http , rmi , soap a ďalšie akronymy pre výmenu dát medzi počítačmi

HTTP, RMI, SOAP… 1BEZADIS, 12. 2. 2008

HTTP, RMI, SOAP a ďalšie akronymy pre výmenu dát medzi

počítačmiRóbert Novotný[email protected]

ingHT

es

apNET

PC


Prečo? Začo? Načo?

• výmena dát je takpovediac štandardom– medzi ľuďmi– medzi človekom a počítačom– medzi počítačom a počítačom

• ak dáta neprúdia, niečo je zle• klasický príklad: výmena dát medzi

prehliadačom– protokol: HTTP– dáta: HTML, čistý text, binárny neporiadok

• človek dátam rozumie, čo však počítač?

Ako ustanoviť protokoly pre jednoduchú výmenu štruktúrovaných dát medzi dvoma počítačmi?


Filozofia

• už od nepamäti (197x): filozofia vzdialeného volania procedúr (remote procedure call, RPC)

• viacero špecifikácií: RPC, CORBA, DCOM, SOAP...

• cieľ:– jednoduché nastavenie– jazykovo a platformovo nezávislé– zamlženie "lokálne volanie-vzdialené

volanie"– podpora prirodzených dátových typov


Prihlasovanie sa na skúšky

• jednoduchý príklad prihlasovania sa na skúšku

• dohodnime sa na operáciách– zoznam termínov pre daný predmet– prihlásenie sa na daný predmet na daný dátum

• operácie budú reprezentované interfejsom

public interface ExamRegistration { List<Term> getTerms(String courseCode);

boolean signup(Student student, String courseCode, Date date);}


Prečo interfejs?

• môžeme vyrobiť viacero implementácií– jednoduchú s napevno danými termínmi– databázovú– integrujúcu sa s AISom– používajúcu vzdialené volania

• implementácie môžeme vymieňať a aplikácia bude vyžadovať minimum zmien

public class SimpleExamRegistration implements ExamRegistration { ...}


RMI – vzdialené volanie metód

• RMI – remote method invocationhttp://java.sun.com/javase/technologies/core/basic/rmi/index.jsp

• transportná vrstva: TCP• serializácia: binárna, prebratá z Javy• interop: len Java vs. Java


RMI – základné pojmy

• vzdialený objekt: metódy sú volané klientom. Reprezentovaný service classom.

• registry: register objektov, ktoré dokážu obsluhovať vzdialené volania od klientov

• server: vykonáva registráciu vzdialených objektov• skeleton: špinavá práca na strane servera –

sieťová komunikácia, (de)serializácia objektov• stub: špinavá

práca na strane klienta

ServerKlient

Stub Skeleton

Registry Server

Klientskátrieda

Obslužnátrieda


RMI – ako vyzerá komunikácia?

• ako vyzerá typická správa?• binárny neporiadok posielaný cez TCP• objekty sú serializované pomocou Java

Serialization• špecifikácia binárneho formátu:

http://java.sun.com/javase/6/docs/platform/serialization/spec/serialTOC.html


Postup krokov v klasickom RMI

Server:• vytvoriť vzdialený interface s

metódami (extends Remote, metódy throws RemoteException)

• vytvoriť implementačnú triedu• zaregistrovať triedu v RegistryKlient:• získať objekt Registry z daného servera• získať interfejs (za ním je stub)• na ňom volať metódy


Ukážka kódu

public interface ExamRegistration extends java.rmi.Remote{ List<Term> getTerms(String courseCode) throws java.rmi.RemoteException;

boolean signup(Student student, String courseCode, Date date) throws java.rmi.RemoteException;}

• Hádzanie výnimiek musíme dodať aj do implementácie (teda do SimpleExamRegistration)

• všetky triedy používané vo volaniach musia implementovať interfejs java.io.Serializable!

– public class Student implements Serializable– public class Term implements Serializable


Ukážka kódu servera

ExamService service = new SimpleExamService();

1. Vytvoríme inštanciu implementácie

ExamService skeleton = (ExamService) UnicastRemoteObject.exportObject(service, 0);

Registry registry = LocateRegistry.getRegistry();

2. Pretvoríme ju na skeleton, teda vzdialený objekt

registry.rebind("EXAM", skeleton);

3. Získame inštanciu registry

4. Zaregistrujeme skeleton v registry


Ukážka kódu klienta

Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("localhost");

1. získať objekt registry z daného servera

ExamService stub = (ExamService) registry.lookup("EXAM");

stub.getTerms("UINF/PAZ1c");

2. získať interfejs (za ním je stub)

ExamService stub = java.rmi.Naming.lookup("//localhost/EXAM")stub.getTerms("UINF/PAZ1C");

3. voláme metódy klasickým spôsobom

Alternatívne môžeme použiť aj:


Výhody a nevýhody

+ jednoduché použitie, priamo v Jave, žiadne závislosti

+ v prípade, že sa u klienta nenachádzajú binárky tried, je možné ich dotiahnuť zo servera- pomerne náročná konfigurácia

- firewally blokujú komunikáciu+ možno tunelovať cez HTTP- náročná konfiguráciaAk nepotrebujeme interop a vieme, že firewally

nie sú problémom, je RMI najjednoduchšou cestou.


Caucho Hessian / Burlap

• Hessianhttp://hessian.caucho.com/

• Burlaphttp://www.caucho.com/resin-3.0/protocols/burlap.xtp

• transportná vrstva: HTTP• serializácia:

– binárna (Hessian)– XML (Burlap)

• interop: – Hessian: implementácie v C++, C#, Python, PHP– Burlap: len Java-Java


Hessian – základné pojmy

• HessianServlet (BurlapServlet): na strane servera spracováva HTTP požiadavky, (de)serializuje objekty a priamo volá implementačnú triedu.

• interfejs: zodpovedá interfejsu z príkladu. Hessian zaň na strane klienta i serveru dosadí implementáciu podporujúcu vzdialené volania

• proxy: na strane klienta rieši HTTP komunikáciu a (de)serializáciu objektov

Servletovýkontajner

Klient

proxy

<<interface>>

interfejs

HessianServlet


Hessian / Burlap – ako vyzerá komunikácia?

• ako vyzerá typická správa?• Hessian: HTTP POST požiadavka, dáta v

binárnej forme• Burlap: HTTP POST požiadavka, dáta v XML

POST / HTTP/1.1Content-Type: text/xmlUser-Agent: Java/1.5.0_09Host: 127.0.0.1:8888Connection: keep-aliveContent-Length: 58

<burlap:call><method>getCurrentDate</method></burlap:call>

HTTP/1.1 200 OKContent-Length: 62Server: Jetty(6.1.5)

<burlap:reply><date>20080311T223714.671Z</date></burlap:reply>


Postup krokov pri použití

Servletový kontajner:• vytvoriť inštanciu implementačnej triedy• nakonfigurovať HessianServlet

(BurlapServlet) a priradiť mu implementačný objekt

Klient:• vytvoriť továreň na proxy volajúcu

príslušnú URL adresu• získať z nej interfejs (za ním je stub)• na ňom volať metódy


Ukážka kódu servera (Jetty)

ExamService service = new SimpleExamService();

1. Vytvoríme inštanciu implementácie

HessianServlet hessianServlet = new HessianServlet();hessianServlet.setHomeAPI(ExamService.class);hessianServlet.setHome(new SimpleExamService());

Server server = new Server(8080);

Context context = new Context(server, "/terms");context.addServlet(new ServletHolder(hessianServlet), "/*");

server.start();server.join();

2. Nakonfigurujeme HessianServlet, priradíme mu inštanciu

3. Nakonfigurujeme servletový kontajner a spustíme ho

Služba bude dostupná na http://localhost:8080/terms


Alternatíva: nasadenie do servlet. kontajnera

• HessianServlet je klasický servlet, môžeme ho teda nasadiť do servletového kontajnera (Tomcat, Jetty...)

<servlet> <servlet-name>TermsServlet</servlet-name> <servlet-class> com.caucho.hessian.server.HessianServlet </servlet-class> <init-param> <param-name>home-class</param-name> <param-value>sk.novotnyr.SimpleExamService</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>home-api</param-name> <param-value>sk.novotnyr.ExamService</param-value> </init-param></servlet>

<servlet-mapping> <url-pattern>/*</url-pattern> <servlet-name>TermsServlet</servlet-name></servlet-mapping>

Služba bude dostupná na http://localhost:8080/terms

web.xml



HessianProxyFactory factory = new HessianProxyFactory();

1. vytvoriť továreň na proxy

String url = "http://localhost:8080/terms";TermService proxy

= (TermService) factory.create(TermService.class, url);

List<Term> terms = proxy.getTerms("UINF/PAZ1c");

2. získať interfejs pre danú URL adresu (za ním je proxy)


BurlapServlet a BurlapProxyFactory fungujú analogicky


Výhody a nevýhody

+ jednoduché použitie, knižnica je 273 kB JAR, žiadne závislosti

+ ten je možné ešte zmenšiť (Hessian 83 kB)+ jestvuje aj minimalistická verzia aj pre J2ME

(mobily)+ slušný interop (len Hessian)+ čitateľné správy (len Burlap)- vlastný mechanizmus serializácie môže zlyhávať v

extrémnych prípadoch

Ak potrebujeme interop a RMI robí problémy, je to dobrá alternatíva.

Burlap = (Hessian + XML) - interop


Spring HTTP Invoker

• Spring HTTP Invokerhttp://www.springframework.org/

• transportná vrstva: HTTP• serializácia: binárna, prebratá z Javy• interop: len Java-Java


Spring HTTP Invoker – základné pojmy

• DispatcherServlet: servlet, cez ktorý idú všetky požiadavky v Spring Frameworku.

• HttpInvokerServiceExporter: vie zobrať ľubovoľnú triedu a interfejs a vytvoriť z neho vzdialene volateľný objekt. Obohatí ju o schopnosť (de)serializovať objekty

• proxy: na strane klienta rieši HTTP

komunikáciu a (de)serializáciu objektov

Servletovýkontajner

Klient

proxyKlientskátrieda

<<interface>>

interfejs

DispatcherServlet

Obslužnátrieda

HttpInvokerServiceExporter


Spring HTTP Invoker – ako vyzerá komunikácia?

• ako vyzerá typická správa?

• HTTP POST požiadavka, za ňou dáta v binárnej forme

• objekty sú serializované pomocou Java Serialization

• posielané inštancie musia implementovať java.io.Serializable


Postup krokov pri použití

Servletový kontajner:• nakonfigurovať DispatcherServlet• vytvoriť inštanciu implementačnej triedy• nakonfigurovať

HttpInvokerServiceExporter a asociovať s ním implementačnú triedu

Klient:• vytvoriť továreň na proxy volajúcu

príslušnú URL adresu• získať z nej interfejs (za ním je proxy)• na ňom volať metódy


Ukážka kódu servera (Jetty)

DispatcherServlet dispatcher = new DispatcherServlet();dispatcher.setContextConfigLocation("classpath:ctx.xml");

1. Nakonfigurujeme DispatcherServlet

<bean name="/terms" class="org.springframework.[…].HttpInvokerServiceExporter"> <property name="service"> <bean class="sk.novotnyr.SimpleExamRegistration" /> </property> <property name="serviceInterface" value="sk.novotnyr.ExamRegistration" /></property></bean>

2. Nakonfigurujeme springovský aplikačný kontext

3. Nakonfigurujeme servletový kontajner a spustíme ho (viď príklad z konfigurácie Hessianu)

ctx.xml



HttpInvokerProxyFactoryBean factory = new HttpInvokerProxyFactoryBean();

1. vytvoriť továreň na proxy

factory.setServiceInterface(ExamRegistration.class);factory.setServiceUrl("http://localhost:8080/");factory.afterPropertiesSet();

List<Term> terms = proxy.getTerms("UINF/PAZ1c");

2. nastaviť obslužný interfejs a URL (za ňou je proxy)



Výhody a nevýhody Spring HTTP Invoker

+ ponecháva výhody RMI, odstraňuje jeho neduhy

+ možno exportnúť ľubovoľný interfejsv RMI sme museli dediť od Remote a hádzať výnimky

- žiadny interop- pomerne veľký JAR so závislosťami (1,7

MB), keďže používame Spring Framework

Ak používame Spring Framework, Spring HTTP Invoker je veľmi užitočným vylepšením RMI.


SOAP / Web Services

• Web Services – webové službyhttp://www.w3.org/2002/ws/

• SOAP – protokol pre výmenu XML správ• transportná vrstva: HTTP, SMTP (maily),

JMS (Java Messaging), Jabber, JavaVM (v rámci virtuálneho stroja)

• serializácia: XML• interop: univerzálny

Posielame XML dáta z bodu A do bodu B.


Web Services – základné pojmy

Endpoint

Service

PortgetCourses()

signup()

KlientSOAP správa

Popis služby(WSDL)


Web Services – základné pojmy

• endpoint: spracováva SOAP správy a odpovedá na ne, rieši (de)serializáciu

• operácia: vzdialene volateľná metóda

• port: logická množina operácii. Analógia interfejsu z OOP

• služba: logická množina portov

• binding: určuje formát správ a používaný transport

• popis služby: metadáta o službe – zoznam služieb, portov, operácií, dátové typy, návratové hodnoty, špecifikácia transportného protokolu.

Popis služieb pomocou XML jazyka WSDL.


SOAP – ako vyzerá komunikácia?

[HTTP POST hlavička][XML hlavička]<SOAP-ENV:Envelope> <SOAP-ENV:Body> <ns1:doubleAnInteger <param1 xsi:type="xsd:int">123</param1> </ns1:doubleAnInteger> </SOAP-ENV:Body></SOAP-ENV:Envelope>

[hlavička HTTP odpovede][XML hlavička]<SOAP-ENV:Envelope <SOAP-ENV:Body> <ns1:doubleAnIntegerResponse <return xsi:type="xsd:int">246</return> </ns1:doubleAnIntegerResponse> </SOAP-ENV:Body> </SOAP-ENV:Envelope>

Otázka i odpoveď vyzerajú na prvý pohľad ešte horšie, toto

je zjednodušená verzia...


SOAP a implementácie v Jave

• SOAP je všeobecný, jestvuje viacero Java implementácií

– Apache Axis 2 http://ws.apache.org/axis2/

– Apache CXF (zlúčenie CodeHaus XFire + ObjectWeb Celtix) http://incubator.apache.org/cxf

– každý aplikačný server poskytuje svoju implementáciu (JBoss, IBM WebSphere)

• v Jave existuje štandardizovaná sada interfejsov a tried: JAX-WS (http://java.sun.com/webservices/technologies)

• pre jednoduchosť ukážeme: CXF nad HTTP transportom


Postup krokov v SOAP – zdola nahor

Server:• začneme od metadát – vytvoríme WSDL• vygenerujeme triedy pre serverovskú

časť• dodáme implementáciu• zverejníme WSDL a adresu koncového

bodu

Klient:• získame WSDL• vygenerujeme klientské triedy

Výhodné, ak máme v úmysle interop


Postup krokov v SOAP – zhora nadol

Server:• vezmeme interfejs a oanotujeme ho• zverejníme ho (metadáta sa

vytvoria automaticky)Klient:• získame WSDL• vygenerujeme klientské triedy• alebo vezmeme továreň, ktorá vráti

proxy

Výhodné, ak chceme rýchlo niečo spustiť.


Postup krokov v SOAP – zhora nadol s JAX-WS

Server:• vezmeme interfejs a oanotujeme ho

@WebServicepublic interface ExamRegistration { List<Term> getTerms(String courseCode);

boolean signup(Student student, String courseCode, Date date);}

• zverejníme ho (metadáta sa vytvoria automaticky)

import javax.xml.ws.Endpoint;

Endpoint.publish("http://localhost:8080/terms", new SimpleExamRegistration());


Postup krokov v SOAP – zhora nadol s JAX-WS

• automaticky sa vytvorí endpoint na danej adrese• vytvorí sa:

– služba ExamRegistrationService– port ExamRegistration– operácie getTerms() a signup()– automatické mapovanie tried Student a Term na

XML reprezentácie a späť– binding pre HTTP protokol

• spustí sa HTTP server• metadáta sa zverejnia na

http://localhost:8080/terms?wsdl

Endpoint.publish("http://localhost:8080/terms", new SimpleExamRegistration());


Ukážka kódu pre klienta s JAX-WS1. získame adresu WSDL metadát2. spustíme generovanie tried pre klienta

2. vygeneruje sa množstvo tried do balíčka sk.novotnyr

ExamRegistrationService service = new ExamRegistrationService()ExamService proxy = service.getPort(ExamService.class);

wsdl2java.bat -d d:\bezadis\src -p sk.novotnyr.client http://localhost:8080/terms?wsdl

3. vytvoríme inštanciu služby a z nej získame inštanciu proxy

4. na proxy voláme metódy

ExamRegistrationService, GetTerms, GetTermsResponse,...

ExamRegistrationService sa vytvorí nad adresou prebratou zo servera a nad príslušným

WSDL


Výhody a nevýhody SOAP

+ buzzword

+ maximálna flexibilita

+ možno zvoliť ľubovoľný transport

+ neobmedzený interop

+ bezpečnosť - podpisovanie správ, šifrovanie, timestamping, garantované doručenie...

- často zložitá konfigurácia

- nutnosť uvážiť výkon (konverzia na XML reprezentáciu je náročná)

- pre samostatnú serverovskú aplikáciu treba často kopu JARov (CXF: 17MB!)

+ od Javy 6 je k dispozícii priama podpora pre SOAP

Ak vieme, že interop je prioritou, nemáme inú možnosť.

Všeobecnosť a komplexnosť = širšie a komplexnejšie problémy


Sumár

ProtokolTranspor

tSerializáci

aInterop

Bezpečnosť

RMI TCPbinárna

Javanie nie

Spring HTTP Invoker

HTTPbinárna

Java nie nie

Hessian HTTPbinárna vlastná

významné platformy

nie

Burlap HTTPXML

vlastnánie nie

SOAPmnohorak

ý

XMLľubovoľná áno

podpisovanie, šifrovanie, timestampy


Otázky?

http , rmi , soap a ďalšie akronymy pre výmenu dát medzi počítačmi

Documents