ICE学习总结资料.docx
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ICE学习总结资料
目录1
1.准备知识3
1.1中间件3
2.ICE定义4
2.1什么是ICE4
2.2ICE的优点5
2.3与WebService的对比5
3.ICE基础概念和模型6
3.1ICE的基础调用模型6
3.2ICE调用模式7
3.3ICE的版本控制（Facet）8
3.4持久化（Feeze）8
3.5服务装箱管理（ICEBox）8
3.6文件分发（ICEPatch2）9
3.7发布/订阅服务（ICEStorm）9
3.8网络拓扑负载解决方案（ICEGrid）--终极武器9
4.ICE关键术语9
4.1Ice对象（IceObjects）9
4.2代理（Proxies）10
4.3Servants13
4.4.IceRunTime概述13
4.5对象适配器15
5.Slice语言介绍17
5.1语法规范17
5.2基本类型19
5.3接口、异常21
6.ICE架构21
6.1分布式应用程序架构21
5.2ICE的整体架构23
7.ICEGrid介绍24
7.1IceGrid功能24
7.2IceGrid架构25
8.ICEGrid配置部署27
8.1环境27
9.ICE的C#简单示例31
10.ICE的实际应用31
1.准备知识
1.1中间件
简单来说，中间件就是一种独立的系统软件或者某种服务应用程序。
中间件处在客户端与服务器端的操作系统之上，主要负责网络资源管理和网络通信。
中间件是一类软件，而非一种软件;中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作;中间件是基于分布式处理的软件，最突出的特点是其网络通信功能。
中间件的特性
1）运行在异种环境中，也就是说可以运行在多种硬件和操作系统中；
2）支持分布式应用，提供跨网络，或者操作系统平台的应用或者服务的交互功能；
3）同样也支持一些标准的网络协议和标准的接口；
中间件的分类
1）远程过程调用：
server和client可以位于同一台计算机，也可以位于不同的计算机，甚至运行在不同的操作系统之上。
2）面向消息的中间件：
MOM指的是利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关的数据交流，并基于数据通信来进行分布式系统的集成。
程序将消息放入消息队列或从消息队列中取出消息来进行通讯，与此关联的全部活动，比如维护消息队列、维护程序和队列之间的关系、处理网络的重新启动和在网络中移动消息等是MOM的任务，程序不直接与其它程序通话，并且它们不涉及网络通讯的复杂性。
3）对象请求代理（ORB）是对象总线，它在CORBA规范中处于核心地位，定义异构环境下对象透明地发送请求和接收响应的基本机制，是建立对象之间client/server关系的中间件。
4）事务处理监控界于client和server之间，进行事务管理与协调、负载平衡、失败恢复等，以提高系统的整体性能。
它可以被看作是事务处理应用程序的“操作系统”。
2.ICE定义
2.1什么是ICE
ICE（InternetCommunicationsEngine）呢，它是由Zeroc公司开发的一套开源中间件系统，是一种面向对象的中间件平台。
与DCOM,CORBA,WEBSERVICEDcom类似，支持RPC（RemoteProcedureCall远程过程调用）协议，但是在效率上却高于前面所述几种技术方案，是一种适用于各种环境的面向对象的中间件平台：
客户和服务器可以用不同的编程语言来编写，可以运行在不同的操作系统和系统架构上，并且可以使用多种网络技术经行通信（例如TCP、UDP、SSL等），这给我们的应用和部署带来很大的便捷性。
2.2ICE的优点
1、跨平台，支持多种语言
2、面向对象编程
3、为分布式应用方面提供了一整套强大的特性和功能支持（例如负载平衡、软件分发、数据同步等）。
4、在网络带宽、内存使用和CPU开销方面已经内置了高效的实现。
5、内置了安全特征的实现，可跨越不安全的网络（广域网）使用。
6、降低了复杂性，易于学习和使用。
2.3与WebService的对比
说到远程调用，我们最熟悉的莫过于WebService了，那么就对他们做一下简单的对比，其中星的颗数有待商榷，表达的也仅是一种意思，不过从我个人的角度上来看，他们已经没有可比性了，因为你拿的是一台机器和一群机器在比。
ICE的强大在于它推出了ICEGrid，在后续的文章中将会重点介绍它。
3.ICE基础概念和模型
3.1ICE的基础调用模型
首先我们来看看ICE的基础调用模型（如下图所示），值得一提的是在单项调用和数据报业务中，4、5、6几步是没有的，这里面的几个概念和关键词特别重要，也是我们后面学习的基础
Client（客户端）：
估计这个大家都非常清楚，通俗的讲就是一个请求的发起方。
Proxy（代理）：
代理实际上就是远程服务驻在本地的一个代表，创建它时首先会和远程服务经行握手和状态确认等操作，Client所有的操作都是从过Proxy来办理的。
代理又分为直接代理（已经知道服务端的位置及其他信息）和间接代理（不知道服务器在哪里，由Registry注册器告诉它地址等信息）。
Adapter（适配器）：
是配置相当于服务单位（Servant）的管理者，它管理着每个请求该分配给哪一个服务单位。
Servant（服务单元）：
它是服务的最小单位，一般是具体到某个接口的实现。
刚才我们提到了接口的实现，但是这个接口是谁定义的，这个时候我们不免要提到Slice（SpecificationLanguageforIce），也就是ICE所使用的“语言”，正是有了这个“中间语言”，我们才可以做到支持各种编程语言，因为你所使用的语言只要跟Slice打交道就可以了
3.2ICE调用模式
ICE采用的网络协议有TCP、UDP以及SSL三种，不同于WebService，ICE在调用模式上有好几种选择方案，并且每种方案正对不同的网络协议的特性做了相应的选择。
1.Oneway（单向调用）：
客户端只需将调用注册到本地传输缓冲区（LocalTransportBuffers）后就立即返回，并不对调用结果负责。
2.Twoway（双向调用）：
最通用的模式，同步方法调用模式，只能用TCP或SSL协议。
3.Datagram（数据报）：
类似于Oneway调用，不同的是Datagram调用只能采用UDP协议而且只能调用无返回值和无输出参数的方法。
4.BatchOneway（批量单向调用）：
先将调用存在调用缓冲区里面，到达一定限额后自动批量发送所有请求（也可手动刷除缓冲区）。
5.BatchDatagram（批量数据报）：
与上类似。
不同的调用模式其实对应着不动的业务，对于大部分的有返回值的或需要实时响应的方法，我们可能都采用Twoway方式调用，对于一些无需返回值或者不依赖返回值的业务，我们可以用Oneway或者BatchOneway方式，例如消息通知；剩下的Datagram和BatchDatagram方式一般用在无返回值且不做可靠性检查的业务上，例如日志。
3.3ICE的版本控制（Facet）
ICE内部集成非常好的版本控制功能（Facet），在每一个服务单元（Servant）其实都有一个Facet与之并存，如果你没有认为指定，那么这个默认Facet的值就为空（String.Empty）。
在我们业务的实际应用过程中，经常要碰到服务升级的情况，但是升级服务就意味着增大了原有业务调用的稳定性，从而增大了风险，这个Facet就刚好解决我们遇到的这个难题，我们每次升级都是“新增服务”，而非改变原有业务，新来的业务调用新版本服务，原有业务调用原有版本服务。
当检测一些很“老”的服务确认无人调用的时候我们就可以关掉了。
Facet的实现其实也非常简单，服务端（Adapter）在挂载服务（Servant）的时候就制订了相应版本号。
这时候客户端要调用此方法就必须提供正确的版本号（而非默认版本号）。
3.4持久化（Feeze）
一款对Servant服务进行管理和持久化的工具，Adapter可以注册多个Servant在内存中，当Adapter接收到一个新的请求（request）后便去管理列表里面查找是否存在已有的Servant，如果存在则返回该Servant，如果不存在则实例化一个新的Servant实例。
当不停的实现新Servant之后势必会造成内存的激增已经CPU资源的浪费，而且一些很少被调用的Servant也一直驻存在服务中。
为此我们设定服务的Servant的上限，到达该上限后自动将“最少调用”的Servant状态保存在数据库（或文件等持久化设备）中，然后关闭这些Servant，一旦有新的请求此Servant时再次获取原状态来激活Servant……
3.5服务装箱管理（ICEBox）
从名字就可以看出来，它是一款装箱托管方案，类似于IIS，可以托管多个应用服务，并且每个服务是支持插拔式管理的，相互之间不受影响，对ICE的应用做了接口设计，每个服务只是实现了Ice.Services接口就可以了，这样一样让我们可以更专注的关于于我们的业务而非运行的平台。
它为我们提供了统一的托管平台，是一个很不错的工具。
3.6文件分发（ICEPatch2）
ICE最重要的功能就是多节点部署，以达到负载平衡或者容灾的目的，大多数时候每个节点（一般而言是一台服务器）配置的应用程序都是一样的，当每次有更新或者新增应用的时候，便需要手工同步每个节点的文件，这样的手工操作显得十分繁琐而且完全依赖操作人的行为。
而ICEPatch2解决了这一难题，只要有一台以为的ICEPatch2服务在运行当中，就可以通过分发的方式同步其他各个节点的文件，也就是说运维人员只需要维护一台机器的应用程序文件就可以了。
3.7发布/订阅服务（ICEStorm）
未完待续……
3.8网络拓扑负载解决方案（ICEGrid）--终极武器
ICEGrid实际上是一系列组件的组合，形成了一套强大的文件分发、负载均衡、快捷部署等解决方案。
这也是ICE功能中最为强大的一套，至于细节，有待后文慢慢道来。
4.ICE关键术语
4.1Ice对象（IceObjects）
Ice对象是一种概念性的实体（或称抽象）。
Ice对象具有以下特征：
• Ice对象是本地或远地的地址空间中、能响应客户请求的实体。
•一个Ice对象可在单个或多个服务器中实例化（后者是冗余方式）。
如果某个对象同时有多个实例，它仍是一个Ice对象。
•每个Ice对象都有一个或多个接口。
一个接口是一个对象所支持的一系列有名称的操作。
客户通过调用操作来发出请求。
•一个操作有0个或更多参数，以及一个返回值。
参数和返回值具有明确的类型。
参数是有名称的，并且有方向：
in参数由客户初始化，并传给服务器；out参数由服务器初始化，并传给客户（返回值只是一种特殊的out参数）。
• 一个Ice对象具有一个特殊的接口，称为它的主接口。
此外，Ice对象还可以提供零个或更多其他接口，称为facets（面）。
客户可以在某个对象的各个facets之间进行挑选，选出它们想要使用的接口。
•每个Ice对象都有一个唯一的对象标识（objectidentity）。
对象标识是用于把一个对象与其他所有对象区别开来的标识值。
Ice对象模型假定对象标识是全局唯一的，也就是说，在一个Ice通信域中，不会有两个对象具有相同的对象标识。
4.2代理（Proxies）
要想与某个Ice对象联系，客户必须持有这个对象的代理1。
代理是客户的地址空间中的一种制品（artifact）；对客户而言，代理就是Ice对象的代表（该对象可能在远地）。
一个代理充当的是一个Ice对象的本地大使：
当客户调用代理上的操作时，Iceruntime会：
1.定位Ice对象
2.如果Ice对象的服务器没有运行，就激活它
3.在服务器中激活Ice对象
4.把所有in参数传送给Ice对象
5.等待操作完成
6.把所有out参数及返回值返回给客户（或在发生错误的情况下抛出异常）
代理封装了完成这一系列步骤所必需的全部信息。
特别地，代理包含有：
•寻址信息：
用于让客户端runtime联系正确的服务器
•对象标识：
用于确定服务器中的哪一个对象是请求的目标
•可选的facet标识符：
用于确定代理所引用的是对象的哪一个facet
串化代理（StringifiedProxies）
代理中的信息可以用串的形式表示。
例如：
SimplePrinter:
default-p10000
这个字符串表示的是一个代理，我们可以阅读这种表示方式。
Iceruntime提供了一些API调用，允许你把代理转换成它的串化形式，或是进行相反的转换。
例如，如果你要把代理存储在数据库表或文本文件中，这种功能会很有用。
倘若客户知道某个Ice对象的标识及其寻址信息，使用这些信息，它可以“凭空”创建代理。
换句话说，代理内部的所有信息都被认为是透明的；要与某个对象联系，客户只需要知道这个对象的标识、寻址信息，以及对象的类型（为了能调用操作），就可以了。
直接代理（DirectProxies）
直接代理是这样一种代理：
其内部保存有某个对象的标识，以及它的服务器的运行地址。
该地址由以下两项内容完全确定：
•协议标识符（比如TCP/IP或UDP）
•针对具体协议的地址（比如主机名和端口号）
为了联系直接代理所代表的对象，Iceruntime使用代理内部的寻址信息来联系服务器；每当客户向服务器发出请求时，也会把对象的标识发送过去。
间接代理（IndirectProxies）
间接代理是这样一种代理：
其内部保存有某个对象的标识，以及对象适配器名（objectadaptername）。
要注意，间接代理没有包含寻址信息。
为了正确地定位服务器，客户端runtime会使用代理内部的对象适配器名，将其传给某个定位器服务Locator，比如ICEGrid服务。
然后，定位器会把适配器名当作关键字，在含有服务器地址的表中进行查找，把当前的服务器地址返回给客户。
客户端runtime现在知道了怎样联系服务器，就会像平常一样
分派（dispatch）客户请求。
这整个过程与DomainNameService（DNS）所进行的映射类似，DNS会把Internet域名映射到IP地址：
当我们使用域名（比如）来查找某个网页时，主机名首先在幕后被解析成IP地址，一旦得到了正确的IP地址，这个地址就会用于连接服务器。
在Ice中，对象适配器名会映射到协议－地址对（protocol-addresspair），但其他方面则非常类似。
客户端runtime会通过配置了解怎样去和IceGrid服务联系（就像web浏览器
会通过配置了解要使用哪一个DNS）。
直接绑定vs.间接绑定（DirectVersusIndirectBinding）
把代理里面的信息解析为协议－地址对的过程称为绑定。
不奇怪，直接绑定用于直接代理，而间接绑定用于间接代理.
间接绑定的主要好处是，它允许我们移动服务器（也就是说，改变它们的地址），同时又不会使客户所持有的已有代理失效。
换句话说，使用直接代理，你不用为了定位服务器而进行额外的查找，但如果服务器被移到其他机器上，它就不再能工作。
而另一方面，即使我们移动（或迁移，migrate）服务器，间接代理也能够继续工作.
4.3Servants
Ice对象是一种具有类型、标识，以及寻址信息的概念性实体。
但客户请求最终必须到达具体的服务器端的处理实体，由这样的实体提供操作调用（operationinvocation）的行为。
换句话说，客户请求最后必须到达服务器，在其内部执行代码，而这些代码用特定的编程语言编写，并在特定的处理器上执行。
在服务器端提供操作调用的行为的制品叫servant。
一个servant提供一个或多个Ice对象的实质内容（或体现这些对象）。
实际上，servant就是服务器开发者编写的类的实例，这些类作为一个或多个Ice对象的servant、向服务器端runtime进行注册。
类的方法对应于Ice对象的接口上的操作，并且提供这些操作的行为。
一个servant可以只体现一个Ice对象，也可以同时体现若干Ice对象。
如果是前一种情况，servant所体现的Ice对象的标识在这个servant中是隐含的。
如果是后一种情况，在每次收到请求时，servant也会收到Ice对象的标识，这样，servant可以决定在处理该请求期间，体现哪一个对象。
反过来，一个Ice对象也可以拥有多个servant。
例如，我们可以为某个Ice对象创建一个代理，这个对象有两个不同的地址，分别在两台机器上。
在这种情况下，我们将拥有两个服务器，每个服务器都有一个servant，但两个servant体现的是同一个Ice对象。
当客户调用这样的Ice对象上的操作时，客户端runtime只把请求发给一个服务器。
换句话说，使用体现同一个Ice对象的多个servant，你可以构建冗余的系统：
客户端runtime试着把请求发给一个服务器，如果失败，就把请求发给第二个服务器。
只有在第二次尝试也失败的情况下，错误才会报告给客户端应用代码。
4.4.IceRunTime概述
按照个人暂时的理解，IcerunTime具体是指Ice封装好了大部分的API，通过这些API实现分布式应用程序运行时的各种功能。
首先，其中一个重要的部分是通信器，它是Iceruntime的主句柄，也是Iceruntime的主进入点。
另外Ice一个重要的机制是servant定位器，用于控制性能和内存消耗之间的平衡。
其他一些同样不可缺少的组成部分接下来将会进行介绍。
通信器
Iceruntime的主进入点由本地接口Ice:
:
Communicator 表示。
Ice:
:
Communicator的一个实例与一些运行时资源是关联在一起的：
1） 客户端线程池：
确保客户端至少有一个线程可用于接受对未完成请求的答复处理。
同时它可用于异步方法调用（AMI）。
2） 服务端线程池：
负责接收到来的连接，并处理来自客户的请求。
可用于异步分派（AMD）。
3） 配置属性：
配置Iceruntime的各方面属性。
每个通信器有各自的属性集。
4） 对象工厂：
实例化从已知基类继承而来的servant类。
5） 一个日志记录器对象：
确定日志消息的处理方式。
实现了Ice：
：
Logger接口。
6） 一个统计对象：
打印一些通信流量消息等。
实现了Ice:
:
Stats接口。
7） 一个缺省路由器：
实现了Ice：
：
Router接口。
Glacier使用它实现了Ice的防火墙功能。
8） 一个缺省定位器：
用于把对象标识解析为代理的对象。
IcePack用于构建定位服务。
9） 一个插件管理器：
用于给通信器增加特性的对象。
ICESSL被实现为插件。
10）对象适配器：
负责分配到来的请求，并把请求分配给相应的servant处理。
下一小节将会具体介绍。
通信器的接口是用Slice定义的。
下面是其部分接口：
moduleIce{
localinterfaceCommunicator{
stringproxyToString（Object*obj）;
Object*stringToProxy（stringstr）;
ObjectAdaptercreateObjectAdapter（stringname）;
ObjectAdaptercreateObjectAdapterWithEndpoints（
stringname,
stringendpoints）;
voidshutdown（）;
voidwaitForShutdown（）;
voiddestroy（）;
//...
};
//...
};
通信器提供了一些操作：
1） proxyToString,stringToProxy:
这两个操作将代理串化，或者相反。
2） createObjectAdapter,createObjectAdapterWithEndpoints：
创建新的对象适配器。
3） shutdown：
关闭服务端的Iceruntime
4） waitForShutdown：
挂起发出调用的线程，直到通信器关闭为止。
5） destroy：
销毁通信器及相关资源，例如线程，通信端点以及内存资源。
4.5对象适配器
一个通信器含有一个或者多个对象适配器。
对象适配器处在Iceruntime和服务器之间的界线上，负责;
1） 把ice对象映射到到来请求的servant，并把请求分配给相应servant对象来处理。
2） 协助进行生命周期操作，避免出现Ice对象和servan的建立与销毁时出现冲突。
3） 提供一个或者多个传输端点。
每个适配器有一个或多个servant。
每个对象适配器都有一个或更多servant，对Ice对象进行体现；同时还有一个或更多传输端点。
如果对象适配器拥有的传输端点不止一个，所有向该适配器作了注册的servant可以在任何一个端点上响应到来的请求。
换句话说，如果对象适配器有多个传输端点，这些端点代表的是通往同一组对象的不同通信路径。
每个对象适配器都只属于一个通信器（但一个通信器可以有多个对象适配器）。
活动Servant映射表
每个对象适配器都维护有一个叫做活动servant映射表（ASM:
ActiveServantMap）。
活动表的作用可以用一下这图表示：
因此它的功能可以描述为：
把请求绑定到相应的正确的servant。
图中示例用了直接代理，它将传输端点嵌在了代理中。
这个表的数据结构有点像路由表，网络的路由表就是这种结构每个对象适配器都维护有一个叫作活动servant映射表，就是asm用于把对象标识映射到servant，
当客户把操作调用发给服务器时，请求的目标是特定的传输端点。
传输端点隐含地标识了请求所针对的对象适配器（因为同一个端点只能绑定到一个对象适配器）。
客户藉以发送请求的代理含有对应的对象的标识，客户端runtime会在线路上随调用一起发送这个对象标识。
对象适配器继而使用这个对象标识、在它的ASM中查找正确的servant，把调用分派给它。
5.Slice语言介绍
学习ICE，我们要从ICE的“语言”学起，简称SLICE（SimpleLanguageOfICE）。
SLICE有自己独立的语法体系和结构，我们必须熟悉和遵守这些语法体系才能到达我们想要的效果。
按照官方的说明文档，结合自己的使用，我们可以以下几块来讲解：
语法
升级会员 