主要工作包括: (1)针对异步、松耦合通信模式的需求,提出一个基于分布对象的异步消息模型的形式定义。该模型采用事件驱动的方式管理远程调用,支持异步回调和异步轮询

张小明[2]2001年在《基于分布对象的异步消息的研究与实现》文中研究指明进入90年代,随着分布式客户/服务器计算技术和面向对象技术的迅速发展和相互融合,分布对象技术脱颖而出,并逐渐成为分布异构环境下应用集成和系统开发的主流技术和重要计算范型。 分布对象技术的通信模式一般是同步、紧耦合的,然而随着工作流、电子商务以及移动计算等应用的出现和迅速发展,分布对象技术的传统通信模式受到严峻挑战,建立具有异步、松耦合特性的通信模式成为当前分布对象技术的一个研究热点。 本文的主要工作围绕基于分布对象的异步、松耦合通信技术的研究展开,其基本思想是在保留CORBA原有特性如互操作性、可重用性及可移植性等的基础上对CORBA进行扩展,将消息中间件的消息传递和控制技术无缝地引入到CORBA中。为此,本文提出一种新型的基于分布对象的异步消息模型,并重点论述了该模型所提供的异步调用、存储-转发、对象迁移、消息组播等基本通信问题。基于该模型,本文还研究了构建复杂分布式系统时所面临的消息寻径、消息可靠传递、性能保障等高级技术问题。本文的主要工作包括: 1.针对异步、松耦合通信模式的需求,提出一个基于分布对象的异步消息模型的形式定义。该模型采用事件驱动的方式管理远程调用,支持异步回调和异步轮询两种异步调用模式;模型采用路由代理作为消息的“存储-转发”机制,保障了松耦合应用的时间无关调用的需求;模型扩展了传统CORBA的寻址方式,定义了逻辑对象地址,能够支持松耦合应用的对象迁移,提高了对象定位的透明性;模型还定义了对象组地址,支持消息组播,实现了“一对多”的通信模式。 2.研究了一种静态的消息寻径算法(IRP算法)和一种动态的消息寻径算法(L-S算法)。IRP算法仅根据服务器提供的路径构件进行寻径,简单实用,但难以适应分布系统环境的动态变化。L-S算法(即链路状态算法)采用表驱动的方式进行消息寻径,能够自主适应分布系统环境的动态变化,保障消息的正确寻径。 3.在消息传递的可靠性研究中,论文把消息的可靠传递分为两个阶段:第一阶段是client把消息可靠地发送给目标对象的缺省路由代理,第二阶段是目标对象的缺省路由代理把消息进一步可靠发送给最终目标对象。论文研究了第一阶段中消息的存储-转发机制以及消息的冗余路径方法,以及第二阶段的基于对象组的可靠性算法,包括主动复制算法和主副本算法。进而,论文从全局角度出发,研究了因异步消息模型而引发的消息排序问题,提出了基于序号的消息可靠排序算法。 4.从两个角度研究了分布对象异步消息模型的性能问题。一个是基于异步消息模型进一步构建了对象缓冲模型,通过在本地建立远程对象的副本,提高对象的访问效率,研究并解决了其中一系列的关键问题,提出了对象复制算法、对象迁移算法、副本一致性维护算法等。另一个是针对用户对性能需求的动态变化,研究了模型的动态可扩展性,重点 国防科学技术大学研究生院学位论文解决了扩展策略的实施时机和对象组扩展规模的问题。 5,研究了在一个具体的遵循COKBA标准的分布对象框架内,实现一个精简的、基本的异步消息模型所需要的有关核心实现技术。具体地,论文以分布式软件平台StarBus为基础,研究和实现了一个基于CORBA标准的消息回调服务(MCBS),其关键实现技术包括:回调对象的设计、报文重组协议、事件处理的轮转法策略、单线程ORB的回调时机以及相关的性能优化策略等。 6.给出了四类应用模板的解决方案,包括:基于窗口的分布式客户应用、大量重迭远程调用的管理、松祸合应用以及具有client兔色的server应用。它们所涵盖的具体案例涉及股票交易、会议投票系统、企业监控系统、电子汇款系统、企业间电子商务(B一t。一B)、工作流、移动计算、洪水预警系统等。 最后,总结了本文取得的主要研究成果,并概述了进一步的研究方向。

张志伟[3]2004年在《面向对象异步通信中间件的研究与实现》文中研究说明面向对象通信中间件以解决异构网络环境下分布应用系统之间的互连、互通和互操作为目标,可以屏蔽应用系统的实现细节,提高系统的可移植性,因而在诸多领域得到了广泛应用,成为实现分布计算的主流技术之一。随着Internet的出现和飞速发展,软件应用形态逐步从相对封闭、面向熟识用户群体和相对静态的紧耦合模式向开放、公共可访问和动态协作的松耦合模式转变。这种转变对传统面向对象中间件所基于的相对静态、封闭网络特性假设提出了严峻挑战。传统的面向对象中间件所提供的单一同步通信机制无法适应Internet动态、多变的特性。为应对这一挑战,面向对象中间件在底层通信设施引入异步通信模式,为构建上层分布应用提供了更为有效的通信支撑。目前面向对象中间件异步机制的研究引起了广泛关注,本文对国内外研究现状进行了认真的考察与分析,围绕异步通信机制的概念体系、模型、技术和实践开展了深入研究。首先,建立了一个相对完整的、层次式分布对象中间件异步机制概念体系,其次提出了独立于中间件平台的异步模型PIDOAM及其映射模型Star-AP和Star-ATII,进而研究了发布/订阅异步通信的对象中间件使能技术和Star-AP在发布/订阅异步通信中的应用,最后设计和实现了异步通信中间件平台Star-Async。 本文的主要工作包括: 1.在异步中间件理论基础研究方面,通过对分布对象中间件异步通信机制进行深入研究建立了相对完整的概念体系。本文采用层次式方法,全面阐述基于中间代理的异步、方法级异步、消息级异步和传输级异步等四种异步机制之间的本质联系和区别,为异步机制的研究与实践提供统一的术语空间和理论指导。 2.在模型研究方面,建立了一种独立于中间件平台的分布对象框架PIDOF,并基于PIDOF对不同对象中间件异步机制的共性问题进行深入研究,提出了独立于分布对象中间件的异步模型PIDOAM,分析了PIDOAM到具体的分布对象中间件平台的映射。 3.在技术研究方面,针对同步通信机制所具有的时间、空间和流程耦合特性使其不能很好地适用于广域网络和支持组织内与组织间协同的问题,从解耦时间、空间和流程入手,对中间件异步通信机制进行了深入研究。首先,提出了具有流程解耦特性、实现异步轮询机制的Star-AP模型。定义了异步轮询机制的语法规范和语义规范,讨论了Star-AP模型的体系结构,证明了Star-AP模型的语法正确性和语义正确性。其次,提出了具有流程解耦和时间解耦特性、实现异步时间无关激活机制的Star-ATII模型,讨论了Star-ATII模型的体系结构,给出了Star-ATII构成要素的核心算法,论述了Star-ATII与MOM的集成方法。Star-ATII支持时间无关的异步激活机制,能够实现断开的操作,有效地解耦通信双方,特别适合于广域环境下的应用。最后,对具有时间、空间和流程解耦特性的发布/订阅异步通信模型进行了研究。讨论了发布/订阅通信的技术现状和发展趋势,分析了发布/订阅通信的对象中间件使能技术,研究了Star-AP在发布/订阅异步通信中的应用。关于Star-AP模型和Star-ATII模型的研究成果为在面向对象中间件CORBA中实现异步轮询机制和异步时间无关激活机制提供了有效的参考模型。 4.在实验验证方面,在国家自然科学基金和863基金的资助下,以CORBA技术、Star-AP模型和Star-ATII模型为基础,实现了异步通信中间件平台Star-Async,国防科学技术大学研究生院学位论文并对功能和性能进行了测试和评估。star-Async支持PIDOAM中的异步回调、异步轮询和异步时间无关激活机制,对于将面向对象中间件应用于开放协同环境,支持组织内和组织间协同提供了有力的通信支撑。关键词:对象中间件,异步通信机制,回调,轮询,时间无关激活,发布/订阅第11页

王明新[4]2005年在《基于CORBA的异步消息中间件的研究》文中指出中间件是位于硬件、操作系统平台和应用程序之间的通用服务系统,具有标准的程序接口和协议,可实现不同硬件和操作系统平台上的数据共享和应用互操作。之前有不少是基于COM/DCOM的异步或者同步消息中间件,本文重点研究了基于CORBA的异步消息中间件,利用CORBA技术开发了一个异步消息中间件,实现了客户间的通信。 首先,利用Delphi6建立一个工程,实现服务器功能,接着建立一个实现客户端访问的工程。在服务器端和客户端编写基本的调用方法,客户端通过调用服务器端的方法进行消息的发送与接收。 接着,在服务器端定义一个消息队列,该消息队列是根据FIFO的原则进行操作的。并且用户都有其全局唯一的ID。当客户端之间发送消息时,服务器端首先接收到消息发送者发送的消息,然后把它们存储在消息队列中,消息队列中存储的不但有消息内容,还有消息发送者与接收者的ID号,等待消息接收者的接收请求。当消息接收者登录客户端向服务器发送接收请求后,消息队列根据消息接收者的ID号在消息队列中进行搜索,如果有该用户的消息,从消息队列中取出并发送回客户端。 最后,在消息队列中实现了一个重新排列消息队列的算法。当消息接收者接收完消息后,消息队列要把已经取出的消息进行删除,然后重新排列消息队列,以便满足FIFO原则。在消息队列重排算法中,当消息取出后,每取出的两条消息之间的消息前移,把驻留在消息队列中的消息分段进行前移,每移动一次,后面移动的消息前移的位数增加一位。 通过以上的工程建立,算法实现,就可以实现用户间的异步通信。消息发送时,用户和服务器之间实现同步通信,以便于查看,消息是否发送到了服务器端。

韩健[5]2008年在《普适环境下基于CCM的多媒体中间件架构的研究与设计》文中研究表明随着无线网络的发展以及设备的智能化,我们正步入一种称为普适计算的时代。多媒体应用作为现代个人计算机应用中的一个重要组成部分,已经成为普适计算的研究热点。如何有效地在普适环境中对多媒体应用的开发提供有效支持是本文研究的重点,而根据分析现有的技术并不能很好的解决这些问题。本文通过分析现有的中间件技术以及主流的构件技术如CCM、DCOM、EJB,提出在普适环境中基于构件技术的中间件开发必定成为主流的技术。同时推测普适环境下的多媒体应用开发也将符合这一趋势。本文结合中间件技术以及CCM构件技术,提出了一种基于CCM的多媒体中间件架构PerMM。此架构能够为普适环境中的多媒体应用开发提供架构上的标准以及系统级的支持,提高应用开发的质量与效率。同时为了使CCM技术更好的应用到普适计算环境下的多媒体应用中,我们研究并设计了基于CCM的流传输模型以及基于CORBA的异步消息处理模型。通过这两个模型的研究,能够较好地解决普适环境中多媒体数据传输以及系统消息处理的问题。最后通过实验模拟验证了两个模型的可行性以及基本性能。同时实现了一个基于PerMM的数字家庭多媒体娱乐系统原形,验证了设计的有效性。

刘水平[6]2006年在《面向服务集成的规范化消息路由器的研究与实现》文中指出随着Internet与信息产业的飞速发展,企业迫切需要解决信息共享与应用集成的问题,而传统的企业应用集成技术在实际应用中存在着与原有的体系结构耦合过于紧密、高成本且实现复杂等缺点。面向服务的架构(Service Oriented Architecture,SOA)具有动态、松耦合的特性,并可灵活地实现服务的组合与重用,因而基于SOA的应用集成逐渐成为趋势。尽管目前存在着众多面向服务集成的解决方案,但它们大部分都采用非标准技术实现,导致技术专有且灵活性低。最近JCP(Java Community Process)组织推出的Java业务集成(Java Business Integration,JBI)规范通过基于标准的架构解决了这些问题。本文以JBI规范为背景,研究了面向服务的应用集成框架。为满足面向服务集成在性能、灵活性、可扩展性等方面的要求为目标,重点围绕JBI容器中规范化消息路由器(Normalized Message Router)的并发模型、异步消息、事件交互和分布协作等核心问题进行了研究与分析,并在此基础上实现了一个面向服务集成的消息路由器。本文的主要工作具体分为以下五个方面:1.结合面向服务集成的特点,研究了一种基于JBI的应用集成框架。该框架采用企业服务总线无缝集成应用与数据资源,支持流程服务编排以及组合服务应用的开发;并阐述了对消息路由器的功能要求。2.设计了消息路由器的并发模型,支持构件端并发消息调用;针对在重载情况下路由派发性能下降的问题,引入阶段化事件驱动模型来提供更细粒度的并发控制,从而改善了性能。3.研究了消息路由器中异步轮询和异步回调两种模型,使消息交换能够采用灵活、非阻塞的方式进行异步调用;并设计了松耦合的事件交互方式,支持服务构件之间的多点发送。4.研究了消息路由器的分布协作模型。通过引入中间路由代理的思想实现在分布环境下多个消息路由器实例的交互,扩展了实例仅在单个Java虚拟机里通信的局限。5.基于上述研究,实现了一个面向服务集成的消息路由器,包括消息交换的创建、同步和异步消息调用、服务信息的注册与管理、路由派发等功能。最后对系统进行了相应的功能与性能测试,测试结果表明正确地实现了各项功能,满足了服务集成对其在性能、灵活性等方面的要求。

杨涛[7]2004年在《实时消息中间件RTPS的设计与实现》文中认为对象请求代理中间件ORB虽具有良好的集成分布异构应用的能力,但不能有效支持实时消息通信;面向消息的中间件MOM虽能满足企业应用中的异步松散耦合通信,但一般MOM缺乏实时QoS支持且不同厂商的MOM产品难以互操作,给系统集成带来不便。 针对这种不足,结合面向卫星测控等分布实时应用的需求,论文在深入研究分布异构应用间通信模式(RPC、RMI和Messaging)并分析总结各种模型优缺点的基础上,提出了基于CORBA/ORB构造实时消息中间件RTPS(Real-Time Publish-Subscribe)的技术方案。 在设计基于ORB的实时发布-订阅消息中间件RTPS体系结构的基础上,论文重点论述了RTPS的两个关键技术及实现:其一,面向对象的多线程架构。通过将事件的输送与处理解耦以避免阻塞所带来的影响、改善系统的实时响应能力,通过面向对象的多线程并发以支持异步事件的实时并发处理并获得系统结构上的灵活性;其二,池式内存分配。通过内存池分配方式将客户的大量动态系统调用转化为一次静态系统调用和数次固定时间的用户接口调用以减少动态内存分配的时空开销,从而改善实时发布-订阅系统的动态性能与提高其运行时端对端服务质量的(End-to-End QoS)可预测性。同时还分析和总结了两种技术的应用场景、优势与局限。 论文主要的技术贡献有: 论证了ORB与MOM两种技术相结合构建实时消息中间件RTPS的可行性;设计实现RTPS的体系结构:该结构以分布式实时发布-订阅为核心,通过职责精简消除了系统瓶颈,采用客户/服务器并置(Collocation)实现了对等模式通信; 指出异步并发处理对于动态响应系统的重要性,深入研究了用以提高发布-订阅并发程度的面向对象多线程架构、设计实现了对象化线程管理器RTPS_Thread_Manager,详细论述了将对象的方法执行与方法调用分离在不同线程内的设计模式,即主动对象(Active Obiect)的原理及核心实现RTPS_Task,并结合RTPS设计实现指出了主动对象的几个变种。 在全面分析总结各种内存分配模式及其优缺点与适用环境的基础上,针对实时响应系统对动态性能和QoS可预测性的需求,设计实现了一个 能够有效减少内存分配开销的池式分配器RTPSMacheMllocator,提 出了一个内存池管理框架MPMF。

王永恒[8]2001年在《CORBA异步消息的研究与实现》文中研究指明进入90年代以来,随着分布计算技术和面向对象技术的迅速发展和相互融合,分布对象技术脱颖而出,并逐渐成为分布异构环境下应用集成和系统开发的主流技术和计算范型。 中间件技术是分布对象技术的关键。传统基于方法调用的中间件技术通常采用的是一种同步、紧耦合的通信模式。为了适应松耦合、工作流等应用,基于消息传递的中间件技术提供了一种异步、松耦合的通信模式。这两种技术各有其优缺点。CORBA的异步消息技术综合了上述两种中间件技术的优点,具有更加广阔的应用前景。 本文在对现有中间件技术进行综合分析的基础上,指出CORBA异步消息的应用需求和技术特点,并对本课题所完成的CORBA异步方法调用技术及其实现进行了详细论述。本文的工作主要包括: 1、对基于方法调用和基于消息传递的中间件技术进行了广泛的研究,指出了它们各自的优点和缺陷。 2、在对CORBA异步消息技术进行综合研究的基础上,重点研究了其中的异步方法调用技术。通过对CORBA现有调用模型的综合研究指出异步方法调用的技术特点,并指出了异步方法调用两种模型各自的优缺点和应用场景。 3、在对异步方法调用的回调模型进行深入分析的基础上,实现了异步回调模型。多线的异步ORB内核的设计、应答处理对象的实现、异常处理和异步Stub的设计是异步回调模型实现的关键。 4、在对异步方法调用的轮询模型进行深入分析的基础上,初步实现了异步轮询模型。隐式应答处理对象和异步Stub的设计是异步轮询模型实现的关键。

张志伟, 隋品波, 郭长国, 吴泉源[9]2004年在《分布对象中间件异步消息的研究与实现》文中指出随着Internet和大规模Intranet的出现和飞速发展 ,软件系统之间逐渐构成一个开放协同的软件环境 .异步通信机制是支撑开放协同环境的重要机制 .CORBA是一种在开放协同环境中得到广泛应用的主流分布对象中间件 ,它没有很好地解决异步通信问题 .在CORBA中提供异步通信机制成为研究的热点 .该文基于CORBA异步消息标准提出了一种包含回调、轮询和TII (TimeIndependentInvocation)叁种机制的异步模型 ,并在StarBus中进行了实现 .实现结果和初步应用表明 ,该文提出的异步模型方案对于将CORBA应用于大规模分布式开放协同环境具有重要意义 .

张小明, 吴泉源, 王怀民, 贾焰[10]2002年在《一种基于分布对象的动态可扩展的异步消息模型》文中提出分布对象技术作为分布异构环境下软件开发和系统集成的良好解决方案 ,目前在性能敏感的分布计算领域正受到越来越多的重视。针对性能敏感应用对可扩展性的需求 ,本文提出一个基于分布对象的动态可扩展的异步消息模型。文章重点研究了扩展策略的实施时机和对象组的扩展规模等关键技术问题

参考文献:

[1]. 基于分布对象的异步消息的研究与实现[J]. 张小明. 计算机工程与科学. 2003

[2]. 基于分布对象的异步消息的研究与实现[D]. 张小明. 中国人民解放军国防科学技术大学. 2001

[3]. 面向对象异步通信中间件的研究与实现[D]. 张志伟. 国防科学技术大学. 2004

[4]. 基于CORBA的异步消息中间件的研究[D]. 王明新. 昆明理工大学. 2005

[5]. 普适环境下基于CCM的多媒体中间件架构的研究与设计[D]. 韩健. 华东师范大学. 2008

[6]. 面向服务集成的规范化消息路由器的研究与实现[D]. 刘水平. 国防科学技术大学. 2006

[7]. 实时消息中间件RTPS的设计与实现[D]. 杨涛. 西北工业大学. 2004

[8]. CORBA异步消息的研究与实现[D]. 王永恒. 国防科学技术大学. 2001

[9]. 分布对象中间件异步消息的研究与实现[J]. 张志伟, 隋品波, 郭长国, 吴泉源. 计算机学报. 2004

[10]. 一种基于分布对象的动态可扩展的异步消息模型[J]. 张小明, 吴泉源, 王怀民, 贾焰. 计算机工程与科学. 2002

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