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Jini在分布式嵌入式系统中的应用软件编编制

2020-11-18 07:27:57 | 来源: 西餐

Jini在分布式嵌入式系统中的应用 - 软件编程/OS - 电子工程

服务是Jini体系结构中最重要的概念。它可以指任何实体提供的功能。其中实体可以是任何硬件设备、软件或是硬件和软件的结合体。服务通过查找服务注册后就可以通过实现了Java远程接口的一个接口来调用。用户通过向查找服务请求并且下载服务的代理对象来和服务之间通信。查找服务自身超视距成为世界的主流空军思想也是一个服务,能够跟踪每个服务并且向用户提供服务的代理对象。

Jini的体系结构建立在以下环境假设的基础上[5]:

◇有一个络并且具有合理的络延迟,以不影响Jini系统的性能(要求络底层使用的通信协议是TCP和UDP[3]);

◇每个支持Jini的设备具有一定内存和处理能力;

◇每个设备都需要装备一个Java虚拟机。

任何实体都可以成为服务提供者(即服务)或服务请求者(即用户)。当一个实体作为一个服务的提供者时,对它具有如下的要求:

◇为实现发现和加入查找服务的功能,服务提供者必须拥有络功能;

◇为了能够下载一个查找服务的代理,需要一个Java虚拟机,并且虚拟机支持标准的Java和RMI;

◇为保存与注册相关的信息,需要有存储功能;

◇为了实现以上的各种计算,需要有一个处理器。

同样,一个服务请求者的实体具有如下要求:

◇为实现发现查找服务的功能,服务请求者必须支持络;

◇为了下载并且服务对象代理,需要一个Java虚拟机和存储功能;

◇需要实现计算的处理器。

因此,一个实体要接入Jini络成为服务提供者或是服务请求者,它自身需要具备一定的内存和处理能力,以及络和Java功能,称满足这些要求的实体是支持Jini的。

1.2 Jini技术的特点

Jin减少排放二氧化硫8.32万吨i的核心功能是提供一种基于络动态的、自形成的和自管理的服务联盟,具有如下特点。

① Jini是即插即用的:服务提供者加入Jini络后,通过查找服务注册后即可向使用者提供服务;服务的使用者加入Jini络后即可通过查找服务使用相应的服务,之后离开。

② 使用户可以很容易地访问络中任何位置的资源,即使是用户在络中的位置经常变化。

③ Jini以自发的方式实现实体间的互联:任何实体之间可以相互发现和加入Jini络来组成一个Jini联盟。

④ Jini消除了硬件和软件之间的差别:Jini把硬件和软件都抽象为服务,是一种真正的基于服务的体系结构。

⑤ Jini是一种分布式计算框架,使得分布式编程变得容易:Jini将Java应用环境由单独的Java虚拟机扩展到一个Java虚拟机络;Java虚拟机屏蔽了不同机器平台和操作系统的异构性,降低了分布式编程的难度。

1.3 利用Jini开发分布式嵌入式系统

近些年来随着计算机络技术的不断发展,分布式系统已经得到了越来越广泛的研究和应用,分布式计算成为实现高性能和高可靠性计算的一种新的计算模型 [5]。在嵌入式应用领域中采用分布式体系结构,一方面可以实现嵌入式环境中的分布式计算(例如一个系统本身可能是由分布在不同位置的多个嵌入式系统相互连接构成的,如电梯、汽车等);另一方面可以在可靠性要求较高的嵌入式应用中实现容错计算。

Jini可以把分布式嵌入式系统变成动态的、灵活的和易管理的系统。Jini的自形成特性提供了一种自动相互发现和加入Jini络来组成服务联盟的能力,可以使各种嵌入式设备以一种简捷的方式实现集成和互操作。Jini的动态性使得每个嵌入式设备可以灵活地加入和离开Jini服务联盟。这样,当一些嵌入式设备(如移动设备、PDA等)在需要使用服务时,可以建立暂时性的连接加入Jini联盟;服务完成时,离开。在不需要人为参与管理的情况下,整个系统仍具有良好的可伸缩性。

另外,Jini是基于Java的。Java虚拟机屏蔽了不同机器平台和操作系统的异构性,简化了嵌入式系统的编程;而且Jini将Java的应用环境由单独的Java虚拟机扩展到一个Java虚拟机络,为实现分布式计算提供了一个良好的计算平台。它提高了分布式系统编程的抽象级别,使得用户只需在高层的对象接口上进行编程,而不必处理底层的通信协议,简化了分布式系统的开发。

因此,Jini为开发分布式嵌入式系统提供了一种新的解决方案。但是,要把Jini应用到嵌入式领域中也存在一些需要解决的问题,下面将进行说明。

2 嵌入式系统接入Jini络的方法

Jini并不是专门为开发嵌入式应用而设计的。由上面的分析可知,一个支持Jini的设备必须具备一定的处理能力、内存、络功能和Java功能;而通常嵌入式系统对资源是严格限制的,完全支持Jini的嵌入式设备实际上并不多。另外,一些分布式嵌入式应用中底层的通信协议也不支持Jini。

如何使嵌入式系统能够加入到Jini络,成为在分布式嵌入式应用领域中应用Jini技术的难点。结合现有的技术,目前主要有三种解决方法:一种是提高嵌入式设备的资源,如采用32位的处理器、2MB以上的存储空间和支持络连接,这样的嵌入式系统可以完全支持Jini;另外一种方法是采用Jini代理体系结构,不要求设备自身支持Java和Jini技术;第三种方法是将Jini进行移植。

2.1 J2ME与Jini技术相结合

继Java技术在桌面系统和后端服务器领域取得巨大成功后,为了将Java的应用扩展到消费类电子设备和嵌入式设备,Sun推出了Java 2 平台Micro Edition(J2ME)。它包括两个基本的配置集:连接设备配置集(CDC ,Connected Device Configuration)和连接有限设备配置集(CLDC ,Connected Limited Device Configuration)。CDC面向的是具有更强计算能力的嵌入式设备;CLDC面向的是资源有限的消费类电子设备。对应于CDC和CLDC两个不同的配置集,可以将J2ME设备分为两类:低端信息设备和高端信息设备。J2ME设备分类如表1所列。

表1 J2ME设备分类表

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