[論文レビュー] RAFDA: A Policy-Aware Middleware Supporting the Flexible Separation of Application Logic from Distribution

Scott Mervyn Walker, Alan Dearle+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 18, 2010

Parallel Computing and Optimization Techniques参考文献 11被引用数 4

ひとこと要約

RAFDAは、アプリケーション論理を配布関連から分離することで、動的かつ細粒度に任意のJavaオブジェクトをリモートアクセス可能にするポリシー対応ミドルウェアを提示する。動的コード生成を用いて、実行時における引数渡しのセマンティクスおよび伝送ポリシーの制御を可能にし、アプリケーションコードの変更なしに柔軟で後段のバインディングによる配布意思決定を実現する。

ABSTRACT

Middleware technologies often limit the way in which object classes may be used in distributed applications due to the fixed distribution policies that they impose. These policies permeate applications developed using existing middleware systems and force an unnatural encoding of application level semantics. For example, the application programmer has no direct control over inter-address-space parameter passing semantics. Semantics are fixed by the distribution topology of the application, which is dictated early in the design cycle. This creates applications that are brittle with respect to changes in distribution. This paper explores technology that provides control over the extent to which inter-address-space communication is exposed to programmers, in order to aid the creation, maintenance and evolution of distributed applications. The described system permits arbitrary objects in an application to be dynamically exposed for remote access, allowing applications to be written without concern for distribution. Programmers can conceal or expose the distributed nature of applications as required, permitting object placement and distribution boundaries to be decided late in the design cycle and even dynamically. Inter-address-space parameter passing semantics may also be decided independently of object implementation and at varying times in the design cycle, again possibly as late as run-time. Furthermore, transmission policy may be defined on a per-class, per-method or per-parameter basis, maximizing plasticity. This flexibility is of utility in the development of new distributed applications, and the creation of management and monitoring infrastructures for existing applications.

研究の動機と目的

• 配布意思決定を実行時まで延期できるようにすることで、既存ミドルウェアの脆さを解消する。
• 必須のリモートクラス継承またはインターフェース実装によって引き起こされる不自然なアプリケーション意味論のエンコードを解消する。
• 引数渡しのセマンティクスを配布トポロジから分離し、メソッドごとまたはパラメータごとの伝送ポリシーをサポートする。
• ソースコードへのアクセスや変更なしに、既存アプリケーションの監視と管理を可能にする。
• 実行中に配布境界および伝送戦略の動的再構成を可能にする。

提案手法

• 任意のPOJO（Plain Old Java Object）をサブクラス化やインターフェース実装なしに、実行時に動的生成およびコンパイルしたプロキシおよびスタブコードを用いてリモートアクセス可能にすること。
• 実行時におけるリフレクションベースのマッピングを用いて、リモートWebサービス呼び出しと、公開されたオブジェクト上のローカルメソッド呼び出しを結びつける。
• クラスごと、メソッドごと、またはパラメータごとに、参照渡しまたは値渡しのセマンティクスを制御できる伝送ポリシーフレームワークを導入する。
• オリジナルのクラスを変更せずに、オブジェクトのフィールド値をローカルにキャッシュするスマートプロキシを実装する。
• 静的コード生成を回避するため、動的コード生成およびコンパイルを活用することで実行時の柔軟性を確保する。
• アプリケーション論理と配布ポリシーの責任を分離し、ライブラリとアプリケーションの独立した進化を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アプリケーション論理を、設計サイクルの後段または実行時に配布意思決定が可能な方法で、完全に配布関連から分離できるか。
• RQ2 引数渡しのセマンティクスを、オブジェクトの配布や実装とは独立して制御できる範囲はどの程度か。
• RQ3 ソースコードの変更なしに、既存アプリケーションをリモート監視および管理可能にインストルメンテーションできるか。
• RQ4 動的かつ拡張可能な方法で、アドレス空間をまたいでオブジェクトを柔軟でポリシー駆動で伝送するためのメカニズムは何か。
• RQ5 配布ポリシーとアプリケーション論理の分離が、分散システムにおけるソフトウェアの保守性および再利用性を向上させられるか。

主な発見

• RAFDAは、特別な基底クラスを継承させたり、特別なインターフェースを実装させたりすることなく、任意のJavaオブジェクトのリモート公開を可能にする。
• 配布境界および伝送ポリシーを実行時に変更可能であり、動的再構成可能な分散アプリケーションを実現する。
• パラメータごとに参照渡しと値渡しのセマンティクスを制御でき、通信動作に対する細粒度の制御を提供する。
• スマートプロキシは、フィールド値をローカルにキャッシュすることでネットワーク呼び出しを削減し、オリジナルのクラスを変更せずにパフォーマンスを向上させる。
• 監視および管理インfraストラクチャを、ソースコードへのアクセスや変更なしに既存アプリケーションに構築可能である。
• 本アプローチにより、1つのアプリケーションがコード変更なしに、中央集権的および完全分散型のデプロイメントモードの両方で実行可能であることが、P2Pルーティングネットワークの実装で実証された。