IE Verteilte Anwendungen auf der Basis von J2EE v02 · 2019-02-05 · - Beispiele: J2EE, .NET,...

Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik undSoftwaretechnikProf. Dr. Stefan Eicker

Stefan Malich

Wintersemester 2006/2007

Version 1.6

Integration Engineering - Verteilte Anwendungen auf der Basis von J2EE

Agenda

Einführung und Motivation

Verteilte Objekte und Komponenten

Verteilte Softwarearchitekturen

J2EE-Plattform

J2EE-basierte Softwarearchitektur

Aspekte der Verteilung von J2EE-Anwendungen

Agenda

J2EE-Plattform

Literaturempfehlungen (1/2)

• Armstrong, Eric et al. - The J2EE Tutorial v1.4- Sehr gute und umfassende Anleitung zur Entwicklung von

Anwendungen auf der Basis von J2EE- http://java.sun.com/j2ee/1.4/docs/tutorial/doc/index.html

• Sun Microsystems - Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE) Specification, Version 1.4- Die führende Spezifikation zur J2EE-Plattform- http://java.sun.com/j2ee/j2ee-1_4-fr-spec.pdf

• Sun Microsystems; Enterprise JavaBeans Specification, Version 2.1- http://java.sun.com/products/ejb/docs.html

• Sun Microsystems; Java Servlet Specification, Version 2.4- http://java.sun.com/products/servlet/download.html

Literaturempfehlungen (2/2)

• Sun Microsystems; JavaServer Pages Specification, Version 2.0- http://java.sun.com/products/jsp/reference/api/index.html

• Singh, I.; Stearns, B.; Johnson, M. et al.; Designing EnterpriseApplications with the J2EE Platform, Second Edition; Addison Wesley; Boston, San Francisco, New York; 2002- http://java.sun.com/blueprints/guidelines/designing_enterprise_a

pplications_2e/index.html• Aufgrund des Umfangs wird ein gezieltes Studium einzelner

Kapitel empfohlen!

Begriffsdefinitionen

• Plattform (engl. platform)- "6. Computer Science The basic technology of a computer

system's hardware and software that defines how a computer is operated and determines what other kinds of software can be used.“ [American Heritage Dictionary of the English Language; http://www.bartleby.com/61/]

- Entwicklung und Ausführung von Software• Entwicklungsplattform

- Engerer Fokus auf die Entwicklung von Software- Beispiele: J2EE, .NET, COBOL, usw.

Relevanz der Vorlesungsinhalte

Die Plattformen J2EE und .NET gehören zu den Grundkenntnissen eines (Wirtschafts-)Informatikers, da diese

Plattformen bei einem Großteil der Entwicklungen von transaktionsbasierten Anwendungen eingesetzt werden.

Anteile bei Neuentwicklungen

J2EE und .NETsonstige

Relative Anteile der Entwicklungsplattformen bei

transaktionsbasierten Neuentwicklungen

Quelle:Gartner/namics ag

Anteile bei existierenden transaktionsbasierten Anwendungen

COBOL/CICSsonstige

Relative Anteile der Entwicklungsplattformen

existierenden transaktionsbasierten

Anwendungen

Quelle:Ovum

Beispiel: SAP

• NetWeaver-Plattform und interne Entwicklungen basieren auf J2EE und ABAP

• J2EE ist die Plattform für Neuentwicklungen

• .NET wird „unterstützt“

DB and OS Abstraction

.NET WebSphere…

People Integration

Process IntegrationIntegration

BrokerBusiness Process

Management

Information IntegrationBusiness

IntelligenceKnowledge

Management

Life Cycle M

anagement

Portal Collaboration

J2EE ABAP

Application Platform

Multi-Channel Access

SAP SAP NetWeaverNetWeaver™™

DB and OS Abstraction

Master Data Management

Quelle: SAP

Beispiel: Siebel

Quelle: Siebel

• Aktuelle Versionen unterstützen J2EE und .NET• Ältere Versionen basierten nur auf .NET• Web Services ermöglichen Interoperabilität zwischen den

beiden Plattformen

Rollen in einer Projektorganisation

Projektmanagement

Anwendungs-entwicklung AnwendungstestAnforderungs-

management Technische Architektur

TesterDesignerAnalyst Softwarearchitekt

Entwickler

Projektmanager

Verantwortlichkeiten und beispielhafte Aufgaben (1/3)

• Analyst- Erstellung eines HTML-

basierten Prototypen

• Softwarearchitekt- Identifikation der

Komponenten der Softwarearchitektur

- In welcher Schicht der Softwarearchitektur wird die Validierung der Benutzereingaben ausgeführt?

• Analyst- Analyse und Definition

der fachlichen Anforderungen

- Erstellung des Fachkonzepts

• Softwarearchitekt- Entwurf der

Softwarearchitektur- Definition der grund-

legenden technischen Entscheidungen

- Definition des projekt-weiten Rahmens für die einzelnen Entwurfs-entscheidungen

• Designer- Entwurf einer

Komponente mit ihren Schnittstellen im Kontext der Softwarearchitektur

• Entwickler- Test im Kontext der

Softwarearchitektur- Test in den

verschiedenen Umgebungen

• Designer- Entwurf eines Teils der

Anwendung bzw. des Systems unter Berücksichtigung der Anforderungen, der Softwarearchitektur und den projektweiten Entwurfsrichtlinien

• Entwickler- Implementierung und

Test der einzelnen Systemkomponenten

• Tester- Definition und

Koordination der Testumgebungen

• Projektmanager- Erstellung des

Arbeitsplans- Erstellung der

Projektorganisation- Anforderungs-

management

• Tester- Planung, Koordination

und Durchführung des Anwendungstests

• Projektmanager- Planung und Steuerung

des Projektes- Koordination der

Projektressourcen- Abstimmung der

fachlichen Anforderungen und Projektprioritäten unter Berücksichtigung der technischen Rahmenbedingungen

Agenda

J2EE-Plattform

Motivation

Rechner 1

• Verbindung des objekt-orientierten Paradigmas mit den Konzepten verteilter Systeme

• Rechner- und betriebssystemübergreifender Zugriff eines Objekts auf die Methoden eines anderen Objekts

Rechner 2Rechner 1

Objekt A

Objekt B

Objekt A Objekt B

Object Broker Pattern

Rechner 2(Server)

Rechner 1(Client)

Objekt A Objekt B

Server-Proxy

Object RequestBroker

Client-Proxy

Methoden-

aufruf

Request Reply

Methoden-

ergebnis

Reply Request

Methoden-

aufruf

Methoden-

ergebnis

Implikationen der Verteilung

• Performance- bei einem verteilten

Methodenaufruf erfolgt eine RPC-Kommunikation über das Netzwerk

- Granularität der Objekte: Objekt vs. Komponente

• Zuverlässigkeit- das Netzwerk ist eine

zusätzliche Fehlerquelle• Sicherheit

- die RPC-Kommunikation muss gesichert werden

• Komplexität- höher: RPC-Kommunikation

und Ortstransparenz

Rechner 2(Server)

Rechner 1(Client)

Objekt A Objekt B

Server-Proxy

Client-Proxy

Methoden-

aufruf

Request Reply

Methoden-

ergebnis

Reply Request

Methoden-

aufruf

Methoden-

ergebnis

Agenda

J2EE-Plattform

Ziele der Vorlesungseinheit

• Verständnis der Ziele und Eigenschaften einer Software-architektur

• Verständnis und Anwendung des Sichten- und Schichten-konzepts

• Verständnis und Bewertung der Einflussfaktoren von Softwarearchitekturen

• Kenntnis und Identifikation der wesentlichen Architekturstile• Verständnis der Relevanz der Softwarearchitektur innerhalb

des Projektmanagements

Begriffsdefinition: Softwarearchitektur

• Keine einheitliche, allgemein anerkannte Definition• Website des Software Engineering Institutes (SEI) der

Carnegie Mellon Universität- Siehe http://www.sei.cmu.edu/- Veröffentlichte Begriffsdefinitionen > 30

• http://www.sei.cmu.edu/architecture/published_definitions.html- Definition der Besucher der Website > 150

• http://www.sei.cmu.edu/architecture/community_definitions.html

Begriffsdefinition: Softwarearchitektur - Beispiele

• Balzert, Helmut: „Eine Software-Architektur ist eine strukturierte oder hierarchische Anordnung der Systemkomponenten sowie Beschreibung ihrer Komponenten.“([Balz96], Seite 639)

• Bass, Len; Clements, Paul; Kazman, Rick: „The software architecture of a program or computing system is the structure or structures of the system, which comprise software elements, the externally visible properties of those elements, and the relationships among them.“([BaCK03], Seite 21)

Eigenschaften einer Softwarearchitektur (1/2)

• Systeme können durch mehrere Strukturen bzw. Anordnungen beschrieben werden- jede Struktur bzw. Anordnung definiert eine Sicht auf das

identische System• Kontext der Vorlesung:

- Softwarearchitektur = Anwendungsarchitektur- Softwarearchitektur ≠ Systemarchitektur (auch: Hardware-

architektur)- Vergleiche: Anwendungsarchitektur vs. Datenarchitektur

Quelle: in Anlehnung an [BaCK03]

Eigenschaften einer Softwarearchitektur (2/2)

• Definition von Softwareelementen und deren Beziehungen- interne Informationen über die Softwareelemente sind nicht

relevant, sofern sie die Beziehung zwischen zwei Elementen nicht beeinflussen (Prinzip der Abstraktion)

- Softwareelemente interagieren über Schnittstellen- Schnittstellen trennen öffentliche Informationen über

Softwareelemente von privaten (internen) Informationen (Prinzip des Information Hiding)

- siehe [Parn1972]

Ziele einer Softwarearchitektur (1/2)

• Entwurf einer Anwendung bzw. eines Softwaresystems auf einem hohen Abstraktionsniveau- Instrument zur Kommunikation- Grundlage und Rahmen für die detaillierten Entwürfe der

einzelnen Softwareelemente• Identifikation der grundsätzlichen Typen von

Softwareelementen- Beispiele: Masken/Webseiten, Module, Datenbanken

• Strukturierung und Gruppierung der Softwareelemente- Orientierungshilfe in der Menge der konkreten Softwareelemente- Grundlage für die Planung innerhalb des Projektmanagements

Quelle: in Anlehnung an [BaCK03] und [Balz96]

Ziele einer Softwarearchitektur (2/2)

• Identifikation von Schnittstellen- innerhalb der Anwendung bzw. des Softwaresystems- zu anderen Anwendungen bzw. Softwaresystemen

• Definition von grundsätzlichen Entwurfsrichtlinien und -entscheidungen- Frühzeitige Entscheidungen, welche nur schwierig und/oder mit

großem Aufwand zu ändern sind- Beispiel: Technologie der Benutzeroberfläche: Windows-Client,

Java-Client, Web-basierter Client

Quelle: in Anlehnung an [BaCK03] und [Balz96]

Sichten auf Softwarearchitekturen (1/2)

• Zahlreiche Sichten auf die identische Softwarearchitektur möglich- Beispiel: Rational Unified Process (RUP) empfiehlt 5 Sichten

(sog. 4+1 Model) (vgl. [Kruc95])• Jede Sicht beschreibt bestimmte Aspekte der

Softwarearchitektur- unterschiedliche Zielgruppen: Projektmanager, Designer,

Entwickler, Tester

Sichten auf Softwarearchitekturen (2/2)

• Notation der Beschreibung- Unterschiede: objektorientierter vs. strukturierter Entwurf- Beispiel: Verwendung der Unified Modelling Language (UML) im

Rational Unified Process (RUP)- Beispiel: Verwendung von Datenflussdiagrammen und

Funktionsbäumen innerhalb der Strukturierte Analyse (nach DeMarco)

Beispiel: Sichten des RUP (1/2)

• Logical View- die wichtigsten Klassen/Komponenten auf Entwurfsebene und

ihre Organisation in Packages und Subsystems- Beziehungen zwischen den Klassen/Komponenten (Nutzung,

Vererbung, usw.)- Organisation der Packages und Subsystems in Schichten

• Implementation View- Verfeinerung und Detaillierung der logischen Sicht- Klassen/Komponenten auf Implementierungsebene und ihre

Organisation in Packages und Subsystems- Beziehungen zwischen den Klassen/Komponenten- Organisation der Packages und Subsystems in Schichten

Quelle: in Anlehnung an [Rati03]

Beispiel: Sichten des RUP (2/2)

• Process View- Beschreibung der Tasks (Prozesse, Threads), deren

Interaktionen und Konfigurationen- Allokation der Objekte und Komponenten zu Tasks

• Deployment View- Beschreibung der physischen Rechnerknoten (Nodes) und ihre

Konfiguration- Allokation der Tasks zu Rechnerknoten

• Use Case View- Use Cases und Scenarios, welche das wesentliche Verhalten

der Softwarearchitektur beschreiben- Beispiel: Was passiert innerhalb der Softwarearchitektur, wenn

der Benutzer den Button X auswählt?Quelle: in Anlehnung an [Rati03]

Softwarearchitektur: logische Sicht

Quelle: in Anlehnung an [Balz96]

Komponente 8

Komponente 10

Komponente 9

Komponente 5

Komponente 6

Komponente 1

Komponente 2

Komponente 3

Komponente 4

Komponente 7

Komponente X nutzt Komponente Y

Softwarearchitektur: logische Sicht mit Schichten

Schicht 0

Schicht 1

Schicht 2

Komponente 2.1 Komponente 2.2 Komponente 2.3

Komponente 1.1 Komponente 1.2

Komponente 0.1 Komponente 0.2 Komponente 0.3 Komponente 0.4

Komponente 1.3

Schichtenarchitekturen

• Gruppierung der Softwareelemente in Schichten- Softwareelemente können innerhalb einer Schicht beliebig

aufeinander zugreifen (vgl. [Dijk1967])- Zwischen den Schichten gelten strengere Zugriffsregeln (vgl.

[Dijk1967])• Schichtenarchitektur mit linearer Ordnung:

- Anordnung der Schichten nach ihrem Abstraktionsniveau- Jede Schicht kann nur auf die nächst niedrigere Schicht

zugreifen• Schichtenarchitektur mit strikter Ordnung:

- Von Schichten mit höherem Abstraktionsniveau kann auf alle Schichten mit niedrigerem Abstraktionsniveau zugegriffen werden – allerdings nicht umgekehrt

Definition der Softwarearchitektur in der Entwurfsphase

Planungs-phase

Analyse-phase

Entwurfs-phase

Implement-ierungs-phase

Test-phase

Einführ-ungs-phase

Software-architektur

Entwürfe der Software-elemente

Beispiel: Vorgehensweise in der Entwurfsphase

Abbildung ist bewusst nicht in den Folien enthalten!

Beispiel: Entwurf einer Softwarearchitektur

GUI Service Backend

HTTPS HTML

Controller

her Kontroll-

Rechen-modul

Datenzu-griffsmodul

Datenlese-modul

EntityBean

FormBean

ActionBean

TransferObject

Stamm-/Bewegungsdaten

Benutzer/Rechte

Softwareelement X nutzt Softwareelement Y

Einflussfaktoren auf eine Softwarearchitektur nach Bass et al. (1/2)

technische Umgebung• Gegebene Entwicklungs-

plattform (z.B. Mainframe)

Stakeholders• Kunden, Benutzer, Entwickler,

Projektmanager, Wartungs-personal

Softwarearchitektur

Unternehmen• Kenntnisse und Fähigkeiten

der Entwickler• Strategische Ziele (Program

Management)

Kenntisse und Erfahrungen des

Architekten• Projekterfahrungen,

Schulungen

Einflussfaktoren auf eine Softwarearchitektur nach Balzert (2/2)

Umgebungs- und Randbedingungen

• Gegebene Plattform-Architektur (z.B. Mainframe)

Einsatzbedingungen• sequenziell• nicht sequenziell (nebenläufig,

verteilt, Echtzeit, parallel)

Softwarearchitektur

Nicht funktionaleProduktanforderungen

• Änderbarkeit, Effizienz, Zuverlässigkeit

Nicht funktionaleQualitätsanforderungen

• Skalierbarkeit, Wieder-verwendbarkeit, Reaktions-zeit

Bewertung von Softwarearchitekturen - Problematik

GUI Service Backend

HTTPS HTML

Controller

her Kontroll-

Rechen-modul

Datenzu-griffsmodul

Datenlese-modul

EntityBean

FormBean

ActionBean

TransferObject

Stamm-/Bewegungsdaten

Benutzer/Rechte

gut? schlecht?

2,2 ? 7 von 10 ?

gut? schlecht?

2,2 ? 7 von 10 ?

Bewertung von Softwarearchitekturen - Annahmen

• Keine Bewertung auf Basis einer Skala möglich- es gibt keine „gute“ oder „schlechte“ Softwarearchitektur

• Bewertung kann nur im Kontext von spezifischen Anforderungen erfolgen- Bewertung = Aussage über den Grad der Erfüllung der

spezifizierten Anforderungen

• Beachte die Relevanz der Softwarearchitektur- Entwurfsentscheidungen, welche innerhalb der

Softwarearchitektur getroffen werden, unterstützen oder behindern die Erreichung nahezu aller Qualitätsmerkmale einer nicht-trivialen Anwendung

Funktionsorientierte Strukturierung in drei Schichten

• Präsentation- Menüstrukturen, Bearbeitungsmasken, Berichte- Beispiel: Web-Client, Windows-Client

• Geschäftslogik- Geschäftprozesse, -objekte und -funktionen- Beispiel: Verbuchung einer Wareneingangsrechnung,

Kalkulation eines Verkaufspreises• Datenhaltung

- Verwaltung und Organisation der Daten- Beispiel: relationales Datenbankmanagementsystem, Dateien

Verteilung der Schichten auf unterschiedliche Rechnerknoten?

Verteilung der Schichten: Architekturstile und Muster

• Definition der Verteilung von Präsentation, Geschäftslogik und Datenhaltung- Abhängig von der Entwicklungsplattform, welche bestimmte

Parameter der Verteilung definiert• Grundlegende Architekturstile

- Host/Mainframe-Softwarearchitektur- Client/Server-Softwarearchitektur- Mehrschichtige Softwarearchitektur

Host/Mainframe-Softwarearchitektur

Mainframe/Host

Präsentation

Geschäftslogik

Datenhaltung

• Präsentations-, Geschäftslogik- und Datenhaltungsschicht liegen auf einem Rechnerknoten

• Beachte: Strukturierung in Schichten ist insbesondere bei Altsystemen nicht immer erfolgt

45Server

Client/Server-Softwarearchitektur

Client

Präsentation

Geschäftslogik

Datenhaltung

• Präsentations- und Datenhaltungsschicht auf unterschiedlichen Rechner-knoten

• Verteilung der Geschäftslogik kann variieren

• „Fat Client“

Variationen der Client/Server-Softwarearchitektur

Server

Client

Präsentation

Geschäftslogik

Datenhaltung

Server

Client

Präsentation

Geschäftslogik 1

Datenhaltung

Geschäftslogik 2

Mehrschichtige Softwarearchitektur

Client

Präsentation

Applikationsserver

Geschäftslogik

Datenserver

Datenhaltung

• Verteilung der Schichten auf mehreren Rechnerknoten• „Thin Client“

Variation der mehrschichtigen Softwarearchitektur

Client

PräsentationApplikationsserver

Geschäftslogik

Datenserver

Datenhaltung

Applikationsserver

Geschäftslogik

Softwarearchitekturen in der Praxis

Client

Präsentation

Applikationsserver

Geschäftslogik

Datenserver

Datenhaltung

Mainframe/Host

Geschäftslogik

Datenhaltung

• Heterogenität durch Variation der „grundlegenden“ Software-architekturen

Best Practices und Patterns

• J2EE- Mehrschichtige Softwarearchitektur- „Core J2EE Patterns: Best Practices and Design Strategies“- http://www.corej2eepatterns.com/index.htm

• .NET- Mehrschichtige Softwarearchitektur- „Patterns & Practices“- http://www.microsoft.com/resources/practices/default.mspx

Anforderungen und Probleme

• Günstige und schnelle Entwicklung von Anwendungen

• Vollständige Integration der unternehmens-internen Anwendungen

• Skalierbarkeit der Anwendungen

• Differenzierte Definition von Sicherheits-eigenschaften

• Hohe Komplexität

• Reduzierung der Entwicklungs- und Betriebskosten

• Schnelle Reaktions-geschwindigkeit

• Öffnung der Unternehmen nach außen - Kunden, Lieferanten,

Partner• Ganzheitliche

Geschäftsprozesse• Kurze Lebenszyklen der

Produkte- bzw. Dienstleistungen

Literaturangaben (1/2)

• [BaCK03] Bass, Len; Clements, Paul; Kazman, Rick; Software Architecture in Practice; 2. Auflage; Addision-Wesley; Boston; 2003- Chapter 1 - The Architecture Business Cycle- Chapter 2 - What is Software Architecture

• [Balz96] Balzert, Helmut; Lehrbuch der Software-Technik: Software-Entwicklung; Spektrum Akademischer Verlag; Heidelberg, Berlin, Oxford; 1996- Kapitel 3.1 Einführung und Überblick (aus Kapitel 3 - Die

Entwurfsphase)• [Dijk1967] Dijkstra, Edsger W.: The structure of the "the"-

multiprogramming system. In: Proceedings of the first ACM symposium on Operating System Principles. ACM Press, New York 1967. S. 10.1-10.6.

Literaturangaben (2/2)

• [Kruc95] Kruchten, Philippe; Architectural Blueprints—The "4+1" View Model of Software Architecture; In, IEEE Software; Vol. 12 No. 6; November 1995; pp. 42-50.

• [Parn1972] Parnas, D. L.: On the Criteria to be used in Decomposing Systems into Modules. In: Communications of the ACM 15 (1972) 12, S. 1053 - 1058.

Agenda

J2EE-Plattform

• Verständnis der Elemente und Positionierung der J2EE-Plattform

• Verständnis der Beziehung zwischen der J2EE-Spezifikation und der Umsetzung in Produkten

J2EE-Plattform

Java-Plattform

Quelle: in Anlehnung an http://java.sun.com/

• software-basierte Plattform, welche auf verschiedenen Betriebssystemen implementiert ist

• Java Virtual Machine - Windows, Unix, Mainframe

• Laufzeitumgebung / Java APIs- grundlegende Klassen und

Schnittstellen- Abstraktion vom

Betriebssystem (z.B. Dateien, Threads)

Betriebssystem

Java Virtual Machine

Java Anwendung

Laufzeitumgebung /Java APIs

J2EE-Plattform

• Definition einer Plattform, welche Kosten und Komplexität von verteilten, mehrschichtigen Anwendungen reduziert

• Definition einer standardisierten Softwarearchitektur, welche aus vier Elementen besteht

Begriffsdefinition: J2EE

Java 2 Platform, Enterprise Edition

Specification

CompatibilityTest Suite Blue Prints

Reference Implementation

Quelle: in Anlehnung an [Sun04a]

J2EE-Plattform

• Java 2 Platform, Standard Edition (J2SE)- APIs, Compiler, Tools, Runtimes zur Entwicklung und

Ausführung von Applets und PC-Anwendungen• Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE)

- basiert auf J2SE- weitere APIs, Tools und Services - Entwicklung und Ausführung von komponenten-basierten,

mehrschichtigen Anwendungen• Java 2 Platform, Micro Edition (J2ME)

- Technologien und Spezifikationen im Umfeld von eingebetteten Systemen und Multimedia-Geräten

- PDAs, Mobiltelefone, TV Set-top boxes usw.

Positionierung von J2EE

Quelle: siehe http://java.sun.com/

J2EE-Plattform

• Kein Produkt, sondern eine Spezifikation- Spezifikation vs. Standard

• Veröffentlichung und Weiterentwicklung innerhalb des Java Community Process- Konsortium von IT-Herstellern- Industrie-Standard bzw. De-facto-Standard- aktuelle Version im „Final Release“ ist v1.4

• http://jcp.org/en/jsr/detail?id=151- nächste Version im „Public Review“: Java Platform, Enterprise

Edition 5 (Java EE 5) • http://jcp.org/en/jsr/detail?id=244

• Definition einer standardisierten Softwarearchitektur• Umsetzung in einer Referenzimplementierung und konkreten

Produkten

Java 2 Platform, Enterprise Edition Specification

J2EE-Plattform

Referenzimplementation

• Sun Java System Application Server Platform Edition- frei verfügbarer, J2EE-kompatibler

Applikationsserver- ab Version 8 wird die Version 1.4 der

Spezifikation unterstützt- http://java.sun.com/j2ee/1.4/

download.html- Java Platform, Enterprise Edition 5

(Java EE 5) wird in Open Source umgesetzt

- https://glassfish.dev.java.net/GlassFish Open Source Java EE 5 Application Server

J2EE-Plattform

J2EE-kompatible Produkte (Beispiele)

• WebSphere Application Server- kommerzieller Applikationsserver- http://www.ibm.com/software/

webservers/appserv/was/- ab Version 6.0 wird die Version 1.4

der Spezifikation unterstützt• BEA WebLogic Server

- kommerzieller Applikationsserver- http://www.bea.com/- Version 8.1 unterstützt die Version

1.3 der Spezifikation

J2EE-Plattform

• Oracle Application Server- kommerzieller Applikationsserver- Version 10g wird die Version 1.4 der

Spezifikation unterstützen- http://www.oracle.com/

• SAP Netweaver / SAP Web Application Server- kommerzieller Applikationsserver- Version 6.30 unterstützt die Version

1.3 der Spezifikation- http://www.sap.com/

J2EE-Plattform

• JBoss- Open-Source Applikationsserver- Version 4.0 unterstützt die Version 1.4 der Spezifikation- http://www.jboss.org/

J2EE-Plattform

Compatibility Test Suite

• Überprüfung einer Anwendung- Java Application Verification Kit (AVK) for

the Enterprise- Werkzeug zur Überprüfung der

Kompatibilität von Anwendungen- Kompatibilität = Anwendung läuft in allen

Applikationsservern• Lizenzierung eines Applikationsservers

- Attribut "J2EE-kompatibel" muss lizenziert und die Compatibility Test Suite muss durchlaufen werden

- http://java.sun.com/j2ee/verified/

J2EE-Plattform

• auch: Java BluePrints Program• Richtlinien

- u.a. Konventionen für Dateinamen und Verzeichnisstrukturen• Patterns

- auf der Ebene der Softwarearchitektur- J2EE-Pattern-Katalog- Alur, D.; Crupi, J.; Malks, D.; Core J2EE Patterns - Best

Practices and Design Strategies, Second Edition; Prentice Hall; New York; 2003

- Singh, I.; Stearns, B.; Johnson, M. et al. - Designing Enterprise Applications with the J2EE Platform, Second Edition

• Beispielanwendungen- Java Pet Store Sample Application- Java Adventure Builder Reference Application

BluePrints

J2EE-Plattform

J2EE-Pattern-Katalog

Quelle: http://www.corej2eepatterns.com/

J2EE-Plattform

Literaturangaben

• [Sun04a] Sun Microsystems; Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE) Specification, v1.4; http://java.sun.com/j2ee/j2ee-1_4-fr-spec.pdf- Chapter J2EE.1 - Introduction

• [AlCM03] Alur, D.; Crupi, J.; Malks, D.; Core J2EE Patterns -Best Practices and Design Strategies, Second Edition; Prentice Hall; New York; 2003- siehe auch: http://www.corej2eepatterns.com/

Agenda

J2EE-Plattform

Inhalte des Kapitels "J2EE-basierte Softwarearchitektur"

• Grundlagen der J2EE-basierten Softwarearchitektur• Servlets• JavaServer Pages• Enterprise JavaBeans

• Verständnis der Komponenten einer J2EE-basierten Anwendung

• Verständnis und Bewertung der standardisierten Software-architektur

• Verständnis und Analyse der J2EE-Anwendungs-komponenten und des Container-Konzepts

• Verständnis und Bewertung der Container-Dienste• Verständnis der Paketierung und Installation von J2EE-

Anwendungen• Verständnis der Modulstruktur einer J2EE-Anwendung

Begriffsdefinition: Komponente

• Komponente = Komponente bzw. Softwareelement einer Softwarearchitektur

• Beispiele (siehe Kapitel ‚verteilte Softwarearchitekturen‘): - Balzert, Helmut:

„Eine Software-Architektur ist eine strukturierte oder hierarchische Anordnung der Systemkomponenten sowie Beschreibung ihrer Komponenten.“([Balz96], Seite 639)

- Bass, Len; Clements, Paul; Kazman, Rick: „The software architecture of a program or computing system is the structure or structures of the system, which comprise software elements, the externally visible properties of those elements, and the relationships among them.“([BaCK03], Seite 21)

Komponenten einer J2EE-basierten Anwendung

• Anwendungskomponenten- Komponenten, welche anwendungsspezifische Funktionen

implementieren• Container

- Laufzeitumgebung für Anwendungskomponenten einer J2EE-Architektur

• Dienste- Komponenten, welche allgemeine Funktionen implementieren

und von einem Container bereitgestellt werden- Zugriff über ein Application Programming Interface (API)

• Server- Kann ein oder mehrere Container verwalten

Standardisierte Softwarearchitektur

Applet Container WebContainer

Enterprise JavaBeanContainer

Applet

Application ClientContainer

Datenbank

APIs APIs

ApplicationClient

JSP Servlet EJB

Anwendungskomponenten

• Applets- werden in einem Web Browser ausgeführt- besitzen eine grafische Oberfläche

• Application Clients- Java-Anwendungen, welche auf einem PC ausgeführt werden- besitzen i.d.R. eine fenster-basierte, grafische Oberfläche

• Web-Komponenten- Servlets und JavaServer-Pages- können HTTP-basierte Requests bearbeiten

• Enterprise JavaBeans- server-seitige Komponenten, welche i.d.R. die Geschäftslogik

implementieren und im Kontext von Transaktionen aufgerufen werden

Container-Konzept

• Laufzeitumgebung für Anwendungskomponenten einer J2EE-Architektur

• Bereitstellung von APIs, welche von den Anwendungs-komponenten genutzt können

• Container nutzen Protokolle, um miteinander zu kommunizieren

• Bereitstellung von Diensten- Verzeichnis- und Namensdienste, Datenbankverbindungen,

Transaktionen, Nachrichtendienste usw.• Trennung der Geschäftslogik von den Diensten der J2EE-

Plattform

• J2EE-Spezifikation definiert, welche APIs von den Containern angeboten werden müssen

• Container-Werkzeuge zur Verwaltung des Containers und der Anwendungs-komponenten

• Interpretation eines standardisierten Dateiformats, um die Anwendungskomponenten im Container installieren zu können

Eigenschaften eines Containers

EJB Container

Beispiel: EJB Container

Vorteile des Container-Konzepts

• Implementation von grundlegenden Klassen und Funktionen- APIs der J2SE und J2EE

• Implementation und Kapselung von Kommunikations-protokollen

• Bereitstellung und Wiederverwendung von Diensten- Management von Verbindungen (Connection Pooling)- Unterstützung von Transaktionen- Sicherheitsfunktionen- Lebenszyklusmanagement- Verzeichnisdienste

• Plattform-Unabhängigkeit• Skalierbarkeit

- Kapselung der benötigten Funktionen durch die Container

Nachteile des Container-Konzepts

• Abhängigkeit der Anwendung vom Container- Container implementiert die Laufzeitumgebung und Dienste- Absturz des Containers führt zum Absturz der Anwendung

• Abhängigkeit der Anwendung von anderen Anwendungen- Anwendung A kann die Stabilität von Anwendung B gefährden,

wenn beide Anwendungen im identischen Container ausgeführt werden

• Implementation der vom Container geforderten Schnittstellen notwendig- Flexibilität vs. Wiederverwendung

Klassifikation der Dienste

• Protokolle und Datenformate- Ziel ist die Interoperabilität zwischen verschiedenen

Anwendungskomponenten und Containern- Gruppen von unterstützten Protokollen und Datenformaten:

• Internet und WWW-Protokolle• Protokolle der Object Management Group (OMG)• Protokolle der Java Technology• Diverse Datenformate

• Application Programming Interfaces (APIs)- auch: Programmierschnittstelle- analog zum Konzept der Protokolle und der ausgetauschten

Nachrichten- Fokus auf Java-basierte APIs

Dienste der Container - Überblick

Applet

Database

J2SE J2SE

J2EE J2EE

ApplicationClient

JSP Servlet EJB

Quelle: in Anlehnung an [Sun04a] und [Sun04b]

JRMP HTTP(S) JRMPIIOP HTTP(S)

SOAP/HTTP JRMPIIOP HTTP(S)

SOAP/HTTP

JRMPIIOP HTTP(S)

SOAP/HTTP

Client Server

Internet und WWW-Protokolle (1/2)

• TCP/IP-Protokollfamilie- TCP und UDP über IP- Unterstützung durch die J2SE, welche die jeweilige

Betriebssystemfunktionalität kapselt- siehe http://www.ietf.org und http://www.rfc-editor.org

• HTTP 1.1- Unterstützung durch die J2SE, welche die jeweilige

Betriebssystemfunktionalität kapselt- Client-seitiges API: java.net Package; Server-seitig: Servlet und

JSP-Interfaces- Web Container muss HTTP-basierte Dienste auf dem Port 80

bereitstellen können- siehe http://www.ietf.org und http://www.rfc-editor.org

Internet und WWW-Protokolle (2/2)

• SSL 3.0, TLS 1.0- Web Container muss HTTPS-basierte Dienste auf dem Port 443

bereitstellen können- SSL 3.0: siehe http://wp.netscape.com/eng/ssl3/- TLS 1.0: siehe http://www.ietf.org und http://www.rfc-editor.org

• SOAP 1.1- Unterstützung der SOAP-Spezifikation auf der Basis eines

HTTP-basierten Transportprotokolls- siehe http://www.w3.org/2000/xp/Group/

• WS-I Basic Profile 1.0- Detaillierte Parametrisierung des „Web Service-Protokollstack“

(SOAP, WSDL, UDDI) zur Sicherstellung der Interoperabilität zwischen verschiedenen Web Service-Implementationen

- siehe http://www.ws-i.org

Protokolle der Object Management Group (OMG) (1/2)

• Internet Inter-ORB Protocol (IIOP) 1.2- Teil der CORBA-Spezifikation der OMG:

Kommunikationsprotokoll zwischen Object Request Brokern- Verwendung des IIOP als Protokoll für Java Remote Method

Invocation (Java RMI)- siehe http://www.omg.org/cgi-bin/doc?formal/99-10-07

• EJB Interoperability Protocol- Detaillierte Parametrisierung des IIOP zur Nutzung als

Kommunikationsprotokoll zwischen Enterprise JavaBeans (EJB)- siehe Sun Microsystems - Enterprise JavaBeans Specification,

Version 2.1 ([Sun04b])

Protokolle der Object Management Group (OMG) (2/2)

• CORBA Interoperable Naming Service Protocol- IIOP-basiertes Protokoll zur Implementation eines verteilten

Namens- und Verzeichnisdienstes- siehe http://www.omg.org/cgi-bin/doc?formal/00-06-19

Protokolle der Java Technology

• Java Remote Method Protocol (JRMP)- Protokoll der ersten Versionen der Java Remote Method

Invocation (Java RMI) APIs- siehe http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/guide/rmi/

Datenformate (1/2)

• XML 1.0- Basis für XML-basierte Dokumente und Nachrichten- siehe http://www.w3.org/XML/Core/

• HTML 3.2- Keine direkte Unterstützung durch APIs, aber Web Clients

müssen HTML darstellen können - siehe http://www.w3.org/MarkUp/

• Bildformate- Unterstützung der Formate GIF und JPEG entsprechend der

APIs im Package java.awt.image- http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/api/java/awt/package-

summary.html

Datenformate (2/2)

• Java Archives (JAR)- Standardformat zur Paketierung und Installation von Java-

basierten Anwendungskomponenten- Installation von Applets vs. Installation im Container- siehe http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/guide/jar/

• Java Class File Format- Datenformat zur Ausführung von Klassen in der Java Virtual

Machine- siehe http://java.sun.com/docs/books/vmspec/

Dienste der Container - Überblick

Applet

Database

J2SE J2SE

J2EE J2EE

ApplicationClient

JSP Servlet EJB

SOAP/HTTP

JRMPIIOP HTTP(S)

SOAP/HTTP

API API

APIs der J2SE

• Erforderliche Unterstützung der APIs der Java 2 Standard Edition, Version 1.4 durch alle Containertypen- siehe http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/

• Folgende APIs sind in Bezug auf die J2SE optional, für die J2EE allerdings verbindlich- Java RMI over IIOP (RMI-IIOP)- Java IDL- Java Database Connectivity (JDBC) API- Java Naming and Directory Interface (JNDI) - Java API For XML Processing (JAXP)- Java Authentication and Authorization Service (JAAS)

Programmierschnittstelle zwischen einem Container und einer Nachrichten-basierten Middleware

Java Messaging Service (JMS) Specification 1.1

Server-seitige, verteilte KomponentenarchitekturEnterprise JavaBeans (EJB) Specification 2.1

Einbettung von Java-Code und vordefinierten Befehlen in statische HTML-Seiten; JSPs werden mit einem JSP-Compiler in Servlets übersetzt

JavaServer Pages (JSP) Specification 2.0

Erweiterung der Funktionalität eines Web Servers, um dynamische Webseiten auf der Basis der Java-Plattform zu erstellen; Gegenstück zu Technologien wie CGI und ASP

Servlet 2.4Beschreibung der Dienste/SchnittstellenAPI

APIs der J2EE (1/5)

Unterstützung der Konvertierung von MIME-Datentypen in Java-Objekte

JavaBeans Activation Framework (JAF) 1.0

Ermöglicht E-Mail-Nachrichten zu erstellen, zu versenden und zu empfangen (MIME, E-Mail Message Stores)

JavaMail 1.3

Programmierschnittstelle zwischen den beteiligten Parteien einer verteilten Transaktion (Anwendungen, Ressourcen Manager und Application Server)

Java Transaction API (JTA) 1.0

Beschreibung der Dienste/SchnittstellenAPI

APIs der J2EE (2/5)

Erstellung und Bearbeitung von XML-Dokumenten auf der Basis der Programmiermodelle SAX und DOM; Schnitt-stellen zu einer XSLT-Transformationsengine

Java API for XML Processing (JAXP) 1.2

RPC auf der Basis von SOAPJava API for XML-based RPC (JAX-RPC) 1.1

Beschreibung der Implementierung und Veröffentlichung eines Web Service Endpoints

Web Services for J2EE 1.1

Programmierschnittstelle zu Resource Adaptern, welche die Ausführung von Transaktionen unterstützen

J2EE Connector Architecture 1.5

APIs der J2EE (3/5)

Programmierstelle für den Zugriff auf einen Verzeichnisdienst für Web Services entsprechend der Spezifikationen ebXML Registry und/oder UDDI

Java API for XML Registries (JAXR) 1.0

Erstellung und Bearbeitung von SOAP-basierten Nachrichten

SOAP with Attachments API for Java (SAAJ) 1.2

Einbindung von Komponenten der J2EE-Architektur in das J2EE Management Model

Java Management Extensions (JMX) 1.2

Steuerung und Überwachung von Komponenten der J2EE-Plattform (J2EE Management Model)

J2EE Management 1.0

APIs der J2EE (4/5)

Schnittstelle zwischen einem Deployment Tool und einem J2EE-Server

J2EE Deployment 1.1

Definition von neuen java.security.Permission Klassen zur Implementation des Autorisierungsmodells der J2EE-Plattform

Java Authorisation Service Provider Contract for Containers (JACC) 1.0

APIs der J2EE (5/5)

JaJaNeinNeinJTA 1.0

Applet

Web Container

Applicat-ion Client

JaJMS 1.1

NeinJSP 2.0

NeinServlet 2.4

JaEJB 2.1

EJB Container

API-Anforderungen an die Container (1/4)

JaJaNeinJaWeb Services for J2EE 1.1

Applet

Web Container

Applicat-ion Client

JaConnector Architecture 1.5

JaJAXP 1.2

JaJAF 1.0

JaJavaMail 1.3

EJB Container

JaJaNeinJaJMX 1.2

Applet

Web Container

Applicat-ion Client

JaManagement 1.0

JaJAXR 1.0

JaSAAJ 1.2

JaJAX-RPC 1.1

EJB Container

JaJaNeinNeinJACC 1.0

NeinNeinNeinNeinDeployment 1.1

Applet Web Container

Applicat-ion Client

EJB Container

Rollen in der Anwendungsentwicklung

• Dedizierte Rollen in der Anwendungs-entwicklung, z.B.- Web Designer- Web Entwickler- EJB Entwickler- Datenbank Entwickler

• Querschnittsrollen, z.B.- Technischer Architekt- Anwendungsarchitekt

• Große Anzahl und großer Umfang der APIs

• Hohe Anforderungen an Anwendungsentwickler

Web-Komponenten einer Anwendung

• Servlets• JavaServer Pages (JSP)• Client-seitige Applets, Klassen und Beans

- vor der Ausführung: Übertragung vom Web-Server auf den Client (Web Browser)

- Beans (auch: JavaBeans): Client-seitige Komponentenarchitektur

• Hilfsklassen- für Server-seitige Ausführung (Servlets)

• Statische Dokumente (HTML, Bilder, Videos, usw.)• Metainformationen

- Deployment Descriptor: Konfiguration und Verbindung der einzelnen Web-Komponenten

Quelle: in Anlehnung an [Sun04c]

Web Archive (WAR)

• Paketierung der einzelnen Web-Komponenten zur Installation in einem Web-Container

• Datenformat: Web ARchive Format (WAR)

• Vorteile:- Installation eines WAR vs.

Installation einzelner Web-Komponenten

- Konsistenz und Integrität- Paketierung und

Versionierung

Paketierung und Installation

Web Container

WAR-Datei

Servlets JSPs

Applets, Klassen,Beans

Hilfsklassen

StatischeDokumente

DeploymentDescriptor

Module einer J2EE-Anwendung

J2EE Anwendung.EAR Datei

Web Modul.WAR Datei

EJB Modul.JAR Datei

Client Modul.JAR Datei

Resource AdapterModul

.JAR Datei

EJBEJB DDServlet JSP HTML, GIF, usw.Web DD Client

ClassClient DD ResourceClass

ResouceDD

ApplicationDD

N N N N1

1 1 1 1

N N N N

Literaturangaben

• [Sun04a] Sun Microsystems; Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE) Specification, v1.4; http://java.sun.com/j2ee/j2ee-1_4-fr-spec.pdf- Chapter J2EE.2 - Plattform Overview- Chapter J2EE.6 - Application Programming Interface- Chapter J2EE.7 - Interoperability- Chapter J2EE.8 - Application Assembly and Deployment

Servlets

• Verständnis des Lebenszyklus, der Steuerung und der Verwaltung von Servlets

• Verständnis der Verteilungsaspekte von HTTP Server und Web Container

• Verständnis der Dienste des Web Containers in Bezug auf Servlets

• Verständnis des Filtering- und Session-Konzepts

Servlets

Positionierung in der Softwarearchitektur

Applet

Datenbank

APIs APIs

ApplicationClient

JSP Servlet EJB

Servlets

• Java-basierte Klasse, welche die Funktionalität eines Web Servers erweitert

• Erweiterung: Bereitstellung von dynamischen Inhalten auf der Basis eines Request-and-Response-Programmiermodells

• Unabhängig vom Kommunikationsprotokoll

• Abgeleitete Klassen zur Unterstützung des HTTP

Begriffsdefinition: Servlet

WebContainer

Servlet

WebBrowser

Request

Response

Server

Servlet

Client Request

Response

Servlets

• Laufzeitumgebung für Servlets

• Steuerung und Verwaltung der Servlets- dynamisches Laden und

Instanziieren von Servlets- Management des

Lebenszyklus von Servlets• Implementation und

Kapselung des HTTP- Bereitstellung von HTTP-

Nachrichten durch Java-Objekte für Servlets

Begriffsdefinition: Servlet Engine / Servlet Container

WebContainer

Servlet

WebBrowser

Request

Response

Servlets

• Der HTTP-Server kann im Prozess des Web Containers laufen oder als eigenständiger Prozess ausgeführt werden- Prozess vs. Thread- Bereitstellung von

statischen vs. dynamischen Inhalten

• Eigenständiger HTTP-Server wird über ein API integriert

Verteilungsaspekte von Web Servern

WebContainer

Servlet

WebBrowser

Request

Response

WebContainer

Servlet

WebBrowser

Request

Response

Servlets

Interface Servlet

• Schnittstelle, die von allen Servlets implementiert wird- javax.servlet.Servlet

• Methoden zum Management des Lebenszyklus- void init(ServletConfig config) - void destroy()

• Methode zur Verarbeitung von Requests- void service(ServletRequest req, ServletResponse res)

• Methoden zur Ermittlung von Informationen über das Servlet- ServletConfig getServletConfig()- String getServletInfo()

Servlets

• Aufruf der Methoden der Schnittstelle Servlet durch den Servlet Container

• Schnittstelle Servlet ist ein Vertrag zwischen dem Servlet Container und dem Servlet - dynamisches Laden und

Instanziieren von Servlets- Management des

Lebenszyklus von Servlets

Steuerung und Verwaltung der Servlets

WebContainer

Servlet

WebBrowser

Request

Responsejavax.servlet.Servlet

Servlets

Klasse HTTPServlet (1/2)

• Abstrakte Klasse zur Verarbeitung von Requests auf der Basis des HTTP

• Abgeleitet von der abstrakten Klasse GenericServlet- GenericServlet wiederum implementiert die Schnittstelle Servlet

• Service-Methode wird überschrieben (Overriding)- void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)

Servlets

Klasse HTTPServlet (2/2)

• Aufruf einer speziellen Methode entsprechend des Typs des HTTP-Requests durch die Service-Methode- doGet für HTTP GET Requests- doPost für HTTP POST Requests- doPut für HTTP PUT Requests- doDelete für HTTP DELETE Requests- doHead für HTTP HEAD Requests- doOptions für HTTP OPTIONS Requests- doTrace für HTTP TRACE Requests

• doGet- und doPost-Methode werden typischerweise von einem Anwendungsentwickler überschrieben

Servlets

Lebenszyklus eines Servlets

• Management des Lebenszyklus erfolgt durch den Servlet Container

• Wenn noch keine Instanz des Servlets existiert- Laden der Servlet-Klasse- Erstellung einer Instanz der Servlet-Klasse- Aufruf der init-Methode des Servlets

• Wenn ein HTTP-Request eintrifft- Aufruf der service-Methode mit den entsprechenden Request-

und Response-Objekten

Servlets

Mapping von Requests zu Servlets

• Konfiguration von Web-Komponenten durch Deployment Descriptors

• Mappings von Requests zu Servlets erfolgen auf der Basis von URL-Pfaden und Patterns

• Beispiel:- Mappings im Deployment Descriptor

• /foo/bar/* entspricht servlet1• /baz/* entspricht servlet2• /catalog entspricht servlet3

- Servlet-Aufrufe• Pfad: /foo/bar/index.html - Aufruf: servlet1• Pfad: /baz - Aufruf: servlet2• Pfad: /baz/index.html - Aufruf: servlet2• Pfad: /catalog - Aufruf: servlet3

Servlets

HTTP-Request

• Kapselung des HTTP-basierten Client-Requests in einem Java-Objekt- javax.servlet.http.HttpServletRequest- Instanziierung des Objekts durch den Servlet Container

• Zugriff auf die Parameter- HTTP GET Request: Parameter werden an URL gehängt

(Query-String)- HTTP POST Request: Parameter werden im Body transportiert

• Zugriff auf die Header- Bsp. User-Agent, Server, Last-Modified

• Zugriff auf Cookies- Typischerweise nur Namen und Wert des Cookies

Servlets

HTTP-Response

• Kapselung der HTTP-basierten Server-Response in einem Java-Objekt- javax.servlet.http.HttpServletResponse

• Instanziierung des Objekts durch den Servlet Container• Zugriff auf den Response-Buffer des Servlet Containers

- Bsp. getBufferSize, setBufferSize, resetBuffer• Zugriff auf die Header

- Bsp. Server, Last-Modified, Content-Type• Zugriff auf den Body

- Bsp. HTML, XML, MIME- Content-Type Header muss entsprechend gefüllt sein!

Servlets

Beispiel: Überschreiben der doGet-Methodepublic void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)

throws ServletException, IOException{

System.out.println(“IE - Methode doGet() wird aufgerufen ...");

// Setzen des HTTP-Headers 'Content Type'resp.setContentType("text/html");

// Hole eine Referenz zum Character StreamPrintWriter out = resp.getWriter();

// Schreibe die HTML-Tags in den Character Streamout.println("<HEAD><TITLE>Integration Engineering</TITLE></HEAD>");

out.println("<BODY>");

out.println("<H1>Teil 1: Verteilte Anwendungen auf der Basis von J2EE</H1>");

out.println("<H2>Kapitel Servlets</H2>");

// Ausgabe zur Indentifikation der Seiteout.println("<P>Das ist die Ausgabe eines Servlets!</P>");

out.println("<BODY>");

// Schließe den Character Streamsout.close();

Servlets

Sequenz eines Servlet-Aufrufs

1 Benutzer: Eingabe der URL2 Web Browser: HTTP Request wird an Web Server/Web Container gesendet3 Web Container: Überprüfung der URL und Mapping auf das Servlet4 Web Container: Kapselung des Requests und Responses in jeweils einem Objekt

5 Web Container: Wenn noch keine Instanz des Servlets existiert, Laden und Erstellung einer Instanz der Servlet-Klasse, Aufruf der init-Methode des Servlets

6 Web Container: Aufruf der service-Methode des Servlets7 Servlet: Aufruf entsprechenden do-Methode8 Servlet: Schreiben der HTML-Tags in ein Buffer des Reponse-Objekts9 Web Container: HTTP Response wird auf der Basis des Response-Objektes erstellt und versendet

WebContainer

ServletWeb

BrowserRequest

Response

Request

Response

Servlets

Dispatching Requests (1/2)

• Dispatching- Weiterleitung von Requests an ein anderes Servlet- Einbindung der Ausgaben eines anderen Servlets

• RequestDispatcher-Objekt kapselt das entsprechende Servlet- RequestDispatcher rd = getRequestDispatcher(String path);- RequestDispatcher rd = getNamedDispatcher(String name);

• Weiterleitung- rd.forward(request, response);

• Einbindung- rd.include(request, response);

Servlets

Dispatching Requests (2/2)

WebContainer

Servlet AWeb

BrowserRequest

Response

Request

Response

Servlet B

Servlet C

Servlets

Filtering (1/2)

• Transformation eines HTTP-Requests und/oder -Responses• Manipulation und Anpassung eines Requests und/oder

Responses bevor oder nachdem ein Servlet aufgerufen wird• Einsatzszenarios

- Logging und Auditing- Kompression- Verschlüsselung- Trigger

• Filter implementieren die Schnittstelle javax.servlet.Filter- doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,

FilterChain chain)• Verkettung von mehreren Filtern

- chain.doFilter()

Filter Chain

Servlets

Filtering (2/2)

WebContainer

ServletWeb

BrowserRequest

Response

Request

Response

Filter A Filter B Filter C

Response A

Request A

Request B

Response B

Servlets

• HTTP ist ein zustandlosesProtokoll

• Anforderung: mehrere Requests müssen einem Client zugeordnet und in einer Session gruppiert werden

• Mehrere Mechanismen zum Aufbau und der Verfolgung von Session verfügbar- Session Tracking

Mechanisms

Sessions

WebContainer

Servlet

WebBrowser

Servlets

Session Tracking Mechanismen

• Cookies- Servlet Container sendet einen Cookie an den Client und der

Client sendet bei jedem nachfolgenden Request den Cookie mit• URL Rewriting

- Erweiterung des URL-Pfads um eine Session-ID, welche vom Servlet Container initial erstellt und bei nachfolgenden Requests ausgewertet wird

- Bsp. http://www.shop.com/index.html;jsessionid=1234• Secure Sockets Layer (SSL) Sessions

- Aufbau und Verfolgung einer Session innerhalb der SSL- Servlet Container nutzt diese Session zur Verfolgung der HTTP-

Requests

Servlets

Eigenschaften von Sessions

• Attribute- Zugriff von Servlets auf Attribute im Session-Kontext- Lesen und Schreiben von Attributen

• Timeouts- HTTP unterstützt keine Nachricht zum Beenden einer Session- Verwendung eines Timeouts zur Identifikation einer beendeten

Session- Timeout Period: Konfigurationsparameter des Servlet Containers

Servlets

Beispiel: Zugriff auf eine Session in der doGet-Methodepublic void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)

PrintWriter out = resp.getWriter();

// Hole eine Referenz auf die aktuelle Session. Wenn die Session noch// nicht existiert, wird sie erstellt!HttpSession session = req.getSession(true);

if ( session.isNew() ) {out.println("<H1>Es wurde eine neue Session erstellt. Session ID: " + session.getId() + "</H1>");session.setAttribute("MySessionAttribute", "4711");

}else {

out.println("<H1>Es existiert bereits eine Session. Session ID: " + session.getId() + "</H1>");

Servlets

Beispiel: Zugriff auf Attribute in einer Sessionpublic void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)

PrintWriter out = resp.getWriter();

// Hole eine Referenz auf die aktuelle Session. Wenn die Session noch// nicht existiert, liegt ein Fehler vor, da die Startseite noch nicht// besucht wurde!HttpSession session = req.getSession(true);if ( session.isNew() ) {

out.println("<H1>Sie müssen zunächst die <a href=" + resp.encodeURL("/vtbdv1/startsession") + ">Startseite</a> aufrufen!</H1>");

// Lösche die zuvor erstellte Session wiedersession.invalidate();

}else {

out.println("<H1>Sie befinden sich in der Session mit ID: " + session.getId() + "</H1><BR>");

out.println("<H1>Der Wert des Sessionattributs 'MySessionAttribute' : " + session.getAttribute("MySessionAttribute") + "</H1><BR>");

Servlets

Literaturangaben

• [Sun04c] Sun Microsystems; Java Servlet Specification, Version 2.4, http://java.sun.com/products/servlet/download.html- Chapter SRV.1 Overview- Chapter SRV.2 The Servlet Interface- Chapter SRV.4 The Request- Chapter SRV.5 The Response- Chapter SRV.6 Filtering- Chapter SRV.7 Sessions- Chapter SRV.8 Dispatching Requests- Chapter SRV.11 Mapping Requests to Servlets

JavaServer Pages

• Verständnis des JavaServer Page-Konzepts• Verständnis der Elemente einer JavaServer Page

JavaServer Pages

Applet

Datenbank

APIs APIs

ApplicationClient

JSP Servlet EJB

JavaServer Pages

• Text-basiertes Dokument, welches beschreibt wie dynamische Inhalte für einen Client bereitgestellt werden

• Enthält zwei Arten von Inhalten- statische Inhalte wie z.B.

HTML und XML- dynamische Inhalte,

welche mit sog. JSP Elementen erstellt werden

• Empfohlene Dateiendung- *.jsp

Begriffsdefinition: JavaServer Page (JSP)

WebContainer

WebBrowser Request

Response

JavaServer Pages

• JavaServer Pages werden (spätestens) beim ersten Aufruf in Servlets übersetzt

• Alle folgende Requests führen lediglich zu einem Aufruf des Servlets

• JavaServer Pages Spezifikation basiert auf der Servlet Spezifikation- Steuerung und Verwaltung

der Servlets- HTTP-Request- und

-Response-Objekte- usw.

JavaServer Pages vs. Servlets

WebContainer

JSPHTTP

WebBrowser Request

ResponseServlet

JavaServer Pages

Beispiel: JavaServer Page<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">

<TITLE>Integration Engineering</TITLE></HEAD><BODY><H1>Teil 1: Verteilte Anwendungen auf der Basis von J2EE</H1><H2>Kapitel JavaServer Pages</H2><H3>Dynamische HTML-Seite auf der Basis einer JSP</H3><P>Das ist eine dynamische Seite!</P>

<% for (int i=0; i < 20; i++ ) {out.println("<P>Das ist die " + i + ". Ausgabe einer JavaServer Page!</P>");

</BODY></HTML>

JavaServer Pages

Begriffsdefinition: JSP Element

• Steuerung der Übersetzung in ein Servlet• Erstellung und Zugriff auf Objekte• Definition von Methoden und des Kontrollflusses• Zwei Syntaxen möglich

- Standard• Syntax an XML angelehnt, aber nicht „well-formed“

- XML• Zugriff und Validierung mit XML-Parser möglich

JavaServer Pages

JSP Elementtypen

• Directives- Anweisungen, welche bei der Übersetzung in ein Servlet durch

die JSP Engine verarbeitet werden• Scripting Elements

- Declarations• Deklaration von Variablen und Methoden innerhalb einer JSP-Seite

- Scriplets• Code-Fragmente, welche während der Verarbeitung des Requests

ausgeführt werden- Expressions

• Ausdrücke, welche in eine Zeichenkette konvertiert und (über den sog. JSP Writer) ausgegeben werden

• Actions- Erstellen, benutzen und/oder verändern Objekte

JavaServer Pages

Directives

• Erzeugen keine Ausgaben• Standard Syntax

- <%@ page page_directive_attr_list %>• XML-basierte Syntax

- <jsp:directive.page page_directive_attr_list />• Bsp. Standard Syntax

- <%@ page contentType=”text/html” %>- Konfiguration des MIME-Types in einer Response-Nachricht

JavaServer Pages

Scripting Elements - Declarations

• Deklaration von Variablen und Methoden, welche innerhalb der JSP-Seite verwendet werden

• Erzeugen keine Ausgaben• Standard Syntax

- <%! declaration(s) %>• XML-basierte Syntax

- <jsp:declaration> declaration </jsp:declaration>• Bsp. Standard Syntax

- <%! int i = 0; %>- Deklaration und Initialisierung der Variablen i

JavaServer Pages

Scripting Elements - Scriplets

• Code-Fragmente, welche während der Verarbeitung des Requests ausgeführt werden

• Scriplets können zuvor deklarierte Variablen modifizieren• Scriplets können Ausgaben generieren• Standard Syntax

- <% scriptlet %>• XML-basierte Syntax

- <jsp:scriptlet> code fragment </jsp:scriptlet>• Bsp. Standard Syntax

- <% i++; %>- Inkrement der Variablen i

JavaServer Pages

Scripting Elements - Expressions

• Ausdrücke, welche in eine Zeichenkette konvertiert und (über den sog. JSP Writer) ausgegeben werden

• Standard Syntax- <%= expression %>

• XML-basierte Syntax- <jsp:expression> expression </jsp:expression>

• Bsp. Standard Syntax- <%= (new java.util.Date()).toString() %>- Ausgabe des Datums als Zeichenkette

JavaServer Pages

Actions

• Erstellen, benutzen und verändern Objekte• Standard Actions

- in der Spezifikation vordefiniert• Custom Actions

- benutzerdefinierte Actions, welche über einen Erweiterungsmechanismus (sog. Tag Libraries) integriert werden

• Nur eine XML-basierte Syntax- <tag attr1=”attribute value”... >body</tag>

JavaServer Pages

Beispiel: Action <jsp:useBean>

• Zuweisung eines Objekts mit einer entsprechenden ID und innerhalb eines definierten Scopes

• Klasse des Objekts muss der JavaBean-Spezifikation entsprechen, d.h. eine JavaBean sein

• Flexible Semantik- Wenn das Objekt noch nicht unter der ID und im definierten

Scope existiert, wird es vor der Zuweisung erstellt• Syntax

- <jsp:useBean id="name" scope="page|request|session|application" typeSpec />

• Beispiel- <jsp:useBean id=”customer” class=”com.myco.Customer” />

JavaServer Pages

Beispiel: JavaServer Page mit JSP Elementen (1/2)<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">

<jsp:useBean id="cust" class="com.softec.vtbdv1.beans.Customer"scope="session"><jsp:setProperty name="cust" property="surname" value="Müller"/><jsp:setProperty name="cust" property="firstname" value="Karl-Heinz"/>

</jsp:useBean>

<%-- Directives --%><%@ page language="java"contentType="text/html; charset=ISO-8859-1"pageEncoding="ISO-8859-1"session="true"%>

<TITLE>Integration Engineering</TITLE></HEAD>

JavaServer Pages

Beispiel: JavaServer Page mit JSP Elementen (2/2)<BODY><H1>Teil 1: Verteilte Anwendungen auf der Basis von J2EE</H1><H2>Kapitel JavaServer Pages</H2><H3>JSP Elementtypen - Beispiele</H3>

<%-- Declarations --%><%! int i = 1; String str = new String("Zeichenkette"); %>

<%-- Scriplets --%><% for (; i < 5; i++) {

out.println("Zeile Nummer: " + i + "<BR><BR>"); } %><% out.println("Der Wert der Variablen 'str' ist: " + str + "<BR><BR>"); %>

<%-- Expressions --%><%= (new java.util.Date()).toString() %><BR><BR>

<%= cust.getSurname() + ", " + cust.getFirstname() %></BODY></HTML>

JavaServer Pages

Literaturangaben

• [Sun04c] Sun Microsystems; Java Servlet Specification, Version 2.4, http://java.sun.com/products/servlet/download.html - Chapter JSP.1 Core Syntax and Semantics

Enterprise JavaBeans

• Verständnis der Eigenschaften, Lebenszyklen und Nutzung der unterschiedlichen EJB-Typen

• Verständnis der Dienste des EJB-Containers• Verständnis der Verteilungsaspekte und Schnittstellentypen

der unterschiedlichen EJB-Typen• Verständnis und Bewertung der verschiedenen

Entwurfsaspekte• Verständnis und Bewertung der Schnittstellen- und EJB-

Applet

Datenbank

APIs APIs

ApplicationClient

JSP Servlet EJB

• Server-seitige Architektur zur Entwicklung von komponenten-basierten und verteilten Anwendungen

• Ausführung innerhalb eines Enterprise JavaBean (EJB) Containers

• Aufruf durch verschiedene potenzielle Clients wie z.B.- Applet Container- Application Client Container- Web Container- EJB Container

Begriffsdefinition: Enterprise JavaBean

EJBClient Methoden-

aufruf

Methoden-ergebnis

• Laufzeitumgebung für EJBs• Steuerung und Verwaltung

der EJBs- dynamisches Laden und

Instanziieren von EJBs- Management des

Lebenszyklus von EJBs• Bereitstellung von Diensten

wie z.B.- Kapselung der

Kommunikation mit Clients- Transaktionen- Persistenz

Begriffsdefinition: Enterprise JavaBean Container

EJBClient Methoden-

aufruf

Methoden-ergebnis

• EJBs enthalten i.d.R. die Geschäftslogik einer Anwendung

• Konfiguration zum Zeitpunkt der Installation im Container

• Zugriff der Clients wird durch den Container vermittelt

• Zwei wesentliche Schnittstellen- zwischen Client und

Container- zwischen EJB und

Container

Eigenschaften der Enterprise JavaBeans

EJBClient

Component ContractClie

Clients der EJBs

Applet

Database

J2SE J2SE

J2EE J2EE

ApplicationClient

JSP Servlet

SOAP/HTTP

JRMPIIOP HTTP(S)

SOAP/HTTP

Client Server

EJB EJB

Verteilung der Clients

Applet

Database

J2SE J2SE

J2EE J2EE

ApplicationClient

JSP Servlet

Client Server

EJB EJB

JVM JVM

J2EE Server

J2EE Server mit Web und EJB Container

Client Server

Applet

Database

ApplicationClient

JSP Servlet EJB EJB

Java Remote InterfaceJava InterfaceTyp der Schnittstelle

Pass by ValuePass by ReferenceMethodenparameter und -ergebnis

in einer anderen JVM (auf dem identischen oder einem anderen Rechner)

in der identischen JVMOrt der EJB

jaNeinOrtstransparenzRemote ClientLocal ClientKriterium

Local vs. Remote Clients

Aspekte des Entwurfs

• Flexibilität der Verteilung- Entfernte Schnittstellen ermöglichen Ortstransparenz und

unterstützen somit auch Local Clients• Effizienz der Methodenaufrufe

- Entfernte Methodenaufrufe sind „teuer“ (Marshalling, Latenzzeit, Kopieren von Methodenparametern und Ergebnissen, usw.)

• Isolation der Objekte- Keine Seiteneffekte durch Manipulation von gemeinsam

genutzten Objekten (Entkopplung von Client und EJB)• Umfang der Fehlerbehandlung

- Netzwerkkommunikation als zusätzliche Fehlerquelle

Quelle: in Anlehnung an [Sun04b]

Granularität der EJBs

Client Methoden-aufruf

Methoden-ergebnis

Database

SessionFacadePatternvgl. [AlCM03]

1 Remote Interface2 Local Interface3 4

• Local und Remote Client View umfassen- Home Interface- Component Interface

• Remote Client View enthält zusätzlich- Metadata Interface

Schnittstellen zwischen Client und Container

EJBClient

Component Contract

Home Interface

• Definition von Methoden zum Erstellen, Löschen und Auffinden von EJBs eines Typs

• Definition von Methoden, welche nicht an eine spezielle EJB-Instanz gebunden sind

• Spezifikation der Schnittstelle durch den EJB-Entwickler- Container generiert eine Klasse / Klassen, welche die

Schnittstelle implementiert / implementieren• Typ des Client Views bestimmt von welcher Schnittstelle das

Home Interface abgeleitet werden muss- Remote Client View: javax.ejb.EJBHome- Local Client View: javax.ejb.EJBLocalHome

Component Interface

• Definition von Methoden, welche die Geschäftslogik implementieren und vom Client aufgerufen werden können

• Spezifikation der Schnittstelle durch den EJB-Entwickler- Container generiert eine Klasse / Klassen, welche die

Schnittstelle implementiert / implementieren• Typ des Client Views bestimmt von welcher Schnittstelle das

Component Interface abgeleitet werden muss- Remote Client View: javax.ejb.EJBObject- Local Client View: javax.ejb.EJBLocalObject

Metadata Interface

• Definition von Methoden zur Abfrage von Metadaten einer EJB- Metadaten bezüglich des Home und Component Interface

• Nutzung der Metadaten durch- Werkzeuge, die bereits im Container installierte EJBs

analysieren und nutzen- Clients, die eine Scripting Language verwenden („dynamischer“

Aufruf von EJBs)- Interface: javax.ejb.EJBMetaData

Object Broker Pattern (Wiederholung)

Rechner 2(Server)

Rechner 1(Client)

Objekt A Objekt B

Server-Proxy

Client-Proxy

Methoden-

aufruf

Request Reply

Methoden-

ergebnis

Reply Request

Methoden-

aufruf

Methoden-

ergebnis

Nutzung einer entfernten EJB (1/2)Enterprise JavaBean

Container

Client

BeanObject

implements javax.ejb.<Typ der Bean>

ClientObject

EJBHome Objectimplements

Home Interface

EJBHome Object Proxy

implements Home Interface

EJBObjectProxy

implementsComponent Interface

EJBObjectimplements

Component Interface

lookup( <JNDI-Name> )

create() RMI create()

RMIbusinessMethod() businessMethod()

• Ermittlung des Objektes, welches das Remote Home Interface implementiert- JNDI wird als

Objektspeicher verwendet- Type Cast erfolgt über

statische Methode narrow(), um CORBA-Kompatibilität zu erhalten

• Erstellung und Nutzung der EJB-Instanz

Nutzung einer entfernten EJB (2/2)// Initialisierung des Kontextes für die // folgende JNDI-OperationContext initialContext = new InitialContext();

// Ermittlung des ObjektesObject object = initialContext.lookup( "ejb/com/softec/vtbdv1/CustomerFacadeHome");

// Type Cast des Objektes auf Remote Home // InterfaceCustomerFacadeHome facadeHome = (CustomerFacadeHome)javax.rmi.PortableRemoteObject.narrow( object, CustomerFacadeHome.class );

// Erstellung der EJB-InstanzCustomerFacade facade = facadeHome.create();

// Aufruf der Methode (Geschäftslogik)int i = facade.getNumOfOpenOrders( customerID );

Nutzung einer lokalen EJB (1/2)Enterprise JavaBean

Container

BeanObject

ClientObject

EJBLocalHome Object

implementsHome Interface

EJBLocalObjectimplements

Component Interface

create() create()

businessMethod() businessMethod()

• Ermittlung des Objektes, welches das Local Home Interface des Objektes implementiert- JNDI wird als

Objektspeicher verwendet- Type Cast auf der Basis

des standard Java-Mechanismus

• Erstellung und Nutzung der EJB-Instanz

Nutzung einer lokalen EJB (2/2)// Initialisierung des Kontextes für die // folgende JNDI-OperationContext initialContext = new InitialContext();

// Ermittlung des Objektes und Java Type CastOrderListLocalHome orderListLocalHome = (OrderListLocalHome)initialContext.lookup("local:ejb/com/softec/vtbdv1/OrderListLocalHome");

// Erstellung der EJB-InstanzOrderListLocal orderList = orderListLocalHome.create();

// Aufruf der Methode (Geschäftslogik)int i = orderList.getNumOfOrders( customerID , OPEN_ORDERS );

Erstellung vs. Generierung von Klassen und InterfacesEnterprise JavaBean

ContainerClient

BeanClass

ClientClass

Home Interface

extents javax.ejb.EJBHome

ComponentInterface

extents javax.ejb.EJBObject

EJBHome Class

EJBHome Proxy Class

EJBObjectProxy Class

EJBObjectClass

implements implements

javax.ejb.<Typ der

implements

Erstellung durch Entwickler

Generierung durch Werkzeug

Teil des J2EE APIs

• Vertrag zwischen einer EJB und dem Container, welcher aus zwei Schnittstellen besteht- Methoden, welche die

Geschäftslogik implementieren (vgl. Component Interface)

- Callback-Methoden, welche vom Typ der EJBabhängig sind

• Implementation der Schnittstellen erfolgt durch die sog. Bean Class

Schnittstellen zwischen EJB und Container

EJBClient

Component Contract

Typen von Enterprise JavaBeans - Überblick

• Session Beans- implementieren Funktionen, welche i.d.R. von einem Client

innerhalb eines Geschäftsprozesses aufgerufen werden- kurzlebig

• Entity Beans- objekt-orientierte Sicht auf Daten in einer Datenbank- langlebig

• Message-driven Beans- implementieren Funktionen, welche asynchron beim Eintreffen

einer Client Message ausgeführt werden- kurzlebig

• Implementation von Funktionen, die von einem Client aufgerufen werden

• Funktionen können im Kontext einer Transaktionausgeführt werden- EJB Container verwaltet

und steuert die Transaktionen (Dienst)

• Zwei Subtypen von Session Beans - stateless- stateful

Eigenschaften von Session Beans

EJBClient

javax.ejb.SessionBean

• Verwaltung des Lebenszyklus erfolgt durch den Container- Container ruft die Callback-

Methoden der Schnittstelle javax.ejb.SessionBean auf

• Keine Zuweisung zu einem bestimmten Client- Wiederverwendung von

Instanzen ist möglich• Keine Speicherung von

Zustandsinformationen- Effizienter

Speicherverbrauch

Lebenszyklus von Stateless Session Beans

does not exist method ready

1. Class.newInstance()2. setSessionContext()3. ejbCreate()

ejbRemove()

• Verwaltung des Lebenszyklus erfolgt durch Client und Container- Container ruft die Callback-

Methoden der Schnittstelle javax.ejb.SessionBean auf

• Stateful Session Beans können in den Zustand „passive“ übergehen- Serialisierung des

Zustands der Bean auf einen Sekundärspeicher

- Freigabe des Speicherbereichs der Bean

Lebenszyklus von Stateful Session Beans

does not exist method ready

1. Class.newInstance()2. setSessionContext()3. ejbCreate<Method>()

ejbRemove()

passive

Database Management

System (DBMS)

• Objekt-orientierte Sicht auf Datenstrukturen in einer Datenbank- Primär: relationale

Datenbanken• Sicht des Clients: für jede

Entität in der Datenbank existiert ein Entity Objekt

• Mehrere Clients können gleichzeitig auf ein Entity Objekt zugreifen- Container synchronisiert

den Zugriff mit Hilfe von Transaktionen

Eigenschaften von Entity Beans

javax.ejb.EntityBean Database

• Verwaltung des Lebenszyklus erfolgt durch Container- Container ruft die Callback-

Methoden der Schnittstelle javax.ejb.EntityBean auf

• Zustand „pooled“- keine aktuelle Assoziation

mit einem Datensatz in der Datenbank

- es wurden keine Daten geladen („leere Instanz“)

Lebenszyklus von Entity Beans

does not exist

pooled

1. Class.newInstance()2. setSessionContext()

ejbCreate<Method>() ejbRemove()

Object.finalize()

ejbActivate()ejbPassivate()

ejbStore()ejbLoad()

Finder Methods (1/2)Enterprise JavaBean

Container

Client

BeanObject

ClientObject

EJBHome Objectimplements

Home Interface

EJBHome Object Proxy

implements Home Interface

EJBObjectProxy

implementsComponent Interface

EJBObjectimplements

Component Interface

create() RMI create()

RMIbusinessMethod() businessMethod()

findByPrimary(<Primary Key Class>) findByPrimary(<Primary Key Class>)

Finder Methods (2/2)

• Bestandteil des Home Interfaces einer Entity Bean- jede Methode definiert einen Weg um ein Entity Objekt oder eine

Menge von Entity-Objekten zu finden• Methodennamen beginnen mit dem Prefix „find“• Verwendung der Methodenargumente bei der Suche

- Abfragen werden deklarativ auf Basis der sog. EJB Query Language im Deployment Descriptor definiert

• Ergebnis ist das EJBObject oder eine Menge der EJBObjects in einer Collection- Collection findByName( String name )- EJB QL: SELECT object(o) FROM CustomerCMP o WHERE

o.name = ?1 • Verbindlich ist die Finder Method findByPrimaryKey()

- <Component Interface> findByPrimary( <Primary Key Class> )

Container-Managed Persistence (CMP) Entity Bean

• Entwickler beschreibt persistente Attribute der Bean• Werkzeuge generieren zum Installationszeitpunkt den Code

- Lese-, Speicher- und Löschoperationen auf den Daten in der Datenbank

• Unterschiedliche relationale DBMS können bei Generierung berücksichtigt werden- Beachte: unterschiedliche Dialekte und Erweiterungen des SQL

Standards

Bean-Managed Persistence (BMP) Entity Bean

• Entwickler ist für die Definition der persistenten Attribute und des Codes verantwortlich- Implementierung von Code zum Lesen, Speichern und Löschen

von Daten in der Datenbank- Schnittstelle zwischen Container und DBMS basiert i.d.R. auf

SQL• Unterschiedliche DBMS müssen vom Entwickler

berücksichtigt werden- auch nicht-relationale DBMS können verwendet werden

(hierarchisch, XML-basiert)

• Konsument einer asynchronen Nachricht, welche zum Aufruf der Message-Driven Bean führt

• Nutzung durch den Client erfolgt durch das Versenden einer Nachricht an einen sog. Messaging Destination- Keine Implementation des

Home, Component oder Metadata Interfaces

Eigenschaften von Message-Driven Beans

Client

javax.ejb.MessageDrivenBean

MessagingProvider

Transaktionen

Client Methoden-aufruf

Methoden-ergebnis

Database

2 EJB 1: executeOrder()

3 EJB 2: calculateInvoice()

4 EJB 3: createInvoice()

5 EJB 4: calculateActualStock()

6 EJB 5: updateStock()

EJB 46

1 Container: beginTransaction()

7 EJB Container: EndTransaction()

Literaturangaben

• [Sun04b] Sun Microsystems; Enterprise JavaBeans Specification, Version 2.1- Chapter 4 Overview- Chapter 5 Local, Remote, and Web Service Client Views- Chapter 6 Client View of a Session Bean- Chapter 7 Session Bean Component Contract- Chapter 9 Client View of an Entity- Chapter 10 Entity Bean Component Contract for Container-

Managed Persistence- Chapter 12 Entity Bean Component Contract for Bean-Managed

Persistence- Chapter 14 Message-Driven Bean Component Contract- Chapter 17 Support for Transactions- Chapter 19 Support for Distribution and Interoperability

Agenda

J2EE-Plattform

• Verständnis der Konfigurationskriterien einer mehr-schichtigen, verteilten Anwendung

• Verständnis der grundlegenden Elemente und Konzepte von Konfigurationstopologien

• Verständnis und Bewertung der vorgestellen Konfigurationen

Einflussfaktoren auf eine Softwarearchitektur nach Balzert

Umgebungs- und Randbedingungen

• Gegebene Plattform-Architektur (z.B. Mainframe)

Einsatzbedingungen• sequenziell• nicht sequenziell (nebenläufig,

verteilt, Echtzeit, parallel)

Softwarearchitektur

Nicht funktionaleProduktanforderungen

• Änderbarkeit, Effizienz, Zuverlässigkeit

Nicht funktionaleQualitätsanforderungen

• Skalierbarkeit, Wieder-verwendbarkeit, Reaktions-zeit

Verteilung des Web und EJB Containers

Applet

Datenbank

APIs APIs

ApplicationClient

JSP Servlet EJB

J2EE Server

Konfiguration der J2EE Server und Container

Applet

Database

ApplicationClient

JSP Servlet EJB

Kriterien der Konfiguration (1/3)

• Sicherheit- Trennung des Web Servers vom Applikationsserver durch eine

oder mehrere Firewalls• Screening Router (Protocol Firewall)• Application Gateway (Domain Firewall)

• Geschwindigkeit- Antwortzeit für eine Transaktion unter Berücksichtigung einer

bestimmten Last• Durchsatz

- Anzahl der ausgeführten Transaktionen pro Zeiteinheit innerhalb eines bestimmten Zeitraums

Quelle: vgl. [ABBC04] und [SCHI04]

• Skalierbarkeit- Erweiterung einer Konfiguration durch Hinzufügen von

Rechnerkapazität• Hard- und Softwareelemente

- Vertikale Skalierung• zusätzliche Prozesse, identischer Rechnerknoten• ermöglicht Ausfallsicherheit bezüglich der relevanten

Softwareelemente (z.B. Betriebssystem) und des/der Serverprozesses/Serverprozesse

- Horizontale Skalierung• zusätzliche Prozesse auf unterschiedlichen Rechnerknoten• ermöglicht zusätzlich Ausfallsicherheit bezüglich der relevanten

Hardwareelemente

• Verfügbarkeit- Wahrscheinlichkeit, dass die Funktionen einer Anwendung

nutzbar sind, wenn sie benötigt werden• Betriebszeit (Operating Time) vs. Stillstandzeit (Downtime)• Failure vs. Fault

- Maßnahme: durch Redundanz kann sog. Single Point of Failurevermieden werden

• Wartbarkeit- Aktualisierung von Hard- und Softwareelementen

• Ist abhängig von der Verfügbarkeit

• Anbieter eines J2EE-kompatiblen Produkts implementieren entsprechende Werkzeuge und auch weiterführende Funktionen

• Anlehnung der Begriffe und Konfigurationsbeispiele an das ausgewählte Produkt- aber: die Begriffe und

Konzepte sind i.d.R. auf andere Produkte übertragbar!

Konfiguration am Beispiel des WebSphere Application Server

Java 2 Platform, Enterprise Edition

Specification

CompatibilityTest Suite Blue Prints

Reference Implementation

Begriffsdefinitionen: Server und Node

• Server- J2EE-kompatibler Server

• auch: J2EE Server genannt

- Laufzeitumgebung mit Web und/oder EJB Container

- Ausführung in eigener JVM• Node

- eine Installation eines Servers einschließlich der relevanten Konfigurations-daten

J2EE Server

WebContainer

Konfigurations-daten

Quelle: in Anlehnung an [SCHI04]

Cluster

Begriffsdefinitionen: Cell und Cluster

• Cluster- logische Gruppierung von

Cells zur Lastverteilung- kann eine oder mehrere

Cells umfassen

• Cell- logische Gruppierung von

mehreren Nodes zu einer administrativen Einheit

- unterschiedliche Cells können unterschiedliche Versionen des J2EE Servers und der Anwendung enthalten

J2EE Server

WebContainer

Konfigurations-datenNode

J2EE Server

WebContainer

Cluster

• Auch: Load Balancing oder Workload Management

• Basiert auf Konfiguration eines Clusters

• Beispiel: Routing des HTTP-Requests- Anzahl der Cluster Member- Gewichtung des Member- % routed to Server_1 =

weight_1 / (weight_1 + weight_2 + ... + weight_n)

- Verfügbarkeit eines Cluster Members wird berücksichtigt

Verteilung der Last

WebBrowser

WebContainer

Servlet

WebContainer

Servlet

HTTP(S)

HTTP(S)Pl

Beispiel: Vertikale Skalierung mit Cluster (1/2)

Database Server

Database

Application ServerNode

Cluster

Web und EJBContainer(J2EE Server)

Web ServerRedirector Node

HTTPServer

Plug-inD

Beispiel: Vertikale Skalierung mit Cluster (2/2)

• Mehrere Nodes werden auf einem Rechnerknoten zu einem Cluster zusammengefasst

• Jeder Node enthält die gleiche(n) Anwendung(en)• Vorteile

- Effiziente Nutzung der Rechnerkapazität- Lastverteilung innerhalb des Clusters- Ausfallsicherheit bezüglich der JVM-Prozesse

• Nachteile- Application Server Node ist Single Point of Failure- Web Server Redirector Node ist Single Point of Failure

Beispiel: Horizontale Skalierung mit Cluster (1/2)

Database Server

Database

Cluster

Web und EJBContainer(J2EE Server)

Web ServerRedirector Node

HTTPServer

Plug-inD

Beispiel: Horizontale Skalierung mit Cluster (2/2)

• Cluster Member sind auf mehrere Rechnerknoten verteilt• Vorteile

- Ausfallsicherheit bezüglich der JVM-Prozesse und der Hardware- Lastverteilung innerhalb des Clusters (über mehrere

Rechnerknoten)• Nachteile

- Zusätzliche Hardware- Erhöhter Administrationsaufwand durch zusätzliche

Rechnerknoten- Web Server Redirector Node ist Single Point of Failure

Beispiel: Horizontale Skalierung mit IP Sprayer (1/2)

Database Server

Database

Presentation ServerNode

WebContainer(J2EE Server)

HTTPServer

Plug-in

HTTPServer

Plug-in

HTTPServer

Plug-in

HTTPServer

Plug-in

Cluster

EJBContainer(J2EE Server)

Load BalancerBackup

lLoad Balancer

NodeIP

Sprayer

IPSprayer

• IP Sprayer auf dem Load Balancer Node verteilt die HTTP(S)-Requests auf verschiedene Presentation Server Nodes- Load Balancer Backup Node eleminiert den IP Sprayer als

Single Point of Failure• Presentation Server Nodes bilden keinen Cluster

- Web Container erhält einen Request immer vom Web Server Plug-in des identischen Nodes

- aber: Zusammenfassung in Cluster ist auch möglich• Application Server Nodes bilden einen Cluster

- Cluster erscheint als ein logischer J2EE-Server mit EJB Container, welche u.a. die Datenbankzugriffe kapselt

• Vorteile- Erhöhte Web Server Geschwindigkeit durch die Lastverteilung

auf mehrere Web Server- Erhöhter Durchsatz: mehrere Rechnerknoten verarbeiten die

Client Requests- Kein Single Point of Failure

• Beachte: Datenbank Server wird nicht betrachtet• Presentation Server Nodes sollten auf mehrere Rechnerknoten

verteilt werden

• Nachteile- Zusätzliche Hardware (insbesondere Load Balance Nodes)- Erhöhter Administrationsaufwand durch zusätzliche

Rechnerknoten

Cluster

Beispiel: Mehrfache Zellen (1/2)

Database Server

Database

Cell 1Web Application Server

WebContainer

HTTPServer

Plug-in

EJBContainer

Cell 2Web Application Server

WebContainer

HTTPServer

Plug-in

EJBContainer

lLoad Balancer

NodeIP

Sprayer

Load BalancerBackup

IPSprayer

Beispiel: Mehrfache Zellen (2/2)

• Jede Zelle ist eine administrative Einheit und enthält genau eine Version der Anwendung und des J2EE Servers

• IP Sprayer arbeitet auf der Ebene der Zellen• Vorteile

- Isolation von Softwarefehlern insbesondere bei der Installation von

• neuen Versionen der Anwendung• neuen Versionen des J2EE Servers• Fixes und Patches

- Erhöhte Geschwindigkeit, da keine Kommunikation zwischen den Prozessen von unterschiedlichen Zellen

• Nachteile- Erhöhter Administrationsaufwand, da jede Zelle eine eigene

administrative Einheit ist

Literaturangaben

• [SCHI04] Sadler, Carla; Clifford, Lee; Heyward, Jeff; Iwamoto, Arihiro; Jakusz, Noelle; Laursen, Lars Bek; Lee, WonYoung; Mauny, Isabell; Rabbi, Shafkat; Sanchez, Ascension; IBM WebSphere Application Server V5.1 System Management and Configuration; WebSphere Handbook Series; 2004; http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg246195.html?Open- Chapter 2. IBM WebSphere Application Server architecture- Chapter 3. Topology selection

Zusammenfassung und Ausblick

Agenda

J2EE-Plattform

Zusammenfassung und Ausblick

Rollen in einer Projektorganisation

Projektmanagement

Anwendungs-entwicklung AnwendungstestAnforderungs-

management Technische Architektur

TesterDesignerAnalyst Softwarearchitekt

Entwickler

Projektmanager

Literaturverzeichnis

Verwendete Literatur und Quellen (1/4)

• [AlCM03] Alur, D.; Crupi, J.; Malks, D.; Core J2EE Patterns - Best Practices and Design Strategies, Second Edition; Prentice Hall; New York; 2003

• [ABBC04] Armstrong, Eric; Ball, Jennifer; Bodoff, Stephanie;Carson, Debbie Bode; Evans, Ian; Green, Dale; Haase, Kim; Jendrock, Eric Carson, Debbie Bode; Evans, Ian; Green, Dale; Haase, Kim; Jendrock, Eric; The J2EE Tutorial v1.4; Sun Microsystems; 2004; http://java.sun.com/j2ee/1.4/docs/tutorial/doc/index.html

• [Balz96] Balzert, Helmut; Lehrbuch der Software-Technik: Software-Entwicklung; Spektrum Akademischer Verlag; Heidelberg, Berlin, Oxford; 1996

• [BaCK03] Bass, Len; Clements, Paul; Kazman, Rick; Software Architecture in Practice; 2. Auflage; Addision-Wesley; Boston; 2003

• [Kruc95] Kruchten, Philippe; Architectural Blueprints—The"4+1" View Model of Software Architecture; In,IEEE Software; Vol. 12 No. 6; November 1995;pp. 42-50

• [Rati03] Rational; The Rational Unified Process; Version2003.06.13; http://www.ibm.com/developerworks/rational/products/rup/

• [SCHI04] Sadler, Carla; Clifford, Lee; Heyward, Jeff;Iwamoto, Arihiro; Jakusz, Noelle; Laursen, Lars Bek; Lee, WonYoung; Mauny, Isabell; Rabbi, Shafkat; Sanchez, Ascension; IBM WebSphere Application Server V5.1 System Management and Configuration; WebSphere Handbook Series; 2004; http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg246195.html?Open

• [Sun04a] Sun Microsystems; Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE) Specification, v1.4; http://java.sun.com/j2ee/j2ee-1_4-fr-spec.pdf

• [Sun04b] Sun Microsystems; Enterprise JavaBeans Specification, Version 2.1;http://java.sun.com/products/ejb/docs.html

• [Sun04c] Sun Microsystems; Java Servlet Specification, Version 2.4;http://java.sun.com/products/servlet/download.html

• [Sun04d] Sun Microsystems; JavaServer Pages Specification, Version 2.0;http://java.sun.com/products/jsp/reference/api/index.html

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