Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, 14.04.2015 Komponenten-orientierte Middleware am Beispiel von Enterprise Java Beans (EJB)

Forschungszentrum KarlsruheTechnik und Umwelt

Clemens Düpmeier, 26.04.23

Komponenten-orientierte Middleware am Beispiel von Enterprise Java Beans (EJB)

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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

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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

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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 / Verzeichnisdienst (kennen wir ja bereits)– Bessere Kontrolle der Parallelität– und mächtigere Sychronisation, z.B. durch Verteilte Transaktionen– Security (Nutzer und Authorisierungskonzepte)– Persistenzdienste– Zeitgesteuerte Dienste– ...

• 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

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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

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Internet stellt weitere Anforderungen

• Web als Frontend

– sowohl für web-basierte

Oberflächen

– Rich Client Plattformen

– Kommunikation über

Web

• über Web-Services

• RESTful-Services

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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

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Das Problem der Cross Cutting Concerns

• Querschnittsorientierte 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

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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

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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

BeanBeanBeanBusinessInterface Remote

BusinessInterface Lokal

Komponenten-Container

Namensdienst

Persistenz

MessageDienst

Weitere Hilfsfkt.

Client

Proxy / Stub anfordern

Methodenaufruf

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Proxy



Welche Komponenten-Technologien gibt es?

• .NET Framework enthält Mechanismen für Komponenten-orientierte Programmierung

• JEE-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

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Querschnittsorientierte Funktionalitäten (Cross Cutting Concerns)

Beispiel: Verteilte Transaktionen

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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

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Infrastruktur für Verteilte Transaktionen

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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)

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2-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)

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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){ ... }

}

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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 bereits erklärt)

@Stateless@TransactionManagement(TransactionManagementType.CONTAINER)public MyUpdateBean {

@TransactionAttritbute(TransactionAttribute.REQUIRED)public void updateServer() {

updateServer1();updateServer2();

}}

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Enterprise Java Beans

und zugehörige Container

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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

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Applikation und EJB's

• Beans können sich gegenseitig nutzen• Manche Beans können von mehr als einer

Anwendung oder einem Bean genutzt werden

<< EJB 1 >>

<< EJB 2 >>

<< EJB 3 >>

<< EJB 4 >>

<< EJB 5 >>

<< EJB 6 >>

<< Web Applikation >>

<< GUI Applikation >>

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Verteilbarkeit von Beans

• Beans können beliebig auf Containern verteilt werden• Die Benutzungsschnittstelle von Beans ist "location-

transparent"• Verteilung der Beans nur administrativer Vorgang

<< EJB 1 >><< EJB 2 >>

<< EJB 3 >>

<< EJB 4 >>

<< EJB 5 >>

<< EJB 6 >>

<< Web Applikation >>

<< GUI Applikation >>

Container I Container II

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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

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Elemente eines JEE-Applikationsservers

EJB-Container

Servlet Containerund Webserver

JNDINamensdienst

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'sContainer für Objekte

LegacyMessageSystem

Database

LegacySystem

Client

HTTP(S)SOAP/HTTPRMI / IIOP

RMI / JRMP

Zugriff

Lookup

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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

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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.

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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

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Welche EJB Arten gibt es?

Session Beans Dienen der Modellierung synchroner Business-Prozessaufrufe

Message Beans Dienen zur Modellierung asynchroner Business-Abläufe

Entity Beans Implementieren Entitäten, also Datenobjekte

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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

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Bestandteile eines Session-Bean• Session-Bean (und andere schwergewichtige Beans) bestehen aus 3 Teilen

– Client Schnittstellen• @Local, @Remote oder @WebService 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

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Beispiel für ein Session-Bean Interface

• In EJB 3 wird Typ des Interfaces durch Annotation deklariert

– @Remote für entferntes Interface

– @Local (= 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 javax.ejb.*;

@Remotepublic interface CalculatorRemote {

public double add(double a, double b);public double minus(double a, double b);

}

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Beispiel für die Implementierungsklasse

• In EJB 3 wird Typ des Beans durch Annotation bestimmt

– @Stateless für zustandsloses Session Bean

– @Statefull für zustandsbehaftete Session Beans• Man beachte, dass Implementierungsklasse weder von UnicastRemoteObject

noch PortableRemoteObject ableitet, obwohl das Bean eine entfernte Schnittstelle bereitstellt

import javax.ejb.*;

@Statelesspublic class Calculator implements CalculatorRemote {

public double add(double a, double b) {return a + b; }

public double minus(double a, double b) {return a – b; }

}

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Interaktion Client mit Session-Bean

• 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-ServiceClient(Proxy-Objekt)

Stellvertreter-Objekt

1 foo()

2 5startetTransaktion beendet

Transaktion

foo()

return

34

6

Ergebnis

Applikationsserver

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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 javax.ejb.*;

@Statelesspublic class AuskunftBean {

@TransactionAttribute(TransactionAttributeTyp.NOT_SUPPORTED) public List<Konzert> sucheKonzerte(String ortsName, Date date) { ... } }

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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

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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

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Stateful Bean und Conversational State

• Stateful Session-Beans deklariert man mit der Annotation @Stateful 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 javax.ejb.*;

@Statefulpublic class OrderBean implements Order { private ShoppingCard basket;

public void addProductToShoppingCard(Product p) { basket.add(p); } public pay() { ... } }

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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)

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Vergleich der Session-Bean VariantenStateless Stateful

Verwendung Einfache Services oder zustandslose Prozesse

Zustandsbehaftete Geschäftsprozesse, die sich über mehrere Methodenaufrufe erstrecken

Clientbindung Bindung nur für die Dauer eines Methodenaufrufs

Für die Dauer des gesamten Geschäftsprozesses

Optimierung der Resourcen

Instanz-Pooling(Parallelität, Performance)

Aktivierung / Passivierung

(Hauptspeicher)Transaktionen Umfassen einen Methodenaufruf

oder werden vom Client gesteuertKönnen mehrere Methoden umfassen (Session-Kontext)

Web-Service Als Web-Services veröffentlichbar Nein

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EJB Typen - Entity Beans• Modellieren persistente Datenobjekte• Gibt es in zwei Varianten:

– EJB 2 Entitäten sind schwergewichtige Objekte (eventuell als Remote

Objekte verfügbar): Achtung: alt und deprecated

– 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

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EJB 3 Entitäten = Java Persistence API (JPA)• Standardisierte Objekt Relationale Mapping (ORM) Technologie

– Entities sind POJO‘s

– „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, kann aber auch in JSE genutzt werden• Zahlreiche Implementierungen, u.a. natürlich in

– Referenz Implementierung (Name: „TopLink Essentials“)

– Kommerzielle TopLink Version

– Hibernate

– BEA Kodo, Apache OpenJPA, …

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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 1 Entity 2

Entity 3

Entity Manager

EntityManager em= ....

MyEntity e1=(MyEntity)em.find(...);

Persistenz-Kontext

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Beispiel Entity-Beanimport javax.persistence.*;

@Entitypublic class Contact implements Serializable {

@Idprivate Long id;private String surname;private String nickname;…// Hier getter und setter Methoden zu Feldern

// Hash und Equals Methoden für Bean}

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Beispiel: @ManyToOne, @OneToMany@Entitypublic class Student {

@IdLong id;String shortName;String longName;

@ManyToOneCourse course;

}@Entitypublic class Course {

@OneToMany(mappedBy = "course")public Set<Student> students=new HashSet<Student>();

}

ID shortName longName

ID matrikelNr course

Course

Student

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Nutzung der JPA in Session Bean

Clemens Düpmeier, 26.04.23 - 45 -

import javax.persistence.*;

@Statelesspublic ContactsBean {

@PersistenceContextEntityManager em;

public void saveContact(Contact contact) {em.persist(contact)

}

public Contact getContact(int id) {return em.find(Contact.class, id);

}}



EJB Typen - 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

Driven Beans zur Bearbeitung weiter• Client und Bean sind bei dieser Kommunikationsart vollständig

voneinander entkoppelt

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Nachrichten-basierte KommunikationClient Server

Sender Empfänger

MessageBroker

Client arbeitetweiter

Bearbeitung

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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)

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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

MessageBroker

Queue

Sender 1

Sender 2

Empfänger

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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

MessageBroker

Topic

Sender 1

Sender 2

Empfänger 1

Empfänger 2

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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 Broke 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

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MOM, JMS und J2EE-Applikationsserver• JMS ist Bestandteil der J2EE-Spezifikation• Jeder JEE-konforme Applikationsserver muss

– JMS als Provider implementieren

– und die JMS-API bereitstellen• Message Driven 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 ein

Listener Interface zum Empfangen von Nachrichtenobjekte

vom Container implementieren

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JMS Message Driven Bean

• Die activationConfig-Angabe konfiguriert das Empfangsverhalten der Message Driven Bean

• JMS-MDBs müssen das MessageListener Interface implementieren

@MessageDriven(activationConfig={ @ActivationConfigProperty(propertyName="destinationType",

propertyValue="javax.jms.Queue"), @ActivationConfigProperty(propertyName="destination",

propertyValue="queue/tickets"), @ActivationConfigProperty(propertyName="messageSelector",

propertyValue="subject LIKE 'Storno%'")})public class StornoMessagBean implements MessageListener { @Resource private MessageDrivenContext mdc;

public void onMessage(Message message) { // hier Verarbeitung der Message }}

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BeanInstanz ?

erzeugt Bean Instanzen

EJB-Container

JMS-Provider

Naming Service

J2EE-Applikationserver

Client

JNDIregistriert Destinations

1

2registriert sichals Receiver für Destinations

3

4sendet JMS-Nachricht an Destination

fordert Referenzauf Destination an

5

6

übermittelt Nachrichtan Empfänger

leitet sie anBean 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

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Zugriff von Clients auf EJB's

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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

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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

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Dependeny Injection

• In EJB funktioniert Injektion in Variablen und über Argumente von Settern

public class CalculatorUser {@EJB CalculatorRemote calculator;

void useCalculator() {System.out.println("2 + 5 =" + calculator.add(205))

}}// oder setter injectionpublic class CalculatorUser {

private CalculatorRemote myCalculator;@EJB

void setCalculator(CalculatorRemote calculator) {myCalculator=calculator;

}}

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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

EntityManagers

@Resource(name = "myDB")public void setDataSource(DataSource myDB) {

customerDB = myDB;}

// oder z.B. für den EJBSessionContext@Resource javax.ejb.SessionContext sc;...TimerService ts = sc.getTimerService();

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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

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JNDI-Lookup ab EJB 3

• Also Context initialisieren (Teil 1)• Lookup des Proxy bei Namensdienst und direktes

Casten in Interface• Und dann mit Proxy arbeiten

Context ic = getInitialContext();

CalculatorRemote calculator =(CalculatorRemote)ic.lookup("Calculator/remote");

System.out.println("2 + 5 =" + rechner.add(2, 5));

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Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt Clemens Düpmeier, 14.04.2015 Komponenten-orientierte Middleware am Beispiel von Enterprise Java Beans (EJB)

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