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第２期 刘跷风：基于ＲＰＣ的分布式计算的实现 基于ＲＰＣ的分布式计算的实现 刘晓风 （西安交通大学电子与信息工程学院，陕西西安７１００４９） 摘要：讨论Ｕｎｉｘ系境下基于ＲＰＣ的分布式计算的实现问题，包括ＸＤＲ数据交换、Ｓｅｒｖｅｒ与Ｃｌｉｅｎｔ程序设 计、多线程与多进程ＲＰｃ调用。 关键词：分布式计算；ＲＰｃ；ＸＤＲ；ＮＦＳ；１Ｊｒ１ｉｘ 中图法分类号：Ｔｌ￣９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１．３６９５（２００２）０２．Ｏｌ１１・０２ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ ＲＰＣ ＬＩＵ Ｘｉａｏ－ｆｅｎ￥ （Ｓｃｈｏｅ￣ Ｅ ｍ ＆ｑ ｒ哪ｃ∞ 脚 ｆ 戚 舳 Ｕｎｋｚ，ｒｓ岭、Ｘｉ 帆Ｓ／ｍｒ￣７Ｌ００４９、 ” Ａｌ￣ｔｒａｅｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄＪｓｃｕｓｏｅｓ ｉｍｐｌｅｍｅｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ＲＰＣ ｕｎｄｅｒ Ｕｎｉｘ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＸＤＲ ｄａｔａ ｅｘｃｈａｎｇｅ，Ｓｅｒ．，ｅｒ ａｎｄ Ｃｌｉｅｎｔ ｐｎ ｇｒａｎｌ ｉ ，ｍｕｈｉｔｈｒｅ，￣ＩＭ ａｎｄ ｍｕｈｉｐｒｏｅｅ＇ａ￣ＲＰＣ ｕｔ ；ＲＰＣ；ＸＤＲ；Ｎ ；Ｕｎｉｘ Ｋｅｙ ｗｏｒｄ￣：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ 分布式计算可以充分利用网络上其它计算机的资 源：假定应用Ａｐｐ在ＡｐｐＨｏｓｔ上运行，过大的计算量是 其应用的瓶颈．如果网络上其它计算机Ｈｏｓｔｌ， Ａ１￣ｓｔ２，一除运行它们本身的应用外还有富余的资源，就 可以为Ａｐｐ提供计算上的帮助。 ｓｔ￣ｃｔ ａｖｇ ｔｏ ｈｏｓｌ】 ｓｌｒＩ ｔ ’ｕ】ｌ ｆｒｏｍ ｈａｓｌ ｂｏｏｌＬ ｘｄｒ—ｈ％ｔｌＩ）； ｂｏ０ｌ １ ｘｄｒ￣ｓｕｌｔ ｈ册ｔｌ（、 — １ ＸＤＲ函数 ＲＰｃ提供的参数传送与计算结果返回方法是ＸＤＲ ｍａｉａ（ ｗ、ａｒｇｖ） ｃｈａｒ Ｌ； （Ｅｘｔｅｒｅａｌ Ｄａｔａ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）函数。通过将数据转换为 ＸＤＲ标准格式，在ＲＰＣ Ｃｌｉｅｎｔ与Ｓｅｒｖｅｒ之间传送数据，也 可在不同语言 操作系统、不同类型的计算机间工作。 在Ｃｌｉｅｎｔ端的ｃｌｎｔ ｃａｌｌ中指定传递参数与返回结果的 ＸＤＲ函数．在Ｓｅｒｖｅｒ端可调用函数取回参数并送出结果： 如果参数与结果不是单一数据，需要定义为结构。ＸＤＲ 库提供的基函数可传送字符、整型、浮点、枚举、ｓｔｒｉｎｇ和 ａｒｒａｙ等类型的数据。在自定义的ＸＤＲ函数中通过调用 基函数传送结构的元素实现结构的传送。 ２ ＲＰＣ Ｓｅｒｖｅｒ 在Ｈｏｓｔ１．Ｈｏｓｔ２，…上为Ａｐｐ提供的计算功能可以通 过后台运行的ＲＰＣ Ｓｅ￣ｅｒ来实现。下面是采用标准接口 的ＲＰＣ Ｓｅｒｖｅｒ的一个框架，假定在Ｈ０ １上运行，只要加 ｃｈ Ｉ￣ｔｔｖｐｅ［ ＝ ｎｅｔｐａｔｈ ： －ｒ￣ｔｅ（ｈ册＿ｌｐｒｏｇ ＨＯＳＴ］ＰＲＯＧ，ＨＯＳＴＩ ＰＲＯＧｉｆ（ｓ＊ｅ（一—一—ＶＥＲＳ ｒ耻ｔ ｂ＇ｐｅ ＝＝Ｏ）ｌ ｆｐｔｉｎｔｆ（ｓｔｄｅ ． ％……ｅｘｉｔ（１１； ｔ￡ ａ 、 ．ａ￣ｖ：０】１｝ …ｎ１］｝／ 阻塞在此．等待Ｃｌｉｅｎｔ的请求，服务后莲回此处＊， ｓｔ ｌｃ ｖｏｉｄ ｈｏｓｔ１一ｐｔｏｇ（ｒｅｑｕｅｓｔｐ．１ｒａｎｓｐ Ｊ —￣ｔｒｕｃｌ ｓｖｃｒｅｑ ｑｕ％屯 ＳＶＣＸＰＲＴ ｔｍｎｓｐ： ｓｗｉｔｃｈ（ｒｅｑｕｅｓｔｐ一＞ｒｑＰ Ｄｃ１—… ＵＵ＿ＰＲＯＣ： ｓｖｃ￣ｎｄｍｐｌｙ（ｔｒａｎｓｐ．ｘｄｒ Ｗ Ｌｄ．ＮＵＬＬ ｔ… 明 ＨＯＳＴ ｂｒｅａｋ｛ ｄｅ ｕｌｔ： …一ＦＵＮＣ｝ ｎ。 ０ｃ‘ｈａ¨ ｐ Ｊ； 入计算代码就可以生成Ｓｅｒｖｅｒ端的实用程序： ＃ｉｎｃｌｕｄｅ（ｓｌｄｉ０ ｈ ｉｎｃ］ｕｄｅ（ｒｐｃ／ｑｘ￣ｈ ｉｎｃ］ｕｄｅ（ｘｐｅ／ｔｙｐｅｓ ｈ＞ ｔ… ｉｌ＂（！ ／ 骨吐 学（ 唧．ｘｄｒ ａｅｇ一 ｔ Ｌ．＆甜ｇ一 ¨， 取回参数 ｆｐｒｉｎｔｆｌ ｇ）０ ４ Ｌ、 ５ … ・ ｃａｎ Ｉ ｄｅｃｏｄｅ ａｒｇｕ，￣ｎｔ＋、 ）； 。 ｅ‘ ａｎ叩１ ＃ｄｅｆｉｎｅ １４ＯＳＴＩｄｅｆｉａｅ ＨＯＳＴＩｄｅｆｉｎｅ ＨＯＳＴＩ——ＰＲ￣３Ｇ ｔｌｌ１ —ＰＲＯＧ ＶＥＲＳ“ｕ Ｌｏｎｇ）” ＰＵＮＣＩＩ ｕｌｏｎｇ）】） —ｅｘｉｔ（¨ｉ １ ｉ＊进行ＨＯＳＴＩ ＦＴ＇ＮＣ所要求的计算 ／ ｓ＂一ｆｒ ａ ｇｓ｛ ｐ．ｘｄｒ—— —ｈｏ￣ｌ１．＆ ｇ ｈｏｗ１） 收稿日期：２００］．０４．２６ ／＊释鼓执行ｓ ｇｅ 且ｒｇ５（）时所分配的内存＊／ 维普资讯 http://www.cqvip.com
ｌ】２ ｉｆｌ！ ｓ１ Ｐ…计算机应用研究 ２００２正 ｓｅｎｄＴｅｐ］＇ｒ（Ｕ＇ａｎｓｐ．ｘｄｒ ｔ￣ｓｕｌｔ ｈ∞“，＆ｍｓｕｈ ｈ∞ｔ ｖ… ＩＴｌｔｒａｎｓｐ Ｊ： 将结果发连 Ｃｌｉｅｎｌ方 ｈ＿圳ｌ ｘ 一， ４多线程调用 要实现并发的分布式计算，调用程序可采用多线程 或多进程．每个线程或进程使用不同的 ｌｉｅｎｔ ｈａｎ ｄｌｅ调 ａｒｃ ｂａｓｔｌ（ ｄ ｐ． ｐ： Ⅷ； ＸＤＲ ｘ＆ｓｐ ｓｔｒｕｅｔ ｇ ｔｏ ｈＩ ｔｌ 诵用基函数传送参数的各个元素 ／｛ 【 ｔ ｘｄｒ Ｔｅｓｕｈ】１０ １ ｆ ｘ＆ｓｐ．ｒｅｓｕｌｔｐ） ＸＤＲ ｘｄ… 用不同计算机上的服务程序 例如用如下的程序： ｇｔｒｌｌ（ｔ ｒ￣ｕｌｔ ＩＴｕｔｎ Ｉ】 ｌ ｍｓ￣ｔｐ； ｐｔｈｍａｄ—ｔ ｒｉｄ［ＴＨＲＮＵＭ：： 调用基函数传进结果的各个元素＊， ｍｔ￣ｔａｔｕｓ； 字符串ｎｅｔｔｙｐｅ指定了所用的传输协议粪型．“ｎｅｔ— …ｎｔ ｐｔｋｒｅａｄ ｃｒｅａｔｅ（＆ｔｌｄ ０ Ｊ．ＮＵＬＬ，ｔｋＴ ｐ『 ０．＆ａｔ 。； ｐａｔｈ 是缺省设置，此时协议由ＮＥＴＰＡＩ＇Ｈ环境变量决定 ｐｔｈｒｅａｄ—ｃ ｒｅａｔｅ（＆ｒｉｄ ｌ Ｊ．ＮＵＬ［．．ｔｈＴ ｐＪ １＆ 、； ｃｒｅａｔｅ返回生成Ｓｅ／ｎ￣ｅｒ ｈａｎｄｌｅ所用的传输协议号． ／ 执行奉机七的计算＊ ｈｏｓｔ］ｐｒｏｇ是ｓ ｒｕｎ所调用的服务函数：参数的传送 ｆｏｒ（…０ ｎ＜ＴＨＲＮＵＭ；…『 一—与计算结果的返回可 有两种方法：第一种方法是采用 ｐ／ｈｒｅａｄ—Ｊｏｉｎ（ｔｈｌ Ｌｎ］．＆ｓｔａｔｕｓ’ｉ， 等待所有线程结束＊， ，＊现在可 使用其它计算机的计算结果＊－ ＸＤＲ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｄａｍ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）函数：函数ｘｄｒ ａｔｇ 其中ｔｈＴ—ｐｒｏｃ ｎ（）是各线程的人Ｅｌ函数．在这些函数内 ｈｏｓｔｌ与ｘｄｒｒｅｓｕｌｔ——ｈｏｓｔ１分别是向Ｓｅｒｖｅｒ端传送参数和 巅人ＲＰＣ Ｃｌｉｅｎｔ的程序 向Ｃｌｉｅｎｔ端返回计算结果的ＸＤＲ函数：通过函数ｓｖｃ 创建多个子进程来实现ＲＰｃ调用更加简单．例如Ｆ ｇｅ／ａｒｇｓ（）获取参数，ｓｖｃ—ｓｅｎｄｒｅｐｌ？＇（）送回运算结果：如果 面的程序： 计算中需要大量的原始数据或者计算结果中含有大量 ｉｎｔ ｐｉｄ，￣ｔａｌＥＳ； 的数据，也可 采用ＮＦＳ，直接访问ＡｐｐＨｏｓｔ的目录读写 ， 将每十子进程的ＲＰＣ所需的有关参数赋纷对应的全局变量＊， 数据，这时不需要参数与返回结果，也就不用ＸＤＲ函数 ｉｆ ｒｆｏｒｋ（、＝＝０ 】～１¨； ｉｆＩｆｏＴｋ（）＝＝０１ ｐＴＯＣ ２（】： 了。在上面的程序中删除与ｓＶｃ—ｇｅｔａｒｇｓ（）有关的程序， 用ｓ＂ｅｓｎｄｒｅｐｌｙ（ｔｒａｎｓｐ，ｘｄｒ／ 执行本机上的计算任暑＊／ —ｖｏｉｄ．．ｃａｄ＆ｔ）ＮＵＬＬ）替换 ｆｏｒ］；；１｝／＊等待所有的子进程结束 程序中的函数ｓｖｃ ｓｅｎｄｒｅｐｌｖ（） ｐｉｄ＝ｗａｉｔ（＆ｓｔａｔｕｓ）： ＇｛（ｍｄ＝；Ｌ＆＆…ｏ＝＝ＥＣＨＩＬＤ｝ ３ ＲＰＣ Ｃｌｉｅｎｔ ｂｒｅａｋ； ／ 现在可 使用所有的计算结 ＊． 应用程序Ａｐｐ通过ＲＰｃ Ｃｌｉｅｎｔ调用其它计算机上的 ｐｉｎｅ—ｎ（）是子进程的人Ｅ１．可将ＲＰＣ调用程序嵌入 程序：下面是Ｃｌｉｅｎｔ程序的一个实例： 其中：在父进程中可定义供每个子进程引用的数据，在 ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｓｔｄｉｏ ｈ 创建子进程前填人数值。子进程被创建后继承父进程 ＃【 】ｕｄｅ＜ｒｐｃ，．＇ｒｐｃ ｈ 的环境 可 直接引用：在主进程中可 反复创建子进 ＃ｉ￣Ｉｕｄｅ＜㈣ｌｙｐｅｓ ｈ＞ ＃ｄｅｆｉ￣ＨＯＳＴＩ ＰＲＯＧ ｆ（ｕ［ｏｎｇ）０ｘｄ４３０００００１） 程执行ＲＰＣ调用： ＃ｄｅｆｉｎｅ ＨＯＳＴＩ ｐＲＯＧ ＶＥＲＳ（ｔｕ］ｏｎｇ１１） 在多线程应用程序中采用线程比进程节省资源 这 ｄｅ６ ＨＯＳＴｌ ＦＵＮＣ（（ｕ】∞ ）１） 主要体现在较底层的直用上 如大量线程同时作凰或并 ｄｅｆｉ￣霄Ａｒｒ ＴＩＭＥ ｌ３０）／＊根据调用所需的时间设置＊／ ＩｘＭ ｔ ｘｄｒ ａ ｈｏｓｔ１（ｔ： 行计算：在ＲＰＣ应用方面没有感受到明显差别，采用子 】瑚ｌ Ｉ ｘｄｒ ｒ￣ｕｌｔ ｈｏ １（１： 进程程序更简单 运行结果可以通过ＸＤＲ函数返回后填 ｓｔｅｅｌ ｔ… Ｉ ｔｉｍｅ ｏｕｔ； 人共享内存，也可直接写磁盘（ＮＦＳ） 都很容易实现。 ＣＬＩＥｌ、Ｔ ｃｌｉｅｎｔ： …ｔｉｎｔ ａＩ ｍ： ５结束语 ｈ ｎｅｔｔｙｐｅ【 ＝ ｎ￣ｔｈ＂； ｈ ｈｏｓｔＩ【Ｊ＝ Ｈｏｓｌ ； 分布式计算可 带来多方面的好处，『列如许多与图 ｃｌｉｅｎｔ＝ｃｌｎｔ ｃｒ￣ｔｅ（ｈ咂ｔ『＿ＨＯＳＴＩ—ＰＲＯＧ ＨＯＳＴＩ—ＰＲＯＧ ＶＥＲＳ．Ｊ ｔ ｔｙｐｅｔ． 形有关同时又有人机交互的应用 绘图可在很短时间完 ｉｆ（ｃｌＪｅｎｌ＝：（ＣＬＩＥＮＴ ）ＮＵＬＬ） 成但计算需要大量时间．可由 台计算机完成绘图的工 ｃ］ｎｔ ｒＴ０ｒ（ Ｃｏｕｌｄｎ ｔ ｃｍ ｅ ｃｌｉｅｎｔ ） ｅｘｉｌ（１１： 作 其它计算机进行计算 使应用的运行速度达到口』以 接受的标准；在实验室建设方面，可以用一组低档工作 ｔｌｍｅ ｏｕｔ¨…ＷＡｔＴ ＴＩＭＥ： 站提供一台高档多ＣＰＵ工作站的功能 同时还可运行本 ｔＪ…ｔｔｖ… ０； ｓｌａｔ＝ｅ］ｎｔ（ 【ｆｃｌｉｅｎｔ．ＨＯＳＴＩ ＦＥＮＣ． 身的应用： ｘｄｒ ａｒｇ—ｈｏｓｔｌ—ｃ￣ｄｄｒ—ｔ）＆嘤ｈｏｓｔｔ， 一Ｔｅｓｕｈ ｈ呻ｔ１．（ｃａｄｄｒ ｔ）＆￣ｕｌｔ ｈａｍｌ 参考文献： ｔｌｒ｜ ｏｕｔ１： ｉｆＩ ｓｌａｔ Ｉ：ＲＰＣ ＳＵＣＣＥＳＳ）； ｌ ＯＮＣ＋Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ ｓ Ｇｕｉｄｅ，Ｓａｌａｄｓ ２．６［Ｍ：Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏ ｔ ｃ］ｎｌ ｐｅｍｖ｛ｃｌｉｅｎｔ ”Ｃａｌ】ｆａｉ］ｅｄ ｔ： １９９７ ｅｘｉｔ ｒ】）； 【２ ￣ｄｕｌｔｉｔｈｒｅａｄｅｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｇｕｉｄｅ Ｎ￣ｌａｒｉ ｓ ２ ６：Ｍ Ｓｕｎ Ｍｉ ｃｒｏｓｙｓｌｅｍｓ，Ｉ９９７ 作者简介： Ｊｍ】 ｈｏｓｔｌ１） ： 刘晓风（１９５３一），男，籍贯胰西 副教授 研究方向为软件与应用 ｈ）一 ｓｕＩｔ ｈ雌ｔｌ 系统开发
