Multiparadigma das Comunicações em Java para Grid Computing Fernanda R. Ramos Luiz Felipe Marco Eiterer Profº Alcides Calsavara, Ph.D.

2 de 17 Introdução Necessidade de determinados sistemas, recursos limitados Buscas de novas soluções Disponibilidade de redes de alta velocidade Interesse pelo Grid Computing

3 de 17 Grid Computing Emergente infra-estrutura de rede - Segurança - Acesso aos recursos, informações e outros serviços Controle e coordenação compartilhada dos recursos - Organizações virtuais

4 de 17 Grid Computing Muitos projetos desafiantes estão adotando este conceito - Análise distribuída experimental de dados físicos - Acesso público aos dados de engenharia sísmica - Criação de portais científicos Ambiente de programação Java é ideal para o multiparadigma das comunicações

5 de 17 Java Plataforma bytecode independente Performance em códigos seqüências (Grande) Estrutura de interface gráfica para usuário Simples Framework OO pode ter várias estruturas de comunicações e coordenação em aplicações científicas

6 de 17 Grande Pode requerer qualquer combinação de processamento high-end, comunicação, I/O, e recursos de memória para resolver um ou vários problemas de larga escala Forum Internacional Java Grande

7 de 17 Requisitos de Comunicação Performance : comunicação e coordenação em aplicações científicas em ambiente computacional heterogêneo e dinâmico Abordagens de programação de comunicação usando message-passing, RPC, RMI e estrutura de componentes

8 de 17 Message-Passing Utiliza paralelismo de herança Threads e concorrências –  computador de memória compartilhada –  computador de memória distribuída em larga escala Computação paralela –Sockets : baixo nível – RMI : cliente/servidor, não suporta modelo simétrico Gap no Java e a solução é o message-passing

9 de 17 Message-Passing Solução implícita – imagem do sistema de memória compartilhada –baixo nível hierárquico do sistema Desenvolvimento de cluster-aware de JVM –transparência e verdadeiro paralelismo em programação multithread Compatibilidade com bytecode Java –JVM não padrão com overhead

10 de 17 Message-Passing Solução explícita –Message Passing Interface  Message Passing Java –MPJ pacote para biblioteca MPI –quebra segurança e não permite applets ou implementação Java –mais lenta –Solução abordagem de projeto mais sofisticada –conversão nativa em representação linear de byte –tecnologias avançadas de compilação

11 de 17 Message-Passing Número de Processadores JVM + MPJ48,0424,7212,786,94 HPCJ + MPJ23,2713,476,653,49 C + MPI24,5212,666,133,28

12 de 17 RMI Invocação remota é um conceito de programação –RPC e RMI Identificador e seus argumentos são codificados –chamador e código chamado Vantagem –OO, suporta todos tipos do Java e é garbage collected

13 de 17 RMI Manta e JavaParty – projetos para melhorar a performance do RMI JavaParty – otimiza RMI e serialização do objeto em Java Manta – compila código nativo e usa um sistema escrito em C Ambos reportam similar latência de invocação remota

14 de 17 Adaptável Grid Computing Para realizar a emersão completa do potencial do Grid são necessários serviços adaptáveis Java facilita esse problema JavaBeans – usuários escrevem suas próprias unidades de software reusável

15 de 17 Adaptável Grid Computing Utilizando uma ferramenta de construção de aplicação visual, usa-se componentes de software Está sendo avaliado o uso das características do Java para a programação do Grid Projetos de portais usam o Grid de Comodidade do Java CoG – permite acesso para os provedores de serviços pelo Globus Toolkit Vantagem do Java é a interface gráfica para integração de componentes gráficos nas aplicações no Grid

16 de 17 Conclusão Aplicações avançadas utilizam abstrações de comunicações, ordenação de message-passing para RMI e estrutura de componentes Mistura de Java e técnicas novas baseadas no Grid facilitam programadores de Java usar as abstrações de comunicação como uma simples estrutura de Java integrada O resultado é uma abordagem de programação que mostra- se vantajosa para ambientes de Grid.

17 de 17 Referência Bibliográfica Getov, V; Laszewski, G; Philippsen, M; Foster, I. Multiparadigm Communications in Java for Grid Computing.