Технология и описание проекта

COM

Обычно объявления на языке IDL при работе с COM не являются существенной частью спецификации проекта, так как IDL-спецификации играют вспомогательную роль в COM-технологии вследствие ее базирования на двоичном стандарте объектов. Кроме того, язык Microsoft IDL не очень развит с точки зрения объявления типов данных, из которых строится программа.

CORBA

Проект с использованием CORBA всегда начинается с написания IDL-спецификаций (особый случай - использование Java, когда в принципе возможно генерировать стандартный код CORBA непосредственно на базе классов Java, хотя вряд ли это разумно для больших проектов.). Эти IDL-спецификации прекрасно отражают суть выполняемых действий с точки зрения функционирования распределенной системы. Синтаксис OMG IDL очень похож на синтаксис С++ (включая те же самые директивы препроцессора). Таким образом, IDL-спецификации могут с успехом использоваться как часть документации проекта.

Выводы

Описания OMG IDL более достоверны и существенно более наглядны, чем описания Microsoft IDL, в роли существенной части спецификации проекта.

Виды объектов

COM

Объекты COM всегда рассматривались (и продолжают рассматриваться) как серверные объекты, которые просто реализуют тот или иной набор методов. Различные объекты, реализующие один и тот же интерфейс и созданные с помощью обращения к одной и той же фабрике классов, не отличаются друг от друга. Объектная ссылка, которую получает клиент, является указателем на интерфейс и не содержит информации о конкретном объекте. Другими словами, COM оперирует объектами, не имеющими состояния. В общем случае, если клиент, используя одну и ту же объектную ссылку, в цикле вызвал десять раз один и тот же метод, он не может быть уверен, что он обратился к одному, а не к двум, пяти или десяти различным объектам. Естественно, объекты без состояния не имеет смысла хранить дольше, чем существует сервер приложений, в котором они были созданы. Такие объекты применительно к распределенным системам называются временными (transient). COM-объект - это конкретная переменная C++, Visual Basic или Pascal, находящаяся в оперативной памяти и существующая, пока работает создавший ее сервер приложений. Он может быть создана по запросу клиента или заранее (например, с помощью MTS). При работе с COM сопоставить с объектом какое-либо состояние - задача прикладного программиста. Это можно сделать, используя определенный режим создания объектов (выбрав модель управления потоками), хранить состояние объекта на стороне клиента (если это возможно) или использовать так называемые моникеры, которые можно рассматривать как обобщение понятия ключа записи в базе данных. Каждый из этих способов имеет очень существенные ограничения.

CORBA

Понятие “объекта” в CORBA принципиально отличается от своего COM-аналога. Объект CORBA не является переменной языка программирования и в общем случае время его существования не связано со временем работы серверных или клиентских приложений. СORBA-объект не занимает никаких ресурсов компьютера - оперативной памяти, сетевых ресурсов и т.п. Эти ресурсы занимает только так называемый “сервант” (servant), который является “инкарнацией” одного или нескольких CORBA-объектов. Именно сервант является переменной языка программирования. Пока не существует сервант, сопоставленный с конкретным объектом CORBA, этот объект не может обслуживать вызовы клиентов, но, тем не менее, он существует. Результатом создания объекта (при этом совершенно не обязательно при этом создается и сопоставляется с этим объектом соответствующий сервант!) является так называемая “объектная ссылка” CORBA. Объектная ссылка сопоставлена с этим, и только с этим объектом, и это сопоставление остается корректным в течение всего срока существования CORBA-объекта (может быть, в течение нескольких лет). Объектная ссылка CORBA правильно интерпретируется ORB’ами от любого производителя программного обеспечения. После уничтожения CORBA-объекта все объектные ссылки на него навсегда теряют смысл. С помощью объектной ссылки клиент вызывает методы объекта, при этом инкарнациями этого объекта могут быть различные серванты (не более одного одновременно), которые физически могут находиться даже на различных компьютерах.

Выводы

Объект COM может рассматриваться как достаточно примитивный частный случай объекта CORBA - как по своим возможностям, так и с точки зрения его цикла жизни. COM и CORBA предлагают совершенно несопоставимые возможности по созданию и управлению объектами, что жизненно важно для создания надежных и масштабируемых приложений.

Способы взаимодействия

COM

COM поддерживает как статический, так и динамический способ взимодействия клиента и сервера. Под динамическим способом понимается подход, когда проверка, реализует ли сервер нужный метод, а также все необходимые действия по выполнению удаленного вызова выполняются на этапе работы клиентского приложения, а не этапе его компиляции. При статическом вызове эти действия выполняются именно на этапе компиляции. Разумеется, статический способ предпочтительнее во всех отношениях (когда он возможен вообще). Для его использования сервер COM должен создать и экспортировать библиотеку типов, которая затем импортируется клиентом и используется как часть клиентского процесса.

CORBA

CORBA также поддерживает статический и динамический способ организации удаленных вызовов.

Выводы

Обе технологии предлагают примерно одинаковые возможности в этом плане. CORBA имеет определенные преимущества при использовании динамических вызовов за счет более развитых средств получения информации о серверах (репозитарии интерфейсов).

Производительность

COM

COM демонстрирует очень высокую производительность. Читатель, интересующийся этим вопросом, найдет большое количество очень интересной информации в прекрасной книге R. Orfali и D. Harkey “Client/server Programming with Java and CORBA”, second edition, Wiley, 1998. Разумеется, производительность существенно зависит от того, какой способ - статический или динамический - вы используете.

CORBA

Для корректного сравнения CORBA и COM с точки зрения производительности необходимо составить целую систему тестов. Кроме того, необходимо учесть влияние использования того или иного языка программирования. На основе информации, приводимой Orfali и Harkey, а также результатов небольшого сравнительного тестирования, проведенного самим автором обзора (использовался Borland C++ Builder 4.0 и VisiBroker 3.3 для C++), можно сказать, что CORBA демонстрирует даже несколько более высокую производительность. Еще раз повторимся: производительность очень сильно зависит от количества и типов аргументов методов (не забывайте, что их нужно упаковать и передать по сети, а затем распаковать), от выбранной модели управления потоками, от используемых языков программирования (клиент и сервер при этом не обязательно должны быть написаны на одном языке), от конкретной реализации CORBA и многих других факторов.

Выводы

И COM, и CORBA демонстрируют примерно одинаковую (и очень высокую) производительность. Для CORBA говорить о конкретных цифрах можно только для конкретной реализации. В качестве примера приведем следующий факт: Inprise/Visigenic Visibroker прозрачным для разработчика образом работает по-разному в зависимости от того, находятся ли клиентский и серверный объект в одном адресном пространстве, в разных адресных пространствах, но на одном компьютере, или на разных компьютерах. Производительность при этом может отличается на порядок.

Масштабируемость

COM

Проблемы обеспечения масштабируемости не были заложены в фундамент технологии, если не считать ориентацию на использование только объектов без состояния. Существенным препятствием для создания масштабируемых приложения является очень жесткая связь между клиентом и сервером (объект, т.е. совокупность ресурсов на сервере, не может быть удален, пока клиент явно не укажет, что этот объект больше не нужен). В реальных проектах необходимо управлять состоянием объектов, и это затрудняет создание масштабируемых приложений, так как это обязанность не COM, а программиста. Сильной стороной COM является гибкая модель управления потоками. Основным инструментом, повышающим уровень масштабируемости COM-систем, является MTS.

CORBA

В отличие от COM, CORBA с самого начала рассматривалась как технология создания масштабируемых систем. Разделение собственно объектов CORBA и их сервантов, схемы соответствия между ними, характеристики объектных адаптеров, модели управления потоками и соединениями, схемы активации серверов приложений, универсальные решения по сохранению состояния объектов, автоматическое управление контекстом транзакций и безопасности - все это очень способствует решению данной проблемы.

Выводы

Масштабируемость системы во многом зависит от качества разработки проекта, продуманности принимаемых решений и квалификации менеджеров проекта и разработчиков. При сравнении технологий можно говорить о предпосылках, способствующих (или, наоборот, препятствующих) достижению нужных требований. При прочих равных условиях CORBA имеет громадные преимущества по cравнению с COM.

Устойчивость к сбоям

COM

Устойчивость к сбоям COM-систем находится на невысоком уровне, в том числе из-за уже упомянутой излишне жесткой привязки клиентов и серверов. Основным средством обеспечения устойчивости к сбоям (оно же средство управления нагрузкой серверов) является диспетчер, который позволяет перенаправлять вызовы клиента на различные сервера приложений COM. Не слишком содействует отказоустойчивости системы и необходимость выполнения “вручную” большого количества действий по управлению транзакциями.

CORBA

CORBA имеет несколько более высокий уровень устойчивости к сбоям за счет большей изоляции клиентов и серверов, автоматического сохранения состояния объектов, более мощной и продуманной схемы управления транзакциями (включая автоматический откат транзакций по тайм-ауту), а также автоматической привязки объектной ссылки и конкретного объекта CORBA.

Выводы

Проблема обеспечения устойчивости к сбоям, так же как и проблемы обеспечения масштабируемости, не рассматривались как первоочередные при разработке концепции COM. С CORBA ситуация обстоит во многом лучше, но проблемы остаются и здесь. Обе технологии не имеют (или почти не имеют) стандарных средств обеспечения устойчивости к сбоям. Такие компоненты, как VisiBroker Smart Agents, не являются стандартным средством CORBA (хотя они и способны решить многие проблемы при работе с реальными проектами.)

Управление транзакциями

COM

Монитором транзакции в COM является MTS. Сервер приложений COM должен быть написан в специальном стиле для того, чтобы иметь возможность взаимодействовать с MTS (такой сервер приложений должен быть реализован в виде DLL). MTS позволяет достаточно гибко управлять режимами выполнения транзакций в системе и поддерживает двухфазное завершение транзакций. Одним из существенных недостатков схемы управления транзакциями COM является необходимость явной передачи контекста транзакции в качестве аргумента при вызове удаленных методов. Такая схема не является ни эффективной, ни гарантирующей от ошибок (особенно при вовлечении в транзакцию большого количества объектов).

CORBA

Управление транзакциями берет на себя так называемый Сервис Управления Транзакциями CORBA (Object Transaction Service, OTS). Он является существенно более гибкой, продуманной и формализованной системой, чем MTS, и содержит все необходимое в рамках CORBA-модели. Сервер приложений CORBA и Сервис транзакций запускаются и работают независимо друг от друга. Важной особенностью CORBA является тесное взаимодействие OTS и ORB, что обеспечивает автоматическое распространение контекста транзакций в многопоточной распределенной среде. Спецификация CORBA предусматривает (необязательную) поддержку вложенных транзакций.

Выводы

На уровне спецификаций Сервис транзакций CORBA имеет определенные преимущества перед MTS. На практике для реализации этих преимуществ нужно предпринять определенные действия. Особенно это касается двухфазного подтверждения транзакций при работе с гетерогенными базами данных. Например, для реализации такой схемы при работе с Java необходимо иметь специальные JDBC-драйвера, которые, насколько мне известно, в настоящий момент не слишком доступны для широкого круга баз данных. В этом плане COM имеет серьезные преимущества за счет взаимодействия MTS со стандартной технологией доступа к базам данных OLE DB/ADO.

Обеспечение безопасности

COM

В настоящий момент система безопасности COM базируется на системе безопасности Windows NT/Windows 2000; кроме того, предусмотрена защита данных при их передаче с использованием Socket Security Layer (SSL). Отдельная проблема - обеспечение безопасности при передаче компонентов ActiveX с использованием протокола HTTP. Здесь используется система электронных подписей, лицензий и т.п. - говоря упрощенно, клиент выполняет код компонента, который пришел с “правильного” сервера.

CORBA

С CORBA дела обстоят сложнее - главным образом, в силу того, что ставилась задача создать универсальную систему безопасности, которая могла бы использовать все основные существующие в этой области технологии. Работа над Сервисом Безопасности (Security Service) продолжалась в течение 2 лет, и ее спецификация была принята в 1996 г. Она содержит около 250 страниц. Она позволяет обеспечить уровень безопасности B2 (уровень, близкий к высшему уровню защиты, который используется в государственных учреждениях). Предусмотрена идентификация пользователя, списки прав доступа к ресурсам, система аудита и многое другое. Особенно приятно, что разработчик не должен явно взаимодействовать с этим сервисом - это задача для ORB. Основная нагрузка возложена на системных администраторов. Все это прекрасно, но существует одна небольшая проблема - где взять полномасштабную, высококачественную реализацию этого сервиса? Такие реализации существуют (Gradient, Concept-5), но их использование ограниченно за пределами США. Сервис безопасности от Borland/Visigenic в этом году еще не появится (хотя работа над ним идет).

Выводы

В настоящий момент для реальных проектов для обеих технологий используются сходные решения в области обеспечения безопасности (идентификация на уровне операционной системы и кодирование информации с помощью SSL). Естественно, возможны варианты. Потенциально CORBA предоставляет существенно большие возможности - проблемы здесь организационного, а не концептуального плана.

Взаимодействие с Internet

COM

Основой взаимодействия через Internet при работе с COM являются расширения возможностей протокола HTTP, выполненные Microsoft. Броузеры Microsoft (Internet Explorer 3 и выше) позволяют выполнять код ActiveX-компонентов, полученных с Web-серверов. Кроме того, URL доступны при использовании COM - с ними могут работать моникеры.

CORBA

Спецификации CORBA не оговаривают использование Internet в качестве особого случая. Интеграция CORBA и Internet выполняется естественным образом - за счет использования протокола IIOP, построенного поверх TCP/IP. URL-имена могут быть использованы в качестве имен для Службы Именования CORBA. На практике производители программного обеспечения предоставляют расширения CORBA, упрощающие работу с Internet (VisiBroker URL Naming Service) или решающие те или иные проблемы - например, “обход” ограничений, накладываемых на апплеты Java, используемых в качестве CORBA-клиентов (например, Borland/Visigenic GateKeeper).

Выводы

CORBA (особенно при использования Java) без каких-либо проблем может быть интегрирована с Internet. Взаимодействие COM и Internet основано на использовании ActiveX и требует использования только броузеров, поддерживающих тег <Object> Microsoft. Косвенным образом проблемы совместной работы COM и Internet могут возникнуть из-за несовместимости виртуальной машины Java Microsoft с другими виртуальными машинами.

Скорость разработки систем

COM

Скорость разработки COM-систем может быть очень высокой за счет интенсивного использования компонентной модели ActiveX, а также универсальных подходов, таких, как OLE DB. Не составляет особого труда создание Internet-приложений с броузером Microsoft в качестве клиентского приложения.

CORBA

Скорость разработки CORBA-систем сильно зависит от используемой технологии. Наверное, максимально эффективным способом создания распределенных систем в настоящий момент является использование Java-технологий, основанных на CORBA - Enterprise JavaBeans и так называемых Application Server’ов, например, BEA WebLogic и Inprise Application Server. Использование этих технологий позволяет чрезвычайно быстро создавать высокоэффективные, масштабируемые, транзакционные сервера приложений. Клиентская часть таких систем может быть написана на любом языке программирования, поддерживающим CORBA.

Выводы

При прочих равных условиях CORBA позволяет создавать распределенные системы быстрее, чем COM, за счет большей функциональности middleware и, соответственно, меньшей нагрузки на прикладного разработчика.

Простота использования

COM

COM очень прост для простых небольших приложений и чрезвычайно сложен как инструмент создания комплексных систем. Он содержит большое количество “узких” мест - недостаточно гибкую стандартную схему маршалинга, отсутствие состояния объектов, низкая устойчивость к сбоям. Технология не является объектно-ориентированной в классическом смысле этого слова, что в общем случае не способствует простоте ее использования. Достоинством технологии является комплексность и универсальность подходов в рамках COM-модели.

CORBA

Сложность CORBA заключается в ее огромных возможностях. Программисту необходимо знать большое количество интерфейсов из различных сервисов CORBA, правильно использовать возможности объектных адаптеров и многое другое. Поскольку CORBA использует различные схемы отображения IDL на разные языки программирования, то программисту в общем случае надо знать их особенности для 2-3 наиболее широко используемых языков - в первую очередь, C++ и Java.

Выводы

Объективно CORBA сложнее за счет того, что она предназначена для решения существенно более сложных задач, чем COM. При разработке реальных проектов нужно иметь в виду, что распределение “интеллектуальной” нагрузки среди участников разработки для COM и CORBA несколько отличается: в случае COM требуются более квалифицированные (но более узко специализированные) программисты, а для CORBA можно задействовать программистов среднего уровня, но чрезвычайно важно иметь квалифицированных архитектора проекта и руководителей групп программистов.