連載
» 2007年08月21日 00時00分 公開

身近な例から学ぶ“サービス”Robotics Studio活用術 はじめて作るサービス(2)(2/2 ページ)

[大川 善邦 工学博士 日本大学工学部非常勤講師/大阪大学名誉教授,@IT MONOist]
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サービスの7つ道具

 前述の注意事項を十分に認識したうえで、MSRSのサービスの構造を探っていきましょう。

 MSRSのサービスは、次の7つのコンポーネントから成り立っています。

  1. サービスの名前
  2. コントラクト
  3. 状態
  4. ポート
  5. ハンドラ
  6. 通知
  7. パートナー

 以降で、これら7つのコンポーネントについて説明します。

サービスの名前

 サービスには、サービスの名前(Service Identifier)が必要です。

 MSRSのサービスは、インターネット上に配置することを前提にしているので、インターネット上でユニークな(ほかのサービスと異なる)名前を付ける必要があります。Webサービスの名前付けに関しては、W3Cがすでに規約を作っているので、MSRSはそれに準拠します。

 前回「サービス開発の基礎と流れ」において、VC#のテンプレートを使って、必要最小限のサービス(MyProj)を作りました。このときのサービスの名前は、

http://schemas.tempuri.org/2007/06/myproj.html

です。これはVC#が付けた名前です。

 最後尾のmyproj.htmlは、筆者がプロジェクト作成時に記述したプロジェクト名ですが、筆者以外の誰かがこの名前を採用することも考えられます。そこで、このサービスをインターネット上に公開する際には、schemas.tempuri.orgを自分のサーバのIPアドレス(ドメインの名前)に変更します。これでサービス名がユニークなものになります。

※注:
今回の連載では、インターネットへ接続していない状態でサービスを動かすので、サービスの名前はテンプレートが作ったものをそのままの状態で使用します。ここでは、サービス名の変更は行いません。


コントラクト

 次に重要なのは、コントラクト(Contract)です。ここでは、“サービスのコントラクトとは何か”について解説します。

 例えば、家族でファミリーレストランへ行ったとします。メニューを開いて「何を食べようかな〜」と考えます。子供はハンバーグ、お母さんはスパゲッティ、お父さんはトンカツ……。

ファミリーレストランへ行くと 図4 ファミリーレストランへ行くと

 “サービスをファミリーレストラン”に例えると、“コントラクトは、メニュー”に当たります。メニューを見れば、そのレストランが提供する料理について知ることができます。

 コントラクトは、サービスが提供するメソッド(オペレーション、アクションなどの場合もある)のアクセス方法を抜粋したファイルなのです。

 前回の画面11を見てください。これは、MyProjのコントラクトです。これを見ると、MyProjのメソッドとして、Lookup、Drop、Getがあります。もし、筆者がこのMyProjをインターネット上に公開して、ほかのユーザーが筆者のサービスを使うのであれば、まず、MyProjのコントラクトを調べて、それに記述されているメッセージを使って、サービスMyProjにアクセスします。

 つまり、コントラクトをガイドにして、インターネット上に公開されているサービスを利用できるのです。

 MSRSのサービスは、インターネット上で使用することを前提にしているので、サービスのコントラクトは、インターネット上を流れます。つまり、コントラクトに対して“ユニークな名前”を付ける必要があります。これをコントラクトのID(Contract Identifier)といいます。ちなみに、VC#のテンプレートに記載されているコントラクトのIDは、サービスの名前と同様にシステムが作ったものです。

 続いて、コントラクトの別の機能を紹介します。

 前回のシリーズ「解説! ロボット開発環境Robotics Studio」では、LEGOのロボットNXTを動かす際に、マイクロソフトが作成したサービスRoboticsCommon.dllを使用しました。

 このサービスは、ロボットに関する通信を制御するサービスです。

 例えば、個人のサービス「MyRobotCommon(ここでは、MyRobotCommonと名付けた)」を作る場合、RoboticsCommonのコントラクトを利用して、マイクロソフトの「RoboticsCommon.dll」から筆者個人のサービス「MyRobotCommon.dll」を作成します。

※注:
既存のサービスから、新規のサービスを構成する過程は、上級テクニックであるため、本連載ではこれに関する解説は行いません。


 なぜ、このようなサービスの切り売りが可能になるのでしょうか?

 なぜなら、プログラム上に記述する関数やプロパティに属性(attribute)を付けることによって、コンパイラに対して、ビルド時の指示を与えることができるからです。属性の与え方については、次回以降の連載において、具体的に解説します。

状態

 次に、サービスの状態(state)について解説します。

 大学などで制御理論を勉強した人は、「状態空間(state space)」という言葉を知っていると思います。“サービスの「状態」は、状態空間の「状態」と同じ意味を持っています”。

 例えば、ロボットの直流モーターの回転角度、回転角速度などは、状態の要素になります。ロボットは多くの状態を持つので、これらを「状態」のプロパティとして定義します。

ロボットの状態 図5 ロボットの状態

 仮に、ロボットの状態を「state」と名付けたとすると、このロボットのモーターの回転速度を2.3 rad/secとする際は、

state.rotVelocity = 2.3;

などと記述します。これは「状態」が持つ回転速度プロパティ(すなわち、rotVelocity)に対して、2.3という数値を設定したという意味です。

 モーターの回転角度の目標値からの偏差は、

error = destAngle - state.rotAngle

と計算します。

※注:
ここで示したプログラムの断片は、形式的なサンプルであり、このように名付ける必要がある! というものではありません。モーターの回転角加速度は、状態の要素ではありません。角加速度はトルクです。間違えないように注意してください。


 以上のように、ロボットの状態を“state”によって一元管理するので、プログラムの記述が簡潔になります。

ポート

 SOAは、メッセージを交換することによって仕事を遂行します。

 ポート(port)とは、“サービスがメッセージを受け取る場所、すなわち、サービスの郵便受け”です。

 例えば、筆者のポートAにメッセージが来ると、朝食を食べるためにイスに座る、ポートBにメッセージが来ると大学へ行って講義をする……など。ポートにメッセージを投げ込むと、そのポートに定められている仕事が実行されます。通常、ポートは仕事ごとに分けて設けます。

サービスのポート 図6 サービスのポート

 ポートは仕事に応じて作るので、サービスの規模が大きくなると、ポートの数は増加します。これら複数のポートをまとめたものをポートセット(port set)といいます。

ハンドラ

 ポートにメッセージが投函(とうかん)されると、そのポートに定められた仕事を遂行します。その仕事を記述するプログラムがハンドラ(handler)です。メッセージの到着を合図に、ハンドラのプログラムがスタートします。

 食堂で天丼を注文した場合、ウェイターが注文シートに天丼と書いて、コックが天丼を作ります。この例でいうと、“注文シートはメッセージ”、“コックはハンドラ”ということになります。

食堂にて 図7 食堂にて

通知

 通知(notification)は、「組み込み」でいう「割り込み」に当る機能です。しかし、通知は、ソフトウェアレベルの機能なので、ハードウェアの割り込み信号などと比べると、応答速度は遅くなります。

 例えば、ロボットが障害物に衝突した場合、バンパーの状態がOFFからONへ変化します。その際、サービスから「通知」の信号が発行されます。この通知は、“ロボットの状態が変化したことをほかのサービスに通知する信号”をいいます。

バンパーの変化 図8 バンパーの変化

 サービスから通知を受けるためには、あらかじめ、サブスクライブ(subscribe)と呼ばれる手続が必要となります。

パートナー

 サービスは多くの場合、ほかのサービスを使用します。一般的にサービスは、インターネット上に存在するので、あらかじめ、プログラム内に使用するサービスのIDを書き込みます。これをパートナー(partner)といいます。パートナーとは、自分以外のサービスを指名する属性です。



 今回は、日常的な例を用いて、サービスを構成するコンポーネントとその働きについて説明しました。いよいよ次回から、プログラム作りのスタートです!(次回に続く)


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