Web Applikationen mit Struts und ObjectBridge

Autoren

• Name: Frido Budde
  Email: frido@muenster.de

Veranstaltung

Übersicht

Abschnitt: Web-Applikationen

[Inhalt des Vortrags]

Web-Applikation

Inhalt des Vortrags

• Architektur von Web-Applikationen
• Beispiel-Programm Web ToDo
• Schlussbemerkungen

Abschnitt: Web-Applikationen

[Architektur]

Web-Applikation

Schichten einer Web-Applikation

• Präsentationsschicht
• Web-Schicht
• BL-Schicht
• Persistenzschicht
• Datenhaltung

Web-Applikation

Präsentationsschicht

• HTML
• XML
• Javascript
• Applet
• Applikation (C++, Java,...) (per Softwareverteilung)

• Darstellung des User-Interfaces
• Validierung von User-Eingaben

• Interaktivität
• Kommunikation mit dem Server
• Bedarf an Client-seitiger Verarbeitungslogik

Web-Applikation

Web-Schicht - Teil 1

• Servlets
• JSP/Java
• ASP/VB,Javascript
• Sonstige Template-Engines WebMacro, Velocity, ...
• CGI
• ISAPI, NSAPI

• Erzeugung der Präsentationschicht bzw. Beschickung der Präsentationsschicht mit Daten
• Security-Prüfungen.
• Steuerung des Ablaufs der Applikation (soweit es die Präsentation betrifft. Dies bedeutet auch die Verwaltung von Session-Daten.
• Steuerung des Aufrufs der BL-Schicht sowie Validierung der Eingabe-Daten und Konvertierung der Daten zwischen den Formaten der Präsentationsschicht und der BL-Schicht.
  Beim Aufruf der BL-Logik ist darauf zu achten, dass es sich potentiell um einen Network-Call handelt (RPC, RMI).

• Skalierbarkeitsanforderungen
• Konnektivitätsanforderungen

Web-Applikation

Web-Schicht - Teil 2

• Model I
  Hier geht eine Anfrage aus dem Netz an eine Seite. Die Seite verifiziert die Eingaben, ruft die Business-Logik auf und präsentiert die Ergebnisse bzw. forwarded den Request im Fehlerfall an die Ursprungsseite zurück.
  Wesentlich Eigenschaft ist hier, das die Ablauflogik der Applikation über alle Seiten verstreut ist.
• Model 2/MVC-Architektur
  Bei der MVC-Architektur gehen (alle) Anfragen zunächst an einen Controller (typischerweise ein Servlet oder ein JSP). Dieser Controller
  • führt zunächst allgemeine Tätigkeiten wie Zugriffskontrolle durch.
  • Anschließend entscheided der Controller anhand von Konfigurationsdaten und dem Request, welche Aktion durchzuführen ist.
    Er übergibt die Kontrolle an ein entsprechendes Objekt, welches weiß, wie diese Aktion durchgeführt wird (Command-Pattern).
    Nachdem die Aktion durchgeführt wurde, entscheided der Controller anhand des Resultats und wiederum von Konfigurationseinstellungen, welche Page das Ergebniss der Aktion darstellen soll.

Web-Applikation

BL-Schicht

• Realisiert in (fast) beliebiger Programmiersprache, z.B. Java, C++, Cobol.
• U.U. innerhalb eines Komponentenmodells wie EJB, Corba,...

• Durchführung der eigentlichen Geschäftsprozesse.
• Kapselung von Operationen in Transaktionen.
• Security-Prüfungen.

• Wird oft noch weiter logisch unterteilt in Prozesse und Entitäten. Entitäten sind die Teile der BL-Schicht, die mit der Persistenzschicht kommunizieren.
• Sollte unabhängig von der Präsentations-Schicht und der Web-Schicht sein.
• Die Komplexität der BL-Schicht sinkt erheblich, wenn die Calls in die Schicht stateless sind.
• Ein Aufruf der BL-Schicht ist oftmals ein Remote-Call, z.B. EJB-Session-Bean, CICS, IMS, ....

Web-Applikation

Persistenz-Schicht

• SQL
• OO-Anbindungen
• OO-Relational-Mapping-Tools
• File I/O (eher selten)

• Umwandlung der Entity-Daten aus der BL-Schicht in Datenformate, die von der Datenbank gespeichert werden können.
• Oftmals ersetzen der pessimistischen Lock-Strategie von Datenbanken, durch eine optimistische Lock-Strategie, die programmatisch realisiert ist (Änderungstimestamps oder Änderungscounts).
• Sicherung gegen konkurrierende Zugriffe auf Daten. Oftmals auch in BL-Schicht programmiert.
• Caching von "teuren" Objekten wie DB-Verbindungen.
• Caching von materialisierten Objekten.

• Implementierungen der Persistenzschicht reichen von trivial bis extrem komplex.
• Die Persistenzschicht sollte auch Massenupdate unterstützen.

Web-Applikation

Datenhaltung

• Relationale Datenbank
• OO-Datenbank
• File I/O
• Archivierungssysteme

• Permanente Speicherung von Daten.

• Standard ist heutzutage eine relationale DB.

Abschnitt: Demo-Applikation Web ToDo

[Eine Beispiel-Applikation]

Demo-Applikation Web ToDo

Fachlicher Umfang

• Die Applikation dient der Verwaltung von ToDo-Listen.
• Man kann ToDo-Items eingeben, ändern und löschen.
• Man kann eine Liste der ToDo-Items anzeigen.
• Bisheriger Entwicklungsaufwand ca. 2 Tage.

Demo-Applikation Web ToDo

Realisierung der Schichten einer Web-Applikation

Demo-Applikation Web ToDo

Präsentationsschicht mit JSP

• Die Präsentationsschicht wird durch JSP-Seiten erzeugt.
• Zur Vereinfachung der Präsentation und Trennung von Design und Verarbeitungslogik werden Taglibs verwendet.
• Um ein einheitliches Layout der gesamten Applikation zu gewährleisten, werden sogenannte Templates verwendet. Das Template ist ein Muster für die anzuzeigende Seite, in der an im Template definierten Stellen weitere Gestaltungselemente eingefügt werden.
• Um die Handhabung von Templates zu vereinfachen, wurde der dafür notwendige Code in Taglibs gegossen (Teil von Struts).
• Die JSP-Seiten sind internationalisiert, indem alle(!) Text-Konstanten aus einem Repository geholt werden. Die Realisierung erfolgt über Resource-Bundle.

Demo-Applikation Web ToDo

Struts Grundbegriffe

Demo-Applikation Web ToDo

Struts - Bearbeitung eines Requests

1. Extrahieren der angeforderten URL aus dem Request (Pathinfo)
2. Finden des ActionMappings für die angeforderte URL in der Liste aller ActionMappings.
3. Ermitteln des zu verwendenden ActionForms (nötigenfalls Erzeugung des Forms).
4. Füllen des ActionForms mit den Parametern aus dem HTTPRequest.
5. Je nach Konfiguation Aufruf der validate()-Methode des Forms, um die übergebenen Daten zu verifizieren. Im Fehlerfall wird an die Seite zurückgesprungen, von der der Request kam (diese wird übrigens auch im ActionMapping festgelegt.)
6. Aufruf der zu dem Mapping gehörenden Action. Übergeben werden
   • ActionMapping
   • ActionForm
   • HTTPRequest
   • HTPPResponse
   Innerhalb der Action wird die eigentliche BL-Logik aufgerufen. Diese liefert entweder ein Ergebnis zurück oder wirft eine Exception.
   Die Action muss ein ActionForward (eine Java-Verpackung für eine Web-Page) zurückgeben. Welches ActionForward zurückgegeben wird, ist vom Ausgang der Action abhängig.
7. Struts übergibt dies Kontrolle an die im ActionForward zurückgegebene Page. Dabei handelt es sich i.a. um eine JSP-Page. Die Übergabe der Kontrolle geschieht durch ein forward oder einen Redirect.
   Wenn die anzuzeigende Seite ein passendes Form enthält, wird das Form mit den Werten des ActionForms gefüllt.

Demo-Applikation Web ToDo

Struts - Bearbeitung eines Requests

Demo-Applikation Web ToDo

Struts - Praxis

Demo-Applikation Web ToDo

Businesslogik

• Die Businesslogik ist durch das Kommando-Pattern realisiert, d.h. jeder Businessvorgang ist durch eine Klasse realisiert, die das Wissen kapselt, wir dieser Vorgang durchzuführen ist. Das Interface BLCommand definiert die Methoden, die jedes Business-Kommando implementieren muss.
• Die BLCommands sind ausserdem für die Steuerung von Transaktionen zuständig. Im Laufe ihrer Ausführung greift ein BLCommand auf verschiedene Businessobjekte in der Datenbank zu und verändert sie. (Wie man sieht, gibt es viele Ähnlichkeiten zu EJBs.)
• Die separate Kodierung der BL ermöglicht die Aufteilung der Entwicklung in Web-Programmierer und BL-Programmierer. Der Kontrakt zwischen den beiden Bereichen besteht im API für die BLCommands.
• Die Realisierung über das Command-Pattern ermöglicht eine Auftrennung der Realisierung der BL auf verschiedene Teams.
• In größeren Applikationen werden die BLCommands noch hierarchisch geschachtelt, d.h. man verwendet das Fassaden-Pattern. (Eine Fassade ist ein vereinfachtes Interface für ein komplexes Subsystem.)

Demo-Applikation Web ToDo

Object Bridge

• Object Bridge ist dafür zuständig Objekte aus der Datenbank zu materialisieren und die an ihnen vorgenommen Veränderungen in der Datenbank zu speichern.
• Wie ein Objekt in der Datenbank gespeichert wird, wird in einem Repository festgelegt. Hauptteil der Beschreibung ist die Zuordnung von skalaren Instanzvariablen einer Java-Klasse zu den Spalten einer Tabelle in der DB.
• Weiterhin wird auch die Definition von Beziehungen zwischen Klassen unterstützt.

Abschnitt: Web-Applikationen

[Schlußbemerkungen]

Weitere Informationen

• Apache Struts - http://jakarta.apache.org/struts/
• Apache Turbine - http://jakarta.apache.org/turbine/
• Apache Jetspeed - http://jakarta.apache.org/jetspeed/site/index.html
• Apache Cocoon - http://xml.apache.org/cocoon/index.html
• http://www.enhydra.org/
• Professional JSP, Wrox
• Professional Java Server Programming, Wrox
• Professional Java E-Commerce, Wrox
• Desing Patterns, Addison Wesley

Fragen?

• frido@muenster.de
• friedrich.budde@viadee.de

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