Architektur im Kontext der Cloud: Patterns und Best Practices 62. Logging. Auswirkung moderner Architektur auf den Betrieb 32

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1 Architektur im Kontext der Cloud: Patterns und Best Practices 62 JAVA Mag Sonderdruck magazin Java Architekturen Web Apache DeltaSpike Portabilität und Community 16 Der Rest von REST HATEOAS unter der Lupe 76 Programminfos ab Seite 67! Logging Auswirkung moderner Architektur auf den Betrieb 32 Logging in verteilten Umgebungen mit Apache Flume 40 Sonderdruck für Log4j-2.0-Highlights 45 Logging und Metriken 48 Keine Macht dem Boilerplate-Code 53 istockphoto.com/visualgo Robolectric: Do Androids Dream of Electric Sheep? 107 Boot your own Infrastructure: Spring Boot erweitern 91 Mehr Sicherheit in Webanwendungen Response-Header 84 Software & Support Media GmbH 1

2 Sonderdruck Das Schreiben eines eigenen Spring Boot Starters in fünf Schritten Boot your own Infrastructure Zusammen mit dem Microservices-Hype ist auch Spring Boot zum Gesprächsthema geworden, dabei ist das Projekt viel mehr als nur ein Microservices-Framework oder gar ein klassisches Rapid-Application-Development-Tool. In diesem Artikel wird in fünf Schritten gezeigt, wie man einen eigenen Spring Boot Starter schreibt, um genau die Infrastruktur zu booten, die der eigene Typ Anwendung benötigt ein sehr nützliches Werkzeug auch im Enterprise-Umfeld, in dem man üblicherweise viele Anwendungen eines bestimmten Typs hat, proprietäre Technologien verwendet werden und man firmenweit gleiche Anforderungen bezüglich Sicherheit, Monitoring und Kommunikation hat. von Tobias Flohre In der letzten Ausgabe des Java Magazins haben wir unsere Sicht der Dinge bezüglich Java-Batch-Architekturen dargelegt und dabei auch unseren eigenen Spring Boot Starter [1] vorgestellt keine Angst, um Batch soll es in diesem Artikel nicht gehen. Aber da das Erstellen dieses Starters sehr einfach war, möchte ich hier das Vorgehen bei der Erstellung so eines Starters beschreiben. Unser Batch Starter soll dabei nur ab und zu als Beispiel dienen. Zunächst soll uns das Wie interessieren, für das Warum ist am Ende des Artikels noch Platz. Ein Spring Boot Starter ist ein einfaches Maven-Projekt mit JAR-Packaging, das derjenige, der den Starter verwenden möchte, einfach als Dependency hinzufügt. Dies sind die fünf Schritte für den Bau eines Spring Boot Starters: 1. Wähle eine Basis aus bereits existierenden Startern. 2. Schreibe die eigene Konfiguration und lasse sie automatisch dem ApplicationContext hinzufügen (Auto- Configuration). 3. Mache den Starter konfigurierbar durch die Verwendung von Properties. 4. Mache den Starter erweiterbar durch überschreibbare Default-Implementierungen. 5. Mache den Starter abhängig von Klassenpfad und Ressourcen. Schauen wir uns diese Schritte nun der Reihe nach an. 1. Wähle eine Basis aus bereits existierenden Startern Es gibt keinen Grund, auf einer grünen Wiese zu starten auch wenn das möglich wäre. Spring Boot bringt eine Menge von existierenden Startern mit sich, und wann immer es Sinn ergibt, sollte man eher diese verwenden als selbst einen zu schreiben. Und wenn man die Funktionalität eines Starters im eigenen Starter benötigt, so kann man diesen einfach als Dependency heranziehen (Listing 1). Wir wollen unseren eigenen Batchserver mit REST- Endpoints schreiben, also holen wir uns den springboot-starter-web ins Boot, der Spring MVC lauffähig konfiguriert und außerdem dafür sorgt, dass wir unseren Server standalone als JAR starten können. Dann benötigen wir eine Spring-Batch-Konfiguration, die uns spring-boot-starter-batch liefert. Wir wollen auf eine gepoolte JDBC DataSource zugreifen, dafür nutzen wir spring-boot-starter-jdbc, und schließlich wollen wir die Monitoring-Fähigkeiten von Spring Boot Actuator in jedem unserer Batchserver und fügen deshalb eine Dependency zu spring-boot-starter-actuator hinzu. 2. Eigene Konfiguration und Auto-Configuration Bisher haben wir schon vieles einfach nur dadurch vorkonfiguriert, dass wir die Abhängigkeiten gesetzt haben. Jetzt fügen wir unsere eigene Konfiguration hinzu. Das muss eine JavaConfig-Klasse sein (Listing 2 zeigt ein einfaches Beispiel), innerhalb der so ziemlich alles konfiguriert werden kann, was man benötigt, also von der Infrastruktur für beliebige Technologien über Schnittstellen bis hin zu vordefinierter Businesslogik. Es ergibt natürlich Sinn, diese Klasse ab einer bestimmten Größe aufzuteilen. In unserem Batch Starter konfigurieren wir beispielsweise zwei Controller für REST-Endpoints und lassen automatisch nach Batch-Job-Konfigurationen suchen, die wir dann registrieren. Außerdem überschreiben wir einen Teil der Batchkonfiguration, die wir mit springboot-starter-batch herangezogen haben. 2 javamagazin Software & Support Media GmbH

3 Sonderdruck Durch die Verwendung der aktiviert der Verwender unseres Starters die Autokonfigurationsfähigkeiten von Spring Boot. Spring Boot sucht dann im Klassenpfad unter META- INF die Datei spring.factories, in der wir definieren, welche Konfigurationsklassen automatisch zum ApplicationContext der Anwendung hinzugefügt werden sollen (siehe Listing 3 für die Datei aus unserem Batch Starter). Hier referenzieren wir also die eben geschriebene Konfigurationsklasse. 3. Konfigurierbarkeit durch Properties Spring Boot hat ein recht komplettes Konzept für das Lesen, Überschreiben und Verwenden von Properties, und natürlich können wir uns das auch zunutze machen, um die Funktionalität unseres Starters konfigurierbar zu halten. In unserem Batch Starter verwenden wir beispielsweise einen Threadpool, um asynchron Jobs starten zu können. Listing 4 zeigt, wie wir die Anzahl der Threads in dem Pool Listing 1 <artifactid>spring-boot-starter-web</artifactid> <version>${spring.boot.version</version> <artifactid>spring-boot-starter-batch</artifactid> <version>${spring.boot.version</version> <artifactid>spring-boot-starter-jdbc</artifactid> <version>${spring.boot.version</version> <artifactid>spring-boot-starter-actuator</artifactid> <version>${spring.boot.version</version> Listing 2 public class MyAutoConfig { public MonitoringController monitoringcontroller(){ return new MonitoringController(); Listing 3 org.springframework.boot.autoconfigure.enableautoconfiguration=de. codecentric.batch. configuration.batchwebautoconfiguration konfigurierbar machen. Dabei setzen wir einen Default von vier Threads, falls die Property nicht gesetzt ist. Für typsichere und hierarchische Properties bietet Spring Boot außerdem das ConfigurationProperties- Konzept [2]. 4. Erweiterbarkeit durch überschreibbare Default- Implementierungen Spring bietet eine Reihe die genutzt werden können, um Konfigurationen nur unter bestimmten Bedingungen zu laden. Diese Annotationen können im Prinzip an jede Spring-Bean-Klasse gesetzt werden, aber bei -Klassen ergeben sie den meisten Sinn. Eine davon ist die die wir in Listing 5 verwenden. Das BatchConfigurer-Interface (Listing 6) definiert dabei eine Menge von Komponenten, die die Batchverarbeitung benötigt. Falls nun der Verwender unseres Starters eine eigene Implementierung dem Application- Context hinzufügt, wird unsere nicht mehr erzeugt. In diesem Fall ergibt das zum Beispiel Sinn, wenn man sich im Kontext eines Application Servers befindet und den Transaktionsmanager per JNDI holen möchte. Eine klassischere Variante für das Bereitstellen von Default-Funktionalität zeigt Listing 7. Hier erzeugen wir in einer Businesskomponente eine Default-Implementierung unseres Job Log File Name Creator- Interface, erlauben aber durch den (required =false) annotierten Setter ein Überschreiben dieser Implementierung. Listing private int batchmaxpoolsize; public TaskExecutor taskexecutor() { ThreadPoolTaskExecutor taskexecutor = new ThreadPoolTaskExecutor(); taskexecutor.setmaxpoolsize(batchmaxpoolsize); taskexecutor.afterpropertiesset(); return taskexecutor; Listing public class TaskExecutorBatchConfigurer implements BatchConfigurer {... Listing 6 public interface BatchConfigurer { JobRepository getjobrepository() throws Exception; PlatformTransactionManager gettransactionmanager() throws Exception; JobLauncher getjoblauncher() throws Exception; Software & Support Media GmbH javamagazin

4 Sonderdruck Listing 7 5. Abhängigkeit von Klassenpfad und Ressourcen Es ist ebenfalls möglich, Konfigurationen hinzuzufügen, falls bestimmte Klassen im Klassenpfad oder bestimmte Ressourcen verfügbar sind. Listing 8 zeigt einen Teil von Spring Boots BatchAutoConfiguration. Hier wird die = "javax.persistence.entitymanagerfactory") verwendet, um zu prüfen, ob JPA dem Klassenpfad hinzugefügt wurde. Im Weiteren wird dann noch = "entitymanagerfactory") geprüft, ob es bereits eine entsprechende Factory gibt. Falls ja, wird sie genutzt. Dieses Feature wird Spring-Boot-intern viel genutzt, um Konfigurationen transparent anzupassen, wenn bestimmte Bibliotheken verfügbar sind. Andere Beispiele neben JPA sind Thymeleaf als Templating Engine für Spring MVC oder JMS. Natürlich können wir dieses Feature auch selbst nutzen. WebSphere ist gesetzt für Produktion, aber in der Entwicklung möchte man die schnellere Entwicklung mit dem eingebetteten Tomcat nutzen? Einfach abhängig von der Anwesenheit bestimmter WebSphere-Klassen eine Konfiguration einfügen, die Transaktionsmanager, DataSources und Threads per JNDI holt. Der Entwickler muss nichts ändern. Neben den bereits gibt es noch eine Reihe weiterer Annotationen: private JobLogFileNameCreator joblogfilenamecreator = new public void setjoblogfilenamecreator(joblogfilenamecreator joblogfilenamecreator) { this.joblogfilenamecreator = joblogfilenamecreator; Listing = protected static class JpaBatchConfiguration = "entitymanagerfactory") public BatchConfigurer jpabatchconfigurer(datasource datasource, EntityManagerFactory entitymanagerfactory) { return new BasicBatchConfigurer(dataSource, = "entitymanagerfactory") public BatchConfigurer basicbatchconfigurer(datasource datasource) { return @ConditionalOn- Java Nach dem Wie nun das Warum Warum sollte man einen eigenen Spring Boot Starter bauen? Ich sehe dafür folgende Gründe: 1. Fehlende Unterstützung in Spring Boot für eine offen verfügbare Technologie 2. Fehlende Unterstützung in Spring Boot für eine eigene, proprietäre Technologie/ein eigenes Framework 3. Eigene Vorgaben/Defaults für eine von Spring Boot unterstützte Technologie 4. Automatische Konfiguration von Businesslogik 1. Fehlende Unterstützung für eine offen verfügbare Technologie Es gibt zwar schon viele Spring Boot Starter und Autokonfigurationen, und es werden ständig mehr, aber natürlich kann es sein, dass die gerade benötigte, offen verfügbare Technologie noch nicht unterstützt wird. Dann kann diese selbst erstellt werden. Für diesen Fall ergibt es Sinn, einen Pull Request für die Aufnahme in die Spring-Boot-Kernbibliotheken zu stellen [3]. 2. Fehlende Unterstützung für eine eigene proprietäre Technologie/ein eigenes Framework In vielen Unternehmen werden eigene, proprietäre Technologien verwendet und eigene Frameworks gepflegt. Für die automatische Einbindung und Konfiguration dieser Technologien/Frameworks kann eine eigene Autokonfiguration für den Einsatz in Spring Boot geschrieben werden. Mit einer automatischen Konfiguration wird den Entwicklern die Arbeit abgenommen, außerdem können diese Technologien/ Frameworks mit bereits existierenden Spring Boot Startern kombiniert werden, sodass beispielsweise problemlos eine Spring-MVC-Webanwendung im eingebetteten Tomcat gestartet werden kann, die auf den proprietären O/R Mapper zugreift. 3. Eigene Vorgaben/Defaults für eine von Spring Boot unterstützte Technologie Bei der Nutzung von Spring Boot muss man in der Regel immer noch einige Dinge zusätzlich konfigurieren, die für viele Anwendungen im Unternehmen gleich sind. Bei einer Absicherung mit Spring Security muss beispielsweise eine Verbindung zum LDAP her, DataSource-Verbindungsdaten können vorgegeben werden, bei Spring Batch haben wir einen eigenen Mapper für Exit-Codes etc. Mit Spring Boot wird es einfach, für das Unternehmen angepasste voll funktionsfähige Technologiestacks anzubieten (inklusive Betriebslösung), indem die entsprechenden Starter herangezogen werden und die Zusatzkonfigura tionen im eigenen Starter untergebracht werden. 4 javamagazin Software & Support Media GmbH

5 Sonderdruck 4. Automatische Konfiguration von Businesslogik Natürlich kann auch Businesslogik als Konfiguration hinzugefügt werden, in unserem Batch Starter kann man die REST-Endpoints dazuzählen, mit denen man Jobs starten/stoppen und überwachen kann, auch wenn diese vielleicht eher noch zur Infrastruktur gehören, da wir hier nur die Batch Jobs enablen. Bei echter Businesslogik wäre ich auch vorsichtig. Wichtig ist es, nicht die gleichen Fehler zu wiederholen, die bei so vielen starren, einengenden fachlichen Frameworks gemacht wurden. Fazit Wir waren erstaunt, wie einfach es war, einen eigenen Spring Boot Starter zu bauen, der viel Mehrwert bringt. Die Aufwände waren sehr gering, und alles hat auf Anhieb so funktioniert, wie wir es haben wollten. Natürlich hat Spring Boot auf Betriebsseite mit dem eingebetteten Tomcat revolutionäres Potenzial, ich sehe aber auch Möglichkeiten für Softwarearchitekturen in Unternehmen. Wir haben in den letzten fünfzehn Jahren gelernt, dass Monolithen problematisch sind, und der Microservices-Hype ist das überspitzte Resultat aus diesen Schmerzen. Nach einer Phase der Konsolidierung wird klar werden, dass nicht alles so micro werden muss, wie jetzt manchmal dargestellt, dass es aber trotzdem sinnvoll ist, kleinere Anwendungen zu haben. Frameworkteams haben bisher häufig das eine Unternehmensframework für den Monolithen betreut, und jetzt kommen ganz neue Herausforderungen, plötzlich müssen Entwickler in unterschiedlichen Typen von Anwendungen produktiv gehalten werden. Mit Spring Boot können mit wenig Aufwand Technologiestacks zusammengestellt werden, die bereits die unternehmensabhängigen Anpassungen enthalten, und alles, was Entwicklerteams dann noch machen müssen, ist das Einbinden einer Maven-Abhängigkeit, um davon zu profitieren. Tobias Flohre arbeitet als Senior-Softwareentwickler bei der codecentric AG. Seine Schwerpunkte sind Java-Enterprise-Anwendungen und Architekturen mit JEE/Spring, häufig mit Fokus auf Spring Batch. Er spricht regelmäßig auf Konferenzen und bloggt auf blog. codecentric.de. Links & Literatur [1] [2] htmlsingle/#boot-features-external-config-typesafe-configuration-properties [3] codecentric AG Kölner Landstraße Düsseldorf Tel: +49 (0) Fax: +49 (0) blog.codecentric.de Software & Support Media GmbH javamagazin

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