[論文レビュー] A Reflective Approach to Providing Flexibility in Application Distribution

Álvaro J. Rebón Portillo, Scott Mervyn Walker+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 29, 2010

Parallel Computing and Optimization Techniques参考文献 6被引用数 9

ひとこと要約

本論文は、通信境界に関する早期の設計意思決定を必要とせずに、非分散アプリケーションを動的かつ柔軟に分散システムに変換できる、反射型ミドルウェアフレームワークを提示する。コード変換とランタイムプロキシ置換を用いることで、実行時における透明かつ適応的な分散処理を可能にし、環境状態に応じた分散アーキテクチャの動的再構成をサポートする。

ABSTRACT

Current middleware systems suffer from drawbacks. Often one is forced to make decisions early in the design process about which classes may participate in inter-machine communication. Further, application level and middleware specific semantics cannot be separated forcing an unnatural design. The RAFDA project proposes to adress these deficiencies by creating an adaptive, reflective framework that enables the transformation of non-distributed applications into isomorphic applications whose distribution architecture is flexible. This paper describes the code transformation techniques that have been developed as part of the project. The system enables the distribution of a program according to a flexible configuration without user intervention. Proxy objects can then be substituted, permitting cross-address space communication. The distributed program can adapt to its environment by dynamically altering its distribution boundaries.

研究の動機と目的

• マシン間通信クラスに関する早期意思決定を要する現在のミドルウェアシステムの硬直性を解消すること。
• ソフトウェア設計をより自然にするために、アプリケーションレベルの意味論とミドルウェア固有の懸念事項を分離すること。
• 非分散アプリケーションを、柔軟な分散境界を持つ同型の分散アプリケーションに変換できること。
• 環境状態に応じた実行時における分散アーキテクチャの適応的変更をサポートすること。
• 実行時におけるユーザーの介入なしに、透過的かつ設定駆動型の分散処理を提供すること。

提案手法

• 実行時におけるプログラム構造の内省と変更を可能にする反射型フレームワークの採用。
• 分散の透過性を実現するためのソースコードをインストルメント化するコード変換技術の適用。
• アドレス空間を跨ぐメソッド呼び出しを仲介するプロキシオブジェクトの導入。
• 実行時に設定駆動メカニズムを用いて、分散境界を定義および変更すること。
• システムコンテキストに応じた通信トポロジーの適応的置き換えを可能にするプロキシの動的置換。
• 元のアプリケーションと変換後のアプリケーションとの同型性を保証することで、機能的意味論を維持すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 実行時におけるアプリケーションの分散境界を、どのように柔軟かつ適応可能にできるか？
• RQ2 早期のアーキテクチャ的意思決定を要せず、非分散アプリケーションを透過的に分散化するメカニズムは何か？
• RQ3 アプリケーションの意味論を、ミドルウェア固有の分散ロジックからどのように分離できるか？
• RQ4 実行時における適応性を備えた分散システムにおいて、どのようなコード変換技術が有効か？
• RQ5 プロキシベース通信をどのように用いることで、アドレス空間を跨ぐメソッド呼び出しを透過的に実現できるか？

主な発見

• フレームワークは、実行時の分散構成の柔軟性を備えた、同型の分散システムへの非分散アプリケーションの変換に成功した。
• プロキシ置換により、アプリケーションロジックを変更せずに、透過的かつアドレス空間を跨ぐ通信が可能になった。
• 環境状態に応じた分散アーキテクチャの動的適応が、本システムで実現された。
• コード変換技術により、実行時のユーザー介入なしに分散処理を構成可能となった。
• 本アプローチにより、アプリケーションの意味論とミドルウェア固有の分散関連懸念事項が分離され、よりモジュール化され、保守性の高い設計が可能になった。
• 2003年Middleware会議での実装を通じて、ミドルウェア文脈における反射的で適応可能な分散処理の実現可能性が示された。