Architektury Usług Internetowych Laboratorium 3. Usługi w środowisku wielo-agentowym Wstęp Celem laboratorium jest zapoznanie się z usługami udostępnianymi przez agenty w systemie agentowym JADE. Każdy z agentów udostępniający usługę może zarejestrować się w katalogu usług. Według standardu FIPA rolę katalogu pełni agent DF (Directory Facilitator). Agent, który chce wywołać usługę musi wpierw zlokalizować agenta udostępniającego usługę a następnie za pomocą wiadomości zażądać jej wykonania. Uruchomienie Podczas laboratorium należy wykorzystać JADE 4.0.1 (http://jade.tilab.com/). Do działania wymagane są pliki jade.jar i commons-codec-1.3.jar. Przykładowe uruchomienie: java -cp jade.jar:commons-codec-1.3.jar:. jade.boot \ -gui -host localhost -local-host localhost \ baker:aui.agents.baker;miller:aui.agents.miller Parametr gui uruchamia graficzny panel zarządzania agentami pozwalający między innymi na dodawanie i usuwanie agentów. Parametr baker:aui.agents.baker uruchomi agenta o nazwie baker, którego klasa Baker znajduje się w paczce aui.agents. Przykład dołączony do instrukcji został przygotowany w NetBeans IDE. Aby uruchomić projekt należy we właściwościach projektu w zakładce run należy ustawić następujące parametry: Main Class: jade.boot Arguments: -gui -host localhost -local-host localhost Kod agenta Każdy zaimplementowany agent musi dziedziczyć po klasie jade.core.agent. Przykładowy kod agenta: public class MyAgent extends Agent { @Override protected void setup() { 2010-2012 Michał Wójcik 1
super.setup(); //register ontologies //register languages //add behaviours Metoda setup jest miejscem gdzie powinny zostać zarejestrowane języki i ontologie, z których agent może korzystać oraz dodane zachowania. Agenty w systemie JADE zorientowane są na zachowania, które są klasami języka Java. Przykład jednorazowo uruchamianego zachowania: public class MyBehaviour extends OneShotBehaviour { @Override public void action() { System.out.println(myAgent.getAID()); public MyBehaviour(Agent agent) { super(agent); W zachowaniach dostęp do agenta, który jest właścicielem danego zachowania uzyskuje się poprzez pole myagent, które jest typu jade.core.agent. Tworząc zachowania należy korzystać z konstruktora przyjmującego za parametr referencję do agenta. W przypadku gdy wymagany będzie dostęp do metod agenta innego niż jade.core.agent należy dodać odpowiednie pole do zachowania i zmodyfikować konstruktor. Usługi Wszelkie interakcje z agentem DF są zrealizowane na podstawie wymiany wiadomości. System JADE dostarcza statyczną klasę DFService pozwalająca na interakcję z agentem DF bez jawnego wykorzystywania wiadomości. Zakłada się że metody są umieszczone w klasie agenta, czyli this wskazuje na agenta, z którego są wywoływane. Rejestrowanie usługi w katalogu usług: protected void registerservice(string servicetype) { DFAgentDescription dfad = new DFAgentDescription(); 2010-2012 Michał Wójcik 2
dfad.setname(getaid()); ServiceDescription sd = new ServiceDescription(); sd.settype(servicetype); sd.setname(getlocalname() + "-" + servicetype); dfad.addservices(sd); DFService.register(this, dfad); catch (Exception ex) { Jako parametr metoda przyjmuje typ usługi, następnie tworzy obiekt opisujący agenta, dodaje do niego opis usługi i rejestruje agenta w katalogu usług. Wyrejestrowanie usługi: protected void deregisterservice() { DFService.deregister(this); catch (Exception ex) { Ponieważ agent może być tylko raz zarejestrowany w katalogu usług (z dowolną liczbą usług) podczas wyrejestrowania wystarczy podać jedynie agenta, który chce się wyrejestrować. Wyszukiwanie usługi: public DFAgentDescription[] findservices(string type) { DFAgentDescription[] result = null; DFAgentDescription dfad = new DFAgentDescription(); ServiceDescription sd = new ServiceDescription(); sd.settype(type); dfad.addservices(sd); result = DFService.search(this, dfad); catch (Exception ex) { return result; 2010-2012 Michał Wójcik 3
Analogicznie jak w przypadku rejestrowania usługi, tworzony jest obiekt opisujący agenta ale bez podania nazwy agenta. Podawany jest jedynie opis szukanej usługi. Ontologie Ontologia to formalna reprezentacja pewnej dziedziny wiedzy, na którą składa się zapis zbiorów pojęć (ang. concept) i relacji między nimi. W systemie JADE ontologie dostarczają słownictwa, którym agenty mogą się posługiwać w komunikacji między sobą. W systemie JADE zostały zdefiniowane trzy elementy ontologii: Predicate predykat mający wartość true lub false, Concept koncept opisujący jakieś pojęcie, AgentAction opis akcji agenta. Przykład konceptu, konceptu opisującego akcję agenta oraz predykatu: public class Book implements Concept { private String author; private String title;... public class Sel implements Concept, AgentAction { private Book book;... public class Costs implements Predicate { private Book book; private int price;... Przyjęte jest, że ontologie w systemie JADE definiuje się jako singletony. Przykład ontologii książki: public class BookOntology extends BeanOntology { 2010-2012 Michał Wójcik 4
public static final String NAME = "book-ontology"; private static final Ontology instance = new BookOntology(); private BookOntology() { super(name); add(book.class); add(sell.class); add(costs.class); catch (Exception e) { Wiadomości Komunikacja pomiędzy agentami realizowana jest poprzez wysyłanie wiadomości. Klasa reprezentująca wiadomość to jade.lang.acl.aclmessage. Podstawowe właściwości wiadomości: receivers lista odbiorców, ontology ontologia dostarczający słownictwo użyte w wiadomości, language język, w którym zapisana jest wiadomość, JADE dostarcza SLCodec, performative typ wiadomości: REQUEST żądanie wykonania jakiejś akcji, INFORM informowanie, np.: o wyniku wykonania akcji, REFUSE odmowa wykonania określonej akcji, NOT_UNDERSTOOD niezrozumienie wcześniej odebranej wiadomości,... W wiadomościach można przesyłać jedynie obiekty Action oraz obiekty implementujące interfejs Predicate. Opakowywanie i wysyłanie wiadomości: ACLMessage msg = new ACLMessage(ACLMessage.request); msg.addreceiver(agent); 2010-2012 Michał Wójcik 5
msg.setontology(bookontology.name); msg.setlanguage(new SLCodec.getName()); Sell sell = new Sell(); sell.setbook(new Book()); ContentManager cm = myagent.getcontentmanager(); cm.fill(msg, new Action(agent, sell)); myagent.send(msg); catch (Exception e) { ContentManager pozwala na opakowywanie wiadomości zapisanych za pomocą ontologii. Podczas tworzenia instancji klasy Action należy dostarczyć dwa parametry, AID agenta wykonującego akcję oraz Concept opisujący akcję. W tym przypadku agent wysyłający wiadomość żąda sprzedania książki przez odbiorcę wiadomości dlatego podaje jego AID. Odbieranie i wypakowywanie wiadomości: ACLMessage msg = myagent.receive(); if (msg!= null) { ContentManager cm = myagent.getcontentmanager(); ContentElement ce = mcm.extractcontent(msg); if (ce instanceof Action) { catch (Exception e) { if (((Action) ce).getaction() instanceof Sell) { ACLMessage reply = msg.createreply(); // sell book Przykład Dostarczony przykład przedstawia kilka agentów dostarczających niezbędnych usług do wytworzenia chleba. Agent chcący wyprodukować chleb musi kolejno znaleźć usługę 2010-2012 Michał Wójcik 6
farmera dostarczającego zboże, następnie wysłać je do agenta młynarza zmieniającego zboże w mąkę. Mąkę należy przesłać do piekarza, który wypiecze z niej chleb. Opis źródeł projektu: pl.gda.pg.eti.kask.aui.agents -główna paczka projektu: Baker.java agent udostępniający usługę dostarczającą chleb, Farmer.java agent udostępniający usługę dostarczającą zborze, Miller.java agent udostępniający usługę dostarczającą mąkę, Producer.java agent wywołujący usługi, ServiceAgent.java klasa abstrakcyjna dla agentów dostarczających usługi, behaviours paczka zawierająca zachowania agentów: ProducerBehaviour.java jednorazowe zachowanie agenta wywołującego usługi, ServiceProviderBehaviour.java cykliczen zachowanie agentów udostępniających usługi, ontology paczka zawierającą ontologie projektu: ProductionOntology.java klasa opisująca ontologię, types paczka zawierająca koncepty i predykaty: Bread.java koncept opisujący chleb, Corn.java koncept opisujący zboże, Flour.java koncept opisujący mąkę, MakeResult.java predykat opisujący wynik wywołanej usługi, actions paczka zawierający koncepty opisujące akcje agentów: MakeBread.java opis akcji przygotowanie chleba, MakeCorn.java opis akcji przygotowania zboża, MakeFlour.java opis akcji przygotowania mąki. Dodatkowe informacje na tematy systemu JADE można znaleźć w dokumentacji: JADE Administrators Guide JADE Programmers Guide 2010-2012 Michał Wójcik 7