Java Enterprise Edition (Java EE)
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- Heinrich Frank
- vor 8 Jahren
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Transkript
1 Java Enterprise Edition (Java EE) Eine Einführung
2 Java Enterprise Editon Java EE platform API and runtime environment for developing and running enterprise applications and services large-scale multi-tiered scalable reliable secure distributed network applications designed to reduce the complexity of enterprise application development, providing a development model APIs for standard system services runtime environment allows developers to concentrate on business and presentation logic 2
3 Java EE platform uses a distributed multitiered application model for enterprise applications Application logic is divided into components according to function Components are grouped in a stack of tiers Components are potentially installed on various machines Typically Presentation: client and web tier Business tier Persistent data tier Distributed Multitiered Applications 3
4 Genau genommen: Spezifikation einer Softwarearchitektur für Enterprise Java- Anwendungen von Sun jetzt Oracle In der Praxis aber auch: Spring, Tomcat, Hibernate Spezifiziert werden Komponenten und Dienste Aktuelle Version: JEE 6 JEE 5/6 vereinfacht die Entwicklung enorm gegenüber J2EE (1.4) aus 2003 Wesentlicher Unterschied: Menge der zu erstellenden Artefakte (Schnittstellen, Deployment-Deskriptoren, Implementierungsvorschriften für Callback-Methoden) Java EE 4
5 Standardisierung Skalierbarkeit Interoperabilität Warum JEE? 5
6 Java-EE-Komponenten erfordern als Laufzeitumgebung eine spezielle Infrastruktur, den Java EE Applicationserver Dieser Server stellt verschiedene technische Funktionalitäten bereit Security Transaktionsmanagement Namens- und Verzeichnisdienste Skalierung Kommunikation zwischen Java-EE-Komponenten Management der Komponenten über den gesamten Lebenszyklus (inklusive Instanziierung) Unterstützung für die Installation (Deployment) und den Betrieb von Anwendungen Applicationserver 6
7 Applicationserver Open Source Server Apache Geronimo JBoss Application Server GlassFish... Alternativen Spring-Framework Tomcat WebContainer... Proprietäre Server IBM WebSphere Oracle Application Server Oracle WebLogic Server SAP NetWeaver Application Server... 7
8 Insgesamt 23 Die wichtigsten Spezifikationen innerhalb von JEE: EJB (Enterprise Java Beans) JMS (Java Message Service) JTA (Java Transaction API) JPA (Java Persistence API) CDI (Context and Dependency Injection) JNDI (Java Naming and Directory Interface) JAAS (Java Authentication and Authorization) Wichtige Subspezifikationen 8
9 Applikationsserver 9
10 Applicationserver Ein Java-EE-Server wird in diverse logische Komponenten unterteilt: Web-Container Laufzeitumgebung für Servlets und JavaServer Pages (JSP) Bereitstellung von verschiedenen Diensten für Servlets EJB-Container Laufzeitumgebung für Enterprise Java Beans Überwachung des Lebenszyklus von EJBs Instanzen-Pooling Bereitstellung von verschiedenen Diensten für EJBs (Namens- und Verzeichnisdienst, Transaktionsdienst, Nachrichtendienstes Persistenz JCA-Container (JEE Connector Architecture) Laufzeitumgebung Anbindung heterogener Fremdarchitekturen 10
11 Presentation Tier (Web Tier) JSF Pages (Java Server Faces) JSF Backing Beans Business Tier Enterprise Beans JTA (Java Transaction API) Persistence Tier Entity Beans JPA (Java Persistence API) Aufbau einer Anwendung 11
12 Einordnung der APIs 12 JSP JSF XSL EJB Webservices JPA Darstellungs- schicht Logik & Kommunikation Datenhaltungs- schicht JNDI JMS JTA XML Servlets JMX
13 JavaServer Pages (JSP) Framework für Webapplikationen basiert auf aus JSPs generierten Servlets Java Server Faces (JSF) Framework für Webapplikationen Alternative zu JSP Java Servlet API Erlaubt die Erweiterung von Servern, deren Protokoll auf Anfragen und Antworten basiert JavaEE-APIs 13
14 Java Transaction API (JTA) Schnittstelle zur standardisierten Kontrolle von Transaktionen Java Persistence API (JPA) Schnittstelle zur vereinfachten Zuordnung und Übertragung von Java- Objekten zu Datenbankeinträgen Java Naming and Directory Interface (JNDI) Schnittstelle mit der alle Java Klassen auf Namens- und Verzeichnisdienste zugreifen können über JNDI wird insbesondere der Zugriff auf Java-EE-Komponenten sichergestellt JavaEE-APIs 14
15 Java Message Service (JMS) API zur asynchronen Nachrichtenverarbeitung Java Connector Architecture (JCA) dient der transparenten Integration von externen Systemen Java Management Extensions (JMX) dient der Verwaltung von Java-EE Komponenten Webservice, JAAS, JavaMail, StAX, JavaEE-APIs 15
16 Deployment als EAR (EnterpriseArchive) Deployment einer Anwendung META-INF/ -- application.xml -- MANIFEST.MF -- <Library JAR files> -- <EJB Module JAR files> -- <Web Module WAR files> -- <ResourceAdapter RAR files>
17 Aufbau einer Anwendung am Beispiel Schnelldurchlauf von oben nach unten
18 Umgebung Datenbank MySQL Application Server Glassfish (Referenzimplementierung, besser nicht für produktiven Einsatz) Datenbank MySQL XAMPP-Paket: XAMPP installieren laut Anleitung XAMPP Control zum starten/stoppen von MySQL und Apache (für phpmyadmin) phpmyadmin: Benutzer (hier jee ) mit Datenbank anlegen Demoumgebung 18
19 Applicationserver GlassFish Download kommerziell: Open Source: Installation Kurzanleitung: Doku: View Library Installation Guide / Quick Start Guide Schritte MySQL JDBC-Treiber installieren (jar in GlassFish-lib-Verzeichnis) GlassFish starten (siehe JEE- Eclipse) GlassFish JDBC Connection Pool einrichten GlassFish JDBC DataSource unter JNDI-Namen einrichten Demoumgebung 19
20 JEE-Eclipse Download: Eclipse IDE for Java EE Server in Eclipse einrichten Servers View New Server GlassFish (ggf. vorher Download additional server adapters) Kontextmenü auf Server Start, Stop, AdminConsole (i.d.r. localhost:4848) JEE-Project New Other... Web Dynamic Web Project Target runtime: GlassFish Demoumgebung 20
21 Java Server Faces (JSF 2.0) Eine Einführung
22 Presentation Tier (Web Tier) JSF Pages (Java Server Faces) JSF Backing Beans Aufbau einer Anwendung 22
23 Java Server Faces 2.0 JSF: Framework für Web-Anwendungen in JavaEE Trennung von Darstellungsschicht und Programmlogik nach MVC-Pattern Facelet XHTML-Template <html>! <h:body>! <h2>customer with id! "#{bankingbean.customerid}! </h2>! <h:inputtext value=! "#{bankingbean.name} />! <h:commandbutton! value="speichern! action="#{personformular.! speichern}"/>! </h:body>! </html>! View Backing Bean POJO getattr() setattr(...) action() Controller Model 23
24 Backing Beans (einfache Java-Klassen) Zugriff auf Daten durch get- und set- Methoden Aktions-Methoden, die z.b beim Klick auf einen Button ausgeführt werden JSF lädt diese Beans bei Bedarf automatisch in den Speicher Facelets Template-Engine zwischen Backing Beans und Web-Browser erzeugt Webseiten auf der Grundlage von Vorlagen (Facelets), die mit Daten aus den Beans befüllt werden Java Klassen enthalten kein HTML, Facelets enthalten kein Java-Code Trennung von Java-Programmierung von HTML-Entwicklung Facelets und Backing Beans 24
25 Templates für Webseiten (typischerweise Endung.xhtml) enthalten HTML + Ausdrücke aus der Expression Language + JSF Tags Expression Language Ausdrücke #{user.name}!#{geld.eingang - geld.ausgang}! #{auto.farbe!= rot} JSF-Tags Kontrollstrukturen <ui:fragment rendered="#{user.alter > 12} >!!! Du bist alt genug!! </ui:fragment>!! <ui:repeat var="auto" value="#{meinbean.alleautos}">!!! Das Auto #{auto.name} ist #{auto.farbe}.!! </ui:repeat> Facelets 25
26 Facelets JSF-Tags HTML-(Formular-)Elemente! <h:form>!!! <h:inputtext value="#{personformular.name} />!!! <h:commandbutton value="speichern!!!!! action="#{personformular.speichern}"/>!! </h:form> Bestimmung des Page-Flows Facelet-Name als Rückgabewert der Aktions-Methoden (ohne Endung.xhtml)! public String speichern() {!!!... Aufruf Geschäftslogik...!!! return gespeichert ;!! }! ruft Facelet gespeichet.xhml auf 26
27 Zusammenspiel mit Backing Bean 27
28 Grundkonfiguration WebContent/WEB-INF/web.xml (sun-web.xml brauchen wir hier nicht) JSF ist ein Aufsatz auf die Servlet API, d.h. Faces-Servlet konfigurieren <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>! <web-app xmlns:xsi= xmlns= xmlns:web= xsi:schemalocation=" id="webapp_id" version="3.0">! <display-name>webapp Name</display-name>! <welcome-file-list>! <welcome-file>index.xhtml</welcome-file>! </welcome-file-list>! <servlet>! <servlet-name>faces Servlet</servlet-name>! <servlet-class>javax.faces.webapp.facesservlet</servlet-class>! <load-on-startup>1</load-on-startup>! </servlet>! <servlet-mapping>! <servlet-name>faces Servlet</servlet-name>! <url-pattern>*.xhtml</url-pattern>! </servlet-mapping>! </web-app>! 28
29 WebContent/WEB-INF/faces-config.xml Überbleibsel von JSF 1.0 Konfiguration bei JSF 2.0 weitgehend über Annotationen d.h. entfällt i.d.r. oder leer Grundkonfiguration 29 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>! <faces-config! xmlns=" xmlns:xsi=" xsi:schemalocation=" version="2.0">! </faces-config>!
30 automatisch bei Bedarf vom Container instantiiert unter dem Klassennamen der Template Engine bekannt gemacht eindeutiger Name für Managed-Beans, egal in welchem Package ) Scoping von Beans, d.h. Definition der Lebensdauer, per genau einmal geladen, solange im Speicher, wie die Applikation für jeden HTTP Request eine neue eigene in der HTTP-Session abgelegt und wieder solange, wie Nutzer die aktuelle Seite benutzt Backing Bean 30
31 Backing Bean package de.skatulla.jee.jsfbeans;! import java.io.serializable;! import javax.faces.bean.managedbean;! public class PersonBean implements Serializable {!! private static final long serialversionuid = L;!! private String _name;!! private String _id;!! public String getname() {!!! return _name;!! }!! public void setname(string name) {!!! _name = name;!! }!! public String getid() {!!! return _id;!! }!! public void setid(string id) {!!! _id = id;!! }!! public String save() {!!! setid(uuid.randomuuid().tostring());!!! return "Person";!! }! }! 31
32 Facelet <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN"! " <html xmlns=" xmlns:h=" xmlns:ui=" <head>! <title>person</title>! </head>! <body>!! <h:form>!!! <h1>person</h1>!!! <h:panelgrid border="0" columns="2">!!!! <h:outputtext value="id"/>!!!! <h:outputtext value="#{personbean.id}"/>!!!! <h:outputtext value="name"/>!!!! <h:inputtext value="#{personbean.name}"/>!!! </h:panelgrid>!!! <h:commandbutton value="save" action="#{personbean.save}"/>!! </h:form>! </body>! </html>! 32
33 Enterprise Java Beans (EJB 3.1) Eine Einführung
34 Business Tier Enterprise Beans JTA (Java Transaction API) Aufbau einer Anwendung 34
35 Komponente mit Geschäftslogik und/oder Zugriff auf persistente Daten Ausführung im EJB Container Seit JEE 5 POJO mit Annotationen In J2EE 1.4 mit Home-, Remote- und SessionBean-Interface und Deployment- Deskriptor Zugreifbar über die JNDI-Registry Unterscheidung: Stateless Session Bean Stateful Session Bean Message Driven Bean EJB Enterprise Java Bean 35
36 Zwei Status: Non existent und Ready Callbacks im Zustandlos Stateless Session Bean 36
37 Eine Instanz pro Client Status: Non Existent, Ready, Passivated Callbacks Wird eher selten eingesetzt Stateful Session Bean 37
38 Kommunikation über JMS Nimmt Nachrichten entgegen, für Queues/Topics, auf die sich eine MDB registriert hat MessageDrivenBean 38
39 Stateless Session Bean Service IPersonService.save() deklariert durch Interface Implementation durch Stateless Session Bean PersonServiceImpl package de.skatulla.jee.services;! import de.skatulla.jee.jsfbeans.personbean;! public interface IPersonService {!! public abstract void save(personbean personbean);! }! package de.skatulla.jee.services;! import java.util.uuid;! import javax.ejb.stateless;! import public class PersonServiceImpl implements IPersonService public void save(personbean personbean) {!!! personbean.setid(uuid.randomuuid().tostring());!! }!! }! 39
40 Verwendung des Services Backing Bean erhält Zugriff auf Service durch Dependency Injection (DI) keine Abhängigkeit zur Service-Implementation nur zum Interface keine Instanziierung von Service-Bean Service-Bean wird vom Container instanziiert und injiziert (dem annotierten Feld zugewiesen) Vorteile von DI Implementation kann ausgetauscht werden Separates private IPersonService personservice;! public String save() {!! personservice.save(this);!! return "Person";! }! Instanzen-Pooling durch Container 40
41 Transaktionsmanagement (JTA) Management der Transaktionen durch den Container Zwei Möglichkeiten BeanManaged-Transactions (Steuerung durch den Benutzer) ContainerManaged-Transactions Begin-, Commit und Rollback-Steuerung durch Container an den Transaktionsgrenzen (Begin, Commit implizit, Rollback bei System Exception oder manuell mit setrollbackonly()) Steuerung an (Service-)Bean oder Methoden Default: REQUIRED: gerufene Methode in selber TA wie aufrufende, wenn TA bereits geöffnet, sonst neue TA öffnen REQUIRES_NEW: neue (autonome) TA MANDATORY, NEVER, NOT_SUPPORTED, SUPPORTS! 41
42 Java Persistence API (JPA 2.0) Eine Einführung
43 Persistence Tier Entity Beans JPA (Java Persistence API) Aufbau einer Anwendung 43
44 App-Server-Hersteller verwenden meist ihre eigene JPA-Implementation JBOSS Hibernate, Oracle EclipseLink, Glassfish EclipseLink Datenhalter sind Entities, einfache POJOs Eigene Query-Languange JPQL Mapping über Annotationen oder xml JPA Java Persistence API 44
45 JPA Entities Datenbankanbindung durch Mapping von einfachen Java-Klassen auf Tabellen i.d.r. eine Klasse eine Tabelle Klassen als einfache Beans Felder mit Settern und Gettern Mapping Klasse Tabelle an Klasse (optional) an für opt. Spaltenname alternativ TABLE_NAME") public class Customer { } private String public String getname() { return name; } public void setname(string name) { this.name = name; } private String public String getmail() { return mail; } public void setmail(string mail) { this.mail = mail; public String address; public Customer() {} 45
46 In einer SessionBean injiziert Name ) Ist entweder TransactionScoped oder Extended Managed den Lifecycle einer Entity javax.persistence.entitymanager Stellt Methoden für das Finden, Löschen, Einfügen von Daten bereit persist(object), find(class, Id), remove(object), merge(object) Weiterhin Methoden für Queries (createquery), NamedQueries (createnamedquery), NativeQueries(createNativeQuery) JPA EntityManager 46
47 Weitere Mapping-Annotationen für Spalteneigenschaften Not Null, Default, Datentyp, Generierung des Wertes, Indexe,... Beziehungen Many-to-One, One-To-One, One-To-Many Referentielle Itegrität Ableitungshierarchien bei Entities können definiert werden verschiedene Abbildungsstrategien auf Tabellen Hierarchietabelle horizontal / vertikal partitioniert Tabelle pro Subtyp... JPA Entities 47
48 JPA Entity package de.skatulla.jee.entities;! import javax.persistence.column;! import javax.persistence.entity;! import public class Person {!! private String _name;!! private String public String getname() {!!! return _name;!! }!! public void setname(string name) {!!! _name = name;!! public String getid() {!!! return _id;!! }!! public void setid(string id) {!!! _id = id;!! }! }! 48
49 JPA-Konfiguration src/meta-inf/persistence.xml <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>! <persistence version="2.0" xmlns=" xmlns:xsi=" xsi:schemalocation=" <persistence-unit name="mypersistenceunit">!!! <jta-data-source>jdbc/jee-test</jta-data-source>!!! <properties>!!!! <!-- EclipseLink should create the database schema automatically -->!!!! <property name="eclipselink.logging.level" value="off" />!!!! <property name="eclipselink.ddl-generation" value="create-tables" />!!!! <property name="eclipselink.ddl-generation.output-mode" value="database" />!!! </properties>!! </persistence-unit>! </persistence>! 49
50 JPA Verwendung in Session Beans Zugriff auf Entity-Manager per Dependency Injection Interface EntityManager! mit definiertem Namen der Persistence Unit Entity anlegen über Entity-Manger speichern package de.skatulla.jee.services;! public class PersonServiceImpl implements IPersonService private EntityManager public void save(personbean personbean) {!!! personbean.setid(uuid.randomuuid().tostring());!!!!!! Person person = new Person();!!! person.setid(personbean.getid());!!! person.setname(personbean.getname());!!! entitymanager.persist(person);!! }!!! }! 50
51 getsingleresult() getresultlist() getfirstresult() setparameter() sethint() excecuteupdate() JPA Query 51
52 Transaktionsteilnahme erfolgt wie konfiguriert Resource_Local EntityManager em = emf.createentitymanager(); em.gettransaction().begin(); //Operationen auf dem EntityManager em.close(); JTA bei CMT voll automatisch (Methoden-Ein- und Austritt) Bei BMT TransactionManager vom Context holen TransaktionManager.begin(), commit() und rollback() JPA Transaktionen 52
53 SQL-ähnliche Syntax Navigation über Objektgraphen Beispiel select protocol from Protocol protocol where protocol.protocolid.prt_id = :id JPA Query Language 53
54 Callbacks @PreUpdate, Vererbungsstrategien Eine Tabelle pro Klassenhierachie (mit Diskriminator-Feld) Eine Tabelle pro konkreter Entityklasse Join-Tabelle mit separaten Tabellen per SubClass und ParentClass Unterstützung verschiedener Generierungsmechanismen für Ids (z. B. Sequences, UUID) JPA Weitere Möglichkeiten 54
55 Java EE Verschiedene Anmerkungen Eine Einführung
56 Trennung von API und dessen Implementierung Spezifikation von Schnittstellen für verschiedenste Komponenten und Aspekte Einsatz von APIs erleichtert in der Theorie den Austausch der verwendeten Implementierung Dependency Injection Beans mit minimalen Abhängigkeiten untereinander Abhängigkieten nur zum Interface Wiring von Instanzen von außen Abhängige Objekte werden von DI-Framework injiziert Wichtige Konzepte 56
57 Client-Server-Modell JavaSE ausgerichtet auf Entwicklung und Betrieb von Java Programmen auf Einzelplatzrechnern / JavaEE für Betrieb auf Servern zur Umsetzung von Diensten gedacht Client verwendet die bereitgestellten Server-Dienste Aufteilung auf mehrere VMs (und verschiedene Rechner) / Kommunikation zwischen Client und Server als zusätzlicher Aspekt Mehrschichtige Anwendungen Aufteilung von Anwendungen in verschiedene Schichten mit klar getrennten Aufgabenbereichen Wichtige Konzepte 57
58 Aufteilung der zu erstellenden Komponenten auf die verschiedenen Schichten Verwendung der spezifizierten und vom Applicationserver bereitgestellten JavaEE Komponenten mit ihren jeweiligen Schnittstellen (APIs) Externe Ressourcen werden den Anwendungen vom Applicationserver zugänglich gemacht Konfiguration dieser Ressourcen mittels Applicationserver-Schnittstellen Deployment einzelner Anwendungen in Form von.war und.ear Paketen mit zum Teil Applicationserver spezifischen Konfigurationen Management und Überwachung von installierten Anwendungen durch Applicationserver Klassische JavaEE-Anwendung 58
59 Queues Point-to-Point Topics Publish - Subscribe JMS 59
60 JMS 60
61 Message Nachricht ohne Inhalt (Body) StreamMessage Nachricht mit einem Stream von Java-Primitiven MapMessage Nachricht mit einer Map von Java-Objekten TextMessage Nachricht mit einem String (z. B. für XML-Messages) ObjectMessage Nachricht mit einem serialisierten Java Objekt BytesMessage Nachricht mit einem Stream von Bytes JMS Arten von Nachrichten 61
62 ConnectionFactory erstellen Connection erstellen Session erzeugen Message erzeugen Message senden Asynchron MessageProducer.send(Message) MessageProducer versendet die Nachricht, ohne auf eine Antwort zu warten Synchron QueueRequestor.request(Message) Request-/Response-Verfahren MessageProducer.send(Message) und MessageConsumer.receive(timeToWait) MessageConsumer wartet bestimmte Zeit auf Antwort JMS Nachrichten versenden 62
63 Entweder MessageDrivenBean, die sich auf eine Queue/Topic registriert hat oder Thread, der auf eingehende Nachrichten wartet Implementiert wird javax.jms.messagelistener onmessage(message) Consumer (Queue) bzw. Subscriber (Topic) lauscht über den Listener JMS Nachrichten empfangen 63
64 Gelten als Komponenten einer Anwendung und beinhalten deren Geschäftslogik oder gestatten Zugriff auf persistente Daten Werden innerhalb eines EJB-Containers ausgeführt Aufgaben Kapselung der Geschäftslogik Transaktionsmanagement Loadbalancing Es gibt drei unterschiedliche Typen von EJBs Session-Beans, sowohl statusbehaftet als auch ohne internen Status, welche die Geschäftslogik implementieren und meistens vom Client zugreifbar sind Message-Driven-Beans (MDB) für die Verarbeitung von JMS-Nachrichten Entity-Beans für die Abbildung von persistenten Datenobjekten EJBs Enterprise Java Beans 64
65 Portabilität von JavaEE-Anwendungen auf verschiedene Applicationserver ist durch proprietäre Erweiterungen stark eingeschränkt durch die hohe Anzahl der APIs ist der Lernaufwand sehr hoch Theoretisch sollte durch die APIs die Komplexität reduziert werden. Praktisch muss der Entwickler trotzdem oft wissen, was genau hinter der API steckt J2EE mit EJB2 war sehr umständlich - EJB3 verbessert durch zahlreiche Vereinfachungen Standardisierte Rahmenbedingungen können als Einschränkungen wirken Probleme von Java EE 65
66 Ausblick auf die weiteren Veranstaltungen Uni Jena,
67 Michael Plöd, Senacor JPA Ralph Winzinger, Senacor Ein großes MDSD-JavaEE-Projekt Christian Zander, Greenpike Scrum-Einführung in einem großen MDSD-JavaEE-Projekt * 8-12 Detlef Hornbostel, Ibykus Ein alternativer MDSD-Ansatz * 8-12 Alexander Nittka, itemis Modellierung von Verhalten Algorithmen in Modellen * evtl. Termine vertauscht Die nächsten Veranstaltungen mit Gästen 67
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