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Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, 11.02.2014 Komponenten-orientierte Middleware am Beispiel von Enterprise Java Beans (EJB)

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Präsentation zum Thema: "Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, 11.02.2014 Komponenten-orientierte Middleware am Beispiel von Enterprise Java Beans (EJB)"—  Präsentation transkript:

1 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Komponenten-orientierte Middleware am Beispiel von Enterprise Java Beans (EJB) - 1 -

2 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Vorteile von Verteilter Objektkommunikation Verteilte Objekttechnologien erleichtern die Programmierung –Programmierer muss kein Protokoll schreiben und implementieren –Es können beliebig komplexe Daten übertragen werden –Verwendung (fast) so einfach wie lokale Funktionen –Technologie kümmert sich um die wesentlichen Fehlersituationen Verteilte Kommunikation kann auf fast beliebiger Granularitätsebene stattfinden –Beliebige Granularität bei Entfernten Objekte, Parameter und Returnwerten –Allerdings muss man auf Performance aufpassen Serverseite hat bereits einfaches Management von Paralellität in der Abarbeitung von Client-Requests eingebaut und stellt weitere Dienstleistungen, wie Aktivierung, etc. bereit - 2 -

3 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Gibt es auch Nachteile? Was kann an Verteilter Objektkommunikation noch verbessert werden? - 3 -

4 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Probleme mit VT-Technologien Verteilte Objekte in RMI, CORBA, etc. sind an diese Kommunikationsart gebunden Programmierer brauchen häufig bessere Kontrolle über Art des parallelen Zugriffs Der Zugriff auf gemeinsame Ressourcen muss vom Programmierer selbst synchronisiert werden Viele Verteilte Objekte brauchen häufig einen Zugriffsschutz, der vom Applikationsprogrammierer selbst in die Applikationen hineincodiert werden muss Objekte benötigen generell weitere Hilfsdienste, wie Transaktionen, Persistenzmechanismen, etc., die traditionell in die Objekte selbst hineinprogrammiert wurden - 4 -

5 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Bessere Kontrolle der Parallelität? Ein Verteiltes Objekt ist typischer Weise "Singleton" Wünschenswert sind weitere Modelle –privates Sessionobjekt – i.e. ein Verteiltes Objekt pro Client –Mehre Instanzen eines Objektes bedienen Clients parallel - 5 -

6 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Von VT-Objekten zur Middleware Zur Realisierung von VT-Systemen braucht man zusätzlich zur Kommunikation noch weitere Funktionalitäten (in Corba Common Object Services) genannt –Namensdienst / Verzeichnisdients (kennen wir ja bereits) –Bessere Kontrolle der Parallelität –und mächtigere Sychronisation, z.B. durch Verteilte Transaktionen –Security (Nutzer und Authorisierungskonzepte) –Persistenzdienste –Zeitdienste –... Software, die neben VT-Kommunikation weitere solcher Hilfsservices bereitstellt, nennt man Middleware –Middleware bietet sowohl eine Abstraktion für die Programmierung von Funktionalitäten (Programmiermodelle und API's) –als auch Infrastruktur zur Umsetzung der benötigten Dienstleistungen - 6 -

7 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Historische Entwicklung von Middleware Erste Middlewaresysteme ergänzten RPC um –Transaktionen –TP-Monitore Message Broker ergänzten RPC um asynchrone Dienste Corba-Middleware hatte bereits vollständiges Hilfsservice-Konzept Applikationsserver fassen sowohl MOM als auch Object-Broker und TP- Funktionalitäten in einer Infrastruktur zusammen - 7 -

8 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Internet stellt weitere Anforderungen Web als Frontend –sowohl für web-basierte Oberflächen –Rich Client Plattformen –Kommunikation über Web über Web-Services RESTful-Services - 8 -

9 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Duale Rolle der Middleware Als Infrastruktur –Plattform für Programmierung und als Laufzeitumgebung für komplexe, verteilte Anwendungen –Bereitstellung von Basisdiensten –Integrierte flexible Administrations- und Konfigurationsfunktionalitäten –Trend zu Service orientierten Architekturplattformen (SOA) + Cloud- Computing Laufzeitinfrastrukturen Als Programmierabstraktion –Verdecken Low-Level Details, wie Hardware, Netzwerk- und Verteilungsdetails –Trend geht zu immer höher angesiedelten, mächtigen Konstrukten, die tiefere Schichten zudecken –Evolution wird getrieben durch Technologieentwicklung bei Programmiersprachen und Frameworks, z.B. im Bereich von Java EJB - 9 -

10 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Das Problem der Cross Cutting Concerns Querschnittsorientiert Funktionalitäten (Cross Cutting Concerns) wurden früher in die Verteilten Objekte hineinprogrammiert –und "verschmutzen" den eigentlichen Businesscode –Dieser ist dann typischer Weise an eine spezielle Middleware Plattform gebunden –und die Business-Funktionalität kann nicht ohne Kommunikationscode, etc. wiederverwendet werden => Wunsch nach Trennung der Business-Logik von den Cross Cutting Concern Funktionalitäten

11 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Wie kann das Problem gelöst werden? Eine Komponenten-basierte Architektur trennt die Business-Logik weitgehend von den Cross Cutting Concerns –Business-Logik wird von Anwendungsprogrammierern in einfache Klassen (Komponenten) programmiert –Ein Container verwaltet die Komponenten und kümmert sich um die Concerns –Zuordnung von Cross Cutting Concerns zu Komponenten kann deklarativ statt programmatorisch erfolgen –auch aspektorientierte Softwarekonzepte (AOP) ermöglichen eine Trennung von Businesscode und Cross Cutting Concern Code

12 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Architektur eines Komponenten-Servers Client verwendet an Stelle der "echten" Business-Objekte Server-generierte Artifakte Artifakte delegieren Aufrufe von außen an das Business-Bean Die Container-generierten Artifakte kümmern sich um Cross Cutting Concerns Bean Business Interface Remote Business Interface Lokal Komponenten-Container Namensdienst Persistenz Message Dienst Weitere Hilfsfkt. Client Referenz anfordern Methodenaufruf

13 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Welche Komponenten-Technologien gibt es?.NET Framework enthält Mechanismen für Komponenten-orientierte Programmierung J2EE-Standard definiert Enterprise Java Beans (EJB) als Verteilte Business- Komponenten Prinzipiell hat auch der Corba-Standard ein Komponenten-basiertes Modell definiert, das aber kaum genutzt wurde / wird

14 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, JEE als Komponenten-orientierte Middleware Browser Legacy System Database (Controller) Servlet(s) (Model) Web/HTTP Server 3 (View) JSP GUI Anwend. EJB JMSJMS JDBCJDBC CORBA JNDIJNDI Corba Dienst e Application Server RMI

15 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Querschnittsorientierte Funktionalitäten (Cross Cutting Concerns) Beispiel: Verteilte Transaktionen

16 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Verteilte Transaktionen - Motivation System rechts modelliert Verteiltes System mit zwei getrennten Serversystemen –Einmal Produktdatenbank mit Anzahl verfügbarer Produkte –Lagerhaltung mit realen Produkten ab Lager Änderungen (z.B. Verkauf von Produkt) müssen in beiden Systemen konsistent durchgeführt werden Client braucht Transaktionskonzept über beide Systeme hinweg

17 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Infrastruktur für Verteilte Transaktionen

18 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Koordination von Verteilten Transaktionen Ablauf der Transaktionen auf den Verteilten Knoten muss koordiniert werden Hierzu wird ein Koordinator bestimmt (Transaktionsmanager) bestimmt (auf einem der Server) Zum Start sendet Client ein openTransaction() an den Koordinator –Dieser startet die Transaktion und gibt ihr eine eindeutige ID (TID) –Der Koordinator entscheidet am Ende, ob die Verteilte Transaktion korrekt beendet werden kann oder abgebrochen werden muss Teilnehmer an der Transaktion melden sich bei ihm mit einer Art joinTransaction(Transaktions-ID, Reference auf Teilnehmer) Methode an Der Koordinator kennt damit jeden Teilnehmer Zur Koordination wird nun ein "2-Phasen-Commit-Protokoll" eingesetzt, dass erst ausgeführt wird, wenn alle Operationen auf den einzelnen Knoten bereits formuliert sind (also am Ende der Transaktion)

19 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Phasen-Commit (2PC) - Protokoll Der Koordinator organisiert und überwacht das Protokoll Jeder transaktionale Client unterhält eigenen Transaktionslog, in dem alle relevanten Ereignisse festgehalten werden Das Protokoll besteht aus zwei Phasen –Phase 1: Abstimmungsphase (1) Aufforderung zur Stimmabgabe (CanCommit request?) (2) Stimmabgabe (Yes or no) –Phase 2: Abschluss und Umsetzung gemäß Abstimmungsergebnis in Phase 1 (3) Mitteilung über Entscheidung des Koordinator (doCommit / doAbort) (4) Bestätigung der erfolgreichen Durchführung der Entscheidung (acknowledge)

20 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Phase Commit

21 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Phase Commit

22 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Phase Commit

23 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Phase Commit

24 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Phase Commit

25 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Phase Commit

26 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Phase Commit

27 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Phase Commit

28 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, JTA-Transaction Beispielcode JTA = Java Transaction API API für Verteilte Transaktionen in Java Das obige Beispiel implementiert eine Bean oder User-gesteuerte Transaktion Implementierung wird über Java-Applikationsserver bereitgestellt, die den Transaktionsmanager für JTA-Transaktionen implementieren UserTransaction ut=context.getUserTransaction(); try { ut.begin(); updateServer1(); updateServer2(); ut.commit(); } catch (Exception e) { try { ut.rollback(); } catch (SystemException syex){... } }

29 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Container gesteuerte Transaktion Container gesteuerte Transaktion bei Stateless Session-Bean Die Annotationen können auch weggelassen werden, da Default! Hier wird die komplette updateServer()-Methode in eine Verteilte Transaktion eingepackt Gutes Beispiel, wie Container "Cross Cutting Concern" Transaktionsverriegelung vom Anwendercode trennt Möglich durch Komponenten-basierten Ansatz (wie public calls MyUpdateBean public void updateServer() { updateServer1(); updateServer2(); }

30 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Enterprise Java Beans und zugehörige Container

31 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Was sind Enterprise Java Beans Objektorientierte Softwarekomponenten als Bausteine für Verteilte Anwendungen Zur Laufzeit in einem EJB Container untergebracht und von diesem verwaltet EJB's können sich gegenseitig aufrufen Oder von Clientprogrammen genutzt werden Dabei können die sich gegenseitig nutzenden Beans / Clientanwendungen über verschiedene Rechner / Container verteilt sein

32 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Applikation und EJB's Beans können sich gegenseitig nutzen Manche Beans können von mehr als einer Anwendung oder einem Bean genutzt werden >

33 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Verteilbarkeit von Beans Beans können beliebig auf Containern verteilt werden Die Benutzungsschnittstelle von Beans ist "location- transparent" Verteilung der Beans nur administrativer Vorgang > Container IContainer II

34 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, JEE-Applikationsserver Installations- und Laufzeitumgebung für EJB's, Servlets,... Bietet zentrale Serverdienste –Security Dienste –Transaktionssemantik für Beans –Session Management –Parallelität (parallelen Zugriff auf Beans) –Life Cycle Management von Beans –Persistenzdienste / Zugriff auf Datenbanken / Connection Pooling –Kommunikationsdienste –Integration von Legacy Applikationen über JMS / Connector Dienste

35 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Elemente eines JEE-Applikationsservers EJB-Container Servlet Container und Webserver JNDI Namensdienst Java Message Service (JMS) Transaktionen (JTA/JTS) Web-Services (JAX-WS) Java Native Directory (JNDI) Java-Persistence (JPA) REST-Services (JAX-RS) Java Connector (JCA) JEE Standard Dienste und API's Container für Objekte Legacy Message System Database Legacy System Client HTTP(S) SOAP/HTTP RMI / IIOP RMI / JRMP Zugriff Lookup

36 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Elemente des EJB-Containers Concurrency Handling Transaction Handling LifeCycle Handling... Instance Pooling EJB EJB Instanz Business Interface Implementation Client Business Interface

37 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Welche Formen von Beans? EJB Anwendungen organisieren Geschäftsmodelle in Form von kooperierenden EJB's und zugehörigen Anwendungen Jede Komponente repräsentiert dabei entweder –eine Entität des Geschäftsmodells –oder einen Prozess des Geschäftsmodells

38 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Entitäten im Geschäftsmodell Entitäten im Geschäftsmodell kapseln Informationsbausteine eines Unternehmens Sie haben einen Zustand, der von Geschäftsprozessen modifiziert werden kann Dieser Zustand ist typischer Weise persistent (in Datenbank) Entitäten sind auch ohne Geschäftsprozess für sich genommen eigenständige Objekte Entitäten können wie bei Entitäten von ER-Modellen Beziehungen untereinander haben (1-1, 1-M, M-N) Beispiele: –Account, Kunde, Mitarbeiter, Konto, etc

39 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Prozesse des Geschäftsmodells Geschäftsprozesse sind Objekte, die die Interaktion eines Benutzers mit Entitäten des Geschäftsmodells kapseln Geschäftsprozesse können ebenfalls einen Zustand haben Dieser Zustand existiert aber nur für die Dauer des Prozessablaufs Der Zustand kann dabei persistent oder transient sein Zwei Formen –Collaborative: Mehr als ein Benutzer am Gesamtablauf beteiligt typischer Weise persistent –Conversational: Nur ein Benutzer beteiligt, typischer Weis transient Beispiele –Kauf einer Ware, Durchführen einer Banktransaktion, –Die meisten Web-Anwendungen kann man als Conversational Prozesse ansehen

40 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Welche EJB Arten gibt es? Session BeansDienen der Modellierung synchroner Business- Prozessaufrufe Message BeansDienen zur Modellierung asynchroner Business- Abläufe Entity BeansImplementieren Entitäten, also Datenobjekte

41 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, EJB Typen - Session Bean Nutzung: Für die Implementierung von Geschäftslogik (Business-Prozessen) –Typischer Weise synchrone Aufrufe, aber asynchron ab EJB 3.1 möglich –Oftmals Fassade (Facade Pattern) zur Bereitstellung der internen Geschäftslogik nach außen Session Bean Objekte sind transiente, nur im Hauptspeicher befindliche Objekte –d.h. sie überleben keine Systemabstürze oder Neustarts Session Beans können an Container-definierten Transaktionen teilnehmen oder selbst welche aufsetzen Session Beans gibt es in zwei Ausführungen –Zustandlose (Stateless) Session Beans –Zustandsbehaftete (Stateful) Session Beans

42 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, EJB Typen - Entity Beans Modellieren persistente Datenstruktur Gibt es in zwei Varianten: –EJB 2 Entitäten sind schwergewichtige Objekte (eventuell als Remote Objekte verfügbar) –EJB 3 Entitäten sind POJO Objekte (objekt-relational über die Java Persistence API auf Datenbanktabellen gemappte Objekte) Repräsentieren Datenobjekte, die persistent in Datenbank gespeichert werden Haben Lebenszeit, die evtl. unabhängig von bestimmten Business Prozess sind Viele Clients können evtl. gleichzeitig auf die gleiche Entität zugreifen

43 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, EJB Typen - Message Beans Werden asynchron aufgerufen, um JMS (Java Message System) Nachrichten zu verarbeiten Funktionieren ähnlich zu zustandslosen Session- Beans Anwendung: Zum Modellen von Geschäftslogik, die mit asynchroner Nachrichtenvermittlung zu tun hat –Eingang einer Bestellnachricht von einem Business System bei einem anderen, z.B

44 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Welche Bean Art für welchen Zweck Entitäten von Geschäftsprozessen werden typischer Weise auf Entity Beans oder Entity Objekte (POJO's) abgebildet "Conversational" Geschäftsprozesse sind Kandidaten für Session Beans "Collaborative" Prozesse sind Mischung aus –Entity Beans zur Haltung von Zustandsinformationen –und Session Bean zur Abbildung des Prozesse

45 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Abhängige Objekte Nicht alle Klassen der Anwendung werden auf Beans abgebildet Session Beans und EJB 2 Entity Beans sind eher "schwergewichtige" Objekte Beans benutzen häufig eine Reihe von "privaten" Klassen für von Ihnen abhängige Objekte, die nicht nach außen sichtbar sein sollen

46 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Session-Beans

47 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Kommunikationsschnittstellen Session-Beans stellen die Schnittstelle (Fassade) von Geschäftslogik nach aussen da –Sie bieten Schnittstellen zur lokalen Interface) entfernten RMI-IIOP basierten Interface) oder sogar Web-Service Interface) Kommunikation mit Clients Verschiedene Session-Bean Varianten definieren dabei, welche Art der Bindung zwischen Client und Bean besteht –zustandslos –zustandsbehaftet (i.e. Session mit Client) –Singleton-Pattern (ab EJB

48 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Bestandteile eines Session-Bean Session-Bean (und andere schwergewichtige Beans) bestehen aus 3 Teilen Interfaces beschreiben die Geschäftslogik Schnittstellen des EJB für Clients Interfaces in EJB 3.1 optional (über Annotationen der EJB-Klasse) –EJB Klasse implementiert die Geschäftsmethoden und die Schnittstelleninterfaces kann weitere Hilfsklassen oder ganze Klassenbibliotheken zur Unterstützung benutzen –(Optionale Konfiguration) über Deployment Deskriptor XML Konfigurationsdatei, optional zu Annotationen Kann Konfigurationsinformationen über das Bean, wie Name, Transaktionskontext, etc enthalten hat Priorität gegenüber äquivalenten Annotationen

49 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Beispiel für ein Session-Bean Interface In EJB 3 wird Typ des Interfaces durch Annotation deklariert für entferntes Interface (= Default) für lokales Interface Man beachte, dass das Remote Interface weder von Remote (RMI) ableitet, noch RemoteException implementieren muss – Nur die Container generierten Artifakte tun dies import public interface CalculatorRemote { public double add(double a, double b); public double minus(double a, double b); }

50 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Beispiel für die Implementierungsklasse In EJB 3 wird Typ des Beans durch Annotation bestimmt für zustandsloses Session Bean für zustandsbehaftete Session Beans Man beachte, dass Implementierungsklasse weder von UnicastRemoteObject noch PortableRemoteObject ableitet, obwohl das Bean eine entfernte Schnittstelle bereitstellt import public class Calculator implements CalculatorRemote { public double add(double a, double b) { return a + b; } public double minus(double a, double b) { return a – b; } }

51 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Interaktion Client mit Session-Bean Client verwendet an Stelle der "echten" Business-Objekte Server-generierte Artifakte Die Artifakte implementieren die definierten Interfaces, z.B. das "Entfernte Interface" Artifakte delegieren Aufrufe von außen an das Business-Bean Artifakte kümmern sich um Cross Cutting Concerns Bean Business Interface Remote Business Interface Lokal Komponenten-Container Namensdienst Persistenz Message Dienst Weitere Hilfsfkt. Client Referenz anfordern Methodenaufruf Applikationsserver

52 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Interaktion Client mit Session-Bean (2) Client verbindet sich anstatt mit den EJB-Instanzen mit Server-seitigen Stellvertreter-Objekten und ruft hier Methode auf (1), (6) Stellvertreter-Objekte verwenden Hilfsservices für die Implementierung von Cross Cutting Concerns (hier Transaktionen (2), (5)) Und delegieren Methodenaufrufe an EJB-Instanz(en) (3), (4) EJB-Instanz EJB-Container Transaktions-Service Client Stellvertreter- Objekt 1 foo() 2 5 startet Transaktion beendet Transaktion foo() return Ergebnis Applikationsserver

53 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Zustandslose (Stateless) Session-Beans realisieren zustandslose Business-Methoden, d.h. –Verbindung Client zu Bean existiert genau für die Dauer eines Methodenaufrufs –Bean merkt sich keine Zustandsinformationen zum Client über die Dauer eines Methodenaufrufs hinaus Zustand der Bean vor und nach einem Methodenaufruf sind gleich Die Reihenfolge, in der Methoden aufgerufen werden, ist aus Sicht des Bean irrelevant D.h. nicht, dass ein Stateless Bean keinen Zustand haben kann –aber dieser Zustand ist unabhängig vom Client –z.B. kann eine Stateless Bean eine Datenbankverbindung halten

54 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Instanz-Pooling und Stateless Session-Beans Eine Verbindung zwischen Stateless Session Bean und Client besteht nur für die Dauer eines Methodenaufrufs Container erzeugt für ein Session-Bean in der Regel einen Pool äquivalenter Instanzen –Instanzen können bei Bedarf neu erzeugt oder vernichtet werden (kein persistenter Zustand!) - Resourcemanagement –Server entscheidet, welche Instanz für einen Methodenaufruf verwendet wird –Clients sind nur an spezifische Instanzen für die Dauer eines Methodenaufrufs gebunden

55 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Lebenszyklus einer Stateless Session-Bean Beaninstanzen werden bei Bedarf erzeugt und in Instanzen-Pool abgelegt Dann zur Bearbeitung ein oder mehrerer Client-Geschäftsmethodenaufrufe verwendet Container kann Bean jederzeit wieder vernichten Programmierer interagiert mit Lebenszyklus über annotierte Methoden in der Beanklasse does not exist method-ready pool 1.newInstance() 2.Dependency Injection

56 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Interaktion mit annotierte Methoden werden von Container nach Initialisierung und Dependency Injection der Bean annotierte Methoden vor der Vernichtung der Bean import public class Calculator implements CalculatorRemote public void onPostConstruct() { // OK, initialize needed resources public void onPreDestroy() { // OK, let's destroy our resources }... }

57 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Transaktionen und Stateless Session-Beans Container-verwaltete Transaktionen auf Session-Beans –sofern nicht anders definiert –umfassen genau einen Methodenaufruf Client kann allerdings –sebst einen Transaktionskontext definieren, –der über verschiedene Methodenaufrufe einer Stateless Session-Bean hinausgeht

58 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Deklarative Transaktionalität Transaktionsattribut -Wert Bedeutung NotSupportedTransaktion wird von Methode nicht unterstützt SupportsTransaktion wird von Methode unterstützt Required (Default)Methode verlangt Transaktion RequiresNewMethode verlangt sogar eine eigene, neue Transaktion – läuft nicht im Kontext einer ander Transaktion MandatoryEine bestehende Transaktion ist erforderlich NeverEs darf keine Transaktion bereits bestehen

59 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Setzen des Transaktionsattributes Ohne Setzen des TransactionAttributes führt der Container standardmäßig bei Stateless-Beans die Transaktionsbehandlungsform "Required" – d.h. er wrappt selbst automatisch die Methode in eine Transaktion, wenn der Client nicht bereits eine aufgesetzt hat Möchte man das nicht, kann man das Attribut auf einen anderen Wert setzen Im obigen Beispiel deutet die Methodenimplementierung an, dass sie Transaktionen nicht unterstützt (d.h. die Transaktion – falls vorhanden – wird während des Aufrufs der Methode ausgesetzt import public class AuskunftBean public List sucheKonzerte(String ortsName, Date date) {... } }

60 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Zustandsbehaftete (Stateful) Session-Beans Halten im Gegensatz zu Stateless-Beans einen –Client-spezifischen Zustand (Conversational State, dialogbezogener Zustand) –und definieren damit eine private Session mit einem einzigen Client –mehr als ein Methodenaufruf eines Clients erfolgt in der Regel auf der gleichen Beaninstanz –Ein- und die gleiche Beaninstanz bedient zu einer Zeit nur genau einen Client maximal –Bean-Instanzen können allerdings passiviert und wieder aktiviert werden

61 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Stateful Bean und Conversational State Stateful Session-Beans deklariert man mit der an der Bean-Klasse Interne Variablen, wie der Warenkorb im Beispiel, existieren mit ihrem Zustand für die Dauer der Session des Clients mit der ihm zugeordneten Bean-Instanz (Conversational State) Achtung: Der Conversational State ist nicht notwendig persistent über die Laufdauer der Session hinweg import public class OrderBean implements Order { private ShoppingCard basket; public void addProductToShoppingCard(Product p) { basket.add(p); } public pay() {... } }

62 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Aktivierung und Passivierung Ist der Conversational State einer Stateful Session Bean groß –kann der Hauptspeicherverbrauch bei einer großen Anzahl potentieller Clients sehr groß sein Zum Resourcenmanagement unterstützen Stateful Session-Beans daher Aktivierung und Passivierung –Bei der Passivierung wird der Conversational State einer Stateful Bean mit einem Client auf Sekundärspeicher gesichert und die Instanz dann vernichtet oder freigegeben (für andere Clients) –Bei der Aktivierung wird in eine frische oder freigegebene Instanz der Conversation State einer vorherigen Session mit einem Client wieder reingeladen und damit die Session mit diesem Client reaktiviert Prinzipiell kann jede Stateful Session Bean, die an keiner aktiven Transaktion teilnimmt, passiviert werden Ob und wie entscheidet der Container (z.B. nach einem Least Recently Used Algorithmus)

63 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Lebenszyklus von Stateful Beans Mit entsprechend annotierten Methoden kann das Bean an Zustandsänderungen teilnehmen Beans in Transaktion können nicht passiviert werden! Bean kann durch Implementierung eines Interfaces am Ablauf einer Transaktion teilnehmen (afterBegin(),...) does not exist method-readypassive method-ready in TX 1.newInstance() 2.Dependency Injection afterBegin() afterCompletion(false) 1.beforeCompletion() 2.afterCompletion(true) Transaktionale Methode oder zu lange inaktiv zu lange "Least recently used" erneuter nicht-transaktionale Methode

64 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Stateful Session-Beans und Transaktionen Auch Methoden einer Stateful Session-Bean können transaktional sein Im Gegensatz zu Stateless Beans können mehrere Methodenaufrufe an einer Transaktion teilnehmen –d.h. sie laufen im gleichen Transaktionskontext –in einem Session-basierten Transaktionskontext Der Zustand von an der Transaktion beteiligten Resourcen, z.B. Datenbankverbindungen, wird bei Abbruch der Transaktion automatisch zurückgesetzt –Dies gilt nicht für den Conservational State der Bean selbst –Diesen muss man selbst manuell – falls notwendig - zurücksetzen

65 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Synchronisation des Conversational State Eine Bean kann das SessionSynchronization Interface implementieren Der Container ruft die darin befindlichen Methoden im Rahmen der Änderung von Transaktionszuständen auf Wozu ist das gut? –Die Bean kann hiermit ihren eigenen Conversational State mit dem persistenten Zustandsänderungen im Rahmen der Transaktion koordinieren package javax.ejb; public interface SessionSynchronization { void afterBegin() throws EJBException, RemoteException; void afterCompletion(boolean committed) throws EJBException, RemoteException; void beforeCompletion() throws EJBException, RemoteException; }

66 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Vergleich der Session-Bean Varianten StatelessStateful VerwendungEinfache Services oder zustandslose Prozesse Zustandsbehaftete Geschäftsprozesse, die sich über mehrere Methodenaufrufe erstrecken ClientbindungBindung nur für die Dauer eines Methodenaufrufs Für die Dauer des gesamten Geschäftsprozesses Optimierung der Resourcen Instanz-Pooling (Parallelität, Performance) Aktivierung / Passivierung (Hauptspeicher) TransaktionenUmfassen einen Methodenaufruf oder werden vom Client gesteuert Können mehrere Methoden umfassen (Session-Kontext) Web-ServiceAls Web-Services veröffentlichbarNein

67 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Zugriff von Clients auf EJB's

68 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Clientzugriff auf EJB's Hier sind mehrere Fälle zu unterscheiden –Zugriff auf lokale Beans innerhalb des gleichen Containers bzw. Zugriff auf entfernte Beans innerhalb eines entfernten Containers JNDI-Lookup oder Dependency Injection möglich –Zugriff von extern und außerhalb eines Containers (J2SE) Über JNDI-Lookup

69 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Dependency Injection (DI) Anwendung des "Inversion of Control (IoC) Prinzips Hollywood-Prinzip: "Don't call us, we call you" –Nicht Anwendungscode, sondern ein umgebendes Framework sollte sich darum kümmern, dass Resourcen oder Services innerhalb von Anwendungen verfügbar sind –Der Container instanziiert und verwaltet Resource- und Serviceobjekte und injiziert Referenzen auf diese in den Anwendungscode an durch den Anwendungsprogrammierer vorgegebene Stellen –z.B. in speziell annotierte Variablen –oder in Konstruktoren oder setter-Methoden

70 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Dependeny Injection In EJB funktioniert Injektion in Variablen und über Argumente von Settern public class CalculatorUser CalculatorRemote calculator; void useCalculator() { System.out.println( " = " + calculator.add(205)) } // oder setter injection public class CalculatorUser { private CalculatorRemote void setCalculator(CalculatorRemote calculator) { myCalculator=calculator;}

71 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Dependeny Injection mit Resourcen Dependeny Injection funktioniert auch mit Resourcen, wie –DataSource Objekten, i.e. Datenbank-Zugängen –SessionContext-Objekten = gibt Objekt zum Zugriff auf EJB- Laufzeitumgebung (SessionContext) zurück Ebenfalls zum Zugriff auf Entity-Beans, siehe später Injektion eines = "myDB") public void setDataSource(DataSource myDB) { customerDB = myDB; } // oder z.B. für den javax.ejb.SessionContext sc;... TimerService ts = sc.getTimerService();

72 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Externen EJB Client programmieren Konfiguration des JNDI (Java Native Directory Interface) Zugriffs auf Nameserver, der EJB Container Namensdienst ist –Hier sind Properties, wie Zugriffsklasse, Servername, Portnummer, etc. des Nameservers zu setzen (produktabhängig) –Mit new InitialContext(properties) bekommt man dann Referenz auf Namensdienst Holen eines Proxy Objektes auf das EJB über den Namensdienst –Context.lookup(….) –Evtl. Casten auf Interface Arbeiten mit dem EJB über die Proxyobjektreferenz Man benötigt zum Compilieren und zur Laufzeit die zum Server passenden Client Jar Dateien

73 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Beispiel Clientsourcecode – Teil1 OK, hier beispielhaft Konfiguration der Namensdienstattribute für einen JBOSS Server Dies ist halt abhängig vom jeweiligen Server public static Context getInitialContext() throws javax.naming.NamingException { Properties p = new Properties(); p.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY, org.jnp.Interfaces.NamingContextFactory); p.put(Context.URL_PKG_PREFIXES, org.jboss.naming:org.jnp.Interfaces); p.put(Context.PROVIDER_URL,jnp://localhost:1099); return new InitialContext(properties); }

74 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Beispiel Clientsourcecode – Teil 2 Also Context initialisieren (Teil 1) Lookup des Proxy bei Namensdienst Casten (weil Proxy Corba Object) Und dann mit Proxy arbeiten Context jndiContext = getInitialContext(); Object ref=jndiContext.lookup( " Calculator/remote " ); CalculatorRemote rechner=(CalculatorRemote)PortableRemoteObject.narrow(ref, CalculatorRemote.class); System.out.println( " = " + rechner.add(2, 5));

75 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, JNDI-Lookup ab EJB 3 Also Context initialisieren (Teil 1) Lookup des Proxy bei Namensdienst und direktes Casten in Interface Kein PortableRemoteObject.narrow(...) mehr Und dann mit Proxy arbeiten Context ic = getInitialContext(); CalculatorRemote calculator =(CalculatorRemote)ic.lookup( " Calculator/remote " ); System.out.println( " = " + rechner.add(2, 5));

76 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Entity Beans JPA – Java Persistence API

77 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Java Persistence API (JPA) Standardisierte ORM API –Entities sind POJOs –Pluggable Persistence Engine (Persistenz Provider) Entstanden aus besten Teilen von TopLink, JDO und Hibernate mit Expertise der EJB Hersteller Standardisiert als Teil von EJB 3 Enthalten in JEE 5, kann auch in JSE genutzt werden Zahlreiche Implementierungen, u.a. natürlich in –Referenz Implementierung (Name: TopLink Essentials) –Kommerzielle TopLink Version –Hibernate –BEA Kodo, Apache OpenJPA, …

78 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Anatomie eines JPA Entities Abstrakte oder konkrete Top Level Java Klasse –Nicht-final Felder / Objekteigenschaften –Argumentloser Konstruktor Benötigt keine Interfaces –Interfaces nicht zwingend –Interfaces aber für Callback Funktionalität des Container nutzbar Direkter Feld oder Eigenschafts-basierter Zugriff –Über Getter / Setter Kann (muss aber nicht) serialisierbar sein –Damit übertragbar in Remote Calls

79 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Minimale Entität Entity Klasse muss als Entity markiert sein public class Person { … } 2.Über Metadateneintrag in XML Mapping Datei

80 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Minimale Entität Jede Entität braucht eindeutigen public class Person Long id; public Long getId { return id; } public void setId(Long id) { this.id = id; } String firstName; public String getFirstName { return firstName; } public void setFirstName(String name) { firstName=name; } }

81 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Identität von persistenten Entities Eindeutiger Identifier in Entity Klasse => abgebildet auf Primärschlüssel in Datenbank Identifiziert persistentes Datenbank Objekt eindeutig in Hauptspeicher und Datenbank 1.Einfache Id – Einzelnes int id; 2.Zusammengesetztes int String name 3.Eingebettete Id – einzelnes Feld von PK PersonPK id; Eigene PK Klasse

82 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Persistenz Kontext Abstraktion, die eine Menge von "verwalteten" (managed) Entitäten repräsentiert –Entitäten sind im Persistenz Kontext eindeutig durch ID identifizierbar –Genau eine Instanz mit einer eindeutigen Identität befindet sich in einem Persistenz Kontext Ein Persistenz Kontext wird verwaltet von einem EntityManager (Teil der Persistenz Maschinerie) –Der Inhalt des Persistenz Kontext ändert sich als Resultat von Operationen auf dem EntityManager über dessen API

83 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Entity-Manager und Persistenz-Kontext Persistenz-Kontext definiert "Cache" von verwalteten (Managed) Entity-Instanzen Nicht alle Entities sind verwaltet Nicht-verwaltete Entities nennt man "Detached" Entity 1Entity 2 Entity 3 Entity Manager EntityManager em=.... MyEntity e1=(MyEntity)em.find(... ); Persistenz-Kontext

84 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Entity Manager Sichtbare Schnittstelle der Clientanwendung zum Persistenz Provider –Bietet Schnittstelle zur API mit allen Basis Persistenz Operationen –Kann man sich als Proxy Objekt zum Zugriff auf einen Persistenz Kontext vorstellen Innerhalb eines Lebenszyklus Zugriff auf verschiedene Persistenz Kontexte möglich

85 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Typen von Entity-Managern, Scope des Persistenz-Kontext Frage: Wie lange werden Entitäten als "Managed" verwaltet bzw. wie lange existiert ein Persistenz-Kontext? Applikations-verwaltete Entity-Manager –bei diesen Entity-Managern bestimmt die Applikation selbst, wie lange Entities in einem Persistenz-Kontext verwaltet werden Container-Managed Entity-Manager –Transaction-Scope (Standard) Verwaltungslebensdauer der Entitäten = eine Transaktion im Container –Extended-Scope Laufzeit des Persistenz-Kontext an die Lebenszeit des Kontext eines Session-Bean gebunden

86 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Transaction-Scope Persistenz-Kontext Default in Containern Entity-Manager wird vom Container verwaltet und direkt injiziert (siehe später) Alle Entitäten, auf denen während einer Transaktion gearbeitet wird, gehören typischer Weise zum Persistenz-Kontext Wenn Transaktion beendet wird, werden die Entities "detached" (verlieren also ihren Bezug zum Persistenz-Kontext) Der selbe Persistenz-Kontext wird zu allen Beans, die an der gleichen Transaktion beteiligt sind, propagiert

87 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Extended-Scope Persistenz-Kontext Managed-Entities existieren über verschiedene Transaktionen hinweg Explizite Unterstützung für länger andauernde Operationen, evtl. über mehrere Clientzugriffe hinweg Anzahl der Managed-Objekte kann rasch wachsen In Containern ist Lebenszeit eines Extended-Scope Persistenz-Kontext an Lebenszeit eines zugehörigen Session-Beans gekoppelt Kann durch Schließen des Kontexts (close() Methode des Entity-Managers explizit aufgeräumt werden

88 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Lebenszyklus von Entitäten Neu angelegte Entities sind transient persist() Operation bringt sie in den Zustand "Managed" Verschiedene Operationen können Entity in den Zustand "Detached" bringen merge() bringt Entität zurück in den Zustand "Managed"

89 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Wie komme ich zu einem Entity Manager Eine statische Methode der Persistence Klasse erzeugt eine Factory für EntityManager zu einer bestimmten Persistenz Engine –die Persistenz Engine ist oben über den Namen "LecturePU" bezeichnt –Innerhalb der persistence.xml Konfigurationsdatei wird die Persistenz Engine mit Namen "LecturePU" genauer definiert Einen EntityManager bekomme ich von der Factory durch Aufruf der Methode createEntityManager private EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("LecturePU"); private EntityManager em = emf.createEntityManager();

90 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, org.hibernate.ejb.HibernatePersistence model.Person model.Dozent persistence.xml - definiert Persistenz Engine "LecturePU"

91 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Durch injiziert EntityManager Instanz in die Variable em –Wir durch Laufzeitcode ersetzt, der die Variable em instanziiert Injektion funktioniert in EJB 3 auch für andere Objektarten (EJBs, Ressourcen, private EntityManager em; // hier weiterer Code

92 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Entity-Manager und Transaktionen JPA unterstützt zwei Arten von Transaktionen –JTA (Java Transaction API)-Transaktionen typischer Weise in Containern können Transaktionen über verschiedene Datenquellen zusammenfassen unterstützen verschiedene Scopes (Typen) von Entity-Manager Instanzen –Resource-Local Transaktionen Transaktionen, die direkt auf JDBC-Transaktionen abgebildet sind unabhängig von irgendwelchen JTA-Transaktionen typischer Weise in Applikationen, die Container-basierte Transaktionen nicht unterstützen (Standalone-Applikation, reine Web-Applikation)

93 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, public class PersonDAO { private EntityManagerFactory emf= Persistence.createEntityManagerFactory("LecturePU"); private EntityManager em = emf.createEntityManager(); public PersonDAO() { } public void persist(Object object) { try { em.getTransaction().begin(); em.persist(object); em.getTransaction().commit(); } catch(Exception e) { Logger.getLogger(getClass().getName()).log(Level.SEVERE,"exception caught", e); em.getTransaction().rollback(); } finally { em.close(); } EntityManager und Transaktionen EntityManager erhält man über Factory em.persist() sichert das Objekt in der Datenbank Man beachte die Verwendung der Transaktion

94 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Grundlegende Methoden des Entity Manager persist() – Sichern des Zustands eines Entities auf die Datenbank remove() – Entfernen eines Entities aus der Datenbank refresh() – Update des Entity Zustandes aus der Datenbank merge() – Synchronisation des Zustandes eines "detached" (abgehängten) Entities mit dem Datenbankzustand find() – Finden eines Datenbank Entities über PK createQuery() – Dynamische Datenbankabfrage über JP QL createNamedQuery() – Instanz einer vordefinierten Abfrage generieren createNativeQuery() – Native Datenbankabfrage contains() – Feststellenn, ob Entity in Datenbank existiert flush() – Synchronisation des Persistenz Kontextes mit der Datenbank

95 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Die Method persist() fügt neue Entity Instanz in Datenbank ein sichert persistenten Zustand einer Entität und jeden von dieser Entität aus erreichbare "Unterentität" (closure) Nicht verwaltete Entitäten werden hierzu zu verwalteten Entitäten public Person createPerson(int id, String firstName, String lastName) { Person person = new Person(id, firstName, lastName); entityManager.persist(person); return person; }

96 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Methoden find() und remove() find() –Abfrage einer über Primärschlüssel eindeutig identifizierten Entität remove() –Löschen einer über Primärschlüssel eindeutig identifizierten Identität public void removePerson(int id) { Person person = entityManager.find(Person.class,id); entityManager.remove(person); }

97 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Abfragen Dynamisch oder statisch (Named Queries) definierbar Objektorientierte SQL Schnittstelle basierend auf JP QL (HQL, EJB QL) Unterstützung für native SQL Abfragen Benannte Parameter, die zur Laufzeit gebunden werden (Prepared Statements) Navigation über Ergebnisse in Form von "Seiten" Einzelobjekte oder Objektmengen als Ergebnis der Anfrage Batch Update und Delete Operationen Hersteller-spezifische Hinweise, wie die Query ausgeführt werden soll

98 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Query API Query Instanzen erhält man über die bereits vorgestellten Factory Methoden des Entity Managers Auf Query Instanzen folgende API anwendbar getResultList() - Rückgabe eine Liste von Resultaten getSingleResult() – Rückgabe eines einzigen Resultats executeUpdate() – Batch Update oder Delete Operationen setFirstResult() – Nr. des ersten Rückgabeobjektes setMaxResults() – Maximale Zahl der zurückzugebenden Resultate setParameter() – Angabe eines benannten (positionellen) Parameters setHint() – Angabe eines Hersteller-spezifischen Hinweises für die Abfrage

99 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Dynamische Abfragen createQuery() Methode des Entity Managers verwenden und JP QL String übergeben Auf zurückgegebenes Query Objekt korrekte Methode zur Ausführung der Query anwenden –getResultList(), getSingleResult(), executeUpdate() Abfrage kann bei Erzeugung oder bei Ausführung vorübersetzt und geprüft werden Maximale Flexibilität für Abfragedefinition und Ausführung

100 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Beispiel: Dynamische Query Gibt alle Instanzen eines gegebenen Entitätentyps zurück Man beachte, dass Variable entityName wie Objekttyp verwendet wird –e in select Klausel steht also für Objekt vom Typ "entityName" Bsp.: " select e from Person e ", falls entityName="Person" public List findAll(String entityName) { return em.createQuery( "select e from " + entityName + " e").setMaxResults(100).getResultList(); }

101 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Mapping mit JPA Mapping Metadaten können in XML Dateien oder als Annotation spezifiziert werden –Spezifikation des logischen Modells –Spezifikation der Abbildung auf Tabellen und Spalten, etc. XML Dateien können weitere Dinge, wie Defaults, benannte Queries, Hersteller-spezifische Dinge enthalten Standard Regeln reduzieren Abbildungspflicht auf das Minimum

102 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Einfache Mapping Regeln Jede Objekteigenschaft einer markierten Klasse wird auf eine Spalte abgebildet kann gegebenenfalls ein anderer Spaltenname festgelegt werden Standard Java Typen werden automatisch auf entsprechende Datenbanktypen abgedildet –Manchmal möchte man den Typ genauer spezifizieren, z.B. die Länge eines Jeder Default kann auch überschrieben werden

103 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Beispiel für einfache Mapping Regeln Einfaches Mapping der Entity public class Person Long String firstName; String Image photo } IDFIRSTNAMELASTNAMEPHOTO

104 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Einfaches Mapping mit XML Datei Mapping der Person Klasse über gesonderte XML Datei

105 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Mapping von Beziehungen Unterstützung für das Mapping der mehrere Entities –unidirektional oder bidirektional birektionale Beziehungen haben beim Mapping eine Eigentümerseite und eine inverse Mapping Seite Die Eigentümerseite spezifiziert das physikalische Mapping (= Abbildung auf Tabellen) Attribut definiert den Fremdschlüssel

106 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, @Entity public class Student Long id; String shortName; String Course course; } public class Course = "course") public Set students=new HashSet (); } IDshortNamelongName IDmatrikelNrcourse Course Student

107 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Achtung: public class Student { Course course; public setCourse(Course course){ course.addStudent(this); this.course=course; } } public class Course = "course") public Set students=new HashSet (); public addStudent(Student student) { student.setCourse(this); students.add(student); } } IDshortNamelongName IDmatrikelNrcourse Course Student

108 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, public class Dozent long id; private String Set lectures= new HashSet (); } public class Lecture = "lectures") public Set dozents=new HashSet (); } IDdozentId IDlectureNamedescription Dozent Lecture dozent_idlecture_id

109 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Beispiel: Komponenten - public class Address int id; String street; String town; … } public class Person { String firstName; String = CascadeType.ALL) Address homeAddress; } IDstreettownzipCode IDfirstNamelastNamehomeAddress Address Person

110 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Beispiel: Komponenten - public class Address { // Kein Schlüssel String street; String town; … } public class Person { String firstName; String Address homeAddress; } IDfirstNamelastNamestreettownzipCode Person In diesem Fall hat die Komponente keine eigene Tabelle

111 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Bsp.: Entwicklung eines JPA Entity Beans 1. Schritt –Erzeugen einer Entity Klasse –Festlegung des Persistenz-Providers (evtl. vorher Konfiguration Datenbank, Treiber, etc) Weitergehende Konfiguration über Annotation und/oder Konfigurationsdateien –Oft nicht nötig, da Defaults ausreichen

112 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Beispiel Entity-Bean import public class Address implements Serializable private Long id; private String surname; private String nickname; … // Hier getter und setter Methoden zu Feldern // Hash und Equals Methoden für Bean }

113 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Message Driven Beans Asynchrone Nachrichten-basierte Kommunikation

114 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Message Driven Beans Ermöglichen Clients asynchrone Kommunikation mit EJB's Kommunikation erfolgt indirekt über das Senden / Empfangen von Nachrichten Die Nachrichten werden von geeigneten Transporteinheiten transportiert –Message Oriented Middleware (MOM) –z.B. Java Message Service (JMS) –ab EJB 2.1 auch ander MOM an Stelle von JMS integrierbar EJB-Container leiten dann empfangene Nachrichten an Message Drive Beans zur Bearbeitung weiter Client und Bean sind bei dieser Kommunikationsart vollständig voneinander entkoppelt

115 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Nachrichten-basierte Kommunikation Client Server Sender Empfänger Message Broker Client arbeitet weiter Bearbeitung

116 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Nachrichten und Message Broker Zentraler Bestandteil einer MOM ist der Message Broker –Komponente zum Transport und Zwischenspeicherung von Nachrichten –Die Zwischenspeicherung erfolgt in Nachrichten-Warteschlangen –Der Message Broker leitet die Nachrichten dann an die Empfänger weiter –Empfänger müssen sich dazu bei einem Message Broker registrieren Messages (Nachrichten) können beliebige Form haben –Inhalt kann ein beliebiges Objekt sein –Bedeutung der Message kann Anfrage, Meldung oder Ereignis, oder sonst was sein

117 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Vorteile von Nachrichten-basierter Komm. Die bereits erwähnte "lose Koppelung" –trennt Sender und Empfänger vollständig voneinander –kann die Performance durch Asynchronität erhöhen –Erhöht die Zuverlässigkeit, da Empfänger auch dann die Nachricht bekommen, wenn sie im Augenblick des Sendens nicht empfangsbereit sind –ermöglicht das einfache Versenden von Nachrichten an mehrere Empfänger / Bearbeiter

118 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Zwei Kommunikationsmodelle Zwei Typen von Nachrichtenwarteschlangen (Destinations) als Ziel von Nachrichten –Queues repräsentieren das Point-to-Point Kommunikationsmodell (evtl. mehrere Sender aber ein Empfänger) –Topics arbeiten nach dem Publish-Subscribe Prinzip (mehrere Publisher – mehrere Receiver)

119 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Point-to-Point Kommunikation Ein oder mehrere Sender stellen Nachrichten in einer Message- Warteschlange (Queue) ein Der Message Broker leitet jede Message an genau einen registrierten Message-Empfänger weiter Allerdings können sich mehrere Empfänger an der gleiche Queue registrieren Der Message Broker entscheidet dann selbstständig, an welchen Empfänger er welche Message weiterleitet Message Broker Queue Sender 1 Sender 2 Empfänger

120 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Publish-Subscribe Modell Ein oder mehrere Sender stellen Nachrichten in einer Topic-Warteschlange (Topic) ein Der Message Broker leitet jede Message an alle Subscriber von diesem Topic weiter Empfänger können sich für mehr als ein Topic im Message Broker registrieren Message Broker Topic Sender 1 Sender 2 Empfänger 1 Empfänger

121 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, JMS (Java Message Service) Standard für Nachrichten-basierte Kommunikation in Java –Application Programming Interface (API) –Service Provider Interface (SPI) Clients nutzen die JMS-API, um Nachrichten zu senden oder sich für den Empfang zu registrieren, etc. Ein Message Broker Implementierer implementiert die SPI ähnlich einem JDBC-Treiber, um JMS-Nachrichtenkomm. über seine Infrastruktur zu ermöglichen (JMS-Provider) Vorteil: Mehr als ein Provider kann so über eine standardisierte API genutzt werden

122 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, QueueConnectionFactory QueueConnection QueueSession QueueSende r QueueReceiver Queue Message Broker Topic createQueueConnection() createQueueSession() createSender()createReceiver() send() onMessage() TopicConnectionFactory TopicConnection TopicSession TopicPublisherTopicSubscriber Topic Message Broker Topic createTopicConnection() createTopicSession() createPublisher() createSubscriber() publish() onMessage() Message create() Point-to-PointPublish-Subscribe JMS-API

123 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, MOM, JMS und J2EE-Applikationsserver JMS ist Bestandteil der J2EE-Spezifikation Jeder J2EE-konforme Applikationsserver muss –JMS als Provider implementieren –und die JMS-API bereitstellen Message Beans werden vom EJB-Container als JMS- Nachrichtenempfänger registriert –Sie sind daher Empfänger von JMS-basierten Nachrichten –Das Bean muss dazu nicht die JMS-API nutzen, sondern die Message Bean Schnittstelle nutzen

124 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Bean Instanz ? erzeugt Bean Instanzen EJB-Container JMS-Provider Naming Service J2EE-Applikationserver Client JNDI registriert Destinations 1 2 registriert sich als Receiver für Destinations 3 4 sendet JMS-Nachricht an Destination fordert Referenz auf Destination an 5 6 übermittelt Nachricht an Empfänger leitet sie an Bean weiter Client sendet Messages nicht direkt an Bean, sondern an Message Provider EJB-Container registriert sich selbst als Empfänger Und leitet dann die Messages an Bean weiter

125 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Eigenschaften von Message Driven Beans Sie bestehen nur aus –aus annotierter Implementierungsklasse –und Deploymentdeskriptor-Eintrag –Keine Interfaces, da nicht direkt durch Client adressierbar –Implementieren Methoden eines Listener Interfaces (z.B. MessageListener), die zum Message-Empfang vom Container aufgerufen werden

126 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Eigenschaften von Message Driven Beans (2) Ansonsten vergleichbar mit Stateless Session Bean –Container verwaltet Instanzen-Pool von Beaninstanzen –Nachricht wird jeweils an eine der Instanzen zur Bearbeitung weitergeleitet –Verschiedene Nachrichten können parallel bearbeitet werden –Zustandsloses Life-Cycle Modell wie bei Stateless Session Beans

127 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Zwei Typen von Message Driven Beans JMS basierte Message Driven Beans –implementieren das "javax.jms.MessageListener" Interface –und können damit JMS-konforme Nachrichten verarbeiten Connector-based Message Driven Beans –implementieren vorgegebenes Interface eines J2EE-Connectors (Resource Adapter zur Integration einer externen Legacy-Anwendung in den Applikationsserver) z.B. Enterprise Applikationen, wie SAP-System, externes Mail-System, externes CORBA-System, anderes Legacy Message System –Können daher Messages von der zugehörigen externen Legacy- Applikation verarbeiten

128 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, JMS Message Driven Bean Die activationConfig-Angabe konfiguriert das Empfangsverhalten der Message Driven Bean JMS-MDBs müssen das MessageListener propertyValue="subject LIKE 'Storno%'")}) public class StornoMessagBean implements MessageListener private MessageDrivenContext mdc; public void onMessage(Message message) { // hier Verarbeitung der Message }

129 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, JMS MessageListener Interface JMS Message Driven Beans müssen das MessageListener Interface implementieren –enthält "onMessage()"-Methode, die zum Empfangen der JMS-Message aufgerufen wird –diese Methode wird vom EJB-Container aufgerufen, um die Verarbeitung der Message in der Bean anzustoßen package javax.jms; public interface MessageListener { public void onMessage(javax.jms.Message mesage); }

130 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Konfiguration der Empfangsparameter Durch Attribut activationConfig Annotation –oder im Deployment-Deskriptor Menge Angaben –abhängig von der Art der Message Driven Bean –Bei JMS z.B. destinationType : Queue oder Topic destination : Name der Destination messageSelector: Expression zum Filtern der Nachrichten

131 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Connector basierte Message Driven Bean (1) Annotationen definieren Art des Connectors und Connector-spezifische Empfangsparameter –hier für ein externes -System, was @ActivationConfigProperty(propertyName="password", // Angabe des Connectors

132 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Connector basierte Message Driven Bean (2) Connector-basierte JMS-MDBs müssen ein zum Connector gehöriges Interface implementieren –hier das MailListener Interface –Dies kann aus einer oder mehreren Interface-Methoden –mit durch den Connector definierten // Angabe des Connectors public class StornoMailBean implements MailListener private StornatorLocal stornator; public void onMessage(Message message) { // hier Verarbeitung der Message }

133 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Connector basierte Message Driven Bean (3) Message-Behandlungsmethode extrahiert subject-Zeile aus der Message –wenn dies das Wort "STORNO" gefolgt von einer Bestellnummer enthält wird eine zugehörige Bestellung über das Stornator-Bean private Stornator stornator; public void onMessage(Message message) { try { String subject = message.getSubject(); StringTokenizer tokenizer=new StringTokenizer(subject," "); String command=tokenizer.nextToken(); if ("STORNO".equalsIgnoreCase(command)) { String bestellNr=tokenizer.nextToken(); stornator.storniereBestellung(bestellNr); } else { // nicht verarbeiten } } catch (Exception e) {... } }

134 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Ein JMS-Client Client besorgt sich über JNDI –ConnectionFactory und Queue (siehe JMS API) –und erzeugt Connection und Session Objekte (siehe JMS API) public class StornoClient { public class void main(String args[]) throws Exception { String bestellnummer = args[0]; Context context=new InitialContext(System.getProperties()); ConnectionFactory conFac= (ConnectionFactory)context.lookup("ConnectionFactory"); Connection con = conFac.createConnection(); Sesssion session = connection.createSession(false, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE); Queue queue = (Queue)context.lookup("queue/tickets");... }

135 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Ein JMS-Client (2) Client erzeugt über Session –einen MessageProducer –und eine Message vom Typ TextMessage Die Message wird über den Producer (sender) abgeschickt public class StornoClient { public class void main(String args[]) throws Exception {... MessageProducer sender = session.createProducer(queue); TextMessage message = session.createTextMessage(); message.setProperty("subject","STORNO " + bestellnummer); message.setText("Stornierung der Bestellung " + bestellnummer); sender.send(message); connection.close(); }

136 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Wann EJB'S nutzen?

137 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Mögliche Problempunkte Performanz –Kommunikationsaufwand Anzahl der Entfernten Aufrufe Menge an Daten, die dabei transferiert werden Marshalling / Unmarshalling –Datenbank / Entity Bean Aufwand Mapping zwischen Tabellen und Objekten –Beim Einsatz z.B. von Transaktionen Deadlock möglich und / oder Aufwand zur Vermeidung Komplizierte Transaktionssemantik

138 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Mögliche Problempunkte (2) Programmierung und Design –Erhöhte Komplexität –Erhöhte Entwicklungszeit –Kontiniuierliche Revision der Spezifikation –…

139 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, Wann nutzen? Regeln zur Nutzung von EJB –Wenn Skalierbarkeit gefragt –Wenn Transaktionen notwendig –Wenn ausgefeilte Security Anforderungen gegeben –Quality of Service Features vorhanden sein müssen Wann eher nicht? –Schnelle, prototypische Lösung gefragt –Kein Skalierbarkeit, keine Transaktionen, etc. notwendig –Aufwand zum Training zu groß gegenüber Nutzen

140 Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, EJB-Container WWW Client Web-Server Servlets GUI Anw. Stadt- Info- Datenbank GUI Anw. InternetIntranet Remote Web-Service Web-Service HTTP RMI-IIOP Einpflegen von Daten JDBC Beispiel für Anwendung


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