Java IDL——CORBA技術和Java技術的結合

一、什麼是Java IDL
----Java IDL（Interface Definition Language）可實現網路上不同平台上的對象相互之間的互動，該技術基於通用對象請求代理體繫結構CORBA規範說明。IDL是不依賴於語言的介面定義語言，所有支援CORBA的語言都有IDL到該語言的映射。就像其名字所表示的那樣，Java IDL支援到Java語言的映射。CORBA規範說明和IDL映射是由OMG（Object Management Group）定義的。OMG由700多個成員組成，Sun公司是其成員之一，它在定義IDL到Java映射的工作中起了主要作用。
----JDK1.1給Java開發人員提供了開發100％純Java分布式應用的功能，即遠程方法調用Java RMI。而Java2平台提供的Java IDL可以在分布式應用中使用非Java語言，也就是說，Java2平台提供的ORB（Object Request Broker）可以和任何遵從CORBA規範的ORB互操作，包括IONAT echnologies的Orbix、Visigenic Software的Visi Broker、IBM的Component Broker等。目前，主要的Web瀏覽器（MicrosoftIE4.0和NetscapeNavigator4.0）實現的主要是JDK1.1中的功能。不過，利用Sun公司提供的Java外掛程式（Plug－in）可以使瀏覽器具備Java2平台的所有特徵。
----需要說明的是，Java2平台提供了兩種不同的方法來構造分布式應用系統，即Java RMI和Java IDL，它們具有相似的特徵和功能，Java RMI支援用Java語言寫的分布式對象，Java IDL可以與支援CORBA的任何程式設計語言如C、C＋＋、COBOL等寫的分布式對象互動。這兩種方法各自具有不同的特點：
----(1)100％純Java和對遺產應用系統（legacy system）的支援。Java RMI是對分布式應用系統的100％純Java解決方案，具有Java的"Write once, run anywhere"的優點。用Java RMI開發的應用系統可以部署在任何支援Java運行環境的平台上。
----相反，Java IDL是基於CORBA規範標準的技術，可以遠程調用非Java語言編寫的對象，因此Java IDL提供了對那些用非Java語言開發的遺產應用系統的支援。
----(2)使用不同的通訊協定。Java RMI和Java IDL目前使用不同的通訊協定，Java IDL使用CORBA/IIOP協議，IIOP（Internet Inter－ORBProtocol）協議可以使位於不同平台上、用不同語言寫的對象以標準的方式進行通訊；Java RMI目前使用Java遠程訊息交換協議JRMP（Java Remote Messaging Protocol）進行通訊，JRMP是專為Java的遠程對象制定的協議，不過Sun和IBM已經宣布將來會支援在RMI中使用IIOP協議，以便和遵從CORBA規範的遠程對象通訊。
----(3）通過引用調用對象還是通過值調用對象。在Java IDL中，用戶端通過引用與遠程對象互動，即客戶機使用樁（Stub）對遠程伺服器上的對象進行操作，但並不拷貝伺服器上的對象。
----相反，RMI使得客戶機可以通過引用和遠程對象互動，也可以把遠程對象下載到客戶機運行環境進行操作，由於在RMI中使用的對象都是Java對象，因此RMI使用Java中的對象序列化（Serialization）功能在伺服器和客戶機之間傳輸對象。不過CORBA規範的以後版本將包括按值調用對象的功能。
----Java RMI和Java IDL各有自己的優缺點，從某種意義上說，RMI可以看作是RPC（Remote Procedure Calls）的物件導向版本。RMI的最大優勢是可以用它來提供100％純Java的解決方案，這意味著構造RMI應用系統將比較簡單，但這也正是基於RMI的應用系統的一個缺點，即只能在Java環境中運行，不能充分利用遺產應用系統。
----Java RMI和Java IDL均可滿足一定範圍的使用者需求，都適用於一定範圍的應用，兩者之間存在著重疊，有些應用可使用兩者中的任何一種技術開發，但對於某些應用來說，採用其中的某一種比採用另一種更為恰當。
二、使用CORBA和Java IDL
----從1989年以來，OMG一直致力於開放的軟體匯流排體繫結構CORBA的規範說明的定義，利用CORBA，不同供應商開發的、運行在不同平台上的構件可以互操作，而不管該對象位於何處，用什麼語言實現。Java IDL使得Java也支援CORBA規範說明。作為Java企業計算API的一部分，Java IDL可以保證企業異質計算中的無縫互通性和可串連性。
----CORBA對象和一般的程式設計語言中的對象的區別在於：
  CORBA對象可以位於網路中的任何位置；
  CORBA對象可以和其他平台上的對象互動；
  CORBA對象可以用任何程式設計語言編寫，只要有IDL到該語言的映射即可（目前已包括到Java、C＋＋、C、Smalltalk、COBOL、Ada等語言的映射）。
----介面定義語言IDL用於定義CORBA對象的介面，所有的CORBA對象都支援IDL介面。IDL文法和C＋＋非常類似，利用Java IDL，可以在Java中定義、實現、存取CORBA對象。對於每個IDL，idl to java產生一個Java介面和其他一些必要的.java檔案，包括一個用戶端樁（Stub）和伺服器端骨架（Skeleton）。
----為了使用Java IDL，需要有idl to java編譯器，idl to java產生和任何遵從CORBA規範的ORB一起工作的用戶端樁和伺服器端骨架，Java2平台中包括CORBAAPI和ORB，使得Java應用系統通過IIOP協議可以調用遠端CORBA對象，JavaORB支援暫態（Transient）CORBA對象，提供了暫態名字伺服器把對象組織成樹目錄結構，名字伺服器遵從CORBA中COS規範說明的命名服務規範說明（Naming Service Specification）。
----圖1說明了從用戶端到伺服器發送一個訊息請求的過程，其中用戶端也可以是一個CORBA對象：
----客戶機不需要瞭解CORBA對象的位置與實現細節，也不需要瞭解哪個ORB用於存取對象。
----在用戶端，應用系統包括遠程對象的引用，對象引用使用樁方法作為遠程方法的代理，這個方法事實上在ORB中的，所以調用樁方法會調用ORB的串連功能，ORB會把對樁方法的調用傳遞到伺服器端。
----在伺服器端，ORB利用骨架代碼把遠程調用轉換成本機物件的方法調用，骨架需要對調用和參數的格式進行轉換。同時，當方法返回時，骨架對結果進行變換，然後通過ORB把結果返回給客戶機。
----不同的ORB之間通過IIOP協議進行通訊，IIOP是建立在TCP/IP之上的協議。
----CORBA目前還處於發展階段，一些標準還在定義之中，但CORBA中的大部分基本結構已經定義，許多軟體供應商已根據CORBA的定義作了很多開發工作，Java IDL就是該規範說明的一個實現。但在Java2平台中，並沒有實現CORBA規範說明中的所有特徵，如：
  介面庫：在一般的Java IDL操作中並不需要介面庫，Java客戶機可以存取其他的介面庫，如C＋＋ORB提供的介面庫；
  RMI/IIOP協議；
  按值調用對象；
  IDL中的一些類型如wchar、wstring、longdouble等。
三、IDL到Java的映射
----為了使Java支援CORBA規範說明，需要一個把IDL中的元素映射為Java中元素的標準途徑，Sun已經制訂了兩者之間的映射規則，並提供了編譯器idl to java，以便從IDL得到相應的樁和骨架。
----下表列出了一些IDL中元素和Java中元素的映射關係。
----和Java中的介面一樣，IDL介面不包含方法的具體實現，Java開發人員需在Java類中提供對這些方法的具體實現。
四、使用Java IDL開發應用的過程及執行個體
----用Java IDL開發分布式應用系統一般可分為五個步驟：
----1.定義遠程介面
----用IDL定義遠程對象的介面，使用IDL而不是Java語言是因為idl to java編譯器可以自動地從IDL產生Java語言的樁和骨架源檔案，以及和ORB串連時所需要的一些代碼。使用IDL，開發人員可以用其他語言來實現客戶機和伺服器。如果要為一個已經存在的CORBA服務實現客戶機，或為一個已經存在的客戶機實現服務，則首先要給出IDL介面，然後運行idl to java編譯器產生樁和骨架，在此基礎上再進行實現。
----2.編譯遠程介面
----在IDL檔案運行idl to java編譯器，產生Java版本的介面，以及樁和骨架代碼檔案，這些代碼檔案使得應用程式可以和ORB相串連。
----3.實現伺服器
----把idl to java編譯器產生的骨架和伺服器應用程式整合在一起，除了要實現遠程介面中的方法之外，伺服器代碼還要包括啟動ORB以及等待遠程客戶機的調用等部分。
----4.實現客戶機
----類似地，以樁作為用戶端應用程式的基礎，客戶機建立在樁之上，通過Java IDL提供的名字服務查詢服務器，獲得遠程對象的引用，然後調用遠程對象中的方法。
----5.啟動應用程式
----一旦實現了伺服器和客戶機，就可以啟動名字服務，接著啟動伺服器，然後運行客戶機。
----下面以一個經典的HelloWorld程式來說明具體的開發過程。HelloWorld包含一個操作，該操作返回一個字串並列印出來，Client和Server之間的通訊過程如下：
----(1)用戶端應用程式或小應用程式調用HelloServer的sayHello操作；
----(2)ORB把調用傳遞到登入的服務物件；
----(3)服務物件運行sayHello方法，返回一個Java字串；
----(4)ORB把該字串返回給客戶機；
----(5)客戶機列印該字串的值。
----儘管HelloWorld程式比較簡單，但它涉及到的任務和幾乎任何一個使用CORBA靜態調用的分布式應用系統所涉及到任務相同，圖2說明了如何用CORBA在客戶機和伺服器之間實現經典的"HelloWorld"程式。
----首先是定義Hello.idl，下面是用IDL描述的Hello.idl，只有一個操作（方法），該操作返回一個字串。
  Module Hello App
  {
  interface Hello
  {
  stringsay Hello ( );
  };
  };
----然後把Hello.idl檔案對應為Java原始碼檔案，用以下命令編譯Hello.idl檔案：
----idl to javaHello.idl
----根據命令列中的不同選項，idl to java編譯器產生不同的檔案，上面這條命令將建立子目錄HelloApp並在其中產生五個檔案：_HelloImplBase.java、_HelloStub.java、Hello.java、HelloHelper.java、HelloHolder.java。
----要完成該應用程式，還要分別在這五個檔案的基礎上提供伺服器端和客戶機端的實現。
----CORBA伺服器程式的結構和大部分Java應用程式的結構一樣，即匯入所需要的包，聲明伺服器類，定義main方法，處理一些例外等。另外，CORBA伺服器要有一個ORB對象，每個伺服器執行個體化一個ORB，並向其註冊服務物件，因此當ORB接收到調用請求時可以尋找到伺服器。最後是服務物件的管理，伺服器是一個進程，執行個體化了一個或多個服務物件，服務物件具體實現介面中說明的操作。HelloServer和命名服務一起工作，使得服務物件對於客戶機來說是可用的，伺服器需要對名字服務的對象引用，可以向名字服務註冊，並保證向Hello介面的調用被路由到其服務物件上，最後是等待客戶機的調用。
----CORBA客戶機的結構和大部分Java應用程式的結構基本相似，即匯入所需要的包、聲明應用類、定義main方法、處理一些例外等。另外和伺服器程式一樣，一個CORBA客戶機也需要本地的ORB來執行所有的配置工作，每個客戶機執行個體化一個org.omg.CORBA.ORB對象，然後向該對象傳遞一些必要的資訊以進行初始化，最後是利用ORB取得所需要的服務。一旦一個應用有了ORB，即可通過ORB來確定應用所需要的服務的位置，在本例子中即是Helloserver。為了調用CORBA對象中的操作，用戶端應用要有對該對象的引用，有很多種方法可以得到這種引用，如調用ORB.resolve_initial_references或使用其他的CORBA對象（如命名服務），當在分布式環境中沒有命名服務可用時，CORBA客戶機使用字串化對象引用（Stringifiedobjectreference）來得到其第一個對象。