ICE第二版模板.docx

1、ICE第二版模板第2章 Zeroc ICE启程2.1 Zeroc ICE平台介绍Zeroc ICE（以下简称ICE）师出名门，是由前CORBA专家Marc Laukien、Michi Henning及SSL安全调用，并且随着IT技术的变化和发展，ICE不断地推陈出新，每年都有新版本问世，从诞生到当下，十几年的历史，其王者地位无人撼动。ICE，因此在很多细节方面都有一些值得称道的做法，下面是其中一些关键特性。 支持多语言之间的RPC互通。与众多平台不同，它的服务端也可以是几种语言开发，比如C、.NET、JAVA、Python等，不同语言开发的服务端与客户端可以完全互通，对于支持多语言的服务来说，

2、是很难得的一个特性，省去了大量的开发成本和开发周期。 高性能RPC调用。这点是业界公认的，一些大型联网游戏及Skype等对实时性要求很高的系统都采用了ICE平台，足以说明这一点。笔者也曾做过简单对比，也验证了其高性能，而且在不同语言的客户端调用时，其性能仍然很好。 支持传统的RPC调用、异步调用、One-Way调用，批量发起请求，支持TCP通信、UDP通信适用于不同业务场景。 支持安全通信，ICE框架里提供了支持业界标准的SSL安全加密的可拔插插件。并且多种编程语言都支持该特性。 多平台支持。包括X86系统、ARM、移动设备等。 提供了强大的ICE Grid。支持注册表主从备份，无单点故障，服

3、务按需启动，随时扩容和迁移，完备的负载均衡机制无须客户端重启，自动感应服务位置的变化。 不断更新，与时俱进。对近些年流行的JavaScript语言及新的移动平台的支持都及时跟上。这里，笔者仅就多语言开发支持这一特性来分析Zeroc ICE平台所能带给你的额外价值，当你采用ICE框架开发一个服务后所能直接变现的承诺，在图2.1中完美诠释：。图2.1 ICE多语言支持示意图对于一个规模较大的平台来说，开发一个服务并不很难，但如何让多种语言都能很一致地调用你的服务并联调通过，则很不容易，即使对于SOAP这种看似很标准的接口来说，依然存在很多编程语言和SOAP框架的版本等兼容性问题。而HTTP Res

4、t的接口，在联调时还是会碰到各种参数问题。从经验来看，除非把一个现成的编译好的客户端代码发给对方，否则会开发一次，到处联调，形成平台开发的梦魇。 我们来看看ICE平台的组成，ICE平台从功能可以划分为以下几部分。 Slice工具。将Slice语言定义的服务接口编译成各种具体语言的实现代码，属于开发环境的一部分。 ICE容器和命令。包括ICEGrid、ICERegistry、ICENode、ICEAdmin、ICEPatch等命令，用于启动、管理ICE Grid，需要在运行ICE服务的机器上选择性部署其中的某一个或几个组件。 ICE运行库。为一组API库，不同的语言有不同的实现，如Java对应J

5、ar文件，C语言对应.so文件（在Windows下对应为.dll文件），这些运行库需要被ICE服务端程序和客户端程序所调用，以实现ICE内部的底层通信。下面我们看看采用ICE平台开发一个具体项目时所要遵循的一般流程，如图2.2所示。图2.2 ICE跨语言开发流程示意图这个开发流程示意图告诉我们，怎样从零开始，开展ICE跨平台的项目开发活动，简单的说，就是首先用Slice语言定义中立的服务接口文件，然后采用相应语言的命令行编译生成对应的程序骨架源文件，最后实现服务端业务代码开发，部署服务，然后客户端利用Ice提供的运行期客户端Library（JAR文件）实现远程服务方法调用，详细步骤如下所示：

6、分析和设计系统的服务：采用面向服务架构或者是“微服务”的设计理念进行系统分析和设计，确定系统中的“服务”单元、每个服务的接口及服务之间的依赖关系。 服务接口定义：采用ICE Slice语言对服务接口进行定义，并用Slice工具编译成你所熟悉的开发语言（本书以Java为例）的实现代码，这些实现代码包括服务端和客户端骨架代码，可以认为是项目中的“公共”包。 服务端业务逻辑实现：在Slice生成的服务端代码上进行业务逻辑代码的编写，在这个过程中除了在服务之间相互调用时用到ICE的一些API外，在绝大多数情况下，不会用到ICE的代码。 编写ICEGrid的服务描述文档：xxxgrid.xml，此文档类

7、似于J2EE的web.xml或 EJB的服务描述文件，定义了每个服务的访问地址（Endpoint）、部署的节点（ICENode）、负载均衡策略（replica-group）等关键信息。 打包代码并部署到各个ICENode上，启动ICEGrid，借助ICE工具发布xxxgrid.xml，服务端工作至此基本完成。很重要的一点是，借助ICE平台提供的工具，你可以很方便地将xxxgrid.xml中的服务重新规划和部署到新的节点上，而客户端无须重启和改变任何代码。 编写客户端软件，访问部署好的服务，并有针对性地做性能测试和调优。初步了解了ICE的特性、组成部分及开发流程之后，让我们休息一会，因为接下来需

8、要学习和理解ICE平台的几个重要术语和概念，这个是需要动脑筋的，随便看看绝对无法过关。2.2 ICE的概念和原理一：ICE Object任何系统都会使用一些专有名词来阐明其原理和实现机制，最终，往往几个名词就概括了其背后庞大复杂的技术体系，比如现在流行的Hadoop、NoSQL、NewSQL、BigData等。对于一个复杂的系统来说，准确理解和掌握其专有术语非常重要，不仅仅因为相关的技术文档里大量使用了这些概念和术语，而且因为在编程实践和问题排查过程中，这些概念和术语有助于我们推理、分析问题产生的根源和发现可能的解决方案。作为一个复杂的RPC平台， ICE也创造了很多概念和术语，其中一个名词就

9、是Slice，Slice模仿Cobra的IDL（Interface Definition Language）而来，与IDL相似， ICE采用编程语言中立的Slice这种接口描述语言来定义一个RPC服务接口，然后提供了指向具体编程语言的“翻译工具”slice2XXX，该工具将Slice文件编译成相应语言的源码，这些源码中包括了客户端运行期Stub代码，以及服务器端的Skeleton框架代码。要理解这一切背后的秘密，需要从ICE最根本的概念ICE Object说起。ICE Object具有以下特征。 拥有一个对象标识符Object Identity来区别于其他类型对象，ICE的对象模型中要求对象标

10、识符是全局唯一的，即没有任何对象的标识符相同。 一个ICE Object是一个可以对客户端请求进行应答的对象，这个对象可以是存在于“本地进程的地址空间”也可以是位于“远程地址空间”。 一个ICE Object拥有一个或多个接口，其中一个接口是其主要接口，是此对象区别于其他对象的主要特征，其余接口则被称为Facet。一个ICE Object在服务端具体化为一个Servant实例，即我们用某种具体编程语言实现的一个Slice接口并新建的某个对象就是一个Servant。而将ICE Object与Servant进行关联的“桥”则是我们接下来要理解的概念 Object Adapter，它是ICE运行时框

11、架与用户应用程序代码之间的边界点，Object Adatper具有以下功能。 提供一个或多个通信端点（Transport Endpoint），客户端通过这些端点中的某个端点连接到一个具体的ICE Object对象，一个Endpoint由服务端所使用的通信协议、IP地址、端口等信息所组成，如default -h 192.168.0.1 -p 1000，表明是采用默认的协议（TCP），绑定在192.168.0.1的端口1000上的一个通信端口。 绑定一个或多个Servant，每个Servant与一个ICE Object映射，将客户端针对某个ICE Object的请求派发映射到对应的Servant上

12、，并完成整个请求流程的处理过程，包括底层通信。 协助生命周期管理，消除ICE Object与Servant在启动和销毁过程中所可能存在的竞争问题。从上面的Object Adapter的功能来看，很多时候我们可以把Object Adapter与在它之上绑定的ICE Object做等价，因为Object Adapter是ICE Object的“宿主”，不但提供了ICE Object的访问地址（Endpoint），而且负责完成请求处理转发的流程。因此，你会看到很多时候有这样的写法：SimplePrinterPrinterAdapter。二：Ice Proxy接下来让我们看看ICE Object在客户

13、端的代表Proxy，简单地说，Proxy是客户端用来访问远程某个ICE Object的本地“代理”，Proxy存在于客户端的进程地址空间中，“代表”一个远程对象，当客户端调用远程对象的某个方法时，ICE运行时期的客户端代码库（ICE Runtime）会完成如下具体工作。 定位远程对象ICE Object。 如果ICE Object所在的Server处于关闭状态，则自动激活此Server，并激活远程对象。 将方法的入参（传入到远程对象的参数）通过Socket传输到远程对象。 等待调用完成。 将方法的出参（返回给调用者的参数）返回给客户端，若发生异常则抛出调用异常。作为远程ICE Object的本

14、地“代理”，Proxy还持有如下重要信息。 远程Server的地址信息，用来初始化通信 用来定位ICE Object的对象标识符：object identity。 可选的Facet标识符，用来确定引用ICE Object的哪个接口。 一个具体的Proxy可以用一个包括Endpoint信息的字符串描述，比如SimplePrinter:default -p 10000，表示为在远端的TCP端口10000上绑定的一个SimplePrinter对象的Proxy，代码中我们可以用这样的特定格式的字符串，来构造一个Proxy对象。Endpoint通常可以理解为一个访问地址，在WebService中也有这个

15、词：“当我们Host一个Web Service时，我们必须为其定义一个或多个Endpoint，然后Service通过这个定义的Endpoint监听来自Client端的请求”。在ICE中，Endpiont有UDP或TCP两种，但基本上很少用UDP，因为在现在的高速网络带宽采用TCP长连接的情况下，UDP基本上没有什么优势了。Proxy有Direct Proxy与Indirect Proxy两种：前者的Proxy直接绑定某个远端Object的访问地址，如SimplePrinter:default -p 10000；后者则不绑定到远程Object的某个具体的通信地址上，而且有两种写法，其中第一种写法

16、是直接饮用远程对象的标识符，如SimplePrinter，这种对象需要被定义为Well Know Object，第二种写法是SimplePrinterPrinterAdapter，即访问绑定到某个ObjectAdapter之上的某个对象，此时不需要ICE Object为Well know Object。对于Indirect Proxy来说，由于没有远程对象的具体地址信息，因此，需要借助于寻址服务Location Service来获取对应Object的通信地址。第三：Location Service ICE提供的Location Service究竟是什么？其实就是利用了ICE的注册表（Regis

17、try）来实现Object Identity 到Endpoint的查询服务，这个查询服务以及相关的API组成了ICE的Location Service组件，ICE的注册表里保持了ICE Object、Object Proxy、Server等相关信息，属于ICE Grid体系的重要组成部分，而这种注册表组件也是绝大多数分布式系统的关键组件之一。理解Indirect Proxy对于理解和掌握Zeroc ICE来说非常重要，因为在ICE Grid这种分布式框架中，所有Proxy都是Indirect的，从而实现了复杂的负载均衡和故障恢复机制。图2.3给出了Indirect Proxy发起服务调用的过程

18、。图2.3 Zeroc ICE Indirect Proxy客户端调用原理图其过程如下所述。（1）客户端发起对远程ICE Object的方法InitialOp的调用。（2）客户端寻址，这个过程非常类似于DNS寻址， Location Service则相当于DNS 服务，寻址过程就是Indirect Proxy向Location Service发出查询命令，而Location Service收到查询请求后，从注册表Registry中获取对应Object的地址信息并返回。（3）客户端Proxy直接跟远程对象建立通信连接，实现调用。第四：总结最后，我们给出一个包含了上述种种概念的示意图（见图2.4）

19、，来做一个总结，并对之前没有提到的几个概念做一个补充。在ICE中，ICE Object、Object Adapter、Servant属于服务端的概念，它们存在于一个ICE Server中，这个Server容器通常是一个ICE Box进程。ASM（Active Servant Map）是一个对象标识符（Object Identity）到对应的Servant的查询表（Lookup Table），也就是ICE Object到Servant的映射表，当一个客户端在某个Endpoint上发起对某个ICE Object的请求访问时，ASM用来快速定位到具体的Servant上，以便高效派发请求。图2.4 Z

20、eroc ICE核心概念示意图最后，让我们来看看ICE的另外一个重要概念Replication，该词的含义是让Object Adapter（及上面寄宿的ICE Object）“拥有”多个访问地址。其目标是在多个机器上部署相同的Server来实现服务的负载均衡和容错机制，另外，当其中一台机器宕机时，客户端仍然可以通过其他机器正常访问这些对象。当我们用下面的字符串来构造一个Proxy时，这个Proxy就具备了Replication功能：SimplePrinter:tcp -h server1 -p 10001:tcp -h server2 -p 10002除了这种简单的方式，ICE还支持另外一种高

21、级的更符合大规模分布式部署的Replication方式：Replication Group，一个Replication Group具备唯一的名字，并且绑定一组相关的Object Adapter，Proxy则通过绑定到这个Replication Group上来实现负载均衡，如我们定义一个名为SimplePrinterPrinterAdapters的Rep Group，Proxy访问这个Group的时候，通过ICE的Location Service来解析地址并实现访问，其原理就是上面介绍过的Indirect Proxy机制，这里的不同之处只有一点：Replication Group返回的是一组可用

22、地址信息，以实现负载均衡和容错机制。看完本节，如果你已经对在本节中出现的这些术语的含义及ICE的实现原理有了清晰的认识和理解，那么恭喜你顺利通关，准备开始扬帆出发吧！但你若此刻头昏脑胀，一团乱麻，则也不必担心，休息一天，明天重新读一遍，因为以下代码绝对不会死循环：While (not understand) Try read again. / 初始化通信器ic = Ice.Util.initialize(args);/ 传入远程服务单元的名称、网络协议、IP及端口，构造一个Proxy对象Ice.ObjectPrx base = ic.stringToProxy(MyService:default -p 10000);/ 通过checkedCast向下转型，获取MyService接口的远程，并同时检测根据传入的名称/获取服务单元是否OnlineBook的代理接口