Web-Technologien und Java-Web-Anwendungen. der große Überblick

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1 Web-Technologien und Java-Web-Anwendungen der große Überblick

2 Literaturtipp: Heiko Wöhr Webtechnologien Konzepte Programmiermodelle Architekturen dpunkt Heidelberg 2004 (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 2 Alle mit Wöhr gekennzeichneten Graphiken sind diesem Buch entnommen!

3 Tutorials (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 3 Liste unter:

4 System-Architektur-Klassen Mainframe- und Desktop-Architekturen Verteilte Architekturen Web-Architekturen Web-Publishing Web-Application Web-Integration E-Business Realzeitarchitekturen Embedded Systems Architekturen für minimale Plattformen (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 4

5 Aufruf einer Webseite statischer Content URL Web- Client Web- Server HTML (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 5

6 Aufruf einer Web-Anwendung dynamischer Content URL CGI PHP JSP/ Servlet ASP Web- Client Web - Server Programm DB HTML +JavaScript +Applets Front End Web Publishing Back End (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 6

7 Die Client-Seite nur HTML? CSS Multi-Media-Komponenten XSLT Flash etc. Client-Scripting d.h. praktisch JavaScript HTML-Forms Applets (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 7

8 Die Client-Seite Was kann Client-Scripting? Benutzeraktionen erkennen Dokument-Komponenten einfügen/löschen/verändern Formatierung von Komponenten ändern Komponenten ansteuern Neue Fenster öffnen und füllen... (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 8 Wöhr

9 Die Client-Seite Was können HTML-Forms? einfache Eingabeformulare mit CSS gestaltbar Weitergabe der Daten als HTTP-Request an eine URL HTML- Formular URL-Request + Parameter Response (HTML) Web- Server (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 9

10 Die Client-Seite Was können Applets? GUI auf dem Client aufbauen Mit dem User interagieren Eine Verbindung zum Server herstellen Wöhr (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 10

11 Nadelöhr Browser Der Client kann soviel wie der Browser anbietet unvorhersagbares Nadelöhr! alles wichtige auf dem Server redundant implementieren... per Content Negotiation (Header-Auswertung) zwischen Client- und Server-Lösung entscheiden. (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 11

12 Die Server-Seite HTTP-Kommunikation Request-Response-Paradigma zustandslos und schnell GET, HEAD und POST-Methode Hidden Fields URL-Rewriting Cookies (Protokoll-Erweiterung) Wöhr (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 12

13 Die Server-Seite Was ist ein Web-Server? Implementierung des HTTP-Request-Response-Paradigmas Empfängt HTTP-Requests: URLs Antwortet mit Rückgabe des dadurch referenzierten Dokuments als Response URL Web- Client Web- Server HTML (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 13

14 Server-Multitasking Master-Server-Prozess Child-Prozess für jede Anfrage zustandsloses Protokoll kurze Prozesse Connection Pooling Wöhr (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 14

15 Serverseitige Programme Wenn das Dokument ein Programm ist, muss der Web-Server für dessen Ausführung sorgen! - Die serverseitigen Programmiertechnologien liefern Framewoks: - Rückgriff auf Informationen aus dem HTTP-Request - Rückgabe eines Response - (Verwaltung von Zustandsinformationen et al.) - Der Anschluss des Frameworks an die HTTP-Laufzeitumgebung des Webservers über ein das Webserver-API: - Apache: Apache API - IIS: ISAPI (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 15 Wöhr

16 Serverseitige Programme: CGI Common Gateway Interface Wöhr HTTP-Request verweist auf CGI-Script Webserver führt Script aus separater Prozess CGI-Script hat Zugang zu Umgebungsvariablen, die Server und Request beschreiben Script erzeugt HTML Datenübertragung zum Script über Stdin Datenübertragung zum Server über Stdout beliebige Programmiersprache (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 16

17 Serverseitige Programme: CGI Kommunikation Webserver CGI-Script Wöhr (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 17

18 Serverseitige Programme: PHP PHP-Programm erscheint als HTML-artiges Dokument eingebettete Scriptzeilen gesamte Seite wird an PHP weitergegeben Standardinstallation als CGI-Prozess Wöhr Modernere Version auch als Server-Modul innerhalb des Server-Adressraums dauerhafte Prozesse dauerhafte DB-Verbindungen Wöhr (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 18

19 PHP-Beispiel (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 19

20 Programmiermodelle Programmorientiert serverseitige Applikation besteht aus Programmen erzeugen HTML-Dokument als Ausgabe + Fachlogik gut strukturierbar, Kontrolle übersichtlich - Layout-Veränderungen erfordern Programmänderungen - Dokumentenorientiert - serverseitige Applikation ist HTML-dokument mit eingebetteten Scripten + Dokumentenstruktur gut erkennbar (gestaltbar) + einfaches Handling - Fachlogische Struktur verwischt (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 20

21 Java Servlets und Java Server Pages Vordergründig: Servlets - programmorientiert JSP - dokumentenorientiert Ausführung im Servlet-Container auf dem Webserver Wöhr (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 21

22 Servlet-Lebenszyklus Servlet wird kompiliert, sobald es in den Servlet- Container geladen wird. Servlet wird beim ersten Bedarf instanziiert und initialisiert. Servlet-Instanz wird einem Request zugeordnet. Nach Beendigung der Bearbeitung bleibt die Instanz für weitere Requests verfügbar. JSP wird zum Servlet kompiliert, sobald sie in den Servlet-container geladen wird... dann weiter wie beim Servlet Achtung: Instanz wird nicht zwingend ersetzt, wenn das Servlet (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 22 oder die JSP neu geladen wird.

23 Grundlegende Servlet-Technik Servlet erweitert (z.b.) die Klasse HttpServlet implementiert die Methode doget bzw dopost verwendet den HttpServletRequest- Parameter, um eingehende Header- und Anfragedaten zu lesen verwendet den HttpServletResponse-Parameter, um die Antwort an den Server zu senden Header-Informationen direkt Dokumentinhalt über eine PrintWriter (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 23

24 HelloWorld-Servlet! " # $% # & ' (! ) *)! + + (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 24

25 Hello-World-Servlet 2! " # $% # & ' (! ), -. / 0)! ), # 1 2 0,- $- / # 0,3- $- / # 0,3 # 1 2 0)! ),4 % 2 5 0)! ),4 $ 0 6 *,34 $ 0)! ),34 % 2 5 0)! ),3 -. / 0)! + + (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 25

26 Life-Cycle-Servlet 6 ' 7! " # $% # ) 3 )! & ' (! ), -. / 0)! ), # 1 2 0,- $- / # 06,3- $- / # 0,3 # 1 2 0)! ),4 % 2 5 0)! ),6 # 9 - # 0,4 $ 05 ): ( 6 ;! : ),34 $ 0,36 # 9 - # 0)! ),34 % 2 5 0)! ),3 -. / 0)! + 8 < ( 6 ;! : : + Instanz lebt weiter... (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 26

27 Grundlegende JSP-Technik JSP ist HTML-Seite mit Scripting-Elementen in Java Ausdrücke, Wert wird in die Ausgabe integriert <%= Expression %> Scriptlets, Code wird in die zentrale Methode _jspservice integriert <% Code %> Deklarationen, die in die Servlet-Klasse integriert werden <%! Code %> JSP-Kommentare, die nicht in das resultierende HTML-Dokument übernommen werden <%-- JSP-Comment --%> Interpreteranweisungen für Importe und externe Dateien <% page Anweisung %> Vordefinierte Variablen ("implizite Objekte") request, response, out, session,... (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 27

28 HelloWorld-JSP, -. / 0, # 1 2 0,- $- / # 0 = &,3- $- / # 0,3 # 1 2 0,4 % 2 5 0,>? ( ' ) 2 )> 0,6 # 9 - # 0,4 $ *-,> ' " 2!> 0,34 $ 0,36 # 9 - # 0,34 % 2 5 0,3 -. / 0 (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 28

29 JSP Servlet 2! " # $% # & ' (! ), -. / 0)! ), # 1 2 0,- $- / # 0 = &,3- $- / # 0,3 # 1 2 0)! ),4 % 2 5 0)! ),4 $ *- ): " 2! (!: ),34 $ 0)! ),34 % 2 5 0)! ),3 -. / 0)! + + (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 29

30 JSP und JavaBeans Innerhalb eines JSP-Dokuments können JavaBeans erzeugt werden <jsp:usebean id="objektname" class="klassenname" scope="page"/> --oder request, session, application Properties von JavaBeans gesetzt <jsp:setproperty name="objektname" property="attributname" value="wert" /> und gelesen werden <jsp:getproperty name="objektname" property="attributname" /> Mit Beans wird zwischen JSPs, JSPs und Servlets und Servlets und anderen Programmen kommuniziert. (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 30

31 Servlet-JSP-Verknüpfung Im ServletContext steht ein Objekt vom Typ RequestDispatcher zur Verfügung Methoden: include und forward Servlet: A 2 ' ( 6!( 2 /! B"! = & A, CB" ( ' ) / )30 A, C ( ' ) / )30 A / D = & E1 D (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 31

32 Programmiermodell MVC (Model 2) Servlet emfängt Requests ruft ggf. fachlogische Objekte speichert Daten in JavaBeans wählt JSP und übergibt per forward JSP nutzt JavaBean-Daten generiert Ausgabe Wöhr (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 32

33 Konfiguration: Was gehört zusammen? Deployment-Deskriptor web.xml steuert die Web-Anwendung,F ' )G 7 ) ( ' )$ % EH H I J EG )F 0," E ' ) C K ) C ' ) C33" " " " L ( 3K 7 7 G 3M. / E ) C / ' ) C K C K 3" E N K N O ) ' )K O )0, 8 E 0 1,3 8 E 0, 0 - ",3 0, 0, E 0,3 E 0, E 08 D (,3 E 0,3 0, E ( 0, E 0,3 E 0, E 03,3 E 0,3 E ( 0,3" E 0 (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 33

34 Ausführen! Dateien in die entsprechenden Verzeichnisse des Servlet- Containers einstellen. Verzeichnisstruktur ist "genormt" (in der Spezifikation festgelegt) dadurch sind Java-Web-Anwendungen portabel typischerweise als WAR-Archiv gepackt (ggf) Servlet-Container starten. über den Browser Servlets und JSPs anfordern. im Testbetrieb localhost bzw. localhost:8080 oder ähnlich (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 34

35 Verzeichnisstruktur /: Dokumente HTML, JSP, CSS,... /WEB_INF: Deployment-Deskriptor web.xml /WEB_INF/classes: übersetzte Servlets, weitere Klasse und Resources /WEB_INF/lib: als JAR gepackte Klasse und Resourcen Diesen Dateibaum direkt oder als WAR gepackt in das Anwendungsverzeichnis des Servlet-Containers kopieren In Tomcat ist das webapps (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 35

36 Na, dann Hallo Welt! (c) schmiedecke 07 SE2-2-Java-Web-Anwendungen 36

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