VÝVOJ PODNIKOVÝCH APLIKACÍ NA PLATFORMĚ JAVA - PŘEDNÁŠKA

1. VÝVOJ PODNIKOVÝCH APLIKACÍ NA PLATFORMĚ JAVA - PŘEDNÁŠKA Zbyněk Šlajchrt http://java.vse.cz/4it447/HomePage Část 4.

2. Vrstvy aplikace a jejich vymezení Prezentační vrstva "Jak aplikace vypadá" Servlety JSP Filtry Business vrstva "Co aplikace dělá" Bezstavové EJB Beans Stavové EJB Beany Message Driven Beany Perzistentní vrstva "Co aplikace je" JPA Entity JMS Fronty JMS Topiky

3. Enterprise Java Beans • Modelují aplikační logiku • operace nad entitami z perzistentní vrstvy • interakce s webovými službami • odesílání asynchronních zpráv jiným systémům • generování výstupních sestav • Transakční zpracování • demarkace začátku a konce transakce • důvod: zajištění konzistence dat • Bezpečnost • k operacím lze přiřadit role

4. Typy EJB • Bezstavové (stateless session beans) • mezi voláními neuchovávají stav pro klienta • Stavové (stateful session beans) • uchovávají stav konverzace mezi aplikací a klientem • Jedináček (singleton) – od verze Java EE 6 • slouží ke sdílení dat mezi klienty a komponentami • Řízené zprávami (message-driven, MDB) • nevolají se přímo • jsou vyvolány kontejnerem při příchodu zprávy

5. EJB kontejner • Prostředí, do kterého se nasazují EJB komponenty • Má na starosti především tyto úkoly • Komunikace se vzdáleným klientem • Zjednodušuje komunikaci mezi klientem a aplikací • Dependency injection • JMS destinace, datové zdroje, EJB, proměnné prostředí ad. • State management • Stavové beany udržují vzdálený stav klienta • Klientovi se to jeví, jakoby byl stav uložen lokálně - transparentnost

6. EJB kontejner • Další úkoly • Pooling • Pro bezstavové a MDB beany vytváří pool instancí - sdílení • Každá instance řeší právě jeden požadavek • Životní cyklus komponent • Stará se o vytváření, inicializaci, destrukci a další události • Messaging • Umožňuje MDB poslouchat na JMS destinacích a konzumovat zprávy • Odstiňuje programátora od komplikovaného JMS

7. EJB kontejner • Další úkoly • Management transakcí • Beany deklarují transakční vlastnosti metod • Kontejner řeší commit a rollback • Bezpečnost • Deklarace přístupů na úrovní tříd a metod • Podpora souběžného zpracování požadavků • Vývojář se nemusí starat o problémy se souběžností • Výjimkou singleton, kde je zapotřebí jistá deklarace

8. EJB kontejner • Další úkoly • Správa interceptorů • Komponenty, které mohou odchytávat okamžik před a po volání metody. • Lze je definovat napříč aplikací • Asynchronní volání metod • Od EJB 3.1 je možné volat metody asynchronně • Lze se tak vyhnout použití JMS

9. Embedded container • Možnost spouštět EJB aplikace v prostředí Java SE • Usnadňuje testování a ladění aplikací • Podporuje pouze podmnožinu EJB Lite • Bez MDB, vzdálených rozhraní, WS, Timer ... • může být omezující

10. Embedded Container - ukázka Pro Glassfish v3 viz: http://ctpjava.blogspot.com/2009/10/unit-testing-ejbs-and-jpa-with.html

11. Rozhraní • Lokální rozhraní • Definuje metody, které mohou volat jiné beany ve stejném kontejneru (tj. JVM) • Beany mohou komunikovat přímo, nikoliv přes distribuovaný objektový protokol (např. IIOP) • Je anotováno @javax.ejb.Local • Vzdálené rozhraní • Definuje metody, které mohou být volány z okolí kontejneru • Komunikace probíhá v distr. objektovém protokolu • Je anotováno @javax.ejb.Remote

12. Rozhraní • Endpoint rozhraní • Definuje metody, které mohou být volány pomocí SOAP protokolu • Je anotováno @javax.jws.WebService • Message rozhraní • Implementováno Message-driven beany • Voláno JMS nebo jiným MOM • Typ rozhraní závisí na MOM • Pro JMS je to javax.jms.MessageListener

13. Rozhraní beanu - příklad

14. Třída session beanu • Podle typu musí být anotována • @Stateless • @Stateful • Musí mít aspoň jedno rozhraní: lokální, vzdálené nebo endpoint. • 'Mít' znamená • klasickou implementaci v Javě (implements) • pomocí anotací na třídě (@Local, @Remote) • Je možné mít více rozhraní stejného typu

15. Bezstavové session beany • Provádějí jednorázové operace • často zapouzdřují nějakou proceduru • ta musí obvykle proběhnout atomicky • provede se celá – změny se projeví v datech • zhavaruje – jakoby se nikdy neprováděla • Jedna instance může obsluhovat více klientů • je k dispozici všem klientům • obvykle existuje více instancí, které jsou uloženy v tzv. poolu • analogie s poolem vláken (thread pool)

16. Bezstavový bean - příklad

17. Volání beanu z klientské aplikace Syntaxe globálního jména: java:global/<app-name>/<module-name>/<bean-name>!<fully-qualified-interface-name>

18. Volání beanu z jiných komponent • Dependency injection nabízí velmi pohodlné získání reference • Lze ale použít i vyhledání v JNDI pomocí lookup

19. Přístup k proměnným prostředí • EJB kontejner vlastní registr konfiguračních parametrů a odkazů na externí služby • Enterprise Naming Context (ENC) • Inicializuje se • z anotací • @Resource(mappedName="someDataSource") • v ENC vznikne položka odkazující na externí prostředek • z EJB XML • META-INF/ejb-jar.xml • deployment deskriptor EJB modulu

20. Příklad: Konfigurační parametr

21. Příklad – Konfigurace v ejb-jar.xml

22. SessionContext • Poskytuje pohled do EJB kontejneru • Beany pomocí něj volají různé služby kontejneru • Reference se získává injektáží do atributu beanu • @Resource SessionContext ctx; • getCallerPrincipal() • vrací aktuálního uživatele • getBusinessObject(Class rozhraní) • vrací reference na aktuální EJB, kterou lze předávat • lookup(String name) • slouží k vyhledávání objektů v ENC (JNDI)

23. Životní cyklus bezstavového beanu systémová výjimka Does Not Exist Class.newInstance() injections @PostConstruct @PreDestroy Method-ReadyPool business method

24. Životní cyklus bezstavového beanu • Stav Does Not Exist • stav-nestav, instance ještě neexistuje • Stav Method-Ready Pool • instance se nachází v poolu • čeká na vyzvednutí kontejnerem a obsloužení klienta • Přechod z Does Not Exists -> Method-Ready Pool • vytvoření nové instance Class.newInstance() • injektáž potřebných prostředků (anotace + XML) • volání metody označené anotací @PostConstruct • musí mít návratový typ void a být bez parametrů

25. Životní cyklus bezstavového beanu • Vyzvednutí z poolu • bean 'neví', kterého klienta bude obsluhovat • kontejner před voláním nastaví odpovídajícíSessionContext • obsahuje údaje o klientovi a o probíhající transakci • po skončení volání putuje zpět do poolu • Smrt • pokud je kontejner již nepotřebuje • redukce paměti zabírané poolem • volá se metoda označená @PreDestroy

26. Stavové session beany • Udržují stav konverzace • udržování klientských dat mezi voláními • Každé volání jednoho klienta obsluhuje stejný objekt • Celý život beanu je věnován jedinému klientovi • Lze je nahlížet jako "prodlouženou ruku" klienta • klient si odkládá část své logiky a stavu na server

27. Rozhraní stavového beanu - příklad • Podobně jako v případě bezstavového beanu, také pro • stavový bean lze deklarovat lokální a vzdálené rozhraní • V tomto případě mají obě rozhraní společného předka

28. Stavový bean - příklad

29. Stavový bean - implementace • Třída stavového beanu se anotuje @Stateful • Implementuje lokální a/nebo vzdálené rozhraní • Stav v atributech beanu se uchovává mezi voláními • cart, client • Lze injektovat jiné beany nebo prostředky • orderService – odkaz na bezstavový bean • em – JPA manažer entit (perzistence)

30. Použití stavového beanu v servletu • Nemůžeme použít dependency injection • Servlet je jedináček => je sdílený mezi klienty • Injektovaná instance stavového beanu by nepatřila právě jednomu klientovi! • Musíme použít JNDI lookup vyhledat si bean sami • Lze zařídit, aby odkaz na bean byl v kontextu webové aplikace. • Konfigurace ve WEB-INF/web.xml – lokální rozhraní

31. Volání stavového beanu ze servletu

32. Uzavírací metoda - @Remove • Voláním metody označené @Remove se ukončí život stavového session beanu

33. Životní cyklus stavového beanu systémová výjimka Does Not Exist Class.newInstance Injections @PostConstruct timeout timeout @PreDestroy @PrePasivate Method-Ready Passivated @PostActivate business method

34. Životní cyklus stavového beanu • Stav Does Not Exist • stav-nestav, instance ještě neexistuje • Stav Method-Ready Pool • Instance je v paměti a může obsluhovat svého klienta • Udržuje klientův vzdálený stav • Přechod z Does Not Exists -> Method-Ready • vytvoření nové instance Class.newInstance() • injektáž potřebných prostředků (anotace + XML) • volání metody označené anotací @PostConstruct • musí mít návratový typ void a být bez parametrů

35. Životní cyklus stavového beanu • Opuštění stavu Method-Ready • Zavolání metody anotované @Remove přechází bean do stavu Does Not Exist • Kontejner se může kdykoliv rozhodnout pro tzv. pasivaci • Většinou při zatížení serveru, čištění paměti • Algoritmus pasivace/aktivace není specifikován (srovnej s migracemi HTTP session) • Vypršení časového limitu – timeout • Relace stavového beanu může být časově omezena • Udává anotace @StatefulTimeout nebo prvek <stateful-timeout> v ejb-jar.xml

36. Poznámka k transientním atributům • Serializace v Javě nastavuje transientní atributy na jejich defaultní hodnoty • primitivní čísla na 0 • boolean na false • reference na null • V EJB tomu tak není a transientní atribut může po aktivaci nabývat libovolné hodnoty • jejich hodnota by měla být nastavana v @PostActivate

37. Pasivace stavového beanu • Pravidla pro hodnoty atributů stavového beanu (stav konverzace s klientem) • Primitivní typy nebo serializovatelné objeky • javax.ejb.SessionContext • javax.jta.UserTransaction(transakce řízené mimo kontejner) • javax.naming.Context(pouze pokud odkazuje na JNDI ENC) • javax.persistence.EntityManager • javax.persistence.EntitiyManagerFactory • reference na jiné EJB • reference na tovární třídy prostředků řízené kontejnerem (např. javax.sql.DataSource)

38. Pasivace stavového beanu • V okamžiku, kdy se kontejner chystá pasivovat bean, volá se metoda označená @PrePasivate • uzavírají se v ní otevřená připojení • všechny neserializovatelné atributy, které nejsou transientní, se nastavují na null • transientní atributy se ignorují • Způsob uložení stavu závisí na implementaci serveru • obvykle se využívá standardní serializace v Javě • Kontejner hlídá timeout i ve stavu pasivace

39. Aktivace stavového beanu • Jakmile klient zavolá metodu na pasivovaném beany, kontejner provádí jeho aktivaci • Kontejner provádí tyto úkony: • deserializace pasivovaného objektu • rekonstrukce odkazu na SessionContext • rekonstrukce odkazů na EJB a továrny prostředků • Po těchto úkonech se volá metoda označená @PostActivate • otevírají se v ní připojení uzavřená před pasivací • nastavují se hodnoty do atributů, které se nulovaly

40. Systémové výjimky • Kdykoliv je vyhozena systémová výjimka, kontejner zruší bean -> přechod do stavu Does Not Exist • Reprezentují interní chyby • Systémová výjimka je libovolná nekontrolovaná výjimka (RuntimeException), která není anotovaná @ApplicationException • také kontrolovaná výjimka java.rmi.RemoteException • Důsledky • rollback transakce, logovací hláška, zrušení instance • při pokusu klienta volat zrušený stavový bean se vyhazuje NoSuchEJBException

41. No-interface View • Novinka v EJB 3.1 (Java EE 6) • Vývojáři chtěli navrhovat session bean bez nutnosti psát rozhraní • V EJB 3.1 se nemusí psát lokální rozhraní • lokální rozhraní je tvořeno veřejnými metodami beanu • třída beanu je označená @LocalBean

42. Singleton EJB (od verze EJB 3.1) • Session bean, který má v aplikaci jedinou instanci • Vhodné pro sdílení dat napříč aplikací • srovnej s aplikačním kontextem ServletContext • Uchovává stav mezi voláními • Třída singletonu je označena @Singleton • Může být vytvořen při startu aplikace • Třída singletonu se označí @Startup

43. Singleton EJB • Možnost řetězení v případě, že je důležité pořadí vytváření více singletonů • @DependsOn(“SomeSingleton1”, “SomeSingleton2”) • kontejner zajistí jejich vytvoření před vytvořením singletonu, který na nich závisí • Poznámka: V clusterech má každý uzel vlastní singleton

44. Singleton - souběžnost • Souběžný přístup k singletonu je možný a je řízen anotací @ConcurrencyManagement • Souběžnost řízená kontejnerem (CMC) - default • kontejner řídí souběžnost podle anotací na beanu • @Lock(LockType.WRITE) – exkluzivní přístup k metodám • @Lock(LockType.READ) – sdílený přístup k metodám • možnost umístit na jednotlivé metody i třídu • @AccessTimeout(timeout) – max. doba čekání na uvolnění • Souběžnost řízená beanem (BMC) • bean si řídí souběžnost sám • používá prostředky Javy, případne java.util.concurrent.*

45. Životní cyklus singletonu systémová výjimka Does Not Exist (vytváření závislostních singletonů) Class.newInstance Injections @PostConstruct @PreDestroy Method-Ready business method

46. Asynchronní volání (od EJB 3.1) • Volání metod na lokálním i vzdáleném rozhraní session beanu jsou obvykle synchronní (blokovaná) • Často je zapotřebí asynchronní (neblokované) volání • nečeká se na výsledek, např. tisk • Dříve řešeno pomocí Message Driven Beans a JMS • V EJB 3.1 lze metodu nebo třídu označit anotací @Asynchronous • návratový typ asynchronní metody • void • java.util.concurrent.Future – možnost vyzvednout si výsledek později

47. Asynchronní volání - příklad

48. Analogie k session beanům • Bezstavový bean • prostitutka – čeká v poolu (veřejný dům) na instrukci mamá, aby obsloužila klienta • klient si při opakovaných návštěvách nemůže být obvykle jist, zda bude obsloužen stejnou slečnou • Stavový bean • věrná manželka • po svatbě (vytvoření session) se v ideálním případě až do své smrti (volání metody @Remove) věnuje pouze svému maželovi (klientovi) • sdílení majetku a rozhodování (odkládání stavu a logiky klienta na server)

49. XML Deployment Descriptor • Veškeré deklarace anotacemi tříd, rozhraní a metod lze analogicky provádět v tzv. XML deskriptoru • Deskriptor je uložen v META-INF/ejb-jar.xml EJB modulu