laboratorium 3

AUI
Laboratorium 3.
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
Przykładowy kod agenta:
agent
musi
public class MyAgent extends Agent {
@Override
protected void setup() {
© 2010 - 2012 Michał Wójcik
1
dziedziczyć
po
klasie
jade.core.Agent.
AUI
Laboratorium 3.
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
AUI
Laboratorium 3.
dfad.setName(getAID());
ServiceDescription sd = new ServiceDescription();
sd.setType(serviceType);
sd.setName(getLocalName() + "-" + serviceType);
dfad.addServices(sd);
try {
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() {
try {
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);
try {
result = DFService.search(this, dfad);
} catch (Exception ex) {
}
return result;
© 2010 - 2012 Michał Wójcik
3
AUI
Laboratorium 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
AUI
Laboratorium 3.
public static final String NAME = "book-ontology";
private static final Ontology instance = new BookOntology();
private BookOntology() {
super(NAME);
try {
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
AUI
Laboratorium 3.
msg.setOntology(BookOntology.NAME);
msg.setLanguage(new SLCodec.getName());
Sell sell = new Sell();
sell.setBook(new Book());
try {
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) {
try {
ContentManager cm = myAgent.getContentManager();
ContentElement ce = mcm.extractContent(msg);
if (ce instanceof Action) {
if (((Action) ce).getAction() instanceof Sell) {
ACLMessage reply = msg.createReply();
// sell book
}
}
} catch (Exception e) {
}
}
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
AUI
Laboratorium 3.
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
udostępniających usługi,
–
cykliczen
zachowanie
agentów
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