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Software-Projekt 2007Seminarvortrag „Programmieren und das Web“
Ki-Hyoun KimMarcel SteffenMarek SteßMarkus KoetterSascha HallerWei Chen
Was ist ein Web Service?
Wozu? - Man möchte Informationen im Internet zur Verfügung stellen - Man braucht keine Software (außer Browser) - Informationen für jeden abrufbar
Umgangssprachlich Software und Hardware
Eigentlicher Sinn: Software
Stellt über das HTTP-Protokoll Informationen (in Form von HTML) zur Verfügung
Mehr Informationen unter:http://www.aidex.de/software/webserver/index.html
Was ist ein Web Server?
Was ist ein Web Service?
Berühmtester, Java-fähiger Webserver
kostenlos (open source)
Laufzeitumgebung zur Ausführung von Java Code auf Webservern
In Java geschriebener Servlet Container
HTTP-Server / Apache-Webserver wird hinzugeschaltet
Was ist Apache Tomcat? Wofür benutzt man Apache Tomcat?
Was ist ein Web Service?
Wofür? komplizierte Berechnungen, übers Internet abrufbar
Eine Java Klasse
Antwort wird dynamisch erstellt
Java Pendant zu CGI
Was ist ein Servlet? Wofür benutzt man Servlets?
Was ist ein Web Service?
Wofür? Servlet-Ausgabe anschaulich gestalten?
Erzeugung von HTML-Template mit dynamischen Komponenten
„JSP“ - JavaServer Pages
eingebetteter Java Code in HTML
Java-Code wird ersetzt, HTML-Rückgabe an den Browser
Was ist JSP? Wofür benutzt man JSP?
Was ist ein Web Service? Was ist JSP? Wofür benutzt man JSP?
JSP
Betrag in Euro:
<%=betrag %>
Servlet
Eingabe: 2.- DM
HTML-Ausgabe
Betrag in Euro:
1.02 €
z.B.: HTML-Formular
Servlet führt Berechnung durch
2 x 0.51129
Ergebnis
Ersetzt die Platzhalter
JSP gibt HTML-Ausgabe an den Browser zurück
Beispiel Euroumrechner
Was ist ein Web Service? Servlet / JSP Beispiel HTML Anfrage
ZIEL
Eingabe Felder
METHODE
Was ist ein Web Service? Servlet / JSP Beispiel HTML Anfrage
URL
Was ist ein Web Service? Servlet / JSP Beispiel Servlet Quellcode
Bibliotheken
Konstruktor
Was ist ein Web Service? Servlet / JSP Beispiel Servlet Quellcode
GET-Methode
POST-Methode
umständlich! (besser Rückgabe mit JSP)
Was ist ein Web Service? Servlet / JSP Beispiel HTML Anfrage
klick!
Was ist ein Web Service? Servlet / JSP Beispiel HTML Anfrage
Servlet
Was ist ein Web Service?
Servlet
eigentliche Berechnung
Servlet = dynamisch / Controller Logik und Design in einem
JSP
JSP visuelle Ausgabe von Servlet Berechnung erleichtert die Ausgabe von HTML mithilfe von Platzhaltern
Trennung von Logik und Design
Was ist der Unterschied zwischen Servlet und JSP?
Was ist ein Web Service?
Application Server - stellt dem System Dienste zur Verfügung
Wie hängen die folgenden Begriffe zusammen: Application Server, Web Server, Servlet Container, Servlet, JSP?
Web Server- Application Server für's Web
...
Glassfish
Servlet ContainerLaufzeitumgebung zur Ausführung von Java
Servlet
JSP
HTML
package eur.server;
public class EUR2USDImpl implements EUR2USD {
public double getUSD(double EUR) {return EUR * USDrate;
}
public double getEUR(double USD) {return USD * EURrate;
}
}
Web Service – Motivation
Unterstützt die direkte Interaktion mit anderen Software-Agenten
Verwendet XML-basierte Nachrichten → unabhängig von Betriebssystem und Programmiersprache
Nicht für menschliche Benutzer, sondern für Softwaresysteme
Der Austausch der Daten erfolgt über plattformunabhängige Protokolle, die auch kombiniert werden können
Erreichbar über eindeutige URI
Was ist ein Web Service?
Offene Standards → keine Lizenzkosten → alle benutzen es, alle kennen es
Nutzung von HTTP zur Datenübertragung → selten Probleme mit Firewalls
Nicht an HTTP gebunden, sondern auch mit Protokollen wie SMTP und FTP
Nutzung von Internet-Standards → unabhängig von Plattformen, Programmiersprachen und Protokollen
Geringe Einstiegsbarrieren
Vorteile von Web Services
Nachteile von Web Services
Verschlüsselung notwendig, da die Daten offen übers Internet übertragen werden Performance:
XML, Parsen und Dateigröße beeinflusst negativ Verwaltungsaufwand steigt bei verteilten Systemen Overhead ist erheblich
Programmiersprachen brauchen spezielle Bibliotheken (in Java z.B. JAX-WS)
Schnittstellen müssen genau definiert werden
SOAP – Motivation
package eur.server;
public class EUR2USDImpl implements EUR2USD {
public double getUSD(double EUR) {return EUR * USDrate;
}
public double getEUR(double USD) {return USD * EURrate;
}
}
Wie bekomme ich nun meine Umrechung von Dollar in Euro?
Ich muss meine Anfrage senden!
Was ist SOAP?
Ursprünglich für Simple Object Access Protocol
Protokollstandard des W3C
Netzwerkprotokoll für den Austausch von Daten
Unabhängig von Betriebssystemen, Programmiersprachen und Objektmodellen
Stützt sich auf Dienste anderer Standards: XML zur Repräsentation der Daten Bild- und andere Binärdateien, werden per MIME angehängt Internetprotokolle der Transport- und Anwendungsschicht
Wozu braucht ein Web Service SOAP?
SOAP spezifiziert eine Verpackung für den Transport von XML-Dokumenten, um Web Service aufzurufen oder Antwort zu empfangen
SOAP regelt, wie Daten zum Web Service abzubilden und zu interpretieren sind
Wird eingesetzt, wo der direkte Zugang fremder Systeme nicht sinnvoll ist
WSDL – Motivation
package eur.server;
public class EUR2USDImpl implements EUR2USD {
public double getUSD(double EUR) {return EUR * USDrate;
}
public double getEUR(double USD) {return USD * EURrate;
}
}
Und was bietet nun mein Web Service?
Mit WSDL kann ich es mir ansehen!
Was ist WSDL?
Web Services Description Language (WSDL)
XML-Spezifikation zur Beschreibung von Netzwerkdiensten (Web-Services)
Plattform-, Programmiersprachen- und Protokollunabhängig
Definiert Operationen, Parameter und Rückgabewerte, die von außen zugänglich sind
Welche Informationen stehen in einem WSDL Dokument?
Datentypen (types): Definiert Datentypen die für Informationsaustausch verwendet werden
Nachricht (message): Beschreibt die Nachricht, die zwischen dem Client und dem
Server übertragen wird. Eindeutiger Name Kann mehrere Nachrichtenelemente enthalten In den part Elementen der Nachrichten werden die Parameter übergeben
Port-Typ (portType): Art des Nachrichtenaustauschs wird definiert
Anbindung (binding): Beschreibt wie die Nachricht zum Server kommt
Welche Informationen stehen in einem WSDL Dokument?
Port (port): Beinhaltet spezifischen Endpunkt (Adresse), wo der Service zu erreichen ist
Dienst (service): Definiert den eigentlichen Web Service
Exceptions werden geworfen
Was steht alles in einem WSDL-Dokument?
<wsdl:definitions name="EUR2USD" targetNamespace="http://server.eur/"><wsdl:types>
<xsd:element name="getUSD" type="tns:getUSD"/><xsd:complexType name="getUSD">
<xsd:sequence><xsd:element name="arg0" type="xsd:double"/>
</xsd:sequence></xsd:complexType>
</wsdl:types><wsdl:message name="getEURResponse">
<wsdl:part element="tns:getEURResponse" name="result"> </wsdl:part>
</wsdl:message>−<wsdl:message name="getEUR">
<wsdl:part element="tns:getEUR" name="parameters"> </wsdl:part>
</wsdl:message>
Datentypen
Nachrichten
Was steht alles in einem WSDL-Dokument?
<wsdl:portType name="EUR2USD“><wsdl:operation name="getUSD">
<wsdl:input message="tns:getUSD" name="getUSD"> </wsdl:input>
<wsdl:output message="tns:getUSDResponse" name="getUSDResponse"> </wsdl:output>
</wsdl:operation></wsdl:portType>
<wsdl:binding name="EUR2USDSoapBinding" type="tns:EUR2USD"><soap:binding style="document" transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http"/><wsdl:service name="EUR2USD“>
<wsdl:port binding="tns:EUR2USDSoapBinding" name="EUR2USDImplPort"><soap:address location="http://localhost:9000/EUR2USD"/>
</wsdl:port></wsdl:service>
</wsdl:definitions>
Port-Typ
Dienst
Port
Übertragungsprotokolle
Was unterscheidet einen WS von einem Servlet Container?
Zugriff auf Servlets über HTTP Zugriff auf Webservices über SOAP
Ein Servlet kann nicht direkt aufgerufen werden (nur über Browser) Ein Web Service kann direkt aus Applikation angesprochen werden
Bei einem Servlet kann man nicht direkt sehen, welche Parameter angenommen werden können Ein Web Service wird mit WSDL exakt beschrieben
Web Service
Applikation
Computer
Servlet Container
Browser
Mensch
Was ist JAX-WS?
Ist eine Java-API zum Erstellen von Web-Services
•eingeführt in Java Enterprise Edition 5
Mein Java-Programm sollen alle benutzen können!
→ Ich bette in mein Java-Programm JAX-WS ein → Web Service
Wie kann man jetzt darauf zugreifen?
→ Client braucht Programm, dass meine Web Service-Methoden aufruft
Was ist JAX-WS?
•Vorgehen:
Für Web Service wird ein Java-Interface definiert, welches in einer Klasse implementiert wird→ Klasse enthält Logik des Web Service
Clientseite: Adressierung des Web Services über URI und Erzeugung eines lokalen Proxy-Objekts, das auch die Schnittstelle des Web Services implementiert
Client führt Methodenaufrufe auf dem Proxy-Objekt aus,als wäre der Web-Service lokal verfügbar
Das JAX-WS Runtime System schickt dann die Aufrufe des Proxy-Objekts an den Web Service weiter dieser führt die Operationen aus und schickt das Ergebnis an den Client zurück
Apache CXF
Ein WebService Framework
Warum Apache CXF?
→ Umfangreiche API um Services und Clients in verschiedenen Sprachen und mit verschiedenen Protokollen zu realisieren
→ sehr einfach zu nutzen, der http Server (Jetty) ist embedded, keine Tomcat/Apache Basteleien erforderlich, keine XML Situps
Apache CXF
Was bietet Apache CXF?
Integration von- Bindings für SOAP, REST/HTTP- Data bindings: JAXB 2.0, Aegis.- Formats: XML, JSON- Transports: HTTP, Servlet, JMS, and Jabber transports
Unterstützung von vielen verschiedenen Standards- JAX-WS 2.0 Client/Server programming model- XML messaging API- Support for JavaScript and ECMAScript 4 XML (E4X) –
both client and server- ... viele mehr ...
Wann CXF?
Client/Server Kommunikation um spezifische Daten zu übertragen (RPC)- WS-JAX bietet sich an- CXF benutzt WS-JAX zum erzeugen und parsen von SOAP
Server Backend für Clientzugriffe auf eine Ressource
- Service Methoden die auf dem Server implementiert werden, können von allen Clients (unabhängig von der Programmiersprache)
genutzt werden- Clients haben keinen direkten Zugriff auf die Ressource- Anfragen können gefiltert werden
Prototyping- Entwurf von Diensten mit CXF, da es einfach und schnell geht
Das Beispiel
Im Rahmen des Beispiels werden wir:- einen Server implementieren der auf Port 9000 auf anfragen wartet- der die Methode „String sayHi(String)“ implementiert- diese Methode wird von Remote erreichbar sein
desweiteren werden wir einen Client implementieren, - der zu dem Server verbindet- die sayHi Methode des Servers mit dem Argument Hi aufruft.
Für die Realisierung eines Webservice mit CXF
Beispiel: Server Interface
Die Signatur des Webserver Interface
Beispiel: Server Implememtierung
Die Implementierung des Webservice
Beispiel: Server Startup
Wie startet man den Webservice?
Zwischenstand
* Der Server wartet nun auf localhost:9000 auf Anfragen.
* Die Anfragen werden von Jetty – einem Java embedded Webserver angenommen
* gültige Anfragen werden an unseren HelloWorld Webservice weitergeleitet
Wir brauchen einen Client um Anfragen stellen zu können.
Beispiel: Client
Marshalling im Web Service
Wie verschicke ich ein kompliziertes Objekt?
→ Wie packe ich das in SOAP?
→ Ich muss es marshaln
Objekte werden in das XML Format und wieder zurück in Objekte umgewandelt
Bildlich ausgedrückt: Das Objekt wird in XML “eingefroren”, bis es wieder zu einem Objekt “aufgetaut” wird
Marshalling im Web Service
•Was ist darunter zu Verstehen?
Ist das Entgegennehmen und Umwandeln einer Menge von strukturierten Datenelementen bzw. elementaren Werten in ein Format, mit dem man diese Menge in einer Nachticht an einem Empfänger schicken kan
Die Empfängerseite ist in der Lage, die Menge vonDatenelementen aus der Nachricht zu extrahieren und die Datenstruktur wiederherzustellen
Dies nennt man Demarshalling oder Unmarshalling