Web 2.0 Software-Architekturen
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- Hella Armbruster
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1 Web 2.0 Software-Architekturen Enterprise Java Beans eine Einführung in die EJB Technologie Prof. Dr. Nikolaus Wulff
2 Problemstellung verteilte Dienste Heterogene Plattformen Referenzierung von Objekten an unterschiedlichen Lokationen Speicher Verwaltung Unterschiedliche Programmiersprachen Unterschiedliche Netzwerk Protokolle Persistenz in verteilten Umgebungen Standardisierung Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 2
3 HelloWorld Pseudo Code Lokaler Methodenaufruf: HelloInterface h = new HelloImpl(); h.sayhello("helloworld"); Remote Methodenaufruf: HelloInterface h = HelloFactory.lookup("myServer","myObject"); h.sayhello("helloworld"); dauert ~ 1-4 NanoSec dauert ~ 5-50 MilliSec!!! Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 3
4 RMI Architektur Client Application Remote Interface Remote Object RMI Stub Class Skeleton Class Remote Reference Layer Transport Layer (JRMP) Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 4
5 HelloWorld mit RMI RMI Framework generated by RMIC Developer defined Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 5
6 Start des Hello Servers public class HelloImpl implements HelloInterface { //... public static void main(java.lang.string[] args) { try { String url = args[0]; // 1. Server Instanz erzeugen System.out.println("Erzeuge Server"); HelloImpl hello = new HelloImpl(); // 2. Server Instanz beim Naming Service bekannt machen System.out.println("Registriere Server "+hello); Naming.rebind(url,hello); } System.out.println("Server "+url+" ready... ); }catch(exception e) { System.err.println(e); e.printstacktrace(); } Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 6
7 HelloClient mit RMI public static void main(java.lang.string[] args) { throws Exception { String url = args[0]; // 1. Referenz auf den Server per Naming Service System.out.println("Suche Server "+url); Remote ref = Naming.lookup(url); // 2. Cast auf den gewünschten Typ HelloInterface hello = (HelloInterface) ref; System.out.println("Fand "+hello); // 3. Remote Call ausführen long time = System.currentTimeMillis(); hello.sayhello("hello vom HelloClient "+time); } System.out.println("done..."); Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 7
8 CORBA Architektur Client Application CORBA Interface Corba Object (Servant) IDL Stub Class (z.b. Java) ORB (z.b. Visigenic) IDL Beschreibung ORB Interface IIOP TCP/IP IDL Skeleton Class (z.b. C++) ORB (z.b. Iona Orbix) Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 8
9 HelloWorld mit CORBA CORBA Framework generated by IDLJ Developer defined Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 9
10 HelloClient mit CORBA public static void main(java.lang.string[] args) { throws Exception { String name = args[0]; // 0. Referenz auf ORB Singleton und den NamingService org.omg.corba.orb orb = ORB.init(args,null); NamingContext naming = getnamingcontext(orb); // 1. Lookup mittels NamingService NameComponent[] component= {new NameComponent(name,"")}; org.omg.corba.object ref = naming.resolve(component); // 2. CORBA Cast per narrow mit Helper Klasse HelloInterface hello = HelloInterfaceHelper.narrow(ref); System.out.println("Fand "+hello); } // 3. Remote Call ausführen long time = System.currentTimeMillis(); hello.sayhello("hello vom HelloClient "+time); Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 10
11 Was fehlt...? Das RMI und CORBA Beispiel zeigt: Lookup der Remote Objekte per Naming Service einfacher Methodenaufruf des Remote Objektes was fehlt ist die HighLevel Architektur für: Client-Server generell Objekt Lifecycle Session Handling Transaktionen (Two-Phase-Commit) Objektpersistenz und -referenzierung... Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 11
12 Von RMI zu EJB Native RMI bietet wenig Unterstützung hinsichtlich C/S-Architekturen CORBA enthält viele Services wie TransactionService SecurityService EventService... Unterstützung der Hersteller war zurückhaltend... Sun legte 1998 mit der EJB1.0 Spezifikation ein neues objektorientiertes Komponentenmodel für verteilte Anwendungen vor, das nahtlos in die Java2 Enterprise Edition (J2EE) integriert ist. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 12
13 EJB in a Nutshell EJBs laufen in einem ApplikationsServer und werden von einem EJBContainer verwaltet. EJB Server EJB Container EJB Home Interface Client EJB Remote Interface EJB Bean Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 13
14 Die Schnittstellen im Überblick Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 14
15 Die EJB 1.0 & 2.0 Schnittstelle Eine Enterprise JavaBean besitzt für den Client zwei öffentlich sichtbare Schnittstellen: EJB-Home es spezifiziert die Lookup- und Finder-Methoden um eine Referenz auf das Remote Interface zu erhalten EJB-Remote es stellt die eigentliche öffentliche Schnittstelle der EJB da. Hier sind die Business-Methoden der EJB deklariert. Seit EJB 2.1 EJB-Lokal nicht sichtbar für Client! Bietet Klassen auf der Serverseite Zugriff auf die Business-Methoden der EJB ohne Netzwerkzugriff. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 15
16 Der EJB Container Zentraler Bestandteil der EJB Spezifikation ist der EJB Container, er ist zuständig für: Persistenz der EJBs Transaktionen Sicherheitsaspekte Lifecycle und Runtimesupport Ein EJB Container Provider wird den Entwickler mit entsprechenden Tools für das Deployment und Monitoring der EJBs ausstatten. EJB Server und EJB Container Provider sind meist identisch. Die Spezifikation schreibt die API zwischen dem Server und dem Container nicht vor. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 16
17 EJB Rollen Developer / EJB Provider definiert Remote- und Home-Interface und die Implementierung Application Assembler verwendet die EJBs und bindet sie in den Kontext einer Applikation ein Deployer integriert die ejb-jar Archive in einen EJB Server und generiert die serverspezifischen Stub- und Skeltonklassen für die Verteilung. System Administrator administriert Transaction, Security, Container, Server und Resourcen Server Provider und Container Provider Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 17
18 EJB im J2EE Model Client Applikationen, Applets, Browser Präsentation JSP, Servlets und andere UI Business Ebene EJBs und JavaBeans Integrations Ebene JMS, JDBC, Connectors und Legacy Resourcen Datenbanken und externe Systeme Benutzer Interaktion Single signon,sessionverwaltung, Formatierung und Zustellung Geschäftslogik, Transaktionen, Daten und Services Resource adapters, rule engine und workflow, Altanwendungen Daten und externe Dienste Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 18
19 J2EE Architektur Browser HTTP SSL Web Container EJB Container JSP Servlet EJB Application Client Container Application Client, Applet HTTP SSL JMSJNDI JTA Java JDBC Mail RM I- IIOP JAF J2SE JMSJNDI JTA Java JDBC Mail RM I- IIOP JAF J2SE Database JMSJNDI JDBC RMI RM I- IIOP J2SE Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 19
20 EJB Typen Session Bean: kapseln Applikationslogik, dienen als Fassade, um Kommunikation zwischen Client- und Serverkomponenten zu orchestrieren. Sie können mit oder ohne Zustand behaftet sein. Entity Bean: Persistente Business Objekte, DB Zugriffe sind transparent vor dem Client verborgen. Persistenz kann automatisch vom Container verwaltet werden, container managed persistence (CMP), oder direkt per Hand eingebaut werden, bean managed persistence (BMP). Message Bean: EJB Variante für asynchrone Nachrichten nach der JMS Spezifikation. Ohne Home Interface und Zustand. WebService: spezielle stateless Session Bean Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 20
21 EJB Typen Logische Hierarchie Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 21
22 HelloWorld mit EJB EJB Framework Developer defined Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 22
23 EJB Client public static void main(java.lang.string[] args) { throws Exception { HelloHome home; String jndiname = args[0]; Context context = new InitialContext(); // 1. Referenz auf den Server per JNDI System.out.println("Suche Server "+jndiname); Object ref = context.lookup(jndiname); // 2. RMI-IIOP Cast auf das HomeInterface home = (HelloHome) PortableRemoteObject.narrow( ref,hellohome.class); // 3. Create Methode zum Erzeugen des EJBObjects HelloInterface hello = home.create(); System.out.println("Fand "+hello); // 4. Remote Call ausführen long time = System.currentTimeMillis(); hello.sayhello("hello vom HelloClient "+time); } Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 23
24 Einsatzbereich von EJBs Je nach Aufgabenstellung werden unterschiedliche EJBs verwendet: Stateless SessionBean: Allgemeine Services Statefull SessionBean: Benutzerspezifischer Service, wird häufig zur Transaktionssteuerung der persistenten Objekte verwandt. Entity Bean: Langlebige persistente Objekte verwaltet innerhalb einer Datenbank. Message Bean: Asynchrone Kommunikation. WebService: wie der Name sagt... Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 24
25 LifeCycle Der EJB-Container übernimmt die EJB Erzeugung, Aktivierung, Passivierung und Vernichtung. Hierzu dienen die Schnittstellenmethoden ejbcreate, ejbactivate, ejbpassivate und ejbremove, seit markiert. Im Home Interface sind weitere Finder Methoden vermerkt. Je nach Bean Typ sind unterschiedliche Szenarien vorgesehen. Die EJB Spezifikation schreibt vor, in welcher Reihenfolge diese Methoden vom Container auszurufen sind. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 25
26 Stateless SessionBean Does not Exist ejbremove() Method-Ready Pool Class.newInstance() setsessioncontext() ejbcreate() business method Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 26
27 Stateful SessionBean ejbremove() Does not Exist Class.newInstance() setsessioncontext() ejbcreate() instance throws system exception timeout timeout Method-Ready ejbpassivate() ejbactivate() Passive business method Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 27
28 EntityBean Does not Exist Object.finalize() unsetentitycontext() ejbselect() ejbpassivate() ejbremove() business method Pooled Ready Class.newInstance() setentitycontext() ejbfind() ejbcreate() ejbpostcreate() ejbactivate() ejbload() ejbstore() BMP Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 28
29 Message-Driven Bean Does not Exist ejbremove() Method-Ready Pool Class.newInstance() setmessagedrivencontext() ejbcreate() onmessage() Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 29
30 1:1 1:N und N:M Beziehungen Beziehungen zwischen EntityBeans werden vom EJB Container verwaltet. Da die EJB Klassen abstrakt sind, können diese nicht direkt vom Entwickler gepflegt werden, es müssen entsprechende abstrakte Setter- und Getter-Methoden in der EJB vorgesehen werden. I.A. werden die Assoziationen bei der Erzeugung der Bean gesetzt. Dies darf allerdings nicht bei ejbcreate sondern erst beim ejbpostcreate Event geschehen. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 30
31 ejbpostcreate Die ejbcreate-methode wird gerufen bevor eine EntityBean in der Datenbank angelegt wird. Bei BMP Beans muss jetzt vom Entwickler selbständig für die Persistenz gesorgt werden. Falls die EJB Fremdbeziehungen zu anderen Beans hat, so werden diese in der ejbcreate-methode übergeben, dürfen jedoch noch nicht gesetzt werden. Hierzu ist eine ejbpostcreate-methode mit gleicher Signatur notwendig. ejbpostcreate wird gerufen nachdem ein Record für die EJB in der Datenbank angelegt ist. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 31
32 ejbpostcreate Beispiel public abstract class ShoppingCartBean implements EntityBean { public Long ejbcreate(userlocal user) throws CreateException { setid(createpk()); return null; } public void ejbpostcreate(userlocal user) throws CreateException { setuserlocal(user); } ShoppingCart wird bei der Erzeugung mit einer lokalen UserBean assoziert. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 32
33 1:N Beziehung mit XDoclet /** generate="local" name="user-to-shoppingcart" * role-name="user-of-shoppingcart" * target-ejb="user" * target-role-name="shoppingcart-to-one-user" * fk-column="user_id" * related-pk-field="id" */ public abstract UserLocal getuserlocal(); /** generate="local" */ public abstract void setuserlocal(userlocal user); 1:N Beziehung zwischen User und ShoppingCard, notiert mit XDoclet. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 33
34 ShoppingCart getuser /** * */ public User getuser() throws EJBException { try { UserLocal userlocal = getuserlocal(); return getuserhome().findbyprimarykey( userlocal.getid()); } catch(exception e) { throw new EJBException("getUser: "+e,e); } } Der ShoppingCart User wird in der ejbcreate- Methode als lokale Objekt gesetzt. Per getuser kann auf die lokale Instanz remote zugegriffen werden... Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 34
35 Die Many Beziehung /** name="user-to-shoppingcart" * role-name="user-has-shoppingcarts" * target-ejb="shoppingcart" * target-multiple="true" * fk-column="cart_id" * related-pk-field="id" */ public abstract Collection getshoppingcarts(); /** */ public abstract void setshoppingcarts(collection carts); In der UserBean ist die many Relation hinterlegt JBoss generiert auch die Relationstabelle... Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 35
36 OQL Tabellen Generierung /** name="shoppingcart" * type="cmp" cmp-version="2.x" primkey-field="id" * view-type="both" jndi-name="ejb/shoppingcart" * ejb-name="book" ejb-name="user" * signature="collection findall()" * query="select OBJECT(o) FROM ShoppingCart AS o" * signature="collection findbyuser(bookstore.bean.user user)" * query="select OBJECT(o) FROM ShoppingCart AS o WHERE o.userlocal =?1" * type="required" equals="true" generate="false" table-name="shoppingcarts" name="shoppingcart" match="*" * "true" "true" "false" Prof. Dr. Nikolaus Wulff "false" Web 2.0 Software-Architekturen 36 *
37 EJB 2.x Entwicklung Schritte zur Erstellung einer EnterpriseBean: Design der Remote (Business) Schnittstelle. Erstellung einer Home Schnittstelle mit Create- und Finder-Methoden. Codierung einer Bean Implementierung mit passenden ejbcreate- und ejbfinder-methoden. Implementierung der Business-Methoden in der Bean. Testen der Lokalen Bean. Erstellung eines Deployment-Deskriptors. Packen des Archives Deployment im ApplicationServer Testen der Remote Bean. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 37
38 Bookstore Factory Fassade Die BookstoreBean dient als Fassade, um eine ShoppingCart für einen User zu erzeugen. Die ShoppingCart ejbcreate-methode erwartet eine Bean vom Typ UserLocal, die passend zur User Referenz gefunden werden muss. Die Lokale Referenz kann mit der LokalHome Schnittstelle und dem PrimaryKey der Bean ermittelt werden. Die Schritte sind invers zu der getuser Methode der ShoppingCart. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 38
39 Bookstore Factory Methode public ShoppingCart createshoppingcart(user user) throws EJBException { try { ShoppingCartHome home = getshoppingcarthome(); UserLocalHome localhome = getuserlocalhome(); UserLocal localuser = localhome.findbyprimarykey(user.getid()); ShoppingCart cart = home.create(localuser); return cart; } catch (Exception ex) { throw new EJBException(ex); } } Zum Erzeugen einer ShoppingCart im Bookstore ist eine lokale UserBean notwendig. Per findbyprimarykey mit UserLocalHome... Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 39
40 XDoclet versus ejb-jar.xml Die vielen Annotationen für XDoclet wirken auf den ersten Blick sehr unübersichtlich. Tatsächlich sind sie jedoch ein großer Fortschritt: alle Annotationen hätten per Hand in der ejb-jar.xml selber codiert werden müssen. alle Home, LocalHome sowie Data und Value Klassen hätten händisch immer parallel codiert werden müssen. Das Datenbankschema hätte händisch synchronisiert werden müssen. Diese Aufgaben werden von XDoclet übernommen. In der EJB 3.0 Spezifikation wird dies durch die neuen JDK1.5 Annotation automatisiert... Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 40
41 EJB3 Session Beans Annotations kennzeichnen den Life-Cycle. Meist wird ein Business Interface deklariet von dem eine Lokal- und eine Remote-Schnittstelle abgeleitet werden die in einer POJO Bean implementiert sind. Die EJB Schnittstellen werden gekennzeichnet, die Implementierung Die ejbcreate und ejbremove Methoden können frei vergeben werden und sind zu annotieren. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 41
42 Stateless Session Beispiel /** * Calculator service interface. */ public interface Calculator extends Serializable { double calculate(double x, char op, double y); public interface CalculatorRemote extends Calculator public interface CalculatorLocal extends Calculator {} public class CalculatorBean implements CalculatorRemote, CalculatorLocal protected void created() { System.out.println("created " + this); } Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 42
43 Test der Sesson Bean Die Bean wird per JNDI Kontext referenziert: private Calculator service; /** java.lang.exception public void setup() throws Exception { Context ctx = new InitialContext(); service = (Calculator) ctx.lookup(jndiname); assertnotnull("no calculator service found", service); } /** * Test method for {@link de.lab4inf.service.calculator#calculate(d public void additiontest() throws Exception { double x = 2.3, y = 3.6; assertequals(x + y, service.calculate(x, '+', y), eps); } Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 43
44 EJB3.x persistente EntityBean Seit dem JDK1.5 hat das Konzept der Annotations Einzug in die EJB 3.0 Spezifikation gefunden. Die XDoclet Tags können fast 1:1 als Annotations formuliert werden. EJBs sind jetzt reine Plain-Old-Java-Objects (POJO) Annotations des javax.persistence Markiert die Klasse als Gibt den Tabellennamen des Mappings Speichert das Attribut in der Markiert den PrimaryKey der Tabelle Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 44
45 EJB3.0 Annotations Beispiel public class Book { private Integer id; private String title; // and further attributes... /** the = GenerationType.AUTO) public Integer getid() { return id; } Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 45
46 EJB3.x per Hibernate Hibernate ist ein OR-Mapper, der direkt die EJB3.x Annotations verwendet. Ganz normale POJOs können direkt mit Hibernate persistent gemacht werden und sie unterscheiden sich nicht von gleichartigen EJB 3.x Instanzen. Die Entscheidung ob ein POJO eine EJB ist, wird erst zur Laufzeit vom Container entschieden... Ein EJB3.0 Container generiert den passenden Glue-Code für die Remote Schnittstellen, Hibernate belässt es bei der reinen Persistenz. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Web 2.0 Software-Architekturen 46
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