B7. Web-Programmierung mit Java
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- Frauke Alke Ursler
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1 B7. Web-Programmierung mit Java B7.1 Applets B7.2 Servlets B7.3 Java Server Pages (JSP) Literatur: Siehe Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-1 Serverseitige vs. clientseitige Dynamik Browser Request Response Web- Server Browser Request Response Web- Server Skript Clientseitige Dynamik: Browser enthält Ausführungsmaschine für Programme Programm ist Teil der Antwort vom Server Beispiele: JavaScript, Java Applets Serverseitige Dynamik: Web-Server enthält Ausführungsmaschine für Programme Programm wird vor Beantwortung der Anfrage ausgeführt und liefert HTML- Text Beispiele: PHP, Java Servlets, JSP Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-2
2 Applets Applet: application snippet Java-Programm, das in eine HTML-Seite eingebettet ist Wird in einem Browser ausgeführt Dazu muss der Browser Java unterstützen» direkt oder über plugin Enthält keine main-methode Application: Stand-alone Java-Programm Enthält eine statische main-methode Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-3 Beispiel: Hello-World Applet (1) import java.applet.applet; import java.awt.graphics; public class HelloWorldApplet extends Applet { public void paint(graphics g) { g.setfont(new Font("SansSerif", Font.PLAIN, 48)); g.drawstring("hello world!", 50, 50); Eigene Applet-Klasse abgeleitet von Applet Applet abgeleitet von Component Deshalb wird paint-methode aufgerufen und kann überdefiniert werden Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-4
3 Beispiel: Hello-World Applet (2) <html> <head> <title> Hello World </title> </head> <body> Das Hello-World Beispiel-Applet wird ausgeführt: <br> <applet code="helloworldapplet.class" width=300> </applet> </body> </html> Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-5 Parameterübergabe in HTML Applet: public class HelloWorldAppletParam extends Applet { public void paint(graphics g) { String zt = getparameter("zwischentext"); g.setfont(new Font("SansSerif", Font.PLAIN, 48)); g.drawstring("hello "+zt+" world!", 50, 50); HTML: <html>... <br> <applet code="helloworldappletparam.class width="800"> <param name="zwischentext" value="wonderful"> </applet>... </html> Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-6
4 Applet-Lebenszyklus init() loaded start() running stop() stopped destroy() destroyed Callback-Methoden: public class... extends Applet { public void init() { public void start() { public void stop() { public void destroy() { Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-7 Interaktion in Applets Applets können auf Benutzereignisse reagieren Ereignishandler definieren In der Applet-Initialisierung registrieren Applets haben als lokal ausgeführter Code vollen Zugriff auf die Benutzerinteraktion Bewegungen, Tastendrücke, Das ist bei serverseitigem Code nicht möglich! Applets haben alle Möglichkeiten der Grafikprogrammierung Siehe Java 2D und Java 3D Das ist bei serverseitigem Code nicht möglich! Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-8
5 Beispiel: Maus-Interaktion in Applets public class ClickMe extends Applet implements MouseListener { private Point spot; private static final int RADIUS = 7; public void init() { addmouselistener(this); public void paint(graphics g) { g.setcolor(color.red); if (spot!= null) { g.filloval(spot.x - RADIUS, spot.y - RADIUS, RADIUS * 2, RADIUS * 2); public void mousepressed(mouseevent event) { if (spot == null) spot = new Point(); spot.x = event.getx(); spot.y = event.gety(); repaint(); Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-9 Swing-Applets Klasse javax.swing.japplet Ist von Applet abgeleitet Ist gleichzeitig ein top-level Swing Container Alle Swing-GUI-Komponenten können eingesetzt werden Besonderheiten von Swing-Applets: Besitzen verschiedene Panes Layout-Manager und Sub-Komponenten immer an die ContentPane anfügen (wie bei JFrame) Default-Layout-Manager ist BorderLayout Direkte Grafikoperationen auf Swing-Applets sind nicht zu empfehlen paintcomponent-methode überdefinieren Mindestens: public void paintcomponent(graphics g){ super.paintcomponent(g); Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-10
6 Beispiel: Counter als Swing-Applet (1) public class CounterSwingApplet extends JApplet { CounterPanel counterpanel; public void init() { counterpanel = new CounterPanel(); getcontentpane().add(counterpanel); // The View class CounterPanel extends JPanel implements Observer { private Counter ctr; JPanel valuepanel = new JPanel(); JTextField valuedisplay = new JTextField(10); JButton countbutton = new JButton("Count"); JButton resetbutton = new JButton("Reset"); JPanel buttonpanel = new JPanel(); Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-11 Beispiel: Counter als Swing-Applet (2) public CounterPanel () { ctr = new Counter(); valuepanel.add(new Label("Counter value")); add(valuepanel,borderlayout.north); class CounterPanel (Forts.) countbutton.addactionlistener(new ActionListener() { public void actionperformed (ActionEvent event) { ctr.count(); ); ctr.addobserver(this); public void update (Observable o, Object arg) { valuedisplay.settext(string.valueof(ctr.getvalue())); public void paintcomponent(graphics g){ super.paintcomponent(g); class Counter extends Observable { Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-12
7 Konversion einer Swing-Anwendung in ein Applet JFrame durch JApplet ersetzen oder ein JPanel innerhalb des JApplet Content-Pane-Operationen auf das JApplet verlagern JFrame-spezifische Operationen entfernen (z.b. settitle(), setvisible(), pack()) Window-Listener entfernen Exit-Operationen entfernen paintcomponent-methode hinzufügen init()-methode hinzufügen, ersetzt Hauptprogramm Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-13 Anwendung und Applikation Durch Einfügen einer main()-methode kann ein Applet auch als stand-alone- Anwendung aufrufbar sein: public class Cubic extends JApplet{ static protected JLabel label; CubicPanel cubicpanel; public void init(){ getcontentpane().setlayout(new BorderLayout()); cubicpanel = new CubicPanel(); getcontentpane().add(cubicpanel); label = new JLabel("Drag the points to adjust the curve."); getcontentpane().add("south", label); public static void main(string s[]) { JFrame f = new JFrame("Cubic"); CubicPanel cubicpanel = new CubicPanel(); f.addwindowlistener(new WindowAdapter() { public void windowclosing(windowevent e) {System.exit(0); ); JApplet applet = new Cubic(); f.getcontentpane().add(applet, BorderLayout.CENTER); applet.init(); f.setsize(new Dimension(350,250)); f.setvisible(true); Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-14
8 Organisation von Bytecode-Dateien Beim <applet>-tag sind möglich Angabe eines Verzeichnisses (Codebase) Angabe von (JAR-)Archiven Vorteile von Codebase: Java-Bytecode kann an einer Stelle konzentriert werden Java-gerechtere Dateistruktur Vorteile von Archiven: Weniger Dateien, weniger HTTP-Verbindungen, bessere Performance Geringere Übertragungsanforderungen wegen (LZW-)Kompression Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-15 Applets und Nebenläufigkeit Ein Applet soll schnell laden und schnell sinnvolle Inhalte anzeigen Zeitaufwändige Aktionen in separate Threads (z.b. Laden von Bildern) Idee; //OLD CODE: public void actionperformed(actionevent e) {... //...code that might take a while to execute is here //BETTER CODE: public void actionperformed(actionevent e) {... final SwingWorker worker = new SwingWorker() { //separate Thread public Object construct() { //...code that might take a while to execute is here... return somevalue; ; worker.start();... Swing erwartet alle Swing-relevanten Methoden in einem Thread javax.swing.swingutilities.invokelater(), invokeandwait() Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-16
9 Sicherheit bei Applets Dinge, die ein Applet nicht darf ( Sandbox security ): Netzverbindungen eröffnen (außer zum Host, von dem es kommt) Programm auf dem Client starten Dateien auf dem Client lesen oder schreiben Bibliotheken laden Native methoden (z.b. in C programmiert) aufrufen Trusted Applets Lokal auf dem Client installiert oder digital signiert und verifiziert Einschränkungen teilweise aufgehoben, z.b. Dateizugriff Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-17 Vor- und Nachteile von Java Applets Vorteile: Interaktion Grafikunterstützung Entlastung des Netzes bei häufiger Interaktion Dezentrale Ausführung (skalierbar auf sehr viele Nutzer) Nachteile: Abhängigkeiten von Browser, Java-Plugin, Java-Version Generell relativ störanfällig Unbequemer im Debugging Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-18
10 B7. Web-Programmierung mit Java B7.1 Applets B7.2 Servlets B7.3 Java Server Pages (JSP) Literatur: Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-19 Grundprinzip: Server-seitige Berechnung dynamischer Webseiten 1. Benutzer füllt Formular aus 2. Formular wird als HTTP-Request verschickt 3. Server bestimmt Servlet und führt es aus 4. Servlet berechnet HTML-Text 5. Antwort wird an Browser gesendet 6. Benutzer erhält Servlet-generierte Antwort Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-20
11 Java-fähige Web Server Servlets sind Bestandteil der Java Enterprise Edition (J2EE) nicht mehr Standard Edition! Grundvoraussetzung: Web-Server muss Java-Servlets einbinden können Erkennen von Servlet-Requests Verwaltung von Servlets Ausführungsumgebung für Servlets (servlet container) Vor Experimenten mit Servlets: Servlet Container installieren z.b. Apache Tomcat Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-21 Java Servlets Erste Version der Servlet API: 1996 (Java: 1995) Java Server Pages: Wichtige Referenz-Implementierung: "Jakarta"-Projekt der "Apache"-Gruppe» Apache: weitverbreiteter OpenSource-Web-Server "Tomcat":» Unterstützung für Servlet und JSP» Separat oder als Modul für Apache-Server» Entwicklungsumgebungen enthalten gelegentlich eigenen Tomcat- Server Grundprinzip der Ausführung: Web-Server ruft Servlet bei Client-Requests auf (Muster Template Method) Servlet bestimmt über Datenstrukturen die Antwort für den Client Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-22
12 Servlet-API: Grundzüge abstract class javax.servlet.genericservlet Deklariert Methode service() abstract class javax.servlet.http.httpservlet Definiert Standardimplementierung für Methode service() Gemäß Muster "Template Method" werden aufgerufen:» dopost(), doget(), doput() etc. je nach Benutzer-Anfrage protected void doget(httpservletrequest req, HttpServletResponse resp) protected void dopost(httpservletrequest req, HttpServletResponse resp) interface javax.servlet.http.httpservletrequest Deklariert Methoden wie getattribute(), getparameter(), getreader() interface javax.servlet.http.httpservletresponse Deklariert Methoden wie setcontenttype(), getwriter() Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-23 GET- und POST-Methode in HTTP Das Hypertext Transfer Protocol (HTTP) unterstützt zwei Methoden, Parameterwerte an aufgerufene Dokumente zu übergeben GET-Methode: Variablenwerte werden als Bestandteil der URL codiert und übergeben: Damit können Parameterangaben auch durch Eintippen der URL gemacht werden (ohne Formular) Geeignet für einfache Abfragen POST-Methode: Variablenwerte werden nicht in der URL codiert Webserver wartet auf anschließende Übertragung der Variablenwerte (Einlesen vom Standard-Eingabekanal) (Etwas) schwerer von außen zu "manipulieren HTML: Attribut method beim Formular-Tag <form> method="get" (default!) oder method="post PUT-Methode: Einfacher Datei-Upload Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-24
13 Beispiel: Hello-World Servlet import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class HelloWorld extends HttpServlet { public void doget(httpservletrequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { response.setcontenttype("text/html"); PrintWriter out = response.getwriter(); out.println("<html>"); out.println("<head>"); out.println("<title>hello World!</title>"); out.println("</head>"); out.println("<body>"); out.println("<h1>hello World!</h1>"); out.println("</body>"); out.println("</html>"); Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-25 Beispiel: Einfaches dynamisches Servlet Aufgabe: HTML-Seite mit aktuellem Datum public class DateServlet extends HttpServlet { public void doget (HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { String title = "Date Servlet Page"; response.setcontenttype("text/html"); PrintWriter out = response.getwriter(); out.println("<html><head><title>"); out.println(title); out.println("</title></head><body>"); out.println("<h1>" + title + "</H1>"); out.print("<p>current time is: "); out.println(new java.util.gregoriancalendar().gettime()); out.println("</body></html>"); out.close(); Java HTML Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-26
14 Kombination von Programmiersprache und HTML Servlets (und ebenso CGI, NSAPI, ISAPI): Programme zum Erzeugen von HTML-Code HTML-Elemente als Argumente von "print"-anweisungen Vorteil:» Flexibilität Nachteil:» Unübersichtlich; HTML-Editoren ("Autorensysteme") nicht verwendbar Rollenkonflikt: Softwareentwickler:» bevorzugen Programmiersprache als "Basis" mit eingebettetem HTML Web-Designer:» bevorzugen HTML mit Erweiterungen für dynamische Anzeige» wollen interaktive Werkzeuge mit "WYSIWYG"-Effekt Vgl.: Einbettung von SQL in Programmcode Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-27 Beispiel: Java Server Page (JSP) Aufgabe: HTML-Seite mit aktuellem Datum <HTML> <%! String title = "Date JSP"; %> <HEAD><TITLE> <%=title%> </TITLE></HEAD> <BODY> <H1> <%=title%> </H1> <P>Current time is: <% java.util.date now = new GregorianCalendar().getTime(); %> <%=now%> </BODY></HTML> (Naheliegende) Grundidee für Java Server Pages: Definition durch in HTML eingebettete Skripte ("Scriptlets") Automatische Übersetzung in Java Servlet Java HTML Ludwig-Maximilians-Universität München Prof. Hußmann Medientechnik B7-28
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