Comunicação orientada a mensagens

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Comunicação orientada a mensagens

(2)

Sistemas de mensagens

• suporte para ponto a ponto e grupos

• desacoplamento

– temporal

• persistência das mensagens

– espacial

• canais e congêneres

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MPI - message passing interface

• abstrações

– endereços virtuais de processos

• 0, 1, 2, …

– comunicação em grupo

• comunicadores

• aplicações fortemente acopladas

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canais ou filas de mensagens

• desacoplamento espacial

– destinatário é canal e não processo

• desacoplamento temporal

– canal de destino pode sobreviver a execução do processo origem

• exemplo representativo: espaços de tuplas

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Linda

• Carriero and Gelernter, 1986

– Yale

• idéia de um espaço de tuplas compartilhado por diversos processos

• inicialmente voltado para aplicações paralelas

espaço de tuplas

processos

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Linda - primitivas

• out(tuple)

– coloca tupla t no espaço de tuplas

• in (template)

– retorna retirando tupla que “case” com template do espaço de tuplas

– bloqueante

• rd(template)

– como in sem eliminar tupla do et

• eval(t)

– dispara novo processo para calcular tupla e fazer out(t)

• primitivas para C e FORTRAN

• comunicação dentro de uma aplicação fechada

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casamento de tuplas

• endereçamento por conteúdo (ou memória associativa)

– valores e tipos:

int x; float y;

in (3, ?x, "blablabla", ?y)

– dificuldade de implementação x utilidade?

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Linda - exemplo de programa

(9)

exemplo em Linda

real_main (int argc, char *argv[ ]) { int procs, procid, hello( ), j;

procs = atoi (argv[1]);

for (j=0; j<procs; j++)

eval ("worker", hello(j));

for (j=0; j<procs; j++) { in ("worker", ?procid);

fprintf (stdout, "fim do proc %d\n",procid);

} }

hello (int i){

return i;

}

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exemplo do wpp

N. Carriero e D. Gelernter. How to write parallel programs: a guide to the perplexed. ACM Computing Surveys, 21(3), set 1989.

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construção de outras abstrações

• rpc

out (pedido) in (?resposta)

• facilidades para passagem de argumentos

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interpretações do espaço de tuplas

• muitas vezes chamado de espaço virtual compartilhado

espaço compartilhado

processos

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interpretações do espaço de tuplas

• mas também podemos ver como um sistema de canais de comunicação

out("canal1", tx)

out("canal2", tz)

in("canal1", ?t1) out("canal2", t1)

in("canal2", ?t)

out("canal1", ty)

…

out("canal3", tz)

canal1 canal2 canal3

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espaços de tuplas em Java

• Tspaces e JavaSpaces

– space.write (entry, …) – space.read (template, …) – space.take (template, …) – read e take ainda bloqueantes – eval não existe

• entradas e templates são instâncias de classes

– um objeto encapsula a antiga tupla

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JavaSpaces

• distanciamento de programação paralela e aproximação com sistemas distribuídos

– espaços "ainda mais" persistentes

• aplicação não precisa estar em execução para tupla ser retirada

• desacoplamento maior

– utilização simultânea de diferentes espaços

• uso do registry RMI ou outros mecanismos de localização

– integração com middleware Jini

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implementações

• em geral centralizadas

• algumas implementações distribuídas

– e muita discussão

• replicação completa de espaço, rd e in locais, e out com broadcast

• out local e broadcast de in e rd

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extensões: LIME

• espaços de tuplas para sistemas móveis

– Linda for Mobile Environments

• A. Murphy, G-P. Picco, and G-C. Roman. "Lime: A Coordination Middleware Supporting Mobility of Hosts and Agents". ACM Transactions on Software

Engineering and Methodology (TOSEM), vol. 15, no. 3, pp. 279-328, July 2006

• cada dispositivo mantém seus espaços

• compartilhamentos provisórios de espaços

com mesmo nome

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Coordenação

• separação

– processamento X comunicação e sincronização

• ler...

– Gelernter, D. and Carriero, N. 1992. Coordination languages and their significance. Commun. ACM 35, 2 (Feb. 1992), 97-107.

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comunicação publish/subscribe

• inscrições ou assinaturas

• publicação de eventos ou mensagens

• notificação aos assinantes

– tipicamente assíncrona

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pub/sub

serviço de pub/sub

P P

A A

P A

A A A

……

→ papéis não precisam ser exclusivos!

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recuperação de mensagens

• modelo pull

– assinantes buscam mensagens explicitamente

• modelo push

– serviço ativamente divulga mensagens – mais usado em pub/sub!

– divulgação pode usar multicast ou comunicação em grupo

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pub/sub e espaços de tuplas

• espaço de tuplas pode ser pensado como um caso especial de pub/sub

• espaços tradicionais utilizam modelo pull

– método notify de JavaSpaces fornece psh parcial

• casamento com multithreading

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pub/sub - filtragem

• por tópico

– novamente relação com comunicação por canais

• por conteúdo

– novamente proximidade com espaços de tuplas – flexibilidade dos filtros permitidos

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implementação de pub/sub

• centralizadas e distribuídas

serviço de pub/sub

• distribuídas

– arquitetura?

– ordens de difusão de mensagens?

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entrega de mensagens

• diferentes assinantes podem receber mensagens em diferentes ordens

– pode ou não ser importante…