Lecture13 (Лекции по Технологии программирования. Компонентный подход)

Технологии программирования. Компонентный подходВ. В. КуляминЛекция 13. Компонентные технологии разработки Web-приложенийАннотацияРассматриваются основные элементы компонентных сред Java 2 Enterprise Edition и .NET.Показывается, как в рамках этих технологий решаются основные задачи построенияраспределенных Web-приложений.Ключевые словаWeb-приложения, расширяемый язык разметки XML, XSLT, схема документа XML, Webконтейнер, EJB-контейнер, Web-компоненты J2EE, компоненты EJB, дескрипторы развертывания,Java RMI, JMS, JNDI, JTA, защита на основе ролей, DOM, SAX, StAX, ADO.NET, ASP.NET,конфигурационные файлы .NET, .NET Remoting, Active Directory, зоны приложений.Текст лекцииWeb-приложенияПосле обзора общих концепций, связанных с компонентными технологиями и распределеннымпрограммным обеспечением, отметим дополнительные общие черты таких технологий в ихсегодняшнем виде.Программное обеспечение в современном мире становится все сложнее и приобретает всебольше функций.

Коммерческие компании и государственные организации стремятсяавтоматизировать все больше своих процессов, как внутренних, так и тех, что связаны с общениемс внешним миром. При этом, однако, разработка таких приложений, их внедрение и поддержкастановятся все дороже.Есть, тем не менее, фактор, который помогает значительно снизить расходы — широчайшеераспространение Интернет. Если ваше программное обеспечение использует для связи междусвоими элементами базовые протоколы Интернет (TCP/IP и HTTP) и предоставляетпользовательский интерфейс с помощью HTML, который можно просматривать в любом браузере,то практически каждый его потенциальный пользователь не имеет технических препятствий дляобращения к этому ПО.

Не нужно распространять специальные клиентские компоненты, ставитьклиентам специальное оборудование, не нужно тратить много времени и средств на обучениепользователей работе со специфическим интерфейсом, настройке связи с серверами и т.д.Интернет предоставляет готовую инфраструктуру для создания крупномасштабных программныхсистем, в рамках которых десятки тысяч компонентов могли бы работать совместно и миллионыпользователей могли бы получать их услуги.Поэтому вполне логично, что Web-приложения, т.е.

программные системы, использующие длясвязи протоколы Интернет, а в качестве пользовательского интерфейса — HTML страницы, сталиодним из самых востребованных видов ПО. Однако, чтобы сделать потенциальные выгоды отиспользования Интернет реальными, необходимы технологии разработки Web-приложений,которые позволяли бы строить их на компонентной основе, минимизируя затраты на интеграциюотдельных компонентов, их развертывание и поддержку в рабочем состоянии.Другим важным фактором является распространение расширяемого языка разметки(Extensible Markup Language, XML) как практически универсального формата данных. XMLпредоставляет стандартную лексическую форму для представления текстовой информацииразличной структуры и стандартные же способы описания этой структуры. Многие аспектысоздания и работы Web-приложений связаны с обменом разнообразно структурированнымиданными между отдельными компонентами или представлением информации об организации,свойствах и конфигурации системы, имеющей гибкую структуризацию.

Использование XMLпозволяет решить часть возникающих здесь проблем.Поскольку все современные технологии разработки Web-приложений так или иначеиспользуют XML, следующий раздел посвящен основным элементам этого языка.Расширяемый язык разметки XMLДанный раздел содержит краткий обзор основных конструкций XML, для более глубокоизучения этого языка и связанных с ним технологий см. [1-7].XML [3-5] является языком разметки: различные элементы данных в рамках XML-документоввыделяются тегами — каждый элемент начинается с открывающего тега <tag> и заканчиваетсязакрывающим </tag>. Здесь tag — идентификатор тега, который обычно является английскимсловом или набором слов, разделяемых знаками ‘-’, которое(-ые) описывают назначение этогоэлемента данных.

Элементы данных могут быть вложены друг в друга, образуя дерево документа.Кроме того, каждый элемент может иметь набор значений атрибутов, которые представляют собойстроки, числа или логические значения. Значения атрибутов для данного элемента помещаютсявнутри его открывающего тега. Элемент данных, не имеющий вложенных подэлементов, можетбыть оформлен в виде конструкции <tag … />, т.е. не иметь отдельного закрывающего тега.Ниже приведен пример описания информации о книге в виде XML.<booktitle = "Pattern-Oriented Software Architecture, Volume 1: A System of Patterns"ISBN = "047195869"year = 1996hardcover = truepages = 476language = "English"><author>Frank Buschmann</author><author>Regine Meunier</author><author>Hans Rohnert</author><author>Peter Sommerlad</author><author>Michael Stal</author><publishertitle = "John Wiley & Sons"address = "605 Third Avenue, New York, NY 10158-0012, USA" /></book>В этом примере тег <book>, представляющий описание книги, имеет вложенные теги <author>и <publisher>, представляющие ее авторов (таких тегов может быть несколько) и издателя.

Онтакже имеет атрибуты title, ISBN, year, hardcover, pages и language (название книги, еемеждународный стандартный номер, т.е. International Standard Book Number или ISBN, плюс годиздания, наличие твердой обложки, число страниц и язык). Тег <publisher>, в свою очередь,имеет атрибуты title и address (название и юридический адрес издательской организации).Элементы XML-документа, называемые также сущностями, являются в некотором смыслеаналогами значений структурных типов в .NET, а значения их атрибутов — аналогамисоответствующих значений полей. При этом теги играют роль самих типов, а атрибуты ивложенные теги — роль их полей, имеющих, соответственно, примитивные и структурные типы.Расширяемым XML назван потому, что можно задать специальную структуру тегов и ихатрибутов для некоторого вида документов. Эта структура описывается в отдельном документе,называемом схемой, который сам написан на специальном подмножестве XML, DTD (DocumentType Declaration, декларация типа документа) [3-5] или XMLSchema [6].XML-документ всегда начинается заголовком, описывающим версию XML, которойсоответствует документ, и используемую кодировку.

По умолчанию используется кодировка UTF8.Затем чаще всего идет описание типа документа, указывающее схему, которой онсоответствует, и тег корневого элемента, содержащего все остальные элементы данногодокумента. Схема может задаваться в формате DTD или XMLSchema. Второй, хотя и являетсяболее новым, пока еще используется реже, потому что достаточно много документов определяетсяс помощью DTD и очень многие инструменты для обработки XML могут пользоваться этимформатом.

Используемая схема определяется сразу двумя способами — при помощи строки,которая может служить ключом для поиска схемы на данной машине, и при помощиунифицированного идентификатора документа (Unified Resource Identifier, URI), содержащего ееописание и используемого в том случае, если ее не удалось найти локально.Ниже приводится пример заголовка и описания типа документа для дескриптораразвертывания EJB компонентов (см.

подробности далее).<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><!DOCTYPE sun-ejb-jar PUBLIC "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Application Server 8.1EJB 2.1//EN" "http://www.sun.com/software/appserver/dtds/sun-ejb-jar_2_1-1.dtd"><sun-ejb-jar>…</sun-ejb-jar>Другой пример показывает заголовок документа DocBook — основанного на XML формата длятехнической документации, которая может быть автоматически преобразована в HTML, PDF идругие документы с определенными для них правилами верстки.<?xml version="1.0" encoding="windows-1251"?><!DOCTYPE article PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.3//EN""http://www.oasis-open.org/docbook/xml/4.3/docbookx.dtd"><article>…</article>Помимо элементов данных и заголовка с описанием типа документа, XML-документ можетсодержать комментарии, помещаемые в теги <!-- … -->, инструкции обработки вида <?processor-name … ?> (здесь processor-name — идентификатор обработчика, которомупредназначена инструкция) и секции символьных данных CDATA, которые начинаются наборомсимволов <![CDATA[, а заканчиваются с помощью ]]>.

Внутри секций символьных данных могутбыть любые символы, за исключением закрывающей комбинации. В остальных местах некоторыеспециальные символы должны быть представлены комбинациями символов в соответствии сТаблицей 11.СимволПредставление в XML<>&"'<>&"'Таблица 11. Представления специальных символов в XML.XML содержит много других конструкций, помимо уже перечисленных, но их рассмотрениевыходит за рамки данного курса. Читатель, желающий узнать больше об этом языке и связанных сним технологиях, может обратиться к [1-7].Платформа Java 2 Enterprise EditionПлатформа J2EE предназначена в первую очередь для разработки распределенных Webприложений и поддерживает следующие 4 вида компонентов [8].• Enterprise JavaBeans (EJB).Компоненты EJB предназначены для реализации на их основе бизнес-логики приложения иопераций над данными.

Любые компоненты, разработанные на Java, принято называтьбинами (bean, боб или фасолина, в разговорном языке имеет также значения головы имонеты). Компоненты Enterprise JavaBean отличаются от «обычных» тем, что работают врамках EJB-контейнера, который является для них компонентной средой. Онподдерживает следующие базовые службы при работе с компонентами EJB.o Автоматическую поддержку обращений к компонентам, размещенным на разныхмашинах.o Автоматическую поддержку транзакций.o Автоматическую синхронизацию состояния баз данных и соответствующихкомпонентов EJB в обе стороны.o Автоматическую поддержку защищенности за счет аутентификации пользователей,проверки прав пользователей или компонентов на выполнение выполняемых имиопераций и авторизации производимых действий.o Автоматическое управление жизненным циклом компонента (последовательностьюпереходов между состояниями типа «отсутствует»-«инициализирован»-«активен») инабором компонентов как ресурсами: удаление компонентов, ставших ненужными;загрузку новых компонентов; балансировку нагрузки между имеющимисякомпонентами; использование пула готовых к работе, но не инициализированныхкомпонентов, чтобы не тратить время на их удаление и создание, и пр.В целом EJB-контейнер представляет собой пример объектного монитора транзакций(object transaction monitor) — ПО промежуточного уровня, поддерживающего в рамкахобъектно-ориентированной парадигмы удаленные вызовы методов и распределенныетранзакции.• Web-компоненты (Web components).Эти компоненты служат для предоставления интерфейса к корпоративным программнымсистемам поверх широко используемых протоколов Интернет, а именно, HTTP.Предоставляемые интерфейсы могут быть как интерфейсами для людей (WebUI), так испециализированными программными интерфейсами, работающими подобно удаленномувызову методов, но поверх HTTP.В группу Web-компонентов входят фильтры (filters), обработчики Web-событий (web eventlisteners), сервлеты (servlets) и серверные страницы Java (JavaServer Pages, JSP).Компонентной средой для работы Web-компонентов служит Web-контейнер,поставляемый в рамках любой реализации платформы J2EE.