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UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

Introducción al Desarrollo de Aplicaciones Empresariales

Esp. Alexis Olvany Torres Ch.

Índice

• Arquitecturas características de las aplicaciones empresariales • Tecnologías Java EE • Alternativas a Java EE • Patrones Arquitectónicos

Model-View-Controller Layers

• Referencias

Introducción al Desarrollo de Aplicaciones Empresariales 2

Características de las aplicaciones empresariales (1)

• Acceso a bases de datos (BD) Normalmente con BD relacionales

• Transaccionales Propiedades ACID (Atomicity-Consistency-Isolation-Durability)

• Escalables Deberían poder soportar más carga de trabajo sin necesidad de modificar el software (sólo añadir más máquinas)

• Disponibilidad Idealmente no deben dejar de prestar servicio

• Seguras No todos los usuarios pueden acceder a la misma funcionalidad

• Integración Es preciso integrar aplicaciones construidas con distintas tecnologías


Características de las aplicaciones empresariales (y 2)

• Tipo de interfaz

De entorno de ventanas (clientes standalone): • Normalmente sólo tiene sentido en intranets

Web: En Internet y en intranets

• Separación clara entre la interfaz gráfica y el modelo

Modelo: encapsula la lógica de negocio El modelo debería ser reusable con distintas interfaces gráficas

cu1

Interfaz gráfica 1

Gestor de Eventos

eventos de usuario Acciones a Ejecutar

Interfaz gráfica m

casos de uso

cu2

... cun

Modelo Base de Datos

• Arquitecturas multi-capa


Una aplicación con clientes standalone

Arquitectura en dos capas (1)

Capa 1

Int. Modelo gráfica

Capa 2

Base de datos

Intranet

Int. Modelo gráfica Int.

Modelo gráfica



Arquitectura en dos capas (y 2)

• Problema Cambios en la implementación de la capa modelo => recompilación de toda la aplicación y reinstalación en clientes

• Cambios de drivers de acceso a la BD • Cambios en la lógica del modelo • Cambio de tipo de BD

• Solución Modelo en servidor intermedio

• Un cambio en la implementación del modelo sólo afecta al servidor

Clientes standalone

• Sólo disponen de la interfaz gráfica • Acceden al servidor que implementa el modelo



Arquitectura en tres capas

Capa 1

Int. gráfica

Capa 2

Modelo

Serv. modelo

Capa 3

Base de datos

Int. gráfica Intranet

Int. gráfica


Una aplicación web


Capa 1

Navegador

Capa 2

Int. Modelo

web

Serv. ap. web

Capa 3

Base de datos

Navegador

Internet/ Intranet

Navegador


Una aplicación web

Arquitectura en cuatro capas

Capa 1

Navegador

Int. web

Serv. ap. web

Modelo

Serv. modelo

Base de datos

Capa 2 Capa 3 Capa 4

Navegador Internet/ Intranet

Navegador


Comentarios

• Para una aplicación web, la arquitectura en tres capas es más eficiente

En la arquitectura en tres capas, la comunicación entre la interfaz gráfica y el modelo es local En la arquitectura en cuatro capas, la comunicación entre la interfaz gráfica y el modelo es remota

• ¿ Cómo conseguir escalabilidad y disponibilidad ? Replicando servidores


¿ Qué es Java EE ?

• Java EE es un conjunto de especificaciones de APIs Java para la construcción de aplicaciones empresariales

La mayor parte de las abstracciones de las APIs corresponden a interfaces y clases abstractas Existen múltiples implementaciones de distintos fabricantes, incluso algunas OpenSource Una aplicación construida con Java EE no depende de una implementación particular Sitio central: http://java.sun.com/javaee

• Es necesario distinguir entre J2ME (Java 2 Platform, Micro Edition) – renombrado a Java ME

• Conjunto de tecnologías y especificaciones destinadas a dispositivos tales como teléfonos móviles, PDA's, ...

J2SE (Java 2 Platform, Standard Edition) – renombrado a Java SE • Para aplicaciones y applets

J2EE (Java 2 Platform, Enterprise Edition) – renombrado a Java EE • Se apoya en Java SE • Con el paso del tiempo, algunas APIs de Java EE se pasaron (y quizás se sigan pasando) a Java SE

pIntroducción al Desarrollo de Aplicaciones Empresariales 11

API Java SE 5

Proporciona un entorno para el desarrollo de aplicaciones Java de Desktop y applets. Contiene un compilador, herramientas, entornos de ejecución y APIs Java que permiten escribir, probar y ejecutar applets y aplicaciones.

Tiger


API Java EE 5

Define un estándar para el desarrollo de aplicaciones empresariales multicapa basadas en componentes. Se basa en Java SE y proporciona servicios, herramientas y APIs adicionales para soportar el desarrollo simplificado de aplicaciones empresariales.


Principales tecnologías proporcionadas por Java EE

• Cada uno de los componentes de Java EE se ejecuta en un contenedor apropiado. • Un contenedor es el entorno de ejecución para un componente, que le proporciona acceso a una serie de servicios, entre los que se encuentran:

Seguridad Gestión de transacciones Directorio de nombres JNDI Conectividad remota

• De esta forma el desarrollador de componentes se centra en la resolución de los problemas de lógica de negocio. • Para que un componente pueda ser ejecutado, debe de ser previamente deployado en el contenedor correspondiente de un servidor Java EE.



• Características de las aplicaciones Empresariales Acceso a Bases de Datos: API JDBC (Java SE) Aplicaciones Transaccionales/Escalables/Disponibles/Seguras/Multicapa (derivadas de la arquitectura Java EE):

• Componentes que se ejecutan en la máquina cliente – Aplicaciones Cliente – Applets – Browser (aplicaciones web)

• Componentes que se ejecutan en la máquina servidora – Contenedor Web: » Componentes Web: API Servlets/JSPs/JSTL – Contenedor EJB: » Componentes de lógica de negocio (modelo) Componentes EJB

Integración de Aplicaciones Heterogéneas

• API XML (Java SE) • API Servicios Web



• Múltiples capas ...


Acceso a Base de Datos JDBC (1)

• JDBC (Java SE) API para acceso a bases de datos relacionales El programador puede lanzar queries (consulta, actualización, inserción y borrado), agrupar queries en transacciones, etc. Permite implementar la capa modelo

• Conceptos JDBC El programador siempre trabaja contra los paquetes java.sql y javax.sql. Para poder contectarse a la BD y lanzar queries, es preciso tener un driver adecuado a ella

• Un driver suele ser un fichero .jar que contiene una implementación de todas las interfaces de la API de JDBC • Nuestro código nunca depende del driver, dado que siempre trabaja contra los paquetes java.sql y javax.sql



• Drivers JDBC

Aplicación Java java.sql javax.sql

API JDBC

JDBC Driver Manager API Driver JDBC

Driver JDBC-ODBC

Nativa Drivers ODBC

Driver Java

API Nativa BD

Servidor con API Genérica

Protocolo de acceso propietario a una base de datos

Driver JDBC-Net Driver Java

Implementaciones Driver JDBC

Base de Datos



DriverM anager + m anages 0..n < < Interfac e> > Driver

< <i nstanti ate> >

< < Interfac e> > Connection

< < ins tantiate>> < < Interfac e> > S tatem ent

<<i ns tan ti ate>> << Interfac e> > ResultS et


Acceso a Base de Datos JDBC (y 4)

•

•

Idealmente, si nuestra aplicación cambia de BD, no necesitamos cambiar el código; simplemente, necesitamos otro driver Sin embargo, desafortunadamente las BDs relacionales usan distintos dialectos de SQL (¡ a pesar de que en teoría es un estándar !)

Tipos de datos: varían mucho según la BD Generación de identificadores: secuencias, autonumerados, etc.

• Solución

Usaremos interfaces para el acceso a BD, de manera que se puedan construir adaptadores para distintas BDs, proporcionando implementaciones por defecto con SQL estándar cuando sea posible

• Otros conceptos relacionados

DriverManager vs DataSource

• JNDI (Java Naming and Directory Interface)

Pool de conexiones Transacciones


Tecnologías Web (1)

• Aplicación web

Aplicación que corre en al menos un servidor y a la que el usuario accede desde un cliente de propósito general (ej.: navegador en un PC, teléfono WAP, etc.)

• La comunicación en la Web gira en torno al protocolo HTTP

Protocolo de nivel de aplicación Funciona sobre TCP

• Usa el puerto 80 por defecto

Modelo petición/respuesta No tiene estado Al igual que SMTP, es un protocolo ASCII, que usa MIME para transferir información no ASCII

• Acceso a la web desde dispositivos móviles WAP es una pila de protocolos que nada tiene que ver con TCP/IP WML es el lenguaje equivalente a HTML para móviles

• Es una aplicación de XML • Lógicamente, tiene menos posibilidades gráficas



• Objetivo que se pretende Separación de roles

• Personas que realizan el aspecto gráfico => diseñadores gráficos o similares

– Conocimientos de diseño gráfico y herramientas para generación de HTML y WML

• Personas que implementan el controlador y el modelo => informáticos

– Conocimientos de diseño e implementación

Se deberían poder usar directamente las herramientas de diseño de páginas web Las actualizaciones al aspecto gráfico no deben provocar un re- arranque del servidor



• Tecnologías web (Java EE) APIs: Servlets, páginas JSP y JSTL Permiten implementar la interfaz gráfica (vista+controlador) de una aplicación web

Contenedor de aplicaciones web

Navegador

Aplicaciones web (int. gráf. + modelo )

JDBC

BD

NOTA: Contenedor = servidor

Noviembre 2006 Introducción al Desarrollo de Aplicaciones Empresariales 23

Tecnologías Web (y 4)

• Un servlet es una clase Java que puede recibir peticiones (normalmente HTTP) y generar una salida (normalmente HTML, WML o XML)

Los servlets que conforman una aplicación web se ejecutan en un servidor de aplicaciones web (contenedor) Cada servlet se puede asociar a uno o más URLs Paquetes javax.servlet y javax.servlet.http

• Una página JSP (Java Server Page) es un tipo especial de servlet (javax.servlet.jsp y javax.servlet.jsp.tagext) orientado a generar el texto de la interfaz gráfica

Tiene el aspecto de una página HTML Puede incluir scriptlets (scripts) para generar HTML dinámicamente Típicamente los scriptlets se escriben en Java

• JSTL (JSP Standard Tag Library) es una librería estándar de tags que pueden utilizarse en páginas JSP.


Capa Modelo

• Componentes EJB (Java EE) Automatizan la persistencia: API de persistencia:

• Permite mapear clases persistentes (“llamadas entidades”) a una Base de Datos relacional • Alternativa de más alto nivel que JDBC

Dan soporte a la implementación de fachadas del modelo

• Session Beans • Pueden tener interfaz local y/o remota

Enfoque declarativo

• Se declaran las clases que son persistentes • Se declaran las operaciones que son transaccionales y los aspectos de seguridad

Facilidad de desarrollo

• Al menos con EJB 3.0 ...


Arquitectura multi-capa (1)

• Arquitectura de una aplicación con clientes standalone

Contenedor de componentes EJB

Ap. Standalone (int. gráfica)

Componentes EJB (modelo) BD



• Arquitectura de una aplicación web con un contenedor completo Java EE (tres capas)

Contenedor Java EE

Navegador Aplicaciones web (int. gráf.)

Componentes EJB (modelo)

BD


Arquitectura multi-capa (y 3)

• Arquitectura de una aplicación web con un contenedor web y un contenedor de EJB (quizá de distinto fabricante)

Si los dos contenedores corren en la misma máquina física, se pude considerar como una arquitectura en tres capas. En general, es mejor la alternativa anterior






XML (1)

• APIs para XML XML - eXtensible Markup Language (http://www.w3c.org )

• Lenguaje de tags (similar en sintaxis a HTML) • Es extensible (no dispone de tags predefinidos) • Permite expresar datos y no aspecto visual (a diferencia de HTML)

Ejemplo

<?xml version=“1.0”> <forecasts> <city name="COR"> <forecast type="sunny" <forecast type="foggy" </city> <city name="LUG"> <forecast type="rainy" <forecast type="rainy" </city> ... </forecasts>

day="1” month=“10” year=“2001"/> day="2” month=“10” year=“2001"/>



XML (2)

• APIs para XML (cont) Campos de aplicación (... entre muchos otros ...)

• • • •

Intercambio de datos entre aplicaciones heterogéneas Configuración de aplicaciones Generación de aspecto visual (ej.: HTML, PDF) a partir de los datos Bases de datos

Parsers XML (XML

• SAX

objetos + [validación estructura])

– Simple API for XML – Es un pequeño framework basado en eventos – El programador proporciona uno o varios objetos callback a los que el parser llamará cada vez que ocurra un evento de interés (apertura de un tag, cierre de un tag, un error, etc.)

• DOM

– Document Object Model – Construye una representación (un árbol) en memoria del documento – El programador puede acceder a los datos del documento recorriendo el árbol


XML (3)

SAX

DOM


XML (4)

• APIs para XML (cont) Las APIs de SAX y DOM están estandarizadas y existen un gran número de implementaciones para distintos lenguajes

• Ej.: Apache Software Foundation proporciona Crimson (SAX y DOM sólo para Java), Xerces (SAX y DOM) y Xalan (XSL) • En el caso de Java, familia de paquete org.xml.sax y org.w3c.dom (básicamente contienen interfaces y clases abstractas)

Lo que no está estandarizado es cómo crear instancias de los parsers JAXP - Java API for XML Processing (Java SE)

• API Java para procesamiento de documentos XML • Incluido en Java SE 1.4 • Familia de paquetes java.xml.{parsers, transform}


XML (y 5)

• APIs para XML (cont) JAXP

• Define una API para trabajar con parsers SAX, DOM y transformaciones XSL • Proporciona factorías para crear instancias de parsers y transformadores XSL de manera portable • Existen un gran número de implementaciones que proporcionan adaptadores para JAXP

– Ej.: Crimson, Xerces y Xalan

• Sun proporciona una implementación de JAXP por defecto: Crimson y Xalan. • Es posible utilizar otras implementaciones vía configuración


Servicios Web (1)

• •

Enfoque REST: peticiones directas HTTP, respuestas XML Se han estandarizado una serie de protocolos basados en XML que permiten el intercambio de información en un entorno distribuido

Cuentan con el respaldo de todos los fabricantes de tecnología (Sun, Oracle, IBM, Microsoft, etc.) También existen APIs para los lenguajes de programación más usuales, que facilitan el envío y recepción de mensajes En general, las APIs no son estándares, sin embargo ello no afecta a la interoperabilidad (porque los protocolos están estandarizados) En Java, las APIs se estandarizan

• Un Servicio Web es un servicio ofrecido a través de la web, que usa los anteriores protocolos y APIs para recibir peticiones y enviar las correspondientes respuestas


Servicios Web (y 2)

• APIs para integración de aplicaciones heterogéneas Principalmente APIs para Servicios Web

• Tecnologías basadas en XML para la integración de aplicaciones heterogéneas • Un servicio Web ofrece un conjunto de operaciones que pueden ser invocadas por clientes remotos, independientemente de la tecnología en la que estén implementados el servidor y el cliente • Protocolo de comunicación: SOAP

– Estandarizado por W3C (http://www.w3c.org ) – Utiliza XML para el intercambio de información – Conceptualmente permite enviar peticiones/respuestas en XML (normalmente sobre HTTP)

• Definición de la interfaz del servicio: WSDL

• Existen APIs para los lenguajes más usuales

– Disponible para Java EE, .NET y LAMP SOAP

Cliente

Servicio Web

– Estandarizado por W3C (http://www.w3c.org )

Servidor


Implementaciones de Java EE (1)

• Existen un gran número de fabricantes que venden servidores de aplicaciones certificados Java EE

Lista completa en http://java.sun.com/javaee/overview/compatibility.jsp Algunos ejemplos

• BEA WebLogic Server: http://www.bea.com

• IBM WebSphere ApplicationServer: http://www.ibm.com

• Sun Java System Application Server: http://www.sun.com

• Oracle Application Server: http://www.oracle.com


Implementaciones de Java EE (y 2)

• Implementaciones OpenSource Tomcat (proyecto de Apache): http://tomcat.apache.org

• Contenedor de aplicaciones web

JBoss: http://www.jboss.com

• Contenedor Java EE

GlassFish: https://glassfish.dev.java.net


OpenEJB: http://openejb.codehaus.org

• Contenedor de EJB

Geronimo: http://geronimo.apache.org


• Portabilidad Si una aplicación sólo usa las APIs estándares => es posible instalarla sobre cualquier servidor de aplicaciones conforme a Java EE ¡ No se depende de un fabricante !


Alternativas a Java EE (1)

• .NET http://www.microsoft.com/net

Define un Common Language Runtime (CLR) y un IL (Intermediate Language) al que todos los lenguajes conformes a .NET compilan

• Idea similar a la máquina virtual de Java y a los bytecodes generados por el compilador de Java, respectivamente

Lenguajes

• Visual Basic .NET, Visual C++ .NET, Visual C# .NET, Visual J# .NET, etc.

Tecnologías • ADO.NET, ASP.NET, COM+: similares en concepto a JDBC, JSP y EJB (parcialmente), respectivamente • Son una mejora de sus versiones anteriores (ADO, ASP, COM, etc.) • APIs para XML y servicios Web

Implementaciones

• Principalmente la de Microsoft • También Mono (Open Source): http://www.mono-project.com


Alternativas a Java EE (y 2)

• LAMP http://www.onlamp.com Linux + Apache + MySQL +Perl/PHP/Python Perl/PHP/Python

• • • •

Lenguajes tipo Script Acceso a base de datos Tecnologías web Soporte para XML y servicios Web

Requiere menos conocimientos técnicos que Java EE o .NET ¿ Y la calidad del software ?


Patrones arquitectónicos MVC y Layers (1)

• ¿ Cómo se debe diseñar una aplicación empresarial para que sea mantenible y contenga partes reusables ?

Debería estar diseñada siguiendo la arquitectura que fijan los patrones arquitectónicos Model-View-Controller (MVC) y Layers

• F. Buschmann, R. Meunier, H. Rohnert, P. Sommerlad, M. Stal, Pattern-Oriented Software Architecture: A System Of Patterns, John Wiley and Sons, 1996.

Un patrón arquitectónico es un patrón de alto nivel que fija la arquitectura global de una aplicación Posteriormente, el diseño hará uso de patrones de diseño para resolver problemas específicos



• Patrón arquitectónico MVC

Separación clara entre el modelo (lógica de negocio) y la vista (interfaz gráfica), gracias a un controlador que los mantiene desacoplados Ventajas:

• El modelo es reusable con distintas vistas (ej.: una vista web y una con interfaz de ventanas) • División clara de trabajo entre los miembros de un equipo, que estará formado por personas con distintos niveles de especialización

• Patrón arquitectónico Layers

El software está estructurado en capas Permite ocultar las tecnologías que usa nuestro software

• Cuando hay un cambio de versión en una de ellas (o incluso se reemplaza por otra distinta), no tiene impacto sobre las capas superiores • División clara de trabajo entre los miembros de un equipo

Dará soporte a la arquitectura MVC

• Ej.: tanto la vista como el controlador nunca conocerán las tecnologías que usa la implementación del modelo


Capas de una Aplicación Web Java EE: MVC+Layers

Vista HTML + JSP + JSTL

Servlets Controlador

Interfaces con Casos de Uso (lógica de negocio)

Modelo Plugin: Plain | RMI | EJB | b

Interfaces para Acceso a Datos

Plugin: JDBC | XML | b


Referencias (1)

• Libros J. Crupi, D. Alur, D. Malks, Core J2EE Patterns, 2nd edition, Prentice Hall, 2003 F. Marinescu, EJB Design Patterns, John Wiley & Sons, 2002 G. Reese, Database Programming with JDBC and Java, 2nd edition, O. Reilly, 2000 E. R. Harold, W. S. Means, XML in a Nutshell: A Desktop Quick Reference, O. Reilly , 2001 B. McLaughlin, Java and XML, 2nd edition, O. Reilly, 2001 H. Bergsten, JavaServer Pages, 3rd edition, O. Reilly, 2003


Referencias (2)

• Libros (cont)

T. Husted, C. Dumoulin, G. Franciscus, D. Winterfeldt, Struts in Action, Manning, 2003. R Patel, G. Brose, M. Silverman, Mastering Enterprise Java Beans, 3.0, John Wiley & Sons, 2006 B. Burke, R. Monson-Haefel, Enterprise JavaBeans 3.0, 5th edition, O. Reilly, 2006 R. Andrew, D. Shafer, HTML Utopia: Designing Without Tables Using CSS, Sitepoint Pty Ltd, 2006 J. Zeldman, Designing with Web Standards, 2th edition, New Riders, 2006 J. McGovern, S. Tyagi, M. E. Stevens, S. Mathew, Java Web Services Architecture, Morgan Kaufmann, 2003


Referencias (3)

• Sitios Web http://java.sun.com/reference/blueprints/index.html http://java.sun.com/javaee http://java.sun.com/webservices http://jakarta.apache.org http://www.w3.org/Style/CSS http://www.microsoft.com/net http://www.onlamp.com http://www.xml.org


Referencias (y 4)

• Asignaturas en la Facultad de Informática de la UDC Integración de Sistemas

• http://www.tic.udc.es/~fbellas/teaching/is • 5º Ingeniería Informática • Se centra en el diseño e implementación de aplicaciones empresariales con Java EE y .NET. • Transparencias y código disponibles

Análisis y Diseño Orientado a Objetos

• • • •

http://www.tic.udc.es/~fbellas/teaching/adoo Optativa 2º ciclo, Ingeniería Informática Se centra en diseño e implementación con servicios Web con Java EE Transparencias y código disponibles

• Transparencias de esta charla disponibles en http://www.tic.udc.es/~mad/teaching/pfc3


UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

Introducción al Desarrollo de Aplicaciones Empresariales

Esp. Alexis Olvany Torres Ch.

Índice

• Arquitecturas características de las aplicaciones empresariales • Tecnologías Java EE • Alternativas a Java EE • Patrones Arquitectónicos

Model-View-Controller Layers

• Referencias


Características de las aplicaciones empresariales (1)

• Acceso a bases de datos (BD) Normalmente con BD relacionales

• Transaccionales Propiedades ACID (Atomicity-Consistency-Isolation-Durability)

• Escalables Deberían poder soportar más carga de trabajo sin necesidad de modificar el software (sólo añadir más máquinas)

• Disponibilidad Idealmente no deben dejar de prestar servicio

• Seguras No todos los usuarios pueden acceder a la misma funcionalidad

• Integración Es preciso integrar aplicaciones construidas con distintas tecnologías


Características de las aplicaciones empresariales (y 2)

• Tipo de interfaz

De entorno de ventanas (clientes standalone): • Normalmente sólo tiene sentido en intranets

Web: En Internet y en intranets

• Separación clara entre la interfaz gráfica y el modelo

Modelo: encapsula la lógica de negocio El modelo debería ser reusable con distintas interfaces gráficas

cu1

Interfaz gráfica 1

Gestor de Eventos

eventos de usuario Acciones a Ejecutar

Interfaz gráfica m

casos de uso

cu2

... cun

Modelo Base de Datos

• Arquitecturas multi-capa



Arquitectura en dos capas (1)

Capa 1

Int. Modelo gráfica

Capa 2

Base de datos

Intranet

Int. Modelo gráfica Int.

Modelo gráfica



Arquitectura en dos capas (y 2)

• Problema Cambios en la implementación de la capa modelo => recompilación de toda la aplicación y reinstalación en clientes

• Cambios de drivers de acceso a la BD • Cambios en la lógica del modelo • Cambio de tipo de BD

• Solución Modelo en servidor intermedio

• Un cambio en la implementación del modelo sólo afecta al servidor

Clientes standalone

• Sólo disponen de la interfaz gráfica • Acceden al servidor que implementa el modelo




Capa 1

Int. gráfica

Capa 2

Modelo

Serv. modelo

Capa 3

Base de datos

Int. gráfica Intranet

Int. gráfica


Una aplicación web


Capa 1

Navegador

Capa 2

Int. Modelo

web

Serv. ap. web

Capa 3

Base de datos

Navegador

Internet/ Intranet

Navegador


Una aplicación web

Arquitectura en cuatro capas

Capa 1

Navegador

Int. web

Serv. ap. web

Modelo

Serv. modelo

Base de datos

Capa 2 Capa 3 Capa 4

Navegador Internet/ Intranet

Navegador


Comentarios

• Para una aplicación web, la arquitectura en tres capas es más eficiente

En la arquitectura en tres capas, la comunicación entre la interfaz gráfica y el modelo es local En la arquitectura en cuatro capas, la comunicación entre la interfaz gráfica y el modelo es remota

• ¿ Cómo conseguir escalabilidad y disponibilidad ? Replicando servidores


¿ Qué es Java EE ?

• Java EE es un conjunto de especificaciones de APIs Java para la construcción de aplicaciones empresariales

La mayor parte de las abstracciones de las APIs corresponden a interfaces y clases abstractas Existen múltiples implementaciones de distintos fabricantes, incluso algunas OpenSource Una aplicación construida con Java EE no depende de una implementación particular Sitio central: http://java.sun.com/javaee

• Es necesario distinguir entre J2ME (Java 2 Platform, Micro Edition) – renombrado a Java ME

• Conjunto de tecnologías y especificaciones destinadas a dispositivos tales como teléfonos móviles, PDA's, ...

J2SE (Java 2 Platform, Standard Edition) – renombrado a Java SE • Para aplicaciones y applets

J2EE (Java 2 Platform, Enterprise Edition) – renombrado a Java EE • Se apoya en Java SE • Con el paso del tiempo, algunas APIs de Java EE se pasaron (y quizás se sigan pasando) a Java SE

pIntroducción al Desarrollo de Aplicaciones Empresariales 11

API Java SE 5

Proporciona un entorno para el desarrollo de aplicaciones Java de Desktop y applets. Contiene un compilador, herramientas, entornos de ejecución y APIs Java que permiten escribir, probar y ejecutar applets y aplicaciones.

Tiger


API Java EE 5

Define un estándar para el desarrollo de aplicaciones empresariales multicapa basadas en componentes. Se basa en Java SE y proporciona servicios, herramientas y APIs adicionales para soportar el desarrollo simplificado de aplicaciones empresariales.



• Cada uno de los componentes de Java EE se ejecuta en un contenedor apropiado. • Un contenedor es el entorno de ejecución para un componente, que le proporciona acceso a una serie de servicios, entre los que se encuentran:

Seguridad Gestión de transacciones Directorio de nombres JNDI Conectividad remota

• De esta forma el desarrollador de componentes se centra en la resolución de los problemas de lógica de negocio. • Para que un componente pueda ser ejecutado, debe de ser previamente deployado en el contenedor correspondiente de un servidor Java EE.



• Características de las aplicaciones Empresariales Acceso a Bases de Datos: API JDBC (Java SE) Aplicaciones Transaccionales/Escalables/Disponibles/Seguras/Multicapa (derivadas de la arquitectura Java EE):

• Componentes que se ejecutan en la máquina cliente – Aplicaciones Cliente – Applets – Browser (aplicaciones web)

• Componentes que se ejecutan en la máquina servidora – Contenedor Web: » Componentes Web: API Servlets/JSPs/JSTL – Contenedor EJB: » Componentes de lógica de negocio (modelo) Componentes EJB

Integración de Aplicaciones Heterogéneas

• API XML (Java SE) • API Servicios Web



• Múltiples capas ...



• JDBC (Java SE) API para acceso a bases de datos relacionales El programador puede lanzar queries (consulta, actualización, inserción y borrado), agrupar queries en transacciones, etc. Permite implementar la capa modelo

• Conceptos JDBC El programador siempre trabaja contra los paquetes java.sql y javax.sql. Para poder contectarse a la BD y lanzar queries, es preciso tener un driver adecuado a ella

• Un driver suele ser un fichero .jar que contiene una implementación de todas las interfaces de la API de JDBC • Nuestro código nunca depende del driver, dado que siempre trabaja contra los paquetes java.sql y javax.sql



• Drivers JDBC

Aplicación Java java.sql javax.sql

API JDBC

JDBC Driver Manager API Driver JDBC

Driver JDBC-ODBC

Nativa Drivers ODBC

Driver Java

API Nativa BD

Servidor con API Genérica

Protocolo de acceso propietario a una base de datos

Driver JDBC-Net Driver Java

Implementaciones Driver JDBC

Base de Datos



DriverM anager + m anages 0..n < < Interfac e> > Driver

< <i nstanti ate> >

< < Interfac e> > Connection

< < ins tantiate>> < < Interfac e> > S tatem ent

<<i ns tan ti ate>> << Interfac e> > ResultS et


Acceso a Base de Datos JDBC (y 4)

•

•

Idealmente, si nuestra aplicación cambia de BD, no necesitamos cambiar el código; simplemente, necesitamos otro driver Sin embargo, desafortunadamente las BDs relacionales usan distintos dialectos de SQL (¡ a pesar de que en teoría es un estándar !)

Tipos de datos: varían mucho según la BD Generación de identificadores: secuencias, autonumerados, etc.

• Solución

Usaremos interfaces para el acceso a BD, de manera que se puedan construir adaptadores para distintas BDs, proporcionando implementaciones por defecto con SQL estándar cuando sea posible

• Otros conceptos relacionados

DriverManager vs DataSource

• JNDI (Java Naming and Directory Interface)

Pool de conexiones Transacciones



• Aplicación web

Aplicación que corre en al menos un servidor y a la que el usuario accede desde un cliente de propósito general (ej.: navegador en un PC, teléfono WAP, etc.)

• La comunicación en la Web gira en torno al protocolo HTTP

Protocolo de nivel de aplicación Funciona sobre TCP

• Usa el puerto 80 por defecto

Modelo petición/respuesta No tiene estado Al igual que SMTP, es un protocolo ASCII, que usa MIME para transferir información no ASCII

• Acceso a la web desde dispositivos móviles WAP es una pila de protocolos que nada tiene que ver con TCP/IP WML es el lenguaje equivalente a HTML para móviles

• Es una aplicación de XML • Lógicamente, tiene menos posibilidades gráficas



• Objetivo que se pretende Separación de roles

• Personas que realizan el aspecto gráfico => diseñadores gráficos o similares

– Conocimientos de diseño gráfico y herramientas para generación de HTML y WML

• Personas que implementan el controlador y el modelo => informáticos

– Conocimientos de diseño e implementación

Se deberían poder usar directamente las herramientas de diseño de páginas web Las actualizaciones al aspecto gráfico no deben provocar un re- arranque del servidor



• Tecnologías web (Java EE) APIs: Servlets, páginas JSP y JSTL Permiten implementar la interfaz gráfica (vista+controlador) de una aplicación web


Navegador

Aplicaciones web (int. gráf. + modelo )

JDBC

BD

NOTA: Contenedor = servidor

Noviembre 2006 Introducción al Desarrollo de Aplicaciones Empresariales 23

Tecnologías Web (y 4)

• Un servlet es una clase Java que puede recibir peticiones (normalmente HTTP) y generar una salida (normalmente HTML, WML o XML)

Los servlets que conforman una aplicación web se ejecutan en un servidor de aplicaciones web (contenedor) Cada servlet se puede asociar a uno o más URLs Paquetes javax.servlet y javax.servlet.http

• Una página JSP (Java Server Page) es un tipo especial de servlet (javax.servlet.jsp y javax.servlet.jsp.tagext) orientado a generar el texto de la interfaz gráfica

Tiene el aspecto de una página HTML Puede incluir scriptlets (scripts) para generar HTML dinámicamente Típicamente los scriptlets se escriben en Java

• JSTL (JSP Standard Tag Library) es una librería estándar de tags que pueden utilizarse en páginas JSP.


Capa Modelo

• Componentes EJB (Java EE) Automatizan la persistencia: API de persistencia:

• Permite mapear clases persistentes (“llamadas entidades”) a una Base de Datos relacional • Alternativa de más alto nivel que JDBC

Dan soporte a la implementación de fachadas del modelo

• Session Beans • Pueden tener interfaz local y/o remota

Enfoque declarativo

• Se declaran las clases que son persistentes • Se declaran las operaciones que son transaccionales y los aspectos de seguridad

Facilidad de desarrollo

• Al menos con EJB 3.0 ...



• Arquitectura de una aplicación con clientes standalone


Ap. Standalone (int. gráfica)




• Arquitectura de una aplicación web con un contenedor completo Java EE (tres capas)

Contenedor Java EE


Componentes EJB (modelo)

BD


Arquitectura multi-capa (y 3)

• Arquitectura de una aplicación web con un contenedor web y un contenedor de EJB (quizá de distinto fabricante)

Si los dos contenedores corren en la misma máquina física, se pude considerar como una arquitectura en tres capas. En general, es mejor la alternativa anterior






XML (1)

• APIs para XML XML - eXtensible Markup Language (http://www.w3c.org )

• Lenguaje de tags (similar en sintaxis a HTML) • Es extensible (no dispone de tags predefinidos) • Permite expresar datos y no aspecto visual (a diferencia de HTML)

Ejemplo

<?xml version=“1.0”> <forecasts> <city name="COR"> <forecast type="sunny" <forecast type="foggy" </city> <city name="LUG"> <forecast type="rainy" <forecast type="rainy" </city> ... </forecasts>




XML (2)

• APIs para XML (cont) Campos de aplicación (... entre muchos otros ...)

• • • •

Intercambio de datos entre aplicaciones heterogéneas Configuración de aplicaciones Generación de aspecto visual (ej.: HTML, PDF) a partir de los datos Bases de datos

Parsers XML (XML

• SAX

objetos + [validación estructura])

– Simple API for XML – Es un pequeño framework basado en eventos – El programador proporciona uno o varios objetos callback a los que el parser llamará cada vez que ocurra un evento de interés (apertura de un tag, cierre de un tag, un error, etc.)

• DOM

– Document Object Model – Construye una representación (un árbol) en memoria del documento – El programador puede acceder a los datos del documento recorriendo el árbol


XML (3)

SAX

DOM


XML (4)

• APIs para XML (cont) Las APIs de SAX y DOM están estandarizadas y existen un gran número de implementaciones para distintos lenguajes

• Ej.: Apache Software Foundation proporciona Crimson (SAX y DOM sólo para Java), Xerces (SAX y DOM) y Xalan (XSL) • En el caso de Java, familia de paquete org.xml.sax y org.w3c.dom (básicamente contienen interfaces y clases abstractas)

Lo que no está estandarizado es cómo crear instancias de los parsers JAXP - Java API for XML Processing (Java SE)

• API Java para procesamiento de documentos XML • Incluido en Java SE 1.4 • Familia de paquetes java.xml.{parsers, transform}


XML (y 5)

• APIs para XML (cont) JAXP

• Define una API para trabajar con parsers SAX, DOM y transformaciones XSL • Proporciona factorías para crear instancias de parsers y transformadores XSL de manera portable • Existen un gran número de implementaciones que proporcionan adaptadores para JAXP

– Ej.: Crimson, Xerces y Xalan

• Sun proporciona una implementación de JAXP por defecto: Crimson y Xalan. • Es posible utilizar otras implementaciones vía configuración


Servicios Web (1)

• •

Enfoque REST: peticiones directas HTTP, respuestas XML Se han estandarizado una serie de protocolos basados en XML que permiten el intercambio de información en un entorno distribuido

Cuentan con el respaldo de todos los fabricantes de tecnología (Sun, Oracle, IBM, Microsoft, etc.) También existen APIs para los lenguajes de programación más usuales, que facilitan el envío y recepción de mensajes En general, las APIs no son estándares, sin embargo ello no afecta a la interoperabilidad (porque los protocolos están estandarizados) En Java, las APIs se estandarizan

• Un Servicio Web es un servicio ofrecido a través de la web, que usa los anteriores protocolos y APIs para recibir peticiones y enviar las correspondientes respuestas


Servicios Web (y 2)

• APIs para integración de aplicaciones heterogéneas Principalmente APIs para Servicios Web

• Tecnologías basadas en XML para la integración de aplicaciones heterogéneas • Un servicio Web ofrece un conjunto de operaciones que pueden ser invocadas por clientes remotos, independientemente de la tecnología en la que estén implementados el servidor y el cliente • Protocolo de comunicación: SOAP

– Estandarizado por W3C (http://www.w3c.org ) – Utiliza XML para el intercambio de información – Conceptualmente permite enviar peticiones/respuestas en XML (normalmente sobre HTTP)

• Definición de la interfaz del servicio: WSDL

• Existen APIs para los lenguajes más usuales

– Disponible para Java EE, .NET y LAMP SOAP

Cliente

Servicio Web

– Estandarizado por W3C (http://www.w3c.org )

Servidor


Implementaciones de Java EE (1)

• Existen un gran número de fabricantes que venden servidores de aplicaciones certificados Java EE

Lista completa en http://java.sun.com/javaee/overview/compatibility.jsp Algunos ejemplos

• BEA WebLogic Server: http://www.bea.com

• IBM WebSphere ApplicationServer: http://www.ibm.com

• Sun Java System Application Server: http://www.sun.com

• Oracle Application Server: http://www.oracle.com


Implementaciones de Java EE (y 2)

• Implementaciones OpenSource Tomcat (proyecto de Apache): http://tomcat.apache.org

• Contenedor de aplicaciones web

JBoss: http://www.jboss.com


GlassFish: https://glassfish.dev.java.net


OpenEJB: http://openejb.codehaus.org

• Contenedor de EJB

Geronimo: http://geronimo.apache.org


• Portabilidad Si una aplicación sólo usa las APIs estándares => es posible instalarla sobre cualquier servidor de aplicaciones conforme a Java EE ¡ No se depende de un fabricante !


Alternativas a Java EE (1)

• .NET http://www.microsoft.com/net

Define un Common Language Runtime (CLR) y un IL (Intermediate Language) al que todos los lenguajes conformes a .NET compilan

• Idea similar a la máquina virtual de Java y a los bytecodes generados por el compilador de Java, respectivamente

Lenguajes

• Visual Basic .NET, Visual C++ .NET, Visual C# .NET, Visual J# .NET, etc.

Tecnologías • ADO.NET, ASP.NET, COM+: similares en concepto a JDBC, JSP y EJB (parcialmente), respectivamente • Son una mejora de sus versiones anteriores (ADO, ASP, COM, etc.) • APIs para XML y servicios Web

Implementaciones

• Principalmente la de Microsoft • También Mono (Open Source): http://www.mono-project.com


Alternativas a Java EE (y 2)

• LAMP http://www.onlamp.com Linux + Apache + MySQL +Perl/PHP/Python Perl/PHP/Python

• • • •

Lenguajes tipo Script Acceso a base de datos Tecnologías web Soporte para XML y servicios Web

Requiere menos conocimientos técnicos que Java EE o .NET ¿ Y la calidad del software ?



• ¿ Cómo se debe diseñar una aplicación empresarial para que sea mantenible y contenga partes reusables ?

Debería estar diseñada siguiendo la arquitectura que fijan los patrones arquitectónicos Model-View-Controller (MVC) y Layers

• F. Buschmann, R. Meunier, H. Rohnert, P. Sommerlad, M. Stal, Pattern-Oriented Software Architecture: A System Of Patterns, John Wiley and Sons, 1996.

Un patrón arquitectónico es un patrón de alto nivel que fija la arquitectura global de una aplicación Posteriormente, el diseño hará uso de patrones de diseño para resolver problemas específicos



• Patrón arquitectónico MVC

Separación clara entre el modelo (lógica de negocio) y la vista (interfaz gráfica), gracias a un controlador que los mantiene desacoplados Ventajas:

• El modelo es reusable con distintas vistas (ej.: una vista web y una con interfaz de ventanas) • División clara de trabajo entre los miembros de un equipo, que estará formado por personas con distintos niveles de especialización

• Patrón arquitectónico Layers

El software está estructurado en capas Permite ocultar las tecnologías que usa nuestro software

• Cuando hay un cambio de versión en una de ellas (o incluso se reemplaza por otra distinta), no tiene impacto sobre las capas superiores • División clara de trabajo entre los miembros de un equipo

Dará soporte a la arquitectura MVC

• Ej.: tanto la vista como el controlador nunca conocerán las tecnologías que usa la implementación del modelo


Capas de una Aplicación Web Java EE: MVC+Layers

Vista HTML + JSP + JSTL

Servlets Controlador

Interfaces con Casos de Uso (lógica de negocio)

Modelo Plugin: Plain | RMI | EJB | b

Interfaces para Acceso a Datos

Plugin: JDBC | XML | b


Referencias (1)

• Libros J. Crupi, D. Alur, D. Malks, Core J2EE Patterns, 2nd edition, Prentice Hall, 2003 F. Marinescu, EJB Design Patterns, John Wiley & Sons, 2002 G. Reese, Database Programming with JDBC and Java, 2nd edition, O. Reilly, 2000 E. R. Harold, W. S. Means, XML in a Nutshell: A Desktop Quick Reference, O. Reilly , 2001 B. McLaughlin, Java and XML, 2nd edition, O. Reilly, 2001 H. Bergsten, JavaServer Pages, 3rd edition, O. Reilly, 2003


Referencias (2)

• Libros (cont)

T. Husted, C. Dumoulin, G. Franciscus, D. Winterfeldt, Struts in Action, Manning, 2003. R Patel, G. Brose, M. Silverman, Mastering Enterprise Java Beans, 3.0, John Wiley & Sons, 2006 B. Burke, R. Monson-Haefel, Enterprise JavaBeans 3.0, 5th edition, O. Reilly, 2006 R. Andrew, D. Shafer, HTML Utopia: Designing Without Tables Using CSS, Sitepoint Pty Ltd, 2006 J. Zeldman, Designing with Web Standards, 2th edition, New Riders, 2006 J. McGovern, S. Tyagi, M. E. Stevens, S. Mathew, Java Web Services Architecture, Morgan Kaufmann, 2003


Referencias (3)

• Sitios Web http://java.sun.com/reference/blueprints/index.html http://java.sun.com/javaee http://java.sun.com/webservices http://jakarta.apache.org http://www.w3.org/Style/CSS http://www.microsoft.com/net http://www.onlamp.com http://www.xml.org


Referencias (y 4)

• Asignaturas en la Facultad de Informática de la UDC Integración de Sistemas

• http://www.tic.udc.es/~fbellas/teaching/is • 5º Ingeniería Informática • Se centra en el diseño e implementación de aplicaciones empresariales con Java EE y .NET. • Transparencias y código disponibles

Análisis y Diseño Orientado a Objetos

• • • •

http://www.tic.udc.es/~fbellas/teaching/adoo Optativa 2º ciclo, Ingeniería Informática Se centra en diseño e implementación con servicios Web con Java EE Transparencias y código disponibles

• Transparencias de esta charla disponibles en http://www.tic.udc.es/~mad/teaching/pfc3


introducción al desarrollo de aplicaciones empresariales · pdf filemodelo: encapsula...

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