The Jini” Specification
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`SAMSUNG 1009
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`SAMSUNG 1009
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`SAMSUNG 1009
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`SAMSUNG 1009
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`
`The Jini“ Technology Series
`Lisa Friendly, Series Editor
`Ken Arnold, Technical Editor
`For more information see: http://java.sun.com/docslhooks/jinif
`
`This series, written by those who design, implement, and document the Jini” technology,
`shows how to use, deploy, and create Jini applications. Jini technology aims to erase the
`hardware/software distinction, to foster spontaneous networking among devices, and to
`make pervasive a service-based architecture. In doing so, the Jini architecture is radically
`changing the way we think about computing. Books in The Jini Technology Series are
`aimed at serious developers looking for accurate, insightful, thorough, and practical
`material on Jini technology.
`
`The Jini Technology Series web site contains detailed information on the Series,
`including existing and upcoming titles, updates, errata, sources, sample code, and
`other Series-related resources.
`
`Ken Arnold, Bryan O’Su1]ivan, Robert W. Scheifler, Jim Waldo, Ann Wollrath, The Jim“ Specification
`ISBN 0-201-61634-3
`
`Eric Freeman, Susanne Hupfer, and Ken Arnold, JavaS_paces“‘ Principles, Patterns, and Practice
`ISBN 0-201-30955-6
`
`2
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`Ken Arnold
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`Bryan O’Su11ivan
`Robert W. Scheifler
`Jim Waldo
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`Ann Wollrath
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`A7
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`7
`ADDISON-WESLEY
`
`An imprint of Addison Wesley Longman, Inc.
`Reading, Massachuseus - Harlow, England - Menlo Park, California
`Berknley, California - Don Mills, Ontario - Sydney
`Bonn 0 Amsterdam 0 Tokyo - Mexico City
`
`'
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`3
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`This book is dedicated to the Jini team
`
`without whom this book
`
`would not have been necessary
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`4
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`Contents
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`Foreword .
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`. xvii
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`. xix
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`Preface .
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`1» A R T 1
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`Overview and Examples
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`The Jini Architecture: An Introduction .
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`1
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`Overview .
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`1.1 -
`Goals .
`1.2
`Architecture .
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`1.3
`1.4
`1.5
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`What the Jini Architecture Depends Upon .
`TheValueofaProxy.....‘ .
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`The Lookup Service .
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`1.5.1
`Attributes .
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`1.5.2
`1.5.3
`1.5.4
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`1.6
`1.7
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`Membership Management
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`Lookup Groups .
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`Lookup Service Compared to Naming/Directory
`Services
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`Conclusion .
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`. 14-
`Notes on the Example Code .
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`1.7.1
`Package Structure .
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`Writing a Client .
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`2.1
`The Messagestream Interface .
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`. 19
`2.2
`The Client
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`. . 20
`2.3
`In Conclusion .
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`5
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`Writing a Service .
`3.1
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`Good Lookup Citizenship .
`3.1.1
`The Joi nhflanager Utility .
`The Fortunest ream Service .
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`3.2
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`The Implementation Design .
`3.2.1
`Creating the Service .
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`3.2.2
`The Running Service .
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`3.2.3
`The Chatstream Service .
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`3.3.1
`“Service” versus “Server” .
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`Creating the Service .
`The Chat Server .
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`3.3.2
`3.3.3
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`3.3.4
`3.3.5
`3.3.6
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`Implementing nextInL1' ne .
`Notes on Improving ChatServer'Imp'|
`The Clients .
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`The Rest of This Book .
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`PART 2
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`The Jini Specification
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`AR The Jini Architecture Specification ................... .
`AR.1 Introduction .
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`AR.1.1 Goals of the System .
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`. 61
`AR.1_2 Environmental Assumptions . .
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`System Overview .
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`AR.2.1
`Key Concepts .
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`AR.2.1.1 Services . .
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`AR.2
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`AR.2.1.2 Lookup Service .
`A.R.2.1.3 Java Remote Method Invocation (RMI)
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`AR.2.1.4 Security .
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`AR.2.1.5 Leasing .
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`AR.2.l.6 Transactions .
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`AR.2.1.7 Events
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`Component Overview .
`AR.2.2.1 Infrastructure . .
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`AR.2.2.2 Programming Model
`AR.2.2.3 Services .
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`Service Architecture .
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`AR.2.3
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`AR.2.3.1 Discovery and Lookup Protocols
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`AR.2.3.2 Service Implementation .
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`An Example .
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`AR.3.1 Registering the Printer Service .
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`AR.3.1.1 Discovering the Lookup Service .
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`AR.3.l.2 Joining the Lookup Service .
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`AR.3.l.3 Optional Configuration .
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`AR.3.1.4 Staying Alive .
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`AR.3.2.l Locate the Lookup Service .
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`AR.3.2.2 Search for Printing Services .
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`AR.3.2.3 Configuring the Printer .
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`AR.3.2.4 Requesting That the Image Be Printed .
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`AR.3.2.5 Registering for Notification .
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`AR.3.2.6 Receiving Notification .
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`AR.4 For More Information .
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`DJ The Jini Discovery and Join Specification .
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`DJ.1 Introduction .
`DJ.1.1
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`Tenniuology .
`DJ.1.2
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`Host Requirements
`DJ’.1.2.1 Protocol Stack Requirements for[P Networks. .
`Protocol Overview .
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`DJ.1.3
`DJ.1.4
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`Discovery in Brief .
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`DI.l.4.1 Groups . .
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`DJ.1.4.2 The Multicast Request Pmtocol .
`DI.1.4.3 The Multicast Announcement Protocol
`
`DJ.1.5
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`DJ .1.4.4 The Unicast Discovery Protocol .
`Dependencies .
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`The Discovery Protocols .
`DJ.2.1
`Protocol Roles .
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`DJ 2.2
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`The Multicast Request Protocol
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`DJ.2.2.l Protocol Participants .
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`DJ .2.2.2 The Multicast Request Service .
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`DJ 2.2.3 Request Packet Format .
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`DJ 2.2.4 The Multicast Response Service .
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`Discovery Using the Multicast Request Protocol
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`DJ 2.3.1 Steps Taken by the Discovering Entity .
`DJ 2.3.2 Steps Taken by the Multicast Request Server .
`DJ.2.3.3 Handling Responses from Multiple Djinns .
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`The Multicast Announcement Protocol .
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`DJ.2.4.1 The Multicast Announcement Service .
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`DJ 2.4.2 The Protocol .
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`Unicast Discovery .
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`DJ.2.5.l The Protocol .
`DJ.2.5.2 Request Format .
`DJ 2.5.3 Response Format
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`DJ.3
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`The Join Protocol
`DJ.3.1
`Persistent State .
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`DI.3.2 The Join Protocol
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`Initial Discovery and Registration . . .
`DJ3.2.1
`DJ3.2.2 Lease Renewal and Handling of Communication
`
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`DJ 3.2.3 Making Changes and Performing Updates .
`DJ3.2.4 Joining or Leaving a Group .
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`Network Issues .
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`Limiting the Scope of Multicasts .
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`DJ.4.4 Using Mu1ticastIP as the Underlying Transport
`D].4.5 Address and Port Mappings for TCP and Multicast UDP . .
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`DJ.5
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`DI.4.1
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`Properties of the Underlying Transport
`DJ.4.1.1 Limitations on Packet Sizes .
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`Bridging Calls to the Discovery Request Service .
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`DJ.4.2
`DI.4.3
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`LookupLocator Class .
`DJ.5.1
`Jini Technology URL Syntax .
`DI.5.2 Serialized Form .
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`DU The Jini Discovery Utilities Specification .
`DU.1
`Introduction . . .
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`DU.1.1 Dependencies .
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`DU.2
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`Multicast Discovery Utility .
`DU.2.1 The LookupD1' scovery Class .
`DU.2.2 Useful Constants .
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`DU.2.3 Changing the Set of Groups to Discover
`DU.2.4 The D1'scoveryEvent Class .
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`. . .
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`DU.2.S The D1‘ s::overyL1'stener Interface .
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`DU.2.6 Security and Multicast Discovery .
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`DU.2.7 Serialized Forms .
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`Protocol Utilities .
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`DU.3.1 Marshalling Multicast Requests .
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`DU.3.2 Unmarshalling Multicast Requests . . .
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`DU.3.3 Marshalling Multicast Announcements .
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`DU.3.4 Urnmarshalling Multicast Announcements . .
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`DU.3.5 Easy Access to Constants .
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`DU.3.6 Marshalling Unicast Discovery Requests .
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`DU.3.7 Unmarshalling Unicast Discovery Requests .
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`DU.3.8 Marshalling Unicast Discovery Responses .
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`DU.3.9 Unrnarshalling Unicast Discovery Responses .
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`8
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`
`
`EN The Jini Entry Specification .
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`EN.1 Entries and Templates .
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`EN.1.1 Operations .
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`EN.1.2 Entry .
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`EN.1.3 Serializing Entry Objects .
`EN.].4 Unusab'|eEntr'yExcept1'on .
`EN.I.5 Templates and Matching .
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`.
`EN.1.6 Serialized Form .
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`EU The Jini Entry Utilities Specification .
`EU.l Entry Utilities .
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`EU.1.1 Abstrac1:Entry .
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`EU.1.2 Serialized Form .
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`LE The Jini Distributed Leasing Specification .
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`LE.l
`Introduction .
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`LE.l.1 Leasing and Distributed Systems
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`LE.l.2 Goals and Requirements .
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`LE.1.3 Dependencies .
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`Basic Leasing Interfaces . . .
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`LE.2.1 Characteristics of a Lease .
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`LE.2.2 Basic Operations .
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`LE.2.3 Leasing and Time .
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`LE.2.4 Serialized Forms .
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`Example Supporting Classes . .
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`LE.3.1 A Renewal Class .
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`LE.3.2 A Renewal Service .
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`. I49
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`. 151
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`EV The Jini Distributed Event Specification ............ .. 155
`EV.1 Introduction .
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`. 155
`EV.l.1 Distributed Events and Notifications . . .
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`EV.1.2. Goals and Requirements .
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`EV.1.3 Dependencies .
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`The Basic Interfaces .
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`EV.2.1 Entities Involved .
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`EV.2.2 Overview of the Interfaces and Classes .
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`EV.2.3 Details of the Interfaces and Classes ._.
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`EV.2.3.1 The RemoteEventL'i stener Interface .
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`EV_2.3.2 The Remo1:eEvent Class .
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`EV.2.3.3 The UnknownEventExcept1'on .
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`EV.2.3.4 An Example Eventcenerator Interface .
`EV.2.3.5 The Even1:Reg'istra1:1' on Class
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`. 156
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`. .. 157
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`. 159
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`. 163
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`. 163
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`. .. 164
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`. 166
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`. 168
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`9
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`
`
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`EV.2.4 Sequence Numbers, Leasing and Transactions .
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`EV.2.5 Serialized Forms .
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`Third-Party Objects .
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`EV.3.l Store—and-Forward Agents . . .
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`EV.3.2 Notification Filters .
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`EV.3.2.l Notification Multiplexing .
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`EV.3.2.2 Notification Demultiplexing .
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`EV.3.3 Notification Mailboxes .
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`EV.3.4 Compositionality .
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`EV.4 Integration with JavaBeans Components .
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`EV.4.l Differences with the JavaBeans Component Event Model
`EVA-.2 Converting Distributed Events to IavaBeans Events .
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`
`. 169
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`. .. 170
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`. 171
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`. 171
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`. 174
`. .. 175
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`. 176
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`. 179
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`. 180
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`. 182
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`
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`
`. .. 185
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`TX The Jini Transaction Specification .
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`. 185
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`TX.1 Introduction .
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`. .. 186
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`TX.1.1 Model and Terms .
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`. .._.
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`. 188
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`TX.1.2 Distributed Transactions and ACID Properties
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`. 189
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`TX.1.3 Requirements .
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`. 190
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`.
`'I'X.l.4 Dependencies .
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`. 191
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`The Two-Phase Commit Protocol
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`. 192
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`TX.2.1 Starting a Transaction .
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`. 193
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`TX.2.2 Starting a Nested Transaction .
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`. 195
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`TX.2.3 Joining a Transaction .
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`. 196
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`TX.2.4 Transaction States . .
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`. 197
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`TX.2.5 Completing a Transaction: The C1ient’s View .
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`. 199
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`.
`TX.2.6 Completing a Transaction: A Participant's View . .
`.
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`. 202
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`.
`.
`TX.2.7 Completing a Transaction: The Manager's View .
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`.
`'.
`.
`. 204
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`.
`TX.2.8 Crash Recovery .
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`. 205
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`TX.2.8.1 The Roll Decision .
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`. 205
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`TX.2.9 Durability .
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`. 207
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`Default Transaction Semantics .
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`. 207
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`TX.3.1 Transaction and Nestabl eTransact1'on Interfaces .
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`. 209
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`TX.3.2 Tr‘ansac1:1'onFac1:ory Class .
`. .
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`TX.3.3 Serve r'Transact'i on and Nestabl eSe We r'Transact1' on
`Classes
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`TX.3.4 CannotNestExcept1' on Class .
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`TX.3.5 Semantics .
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`TX.3.6 Serialized Forms . . .
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`
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`
`. 210
`. "212
`. 212
`. 214
`
`. 217
`LU The Jini Lookup Service Specification .............. .
`.
`. 217
`LU.1 Introduction .
`.
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`LU.1.1 The Lookup Service Model
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`. 217'
`LU.l.2 Attributes
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`. .. 218
`
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`
`10
`
`
`
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`LU.1.3 Dependencies .
`The Ser'v'iceReg1'str'ar'
`LU.2.1 Servi ceID .. .
`.' .
`.
`.
`LU.2.2 Serviceltem .
`. .
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`
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`
`LU.2.3 Se rvi ceTemp'| ate and Item Matching .
`LU.2.4 Other Supporting Types .
`.
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`.
`LU.2.5 Servi ceReg'i strar .
`.
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`.
`LU.2.6 Servi ceReg'i strati on _
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`LU.2.7 Serialized Forms .
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`. . _ .
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`
`. 219
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`. .. 221
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`. .. 221
`.
`. .. 222
`
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`
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`. .
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`. . .
`
`. 223
`.
`.
`. 224
`.
`.
`. 225
`. .
`. 229
`.
`.
`. .. 230
`
`The Jini Lookup Attribute Schema Specification .... 233
`LS.1 Introduction.
`.
`.
`.
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`. .. 233
`LS.l.1 Terminology .
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`. . .
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`. 234
`LS.l.2 Design-Issues .
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`.
`. .
`. 234
`LS.l.3 Dependencies .
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`. .. 235
`Human Access to Attributes .
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`. 237
`
`. 237
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`.
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`.
`LS.2.1 Providing a Single View of an Att:ribute‘s Value .
`. 239
`.
`.
`.
`.
`.
`.
`.
`JavaBeans Components and Design Patterns .
`.
`. 239
`.
`.
`.
`.
`.
`.
`.
`LS.3.1 Allowing Display and Modification of Attributes .
`LS.3.l.1 Using .TavaBeans Components with Entry Classes 239
`LS.3.2 Associating JavaBeans Components with Entry Classes
`.
`.
`.
`. 240
`.
`LS.3.3 Supporting Interfaces and Classes .
`.
`.
`.
`.
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`. 241
`Generic Attribute Classes .
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`_
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`. .
`.
`.
`. 243
`
`.
`.
`Indicating User Modifiability .
`LS.4.1
`.
`.
`LS.4.2 Basic Service Information .
`.
`.
`.
`.
`.
`LS.4.3 More Specific Information .
`.
`.
`.
`.
`LS.4.4 Naming a Service .
`.
`.
`.
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`.
`.
`.
`LS.4.5 Adding a Comment to a Service .
`LS.4.6 Physical Location .
`. . .
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`LS.4.'.«' Status Information .
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`LS.4.8 Serialized Forms .
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`JS The Javaspaces Specification ......................... .
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`
`JS.l
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`Introduction.
`JS.1.l
`The Javaspaces Application Model and Terms
`JS.1.1.1 Distributed Persistence .
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`JS.1.1.2 Distributed Algorithms as Flows of Objects
`JS.1.2 Benefits .
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`Javaspaces Technology and Databases .
`JS.l.3
`Javaspaces System Design and Linda Systems
`JS.1.4
`JS.1.5 Goals and Requirements .
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`JS.l.6 Dependencies .
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`11
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`
`JS.2.3
`JS.2.4
`JS.2.5
`.lS.2.6
`JS.2.7
`
`JS.2 Operations .
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`,
`JS.2.l
`Entries .
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`JS.2.2
`net.j1'n'i .space.'JavaSpace .
`JS.2.2.1
`Interna'|5paceExcept-ion .
`.
`write .
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`re-adIfEx1'sts and read .
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`takeIfEx1' 51:5 and take . .
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`snapshot
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`notify .
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`JS.2.8 Operation Ordering .
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`JS.2.9
`Serialized Form .
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`Transactions .
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`JS.3.1 Operations under Transactions .
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`JS.3.2 Transactions and ACID Properties .
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`Further Reading .
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`JS.4.1
`Linda Systems .
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`ISA-.2 The Java Platform .
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`JS.4.3 Distributed Computing .
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`DA.2
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`DA.2.4
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`DA.2.S
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`DA The Jini Device Architecture Specification .
`DA.1
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`Introduction .
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`DA.1.l Requirements from the Jini Lookup Service .
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`Basic Device Architecture Examples .
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`. .
`DA.2.1 Devices with Resident Java Virtual Machines .
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`DA.2.2 Devices Using Specialized Virtual Machines .
`.
`DA.2.3 Clustering Devices with a Shared Virtual Machine
`(Physical Option)
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`Clustering Devices with a Shared Virtual Machine
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`(Network Option)
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`Jini Software Services over the Internet Inter—Operabi1ity
`Protocol . .
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`
`PART 3
`
`Supplemental Material
`
`The Jini Technology Glossary .
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`Appendix A: A Note on Distributed Computing .... ..' . .. 307
`A.1
`Introduction .
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`A. 1 .1
`Terminology .
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`12
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`
`
`A.2
`A.3
`A.4
`
`A.5
`A.6
`A.7
`A3
`A3
`A.10
`All
`
`.
`.
`.
`. .
`The Vision of Unified Objects .
`.
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`Déjii Vu All Over Again .
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`Local and Distributed Computing .
`A.4.1
`Latency .
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`A.4.2 Memory Access .
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`Partial Failure and Concurrency .
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`The Myth of “Quality of Service” .
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`Lessons From NFS .
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`Taking the Difference Seriously .
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`A Middle Ground . .
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`References .
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`Observations for this Reprinting .
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`Appendix B: The Example Code .
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`Index .
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`Colophon .
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`. .. 385
`
`13
`
`
`
`Foreword
`
`TIIE emergence of the Internet has led computing into a new era. It is no longer
`. what your computer can do that matters. Instead, your computer can have access
`to the power of everything that is connected to the network: The Network is the
`Computer“. This network of devices and services is the computing environment
`' of the future.
`The Java” programming language brought reliable object—oriented programs
`' to the net. The power of the Java platform is its simplicity, which allows program-
`..mers to be fully fluent in the language. This simplicity allows debugged Java pro-
`grams to be written in about a quarter the time it takes to write programs in C++.
`We believe that use of the Java platform is the key to the emergence of a “best
`practices" discipline in software construction to give us the reliability we need in
`our software systems as they become more and more widely used.
`The Jinim architecture is designed to bring reliability and simplicity to the
`construction of networked devices and services. The philosophy behind Jini is lan-
`guage-based systems: a Jini system is a collection of interacting Java programs,
`and you can understand the behavior of this Jini system completely by under-
`standing the semantics of the Java programrning language and the nature of the
`network, namely that networks have limited bandwidth, inherent latency, and par-
`tial failure.
`
`Because the Jini architecture focuses on a few simple principles, we can teach
`-- Java language programmers the full power of the Jim technology in a few days. To
`do this, we introduce remote objects (they just throw a RamoteExcept1' on), leas-
`ing (commitments in a Jini system are of limited duration), distributed events (in
`the network events aren’t as predictable on a single machine), and the need for
`two-phase commit (because the network is a world of partial failures). This small
`set of additional concepts allows distributed applications to be written, and we can
`- illustrate this with the JavaSpacesTM service, which is also specified here.
`For me, the Jim -architecture represents the results of almost 20 years of yearn-
`ing for a new substrate for distributed computing. Ever since I shipped the first
`
`14
`
`
`
`FOREWORD
`
`widely used implementation of TCP/IP with the Berkeley UNIX system, I have
`wanted to raise the level of discourse on the network from the bits and bytes of
`TCP/IP to the level of objects. Objects have the enormous advantage of combining
`the data with the code, greatly improving the reliability and integrity of systems.
`For me, the Jini architecture represents the culmination of this dream.
`I would like to thank the entire Jini team for their continuing hard work and
`commitment. I would especially like to thank my longtime collaborator Mike
`Clary for helping to get the Jini project started and for directing the project; the
`Jini architects Jim Waldo, Ken Arnold, Bob Scheiffler, and Ann Wollrath for
`designing and implementing such a simple and elegant system; Mark Hodapp for
`his excellent engineering management
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