Distributed Java 2 - Client-server programming

Sockets

分散的電腦網路節點群，每台電腦上面可能有一或多個正在執行的JVM instance （processes)，想要彼此溝通可以使用low level construct: socket。

所以一個jvm endpoint建立一個client socket，另一個則扮演server endpoint，也建立一個server socket。

Java server socket:

1. 建立instance and listen
2. 一旦有人連過來，則先取得client socket reference(利用accept())，然後可以用此reference來read write client socket的資訊：

client side socket

Serialization / Deserialization

socket溝通是low level communication，是byte stream，但是programs是以high level abstraction在設計，是以objects為個體，所以如何把objects轉成bytes 透過socket傳出去，這個動作稱為 serialization。在接收方重建這些bytes為原本的object，稱為deserialization。

object可能有fields指向其他objects，構成一個graph。所以XML是一個為了描述這樣的object relationship graph的方法。但這個很大overhead。

Java program可以使用Serializable interface，並且可以使用@transient annotation來標注是否要serialize某些fields，這對optimization有幫助。

Remote Method Invocation (RMI)

如果本地端JVM物件y要呼叫遠端JVM上的x.foo()，怎麼辦？
其實Java有一個RMI framework，搞定了一切，他背後架構如下：

本地端RMI client有一個proxy object (stub)，可以跟底層socket/network interface溝通，而遠端的JVM process要implement RMI server，同樣也有一個proxy object與底層溝通，稱為skeleton，其實就這樣。

還有x和y因為要透過網路溝通，必須要serializable。

Multi-cast Sockets

unicast : 點對點socket communication
broadcast : 一對多 in-LAN  socket communication
multicast : 一對多 over internet socket communication

multicast有以下的operations:

Publish-Subscribe 

producers publish topic messages，而consumers subscribe topics。

infrastructures可以distributed to 大數量的nodes，稱為brokers，負責流量控制。

一個implementation: Apache Kafka。