Enterprise Java Beans Einführung in die J2EE EJB Technologie Prof. Dr. Nikolaus Wulff Übersicht • • • • • • Client-Server Grundlagen HelloWorld mit RMI und CORBA Struktur einer Client-Server-Architektur EJB Basics und die Java2 Enterprise Edition J2EE HelloWorld mit EJB EJB3.0 und Annotations Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 2 Client-Server Topologien Server Agent Client Client Agent Client Agent Agent Master Slave Prof. Dr. Nikolaus Wulff Slave Agent Slave eCommerce 3 Problemstellung • Heterogene Plattformen • Referenzierung von Objekten an unterschiedlichen Lokationen • Speicher Verwaltung • Unterschiedliche Programmiersprachen • Unterschiedliche Netzwerk Protokolle • Persistenz in verteilten Umgebungen • ⇒ Standardisierung Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 4 Etablierte Standards • Socket-Kommunikation - TCP/IP • Remote Procedure Call - RPC • Common Object Request Broker Architecture • Remote Method Invocation - RMI • Enterprise Java Beans - EJB Low Level High Level OO Paradigma • Java Messaging Service - JMS • Distributed Component Object Model - DCOM Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce MicroSoft 5 HelloWorld Pseudo Code • Lokaler Methodenaufruf: dauert ~ 1 - 4 NanoSec HelloInterface h = new HelloImpl(); h.sayHello("HelloWorld"); • Remote Methodenaufruf: dauert ~ 5 - 50 MilliSec !!! HelloInterface h = HelloFactory.lookup("myServer","myObject"); h.sayHello("HelloWorld"); Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 6 RMI Architektur Remote Interface Client Application RMI Stub Class Remote Object Skeleton Class Remote Reference Layer Transport Layer (JRMP) Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 7 HelloWorld mit RMI RMI Framework generated by RMIC Developer defined Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 8 Start des Hello Servers public class HelloImpl implements HelloInterface { // ... public static void main(java.lang.String[] args) { try { String url = args[0]; // 1. Server Instanz erzeugen System.out.println("Erzeuge Server"); HelloImpl hello = new HelloImpl(); // 2. Server Instanz beim Naming Service bekannt machen System.out.println("Registriere Server "+hello); Naming.rebind(url,hello); System.out.println("Server "+url+" ready... “); }catch(Exception e) { System.err.println(e); e.printStackTrace(); } }Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 9 HelloClient mit RMI public static void main(java.lang.String[] args) { throws Exception { String url = args[0]; // 1. Referenz auf den Server per Naming Service System.out.println("Suche Server "+url); Remote ref = Naming.lookup(url); // 2. Cast auf den gewünschten Typ HelloInterface hello = (HelloInterface) ref; System.out.println("Fand "+hello); // 3. Remote Call ausführen long time = System.currentTimeMillis(); hello.sayHello("Hello vom HelloClient "+time); System.out.println("done ..."); } Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 10 CORBA Architektur Client Application IDL Stub Class (z.B. Java) CORBA Interface IDL Beschreibung ORB Interface ORB (z.B. Visigenic) Prof. Dr. Nikolaus Wulff Corba Object (Servant) IIOP TCP/IP eCommerce IDL Skeleton Class (z.B. C++) ORB (z.B. Iona Orbix) 11 HelloWorld mit CORBA CORBA Framework generated by IDLJ Developer defined Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 12 HelloClient mit CORBA public static void main(java.lang.String[] args) { throws Exception { String name = args[0]; // 0. Referenz auf ORB Singleton und den NamingService org.omg.CORBA.ORB orb = ORB.init(args,null); NamingContext naming = getNamingContext(orb); // 1. Lookup mittels NamingService NameComponent[] component= {new NameComponent(name,"")}; org.omg.CORBA.Object ref = naming.resolve(component); // 2. CORBA Cast per narrow mit Helper Klasse HelloInterface hello = HelloInterfaceHelper.narrow(ref); System.out.println("Fand "+hello); // 3. Remote Call ausführen long time = System.currentTimeMillis(); hello.sayHello("Hello vom HelloClient "+time); } Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 13 Was fehlt...? • Das RMI und CORBA Beispiel zeigt: – Lookup der Remote Objekte per Naming Service – einfacher Methodenaufruf des Remote Objektes • was fehlt ist die HighLevel Architektur für: – – – – – – Client-Server generell Objekt Lifecycle Session Handling Transaktionen (Two-Phase-Commit) Objektpersistenz und -referenzierung ... Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 14 Von RMI zu EJB • Native RMI bietet wenig Unterstützung hinsichtlich C/S-Architekturen • CORBA enthält viele Services wie – – – – TransactionService SecurityService EventService ... Unterstützung der Hersteller war zurückhaltend... • Sun legte 1998 mit der EJB1.0 Spezifikation ein neues objektorientiertes Komponentenmodel für verteilte Anwendungen vor, das nahtlos in die Java2 Enterprise Edition (J2EE) integriert ist. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 15 EJB Zielsetzung – The Enterprise JavaBeans architecture will be the standard component architecture for building distributed object-oriented business applications in the Java™ programming language. The Enterprise JavaBeans architecture will make it possible to build distributed applications by combining components developed using tools from different vendors. – The Enterprise JavaBeans architecture will make it easy to write applications: Application developers will not have to understand low-level transaction and state management details, multi-threading, connection pooling, and other complex low-level APIs. – Enterprise JavaBeans applications will follow the Write Once, Run Anywhere™ philosophy of the Java programming language. An enterprise Bean can be developed once, and then deployed on multiple platforms without recompilation or source code modification. – The Enterprise JavaBeans architecture will address the development, deployment, and runtime aspects of an enterprise application’s life cycle. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 16 EJB Zielsetzung (II) – The Enterprise JavaBeans architecture will define the contracts that enable tools from multiple vendors to develop and deploy components that can interoperate at runtime. – The Enterprise JavaBeans architecture will be compatible with existing server platforms. Vendors will be able to extend their existing products to support Enterprise JavaBeans. – The Enterprise JavaBeans architecture will be compatible with other Java programming language APIs. – The Enterprise JavaBeans architecture will provide interoperability between enterprise Beans and Java 2 Platform Enterprise Edition (J2EE) components as well as non-Java programming language applications. – The Enterprise JavaBeans architecture will be compatible with the CORBA protocols. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 17 EJB in a Nutshell • EJBs laufen in einem ApplikationsServer und werden von einem EJBContainer verwaltet. EJB Server EJB Container EJB Home Interface EJB Bean Client EJB Remote Interface Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 18 Die Schnittstellen im Überblick Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 19 Die EJB1&2.0 Schnittstelle • Eine Enterprise JavaBean besitzt für den Client zwei öffentlich sichtbare Schnittstellen: • EJB-Home – es spezifiziert die Lookup- und Finder-Methoden um eine Referenz auf das Remote Interface zu erhalten • EJB-Remote – es stellt die eigentliche öffentliche Schnittstelle der EJB da. Hier sind die Business-Methoden der EJB deklariert. • Seit EJB 2.1 EJB-Lokal nicht sichtbar für Client! – Bietet Klassen auf der Serverseite Zugriff auf die Business-Methoden der EJB ohne Netzwerkzugriff. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 20 Der EJB Container • Zentraler Bestandteil der EJB Spezifikation ist der EJB Container, er ist zuständig für: – – – – Persistenz der EJBs Transaktionen Sicherheitsaspekte Lifecycle und Runtimesupport • Ein EJB Container Provider wird den Entwickler mit entsprechenden Tools für das Deployment und Monitoring der EJBs ausstatten. • EJB Server und EJB Container Provider sind meist identisch. • Die Spezifikation schreibt die API zwischen dem Server und dem Container nicht vor. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 21 EJB Rollen • Developer / EJB Provider – definiert Remote- und Home-Interface und die Implementierung • Application Assembler – verwendet die EJBs und bindet sie in den Kontext einer Applikation ein • Deployer – integriert die ejb-jar Archive in einen EJB Server und generiert die serverspezifischen Stub- und Skeltonklassen für die Verteilung. • System Administrator – administriert Transaction, Security, Container, Server und Resourcen • Server Provider und Container Provider Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 22 EJB im J2EE Model Client Benutzer Interaktion Applikationen, Applets, Browser Präsentation JSP, Servlets und andere UI Business Ebene Geschäftslogik, Transaktionen, Daten und Services EJBs und JavaBeans Integrations Ebene JMS, JDBC, Connectors und Legacy Resourcen Datenbanken und externe Systeme Prof. Dr. Nikolaus Wulff Single sign-on,Sessionverwaltung, Formatierung und Zustellung eCommerce Resource adapters, rule engine und workflow, Altanwendungen Daten und externe Dienste 23 J2EE Architektur Web Container Browser HTTP SSL JSP Application Client Container HTTP SSL Servlet JMS JNDIJTA Java JDBC Mail RM I- IIOP JAF Application Client, Applet JMS JNDI JDBC EJB Container EJB JMS JNDIJTA Java JDBC Mail RM I- IIOP JAF J2SE Database J2SE RMI RM I- IIOP J2SE Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 24 EJB Typen Es gibt drei Arten von EJBs ● Session Beans: Sie kapseln Applikationslogik und dienen als Fassade, um die Kommunikation zwischen Client- und Serverkomponenten zu orchestrieren. ● ● Entity Beans: Sie stellen persistente Business Objekte da. Datenbankzugriffe werden in Entity Beans transparent vor dem Client verborgen. ● ● ● Sie können mit oder ohne Zustand behaftet sein. Die Persistenz kann automatisch vom Container verwaltet werden, container managed persistence (CMP), oder direkt vom EJB Entwickler per Hand eingebaut werden, bean managed persistence (BMP). Message Beans: Sie sind die EJB Variante für Nachrichtenaustausch nach der JMS Spezifikation. Sie haben kein Home Interface und keinen Zustand. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 25 EJB Typen Logische Hierarchie Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 26 HelloWorld mit EJB EJB Framework Developer defined Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 27 EJB Client public static void main(java.lang.String[] args) { throws Exception { HelloHome home; String jndiName = args[0]; Context context = new InitialContext(); // 1. Referenz auf den Server per JNDI System.out.println("Suche Server "+jndiName); Object ref = context.lookup(jndiName); // 2. RMI-IIOP Cast auf das HomeInterface home = (HelloHome) PortableRemoteObject.narrow( ref,HelloHome.class); // 3. Create Methode zum Erzeugen des EJBObjects HelloInterface hello = home.create(); System.out.println("Fand "+hello); // 4. Remote Call ausführen long time = System.currentTimeMillis(); hello.sayHello("Hello vom HelloClient "+time); } Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 28 Einsatzbereich von EJBs Je nach Aufgabenstellung werden unterschiedliche EJBs verwendet: • Stateless SessionBean: Allgemeine Services • Statefull SessionBean: Benutzerspezifischer Service, wird häufig zur Transaktionssteuerung der persistenten Objekte verwandt. • Entity Bean: Langlebige persistente Objekte verwaltet innerhalb einer Datenbank. • Message Bean: Asynchrone Kommunikation. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 29 LifeCycle • Der EJB-Container übernimmt die EJB Erzeugung, Aktivierung, Passivierung und Vernichtung. • Hierzu dienen die Schnittstellenmethoden ejbCreate, ejbActivate, ejbPassivate und ejbRemove. • Ferner sind im Home Interface noch weitere Finder Methoden vermerkt. • Je nach Bean Typ sind unterschiedliche Szenarien vorgesehen. • Die EJB Spezifikation schreibt vor, in welcher Reihenfolge diese Methoden vom Container auszurufen sind. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 30 Stateless SessionBean Does not Exist Class.newInstance() setSessionContext() ejbCreate() ejbRemove() Method-Ready Pool business method Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 31 Stateful SessionBean instance throws system exception Does not Exist timeout ejbRemove() Class.newInstance() setSessionContext() ejbCreate() timeout ejbPassivate() Passive Method-Ready ejbActivate() business method Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 32 EntityBean Does not Exist Object.finalize() unsetEntityContext() ejbSelect() Class.newInstance() setEntityContext() Pooled ejbFind() ejbPassivate() ejbCreate() ejbPostCreate() ejbRemove() Ready ejbLoad() ejbStore() BMP business method Prof. Dr. Nikolaus Wulff ejbActivate() eCommerce 33 Message-Driven Bean Does not Exist Class.newInstance() setMessageDrivenContext() ejbCreate() ejbRemove() Method-Ready Pool onMessage() Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 34 1:1 1:N und N:M Beziehungen • Beziehungen zwischen EntityBeans werden vom EJB Container verwaltet. • Da die EJB Klassen abstrakt sind, können diese nicht direkt vom Entwickler gepflegt werden, es müssen entsprechende abstrakte Setter- und GetterMethoden in der EJB vorgesehen werden. • I.A. werden die Assoziationen bei der Erzeugung der Bean gesetzt. Dies darf allerdings nicht bei ejbCreate sondern erst beim ejbPostCreate Event geschehen. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 35 ejbPostCreate • Die ejbCreate-Methode wird gerufen bevor eine EntityBean in der Datenbank angelegt wird. • Bei BMP Beans muss jetzt vom Entwickler selbständig für die Persistenz gesorgt werden. • Falls die EJB Fremdbeziehungen zu anderen Beans hat, so werden diese in der ejbCreate-Methode übergeben, dürfen jedoch noch nicht gesetzt werden. Hierzu ist eine ejbPostCreate-Methode mit gleicher Signatur notwendig. • ejbPostCreate wird gerufen nachdem ein Record für die EJB in der Datenbank angelegt ist. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 36 ejbPostCreate Beispiel public abstract class ShoppingCartBean implements EntityBean { public Long ejbCreate(UserLocal user) throws CreateException { setId(createPk()); return null; } public void ejbPostCreate(UserLocal user) throws CreateException { setUserLocal(user); } • ShoppingCart wird bei der Erzeugung mit einer lokalen UserBean assoziert. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 37 1:N Beziehung mit XDoclet /** * @ejb.interface-method generate="local" * @ejb.relation name="USER-TO-SHOPPINGCART" * role-name="user-of-shoppingcart" * target-ejb="User" * target-role-name="ShoppingCart-to-one-User" * * @jboss.relation fk-column="user_id" * related-pk-field="id" */ public abstract UserLocal getUserLocal(); /** * @ejb.interface-method generate="local" */ public abstract void setUserLocal(UserLocal user); • 1:N Beziehung zwischen User und ShoppingCard, notiert mit XDoclet. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 38 ShoppingCart getUser /** * @ejb.interface-method * */ public User getUser() throws EJBException { try { UserLocal userLocal = getUserLocal(); return getUserHome().findByPrimaryKey( userLocal.getId()); } catch(Exception e) { throw new EJBException("getUser: "+e,e); } } • Der ShoppingCart User wird in der ejbCreateMethode als lokale Objekt gesetzt. • Per getUser kann auf die lokale Instanz remote zugegriffen werden... Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 39 Die Many Beziehung /** * @ejb.interface-method * @ejb.relation name="USER-TO-SHOPPINGCART" * role-name="user-has-shoppingcarts" * target-ejb="ShoppingCart" * target-multiple="true" * * @jboss.relation fk-column="cart_id" * related-pk-field="id" */ public abstract Collection getShoppingCarts();´ /** * @ejb.interface-method */ public abstract void setShoppingCarts(Collection carts); • In der UserBean ist die many Relation hinterlegt • JBoss generiert auch die Relationstabelle... Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 40 OQL Tabellen Generierung /** * @ejb.bean name="ShoppingCart" * type="CMP" cmp-version="2.x" primkey-field="id" * view-type="both" jndi-name="ejb/ShoppingCart" * * @ejb.ejb-ref ejb-name="Book" * @ejb.ejb-ref ejb-name="User" * * @ejb.finder signature="Collection findAll()" * query="SELECT OBJECT(o) FROM ShoppingCart AS o" * * @ejb.finder signature="Collection findByUser(bookstore.bean.User user)" * query="SELECT OBJECT(o) FROM ShoppingCart AS o WHERE o.userLocal = ?1" * * @ejb.transaction type="Required" * @ejb.data-object equals="true" * @ejb.pk generate="false" * @ejb.persistence table-name="SHOPPINGCARTS" * @ejb.value-object name="ShoppingCart" match="*" * * @jboss.create-table "true" * @jboss.remove-table "true" * @jboss.tuned-updates "false" * @jboss.read-only "false" Prof. Dr. Nikolaus Wulff 41 eCommerce * EJB 2.x Entwicklung • Schritte zur Erstellung einer EnterpriseBean: – Design der Remote (Business) Schnittstelle. – Erstellung einer Home Schnittstelle mit Create- und Finder-Methoden. – Codierung einer Bean Implementierung mit passenden ejbCreate- und ejbFinder-Methoden. – Implementierung der Business-Methoden in der Bean. – Testen der Lokalen Bean. – Erstellung eines Deployment-Deskriptors. – Packen des Archives – Deployment im ApplicationServer – Testen der Remote Bean. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 42 Bookstore Factory Fassade • Die BookstoreBean dient als Fassade, um eine ShoppingCart für einen User zu erzeugen. • Die ShoppingCart ejbCreate-Methode erwartet eine Bean vom Typ UserLocal, die passend zur User Referenz gefunden werden muss. • Die Lokale Referenz kann mit der LokalHome Schnittstelle und dem PrimaryKey der Bean ermittelt werden. • Die Schritte sind invers zu der getUser Methode der ShoppingCart. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 43 Bookstore Factory Methode public ShoppingCart createShoppingCart(User user) throws EJBException { try { ShoppingCartHome home = getShoppingCartHome(); UserLocalHome localHome = getUserLocalHome(); UserLocal localUser = localHome.findByPrimaryKey(user.getId()); ShoppingCart cart = home.create(localUser); return cart; } catch (Exception ex) { throw new EJBException(ex); } } • Zum Erzeugen einer ShoppingCart im Bookstore ist eine lokale UserBean notwendig. • Per findByPrimaryKey mit UserLocalHome... Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 44 XDoclet versus ejb-jar.xml • Die vielen Annotationen für XDoclet wirken auf den ersten Blick sehr unübersichtlich. • Tatsächlich sind sie jedoch ein großer Fortschritt: – alle Annotationen hätten per Hand in der ejb-jar.xml selber codiert werden müssen. – alle Home, LocalHome sowie Data und Value Klassen hätten händisch immer parallel codiert werden müssen. – Das Datenbankschema hätte händisch synchronisiert werden müssen. • Diese Aufgaben werden von XDoclet übernommen. • In der EJB 3.0 Spezifikation wird dies durch die neuen JDK1.5 Annotation automatisiert... Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 45 EJB3 Session Beans • Annotations kennzeichnen den Life-Cycle. • Meist wird ein Business Interface deklariet von dem eine Lokal- und eine Remote-Schnittstelle abgeleitet werden die in einer POJO Bean implementiert sind. • Die EJB Schnittstellen werden mit @Remote und @Local gekennzeichnet, die Implementierung mit @Stateless bzw. @Statefull. • Die ejbCreate und ejbRemove Methoden können frei vergeben werden und sind mit @PostCreate und @PreDestroy zu annotieren. Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 46 Stateless Session Beispiel /** * Calculator service interface. */ public interface Calculator extends Serializable { double calculate(double x, char op, double y); } @Remote public interface CalculatorRemote extends Calculator {} @Local public interface CalculatorLocal extends Calculator {} • Implementierung: @Stateless public class CalculatorBean implements CalculatorRemote, CalculatorLocal { @PostConstruct protected void created() { System.out.println("created " + this); } Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 47 Test der Sesson Bean • Die Bean wird per JNDI Kontext referenziert: private Calculator service; /** * @throws java.lang.Exception */ @Before public void setUp() throws Exception { Context ctx = new InitialContext(); service = (Calculator) ctx.lookup(jndiName); assertNotNull("no calculator service found", service); } /** * Test method for {@link de.lab4inf.service.Calculator#calculate(d */ @Test public void additionTest() throws Exception { double x = 2.3, y = 3.6; assertEquals(x + y, service.calculate(x, '+', y), eps); } Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 48 EJB3.x persistente EntityBean • Seit dem JDK1.5 hat das Konzept der Annotations Einzug in die EJB 3.0 Spezifikation gefunden. • Die XDoclet Tags können fast 1:1 als Annotations formuliert werden. • EJBs sind jetzt reine Plain-Old-Java-Objects (POJO) • Annotations des javax.persistence Pakets: – @Entity Markiert die Klasse als EJB – @Table Gibt den Tabellennamen des Mappings an – @Column Speichert das Attribut in der Tabellenspalte – @Id Markiert den PrimaryKey der Tabelle Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 49 EJB3.0 Annotations Beispiel public javax.persistence.*; @Entity @Table(name="book") public class Book { private Integer id; private String title; // and further attributes ... /** * @return the id */ @Id @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO) public Integer getId() { return id; } Prof. Dr. Nikolaus Wulff eCommerce 50 EJB3.x per Hibernate • Hibernate ist ein OR-Mapper, der direkt die EJB3.x Annotations verwendet. • Ganz “normale POJOs” können direkt mit Hibernate persistent gemacht werden und sie unterscheiden sich nicht von gleichartigen EJB 3.x Instanzen. • Die Entscheidung ob ein POJO eine EJB ist, wird erst zur Laufzeit vom Container entschieden... • Ein EJB3.0 Container generiert den passenden “Glue-Code” für die Remote Schnittstellen, Hibernate belässt es bei der reinen Persistenz. 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