Введение в Java EE
Java EE или Java Enterprise Edition представляет платформу для создания корпоративных приложений на языке Java. Прежде всего это сфера веб-приложений и веб-сервисов.
Java EE состоит из набора API и среды выполнения. Некоторые из API:
Java Servlets . Сервлеты представляют специальные модули, которые обрабатывают запросы от пользователей и отправляют результат обработки.
JavaServer Pages (JSP) . Также модули на стороне сервера, которые обрабатывают запросы. Удобны для генерации большого контента HTML. По сути предствляют собой страницы с кодом HTML/JavaScript/CSS с вкраплениями кода на Java
Enterprise JavaBeans (EJB) представляют классы, которые хранят бизнес-логику.
Contexts and Dependency Injection (CDI) предоставляет механизм для внедрения и управления зависимостями в другие объекты.
JSON Processing (JSON-P) позволяет работать со строками JSON в Java
JSON Binding (JSON-B) предоставляет функционал для сериализации и десериализации JSON в объекты Java.
WebSocket позволяет интегрировать WebSocket в приложения на Java.
Java Message Service (JMS) — API для пересылки сообщений между двумя и более клиентами.
Security API — API для стандартизации и упрощения задач обеспечения безопасности в приложениях на Java.
Java API for RESTful Web Services (JAX-RS) — API для применения архитектуры REST в приложениях.
JavaServer Faces (JSF) предоставляет возможности для создания пользовательского интерфейса на стороне сервера.
Эти и ряд других API сообственно и образуют то, что называется Java EE. Стоит отметить, что также в среде веб-разработки на Java популярна еще одна технология Spring. Фреймворк Spring не является частью Java EE и может использоваться как альтернативный подход к созданию веб-приложений на языке Java.
История развития
Предтечей Java EE был проект JPE Project, который стартовал в мае 1998 года. А в декабре 1999 года вышел релиз платформы Enterprise Java Platform (J2EE 1.2), которая объединяла такие компоненты как сервлеты, JSP, EJB, JMS. В 2006 году с выходом 5-й версии она была переименована в Java Enterprise Edition (JEE). С тех пор периодически выходят новые версии платформы. Последняя текущая версия — Java EE 8 вышла в сентябре 2017 года.
В 2017 году произошла новая веха в развитии платформы: Oracle передал контроль над развитием Java EE организации Eclipse Foundation. А в апреле 2018 года Java EE была переименована в Jakarta EE .
В начале 2019 года ожидается выход новой версии Jakarta/Java EE.
Официальный сайт платформы https://jakarta.ee/.
Установка IDE
Для работы с Java EE нам потребуется среда разработки или IDE. Есть различные среды разработки, которые ориентированы на корпоративную разрабоку под Java. Это IntelliJ IDEA, NetBeans и Eclipse. В данном случае на протяжении всего руководства мы преимущественно будем использовать Eclipse, потому что она является бесплатной и довольно широко распространена.
Для начала установим последнюю версию Eclipse, которую можно найти по адресу https://www.eclipse.org/downloads/. На странице загрузок выберем найдем рядом с названием текущей версии Eclipse кнопку «Download» и нажмем на нее.
После нажатия на кнопку нас перенаправит собственно на страницу загрузки, где необходимо будет нажать на кнопку «Download» для загрзуки установочного пакета:
После ее загрузки программы установки запустим ее и в отобразившемся списке опций выберем Eclipse IDE for Java EE Developers :
Далее надо будет указать папку для установки (или оставить выбранную папку по умолчанию) и принять пару лицензионных соглашений, и среда будет установлена.
Учебная карта по Java EE и веб-приложениям Java
Веб-приложение Java создает интерактивные веб-страницы, содержащие различные типы языков разметки (HTML, XML и т.д.), а также динамическое содержимое. Это содержимое обычно формируется веб-компонентами, например страницами JavaServer (JSP), сервлетами и компонентами JavaBean, которые позволяют изменять данные и осуществлять их временное хранение, взаимодействовать с базами данных и веб-службами, а также отображать содержимое в ответ на запросы клиентов.
Так как многие задачи разработки веб-приложения могут повторяться или требовать наличия избыточного шаблонного кода, то для уменьшения количества общих действий следует применять веб-платформы. Многие платформы (например, JavaServer Faces) предоставляют библиотеки для создания шаблонов страниц и управления сеансами, а также часто обеспечивают повторное использование кода.
Общие сведения о Java EE
Java EE (Enterprise Edition) представляет собой широко используемую платформу, содержащую набор взаимосвязанных технологий, которые существенно сокращают стоимость и сложность разработки, развертывания многоуровневых серверных приложений, а также управления ими. Платформа Java EE основана на платформе Java SE и предоставляет набор интерфейсов API (интерфейсов разработки приложений) для разработки и запуска портируемых, надежных, масштабируемых и безопасных серверных приложений.
Java EE в числе прочих содержит следующие компоненты:
Enterprise JavaBeans (EJB): управляемая серверная архитектура компонентов, используемая для инкапсуляции бизнес-логики приложения. Технология EJB позволяет осуществлять быструю и упрощенную разработку распределенных, транзакционных, безопасных и переносимых приложений, основанных на технологии Java.
Интерфейс API сохранения состояния Java (Java Persistence API, JPA): инфраструктура, позволяющая разработчикам управлять данными с помощью объектно-реляционного сопоставления (ORM) в приложениях, созданных на платформе Java.
Разработка на JavaScript и Ajax
JavaScript представляет собой объектно-ориентированный язык сценариев и в основном используется в клиентских интерфейсах веб-приложений. Ajax (асинхронный JavaScript и XML) является технологией Web 2.0, позволяющей выполнять изменения веб-страницы без ее обновления. Для реализации компонентов и функций Ajax на веб-страницах можно использовать наборы инструментов JavaScript.
Java EE 8: краткий и весьма оптимистичный обзор новых возможностей
Когда-то давно, знойным летом 2013 года вы и именно вы убедили нас взяться за работу над замечательной книгой «Изучаем Java EE 7» Энтони Гонсалвеса, которая выдержала 6 тиражей и стала настоящим бестселлером. Теперь мы всерьез рассчитываем еще до конца года приступить к работе над книгой по Java EE 8 от грамотного и симпатичного специалиста Себастьяна Дашнера.
7 ноября господин Дашнер опубликовал статью с собственными размышлениями о перспективах и плюшках Java EE 8. Под катом вашему вниманию предлагается перевод этой статьи с немецкого языка
На чем следует сконцентрироваться при разработке проектов для больших предприятий? В чем именно заключается «легкость» платформы Java EE? Каким образом Java EE поддерживает бизнес-концепции и предметно-ориентированное проектирование? Как развивалась эта платформа? В каком направлении продолжает развиваться? В этой статье кратко рассмотрены новые возможности и интеграция Java в контейнерные окружения
Разработка: акцент на Enterprise-проектах
Ключевая составляющая любых Enterprise-программ – это такие функции, которые дают оборот средств. Добавленная стоимость приобретается при реализации кейсов, обеспечении бизнес-логики, в меньшей степени зависит от того, как именно выполнена техническая реализация, либо какая технология для этого выбрана. Таким образом, Enterprise-проекты должны быть заточены прежде всего на реализацию практических сценариев.
Разработчик зачастую видит эту ситуацию иначе. Его интересуют детали реализации, качество, а также красота технических решений. Программа проектируется, обсуждается с коллегами, код перерабатывается и структурируется. Да, все это важные аспекты разработки ПО – в любом случае, в первую очередь нас интересует выполнение требований заказчика, а уже потом придется тратить время и силы на доработку кода.
Когда enterprise-инженер научится видеть эти проблемы с точки зрения заказчика (выкладывающего деньги) и с точки зрения проект-менеджера, у которого сверстан бюджет – многое станет понятнее.
Java Enterprise – первым делом бизнес-логика!
Поэтому мы уделяем особое внимание реализации бизнес-логики (логики предметной области). Лишь когда логика будет готова, затрагиваются более узкие технические вопросы. Java Enterprise благоприятствует такому подходу. Предметные области – его суть – сначала реализуются на чистом Java. Поскольку мы работаем в enterprise-секторе, для нас весьма актуальны и сквозные функциональности, такие, как коммуникация и сохраняемость данных. На современной Java EE они вполне реализуются декларативно, практически с минимальными издержками. В принципе, на платформе Java EE действует принцип «соглашений по конфигурации», поддерживающий такой подход к программированию.
Спецификации Java добавляются к нашей бизнес-логике (классам на чистом Java) при помощи немногочисленных аннотаций. Затем бизнес-логика с легкостью проверяется при помощи модульных тестов. Поскольку на современной Java EE почти весь функционал декларируется в аннотациях, классы можно инстанцировать прямо в тестах – в том числе, без enterprise-контейнера.
Java EE и предметно-ориентированное проектирование (DDD)
Мы реализуем входную точку конкретного кейса, так называемый фасад, как аннотированный Java-класс. В терминологии предметно-ориентированного проектирования принято говорить, что такой класс представляет некоторый сервис. В следующем примере показан сервис, реализованный как EJB:
Класс CarFactory создает новые сущности Car согласно имеющимся спецификациям. «EntityManager» управляет сохраняемостью этих сущностей в базе данных.
Таким образом представлена концепция, известная в предметно-ориентированном проектировании как паттерн «репозиторий». Тип «EntityManager»предлагает совершенно четкий API. Дополнительный фасад, также именуемый DAO (объект доступа к данным), применявшийся в мире J2EE, здесь более не нужен.
При представлении бизнес-процессов на уровне программы их сначала нужно реализовывать прямо в виде фасада, как CarManufacturer в данном случае. Если методы и процессы чрезмерно усложнятся, функционал переходит на уровень делегатов, таких, как CarFactory в данном случае. Модульные тесты обеспечивают верное поведение – в этих тестах инстанцируются фасады, а делегаты, соответственно, имитируются в виде mock-объектов.
Классы предметной области, к примеру, Car , в то же время являются POJO («plain old Java object»), которые можно снабжать аннотациями, иллюстрирующими технически целесообразный функционал, например, сохраняемость:
В предметно-ориентированном проектировании под сущностями понимаются конкретные объекты, относящиеся к предметной области; это «коренные» объекты нашего приложения. JPA обеспечивает отображение сущностей на уровень сохраняемости почти без дополнительных издержек – это делается при помощи аннотаций. Обозначение аннотации @Entity также гармонично вписывается в мир DDD. JPA требует, чтобы @Entity можно было идентифицировать по @Id .
JPA также поддерживает концепцию под названием агрегат. Так, продолжая наш пример, в машине найдется несколько сидений. В нашей предметной области можно идентифицировать каждое сиденье. Операции сохранения каскадируют от корневого объекта Car ко всем относящимся к нему экземплярам Seat. Таким образом, мы можем запросить из базы данных по имеющемуся идентификатору целую машину, включая все ее составные элементы.
DDD-фабрики, инкапсулирующие в методах или классах создание сравнительно сложных объектов, реализуются в мире Java EE либо на чистом Java, где методы – это части сущностей предметной области, либо при помощи CDI. Что касается CDI, отдельного упоминания заслуживают их фабричные методы (producer method) – очень компактные и полезные. В следующем примере сначала показана фабрика, часть сущности «автомобиль»:
Упаковывать фабрики в сущности целесообразно прежде всего в тех случаях, когда для создания конкретных объектов соответствующая сущность должна обладать многочисленными свойствами. В следующем примере показано создание производного CarFactory при помощи CDI:
Как и в первом примере, экземпляр BMWCarFactory можно внедрить при помощи типа CarFactory .
В этих примерах показано, насколько легковесный подход к разработке практикуется в современной Java EE, не влекущий существенных технических издержек. Основное внимание уделяется бизнес-логике, которая без особых издержек адаптируется под технические требования Enterprise-приложения.
Коммуникация в Java EE: JAX-RS, JMS, WebSocket и JSON
Серверные конечные точки с JAX-RS, JMS или WebSocket – другие примеры, иллюстрирующие, как тонкие декларативные API облегчают жизнь разработчику. В большинстве прикладных ситуаций вполне достаточно действующего в Java EE принципа «соглашение по конфигурации». В иных случаях поведение можно расширять программно.
JSON-связывание при помощи JSON-B – еще одно нововведение, появившееся в Java EE 8. Как и при применении JAXB для XML, JSON-B позволяет декларативно отображать классы Java на JSON и обратно. В Java EE 8 JSON-B бесшовно интегрируется с JAX-RS; JAX-RS Runtime делегирует JSON-отображение ссылочных типов к JSON-B. Таким образом, классы тех типов, что применяются в ресурсах JAX-RS, могут определять аннотации. Без каких-либо дополнительных конфигурационных издержек эти аннотации учитываются в HTTP-запросах и откликах. В следующем примере показан класс User , сериализуемый при помощи JSON-B:
JAX-RS-ресурс, представляющий конечную точку HTTP в данном прикладном случае, задает для тела запроса или отклика тип «User» :
Сериализация JSON-B подхватывает все автоматически: в JSON-объектах переданного по HTTP списка пользователей содержится свойство username и отсутствует id .
Декларативный подход и взаимодействие с API Java EE особенно хороши при Enterprise-разработке, поскольку в этой сфере всегда требуется сосредоточиться только на самом существенном.
Java EE и приложения с нулевыми зависимостями: работа с Docker и Kubernetes
Тот факт, что программисту требуется работать максимально продуктивно, также отражается и на уровне модели сборки и развертывания. В приложениях Java EE применение традиционно отделяется от реализации. Классы импортируют только лишь API – реализацию обеспечивает Enterprise-контейнер. Такой подход позволяет максимально сократить время сборки, доставки и развертывания. На всех этапах работы конвейера непрерывной доставки компилируется, собирается и доставляется лишь содержимое приложение – но не реализация каркаса. Последняя происходит уже во время исполнения.
Именно поэтому Java EE максимально выгодно раскрывается в мире контейнеров и оркестровки, то есть, в связке с Docker и Kubernetes. Когда в файловой системе применяется копирование при записи и действуют отдельные кэши на уровнях отдельных образов контейнеров, инфраструктура выполняет лишь самые необходимые операции. При каждой итерации доставляются лишь скомпилированные классы нашего приложения, но не технологическая часть. Этот подход обеспечивают так называемые «приложения с нулевыми зависимостями», упаковываемые в WAR-архив. При этом приложение содержит зависимости лишь с областью видимости provided .
В следующем примере показан файл Docker, содержащий базовый образ GlassFish 5 и приложение Java EE. Потенциальные зависимости приложения не доставляются в развертываемую версию, а фигурируют лишь на более ранних этапах в Docker-файле.
# добавляем потенциальные provided-зависимости
COPY . jar $GLASSFISH_HOME/glassfish/domains/domain1/lib/ext/
COPY target/cars.war $GLASSFISH_HOME/glassfish/domains/domain1/autodeploy
Получаемый в результате образ Docker при запуске автоматически выполняет наше приложение.
Благодаря приложениям с нулевыми зависимостями, а также этим элементам из файла Docker реализуется концепция «копирование при записи», значительно ускоряющая весь конвейер непрерывной доставки. Если не изменяется ни среда времени исполнения, ни зависимости, существующие между несколькими сборками (а так обычно и бывает), то упаковываются и пересылаются только лишь классы нашего приложения в архиве cars.war .
Как правило, в Enterprise-проектах зачастую приходилось хотя бы отчасти иметь дело со сложностями, версиями и конфигурацией, касающимися серверов приложений. На серверах находится множество приложений, что осложняет развертывание, конфигурирование и новые операции установки, а в некоторых случаях также требует согласования. Такая проблема решается при помощи контейнеров вроде Docker. Поскольку в контейнере содержится все, что необходимо для запуска и конфигурирования приложения – в том числе, среда времени исполнения и конфигурация – выбор технологии не зависит от других приложений. Обновление версий, например, переход с Java EE 7 на Java EE 8 получается не столь обременительным и рискованным. Поэтому в развертываемой версии не приходится доставлять весь стек целиком и мегабайты зависимостей – все это входит в состав соответствующих базовых образов.
Java EE 8 и далее
Итак, в Java EE 8 появились новые возможности, среди которых наиболее заметен новый стандарт JSON-B, значительно упрощающий Enterprise-разработку. Ранее за улаживание конфликтов версий между сторонними зависимостями и, в частности, их транзитивными зависимостями и библиотеками серверов приложений отвечали фреймворки для отображения JSON, например, Jackson. На разрешение конфликтов уходили ресурсы и время. С Java EE 8 можно обойтись без всех этих лишних издержек.
Кроме JSON-B был введен еще один новый стандарт — Security API, обеспечивающий безопасность, а также были обновлены некоторые старые API: CDI, JSON-P, Bean Validation, JPA, Servlet и JSF. Кроме того, особо отмечу такие нововведения, как события Server-Sent, реактивные клиенты в JAX-RS, новые возможности JSON-P 1.1. и Bean Validation 2.0, а также многочисленные доработки в интеграции различных стандартов. Направление, в котором развивались API Java EE в последние месяцы и годы, весьма оптимистично с точки зрения разработчиков, а после передачи платформы Java EE в ведение Eclipse Foundation (встречайте Eclipse Enterprise for Java (EE4J)) дальнейшая разработка Java EE должна пойти в более открытом режиме и, вероятно, ускориться.
Современная Java EE позволяет программисту сосредоточиться на самых важных прикладных аспектах и снизить до минимума технические издержки. Поскольку готовые к развертыванию версии стали максимально компактными, Java EE теперь оптимально интегрируется с контейнерными окружениями – например, Docker, Kubernetes или OpenShift.