Software Engineering Lecture 7/6

先週の復習

オブジェクトの並列実行
GRASP ソフトウェア・パターン

分散プログラミング

最近のアプリケーションは、ほとんどすべてネットワーク対応だといっても良い。ネットワーク対応にする一つの方法は、NFS (ネットワークファイルシステム)を使うことにより、ファイルシステムだけネットワーク対応にする方法である。このようにすれば、既存のプログラムを変更することなく、自動的にネットワーク対応のプログラムに変更される。しかし、例えばメールリーダなどは、NFSに対応したロックプロトコルを要求される。あるいは、 X-Window では、表示方式そのものがネットワーク透過であり、自動的にネットワークを越えた画像アプリケーションが作成される。しかし、このアプリケーションが自動的にマルチユーザに対応することはない。これらはネットワーク対応ではあるが、ネットワークアプリケーションということはできない。

本当のネットワークアプリケーションは、自分でネットワーク接続を管理する必要がある。ここで良く使われるのはサーバクライアントと呼ばれるモデルである。サーバクライアントにもいくつか種類がある。

一つ一つの処理をサーバ逐次に行っていく方法では、クライアントを待たせる必要がある。

サーバがクライアントに対応したslave serverを立ち上げれば、データベースのアクセス競合がないかぎり、サービスは平行に行うことができる。

どちらの方法にせよ、このモデルではサーバが必ずネックになる。これをさけるためには、サーバをなくし、それぞれのネットワーク・エージェントが独立に通信すれば良い。

しかし、この方法は、全体の整合性を維持する方法が難しい。それぞれのエージェントが自分のサーバとなるような方法、仮想的なリングを構成する方法、投票により全体の状態を統合する方法、などが使われている。

分散プログラミングにおける通信

ネットワーク上の通信は、ストリームなどの原始的な通信を使うこともできるが、いくつかのより高度な方法が提供されている。

Remote Procedure Call
Tuple 通信
分散オブジェクト

Remote Procedure Call

RPC は、手続き呼び出しと同じ形式で、他のサイトのプログラムを呼び出す。RPC には同期と非同期がある。非同期は、call backにより答を返す。

Tuple通信

Linda とは、並列通信プログラミング手法の１つで、タプルと呼ばれるデータを交換する事により通信を行う。タプルは、サーバーに蓄えられ、 id によってアクセスする。サーバーにタプルを出し入れすることにより、複数のクライアントから通信する事ができる。

out(id, data);

データをサーバに書き出すのに使う。

in(id)
rd(id)
ck(id);

これらはサーバのデータを受け取るときに使う。まず、in/rd/ ck 
のどれかで、どのidのデータを受け取るかを指示する。データが来
ていればデータを返す。rd は読み込んでもデータをサーバがから
削除しない。ckの場合は、データが来ても、それはタプルがないこ
とを示す空文字列の場合がある。

平行オブジェクト

分散オブジェクトでは、3種類のメッセージ送信がある。

ACTORと呼ばれる平行オブジェクトは、オブジェクトをモニタとして扱う。

Javaなどでは、平行実行とオブジェクトは独立。

Multi-user card gameの記述

この課題は一人でやっても良いが、4-5人のグループで行うこと。

Multi-user card gameの状態遷移

マルチユーザゲームの難しい所は、ユーザの参加や脱退である。この部分を表す状態遷移図をユーザとゲームのサーバそれぞれについて、記述してみよ。

Multi-user card gameの協調図

実際にカードゲームが始まる時には、それぞれのユーザや、ゲームのサーバが相互に通信しあって処理を行う。以下の例を協調図を使って記述してみよ。

参加するユーザを決定し、ゲームの開始を参加するユーザに通知する
カードをシャッフルし各ユーザに配布する。
選択したゲームの1ターンを行う
ゲームの終了判定と終了の処理を行う

課題は、作成した図、作成したプログラム、実行方法をまとめて、HTML で記述し、 WWW にあげること。WWWには、参加したものの名前と学籍番号を明記すること。作成たらメールでURLを以下のサブジェクトで kono@ie.u-ryukyu.ac.jp まで送ること。
Report on Software Engineering Lecture 7/6