Module FMIN306 : servlets et conteneurs de servlets

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1 Module FMIN306 : servlets et conteneurs de servlets 1. Introduction à l administration d applications Web Les serveurs Web (Apache, IIS,...) peuvent être étendus par différents serveurs d applications Java (Apache Tomcat, JBoss, Jonas, BEA WebLogic, IBM WebSphere...) qui vont en enrichir les fonctionnalités en terme de richesse et de présentation de contenu comme de dynamique associée. Ces serveurs d applications vont notamment s articuler autour de la plateforme Java 2 EE de Sun (Java 2 Enterprise Edition ou J2EE). Java 2 EE simplifie la construction, comme le déploiement, d applications distribuées et multi-niveaux (n-tier) en les adossant sur une collection de composants modulaires standards. A cet effet, les composants exploitent un ensemble d APIs dédiées (servlets, JSP, JSF, EJB, JNDI, JDBC, RMI, LDAP, JAXP, JTA...). 1.1 J2EE La plateforme Java 2 EE est construite au dessus de l ossature J2SE (Java 2 Standard Edition). J2SE se concentre plutôt sur les applications s exécutant sur les postes clients et J2EE s adresse plutôt aux applications d entreprise ce qui explique les besoins de portabilité, fiabilité, flexibilité et de performance. J2EE englobe : 1. une plateforme standard basée : sur la notion de composant pour ce qui touche au développement d applications sur la notion de conteneur pour ce qui touche au déploiement d applications 2. un ensemble de services disponibles depuis l API J2EE pour la spécification d applications 3. une documentation complète proposée sur le site Web de Sun 1 Un application J2EE va s appuyer sur une architecture 3-tier voire n-tier 2. Le modèle n-tier sépare les couches de présentation des données, de traitement métier des données et d accès aux données rendues persistantes au sein d une même application. L application peut alors être vue comme un empilement de couches auquel chacune des couches rend un ensemble de services Les couches vont pouvoir communiquer au travers d un modèle d échange. Les avantages d un tel découplage portent sur : la mise à jour et la maintenance des couches logicielles facilitées (avec réduction des impacts sur les autres couches) une extensibilité accrue : ajout de nouveaux services et de ressources, simplifiés par un tel dispositif 1 voir http ://java.sun.com/javaee 2 Un tier est une couche logique ou fonctionnelle d un système 1

2 Master Info Fig. 1 Vue d ensemble des services et composants de l environnement J2EE (figure extraite de la documentation Sun) 1.2 Serveurs d application J2EE Les serveurs d application vont héberger des composants applicatifs au sein d un conteneur. Dans ce sens, ils s appuient sur les API J2EE et fournissent un ensemble de services système tels que : la sécurité les services transactionnels entre composants la gestion des sessions utilisateur la gestion de la montée en charge la connexion à diverses sources de données et les pools de connexion la gestion de la concurrence la tolérance aux pannes et la reprise sur incident Un conteneur va s avérer être un environnement d exécution chargé de la gestion et du déploiement de composants applicatifs qui peuvent nécessiter l accès à diverses API J2EE. Nous distinguerons dans un second temps, les serveurs d application qui exploitent l ensemble des spécifications J2EE, des serveurs Web (conteneurs Web) qui n implémentent que les spécifications liées au développement sur le Web et des conteneurs EJB. serveurs d application commerciaux

3 Master Info Oracle 9i Application Server BEA WebLogic IBM Websphere Sun Java System Application Server SAP Web Application Server serveurs d application open-source JBoss JOnAS ObjectWeb Geronimo Apache GlassFish conteneurs de servlets (et/ou JSP et/ou JSF) open-source Tomcat Apache Jetty JServ Apache (abandonné) Enhydra Server (orienté XML) conteneurs EJB EasyBeans OpenEJB Par ailleurs, un conteneur va comprendre dans son infrastructure un ensemble de composants applicatifs mais également un fichier (au format XML) décrivant le déploiement de ces composants. 1.3 Notions de composants et services Composant Un composant est une unité logicielle qui, intégrée à une application J2EE, va pouvoir communiquer avec d autres composants. Le composant est sous la dépendance du conteneur pour tout ce qui concerne les services système (transaction, sécurité, threading,...) Service Les services vont fournir l infrastructure technique que les composants vont pouvoir utiliser de manière distante à travers une interface de manière synchrone ou asynchrone (JDBC, JNDI, JTS/JTA, Web Service, JavaMail, JAAS, etc) Les protocoles d accès considérés seront les protocoles habituels pour ce qui concerne les accès aux services Internet : HTTP : Hyper Text Transfer Protocol TCP/IP : Transmission Control Protocol / Internet Protocol RMI : Remote Method Invocation SOAP : Simple Object Access Protocol SSL : Secured Socket Layer

4 Master Info Fig. 2 Vue d ensemble serveurs d applications supportés par J2EE (figure extraite de la documentation Sun) 1.4 Conteneurs de composants Web Un conteneur va permettre la gestion et le déploiement de composants Java EE, en l occurence des servlets et des JSP, qui vont faire vivre les applications Web dynamiques en Java. Un conteneur va soit faire partie intégrante du serveur Web, soit faire l objet d un serveur dédié. L idée générale est d étendre les fonctionnalités d un serveur Web en traitant avec une vision objet, les transactions HTTP. Un servlet va donc s exécuter côté serveur et va s avérer être un composant Java implémentant l interface javax.servlet.servlet. Le modèle Servlet est générique bien qu il soit presque exclusivment exploité dans le contexte du Web. Un Servlet va retourner un résultat au format HTML (implémente le paradigme requête-réponse HTTP). Les JSP (JavaServer Pages) sont des documents, principalement définis en HTML, qui vont cependant contenir en leur sein des portions de code Java (scriptlets). Au déploiement d un JSP, un servlet correspondant (tirant parti du code Java comme des balises HTML) est construit puis compilé par le conteneur de JSP de manière transparente. Les JSP sont donc des extensions des servlets et peuvent être étendus au travers de la notion de custom tag.une librairie JSTL (JavaServer Pages Standard Tag Library adossée sur XML) encapsule des fonctions exploitéesde manière récurrente par les applications

5 Master Info JSP. Un framework de création d interfaces utilisateurs basé sur les technologies JSP et servlets est également disponible. 2. Un exemple pratique au travers de Tomcat Tomcat du projet Apache Foundation est un moteur de servlet/jsp gratuit téléchargeable sur http ://jakarta.apache.org/tomcat (actuellement version 6). La documentation de de l API Servlet est disponible sur http ://java.sun.com/products/servlet. Tomcat contient une implémentation à jour des spécifications J2EE. Servlets Client Web Serveur Web Conteneur Composants Web JSP Fig. 3 Illustration générale Tomcat Tomcat peut être exploité de deux manières différentes, soit en association avec un serveur Web de type Apache, soit en solo (il inclut en effet un serveur HTTP). Dans la première configuration (reprise dans la figure ci-dessus), le module nommé mod jk fait office de module passerelle entre Apache et Tomcat. Le serveur Apache délègue ainsi le traitement des requêtes associées aux servlets et jsp à Tomcat. Nous allons maintenant nous concentrer sur l écriture et l exploitation de servlets au sein d un conteneur Web tel que Tomcat. Si l on s en réfère à l architecture proposée ci-dessous, nous allons surtout aborder les aspects correspondant au client Web - conteneur Web et source(s) de données.

6 Master Info Web Container EJB Container Navigateur Web Container EJB Container Client "Stand Alone" Fig. 4 Eléments considérés (figure extraite de la documentation Sun) 2.1 Architecture du paquetage Servlet Les servlets sont des classes Java implémentant des classes et des interfaces provenant des packages : javax.servlet, un package générique indépendant du protocole utilisé javax.servlet.http, un package spécifique au protocole HTTP 1.0 accessoirement le package java.io va permettre la gestion des exceptions 2.2 Fonctionnement d un servlet Lorsqu un servlet est appelé par un client, la méthode service() est alors invoquée. Le servlet ainsi défini, accepte deux objets en paramètres : l objet ServletRequest à l image de la requête formulée par le client, contient l ensemble des paramètres fournis au servlet (informations sur l environnement du client, cookies du client, ressource (URL) demandée,...) l objet ServletResponse correspond à la réponse qui va être faite au client (par exemple, envoyer des informations au navigateur). Il est ainsi possible de créer des en-têtes HTTP (headers), d envoyer des cookies au navigateur du client,... Un servlet peut être construit à partir de la classe GenericServlet qui implémente l interface Servlet. Il est à noter qu un servlet peut ne pas utiliser le protocole http mais prendre en charge par exemple des services ftp. Pour les aspects Web, une classe HttpServlet vient spécialiser GenericServlet et va prendre en charge tout ce qui est spécifique des aspects Web. HttpServlet implémente l interface Serializable qui permet notamment d exploiter l inactivation ou la duplication d un servlet dans des applications

7 Master Info distribuées. HttpServlet surcharge la méthode service() de GenericServlet qui va permettre la lecture et la redirection de la requête effectuée par le client vers la méthode de traitement appropriée. Le protocole http est principalement basé sur les méthodes GET et POST, et il s agit dans HttpServlet de redéfinir la méthode doget(...) pour traiter les requêtes GET et de redéfinir la méthode dopost(...) pour traiter les requêtes POST. <<interface>> Servlet GenericServlet + service() <<interface>> java.io.serializable HttpServlet + doget(...) + dopost(...) + init() + destroy() + getservletinfo() + service(...) Fig. 5 Diagramme de classes général 2.3 Construire un servlet import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class ServletDeBase extends HttpServlet { public void doget(httpservletrequest req, HttpServletResponse res) throws ServletException { // lecture de la requete // traitements // envoi de la reponse } }

8 Master Info HttpServlet + doget(...) + dopost(...) + init() + destroy() + getservletinfo() + service(...) PrendEnCharge > Elabore > 1 1 HttpServletRequest HttpServletResponse + getmethod() + getheader() + getremotehost() + getquerystring() + getparameter() + addheader() + encodeurl() + senderror() + sendredirect() + getoutputstream() Fig. 6 Diagramme de classes incorporant plus de détails Traiter une demande : HttpServletRequest La méthode DoXXX() (Doget() ou DoPost() permet de prendre en charge la demande au travers d un objet HttpServletRequest. Les principales méthodes de HttpServletRequest sont listées ci-dessous : String getmethod() : méthode HTTP exploitée par le client String getheader(string arg) : valeur de l argument arg passé en paramètres String getremotehost() : retourne le nom de domaine du client String getremoteaddr() : retourne l adresse IP du client String getparameter(string arg) : retourne la valeur de l argument arg provenant d un formulaire. Lorsque plusieurs valeurs sont présentes, seule la première est retournée String[] getparametervalues(string arg) : retourne l ensemble des valeurs arg d un formulaire (sélection multiple (cases à cocher, listes à choix multiples) les valeurs de toutes les entités sélectionnées Enumeration getparameternames() : retourne un objet Enumeration contenant la liste des noms des arguments retournés par la requête String getservername() : retourne le nom du serveur String getserverport() : retourne le numéro de port du serveur Construire une réponse : HttpServletResponse La réponse fournie en retour à l usager va être exploitée au travers d un objet HttpServletResponse. Les principales méthodes de HttpServletResponse sont listées ci-dessous : String setstatus(int StatusCode) : code de retour de la réponse void setheader(string Nom, String Valeur) : une paire clé/valeur dans les en-têtes

9 Master Info void setcontenttype(string type) : type MIME de la réponse HTTP (le type de données envoyées au navigateur) void setcontentlength(int len) : définit la taille de la réponse PrintWriter getwriter() : Retourne un objet PrintWriter permettant d envoyer du texte au navigateur client. Il se charge de convertir au format approprié les caractères Unicode utilisés par Java ServletOutputStream getoutputstream() : définit un flot de donnéees à envoyer au client, par l intermédiaire d un objet ServletOutputStream, dérivé de la classe java.io.outputstream void sendredirect(string location) : permet de rediriger le client vers l URL location Un premier exemple de servlet affichant seulement un message de bon fonctionnement : import javax.servlet.http.*; import javax.servlet.*; import java.io.*; public class Message extends HttpServlet { public void doget(httpservletrequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { response.setcontenttype("text/html"); PrintWriter returnhtml = response.getwriter(); } } returnhtml.println("<html><head><title>"); returnhtml.println("a simple GET servlet"); returnhtml.println("</title></head><body>"); returnhtml.println("<h2>this is your servlet answering</h2>"); returnhtml.println("</body></html>"); returnhtml.close(); Le cycle de vie d une servlet Le cycle de vie d un servlet est assuré par le conteneur de servlet et est nécessaire au bon déroulement des tâches attendues du servlet (démarrer/arrêter le servlet et traiter la demande). 1. le serveur crée un pool de threads auxquels il va pouvoir affecter chaque requête 2. Le servlet est chargé au démarrage du serveur ou lors de la première requête 3. Le servlet est instancié par le serveur 4. La méthode init() est invoquée par le conteneur 5. Lors de la première requête, le conteneur crée les objets Request et Response spécifiques de la requête 6. La méthode service() est appelée à chaque requête dans une nouvelle thread. Les objets Request et Response lui sont passés en paramètre 7. L objet Request permet à la méthode service() de pouvoir analyser les informations en provenance du client

10 Master Info L objet Response permet à la méthode service() de fournir une réponse au client 9. La méthode destroy() est appelée lors du déchargement du servlet. Le servlet est alors signalé au garbage collector (ramasse-miette) La mise en oeuvre de l interface javax.servlet.servlet permet au conteneur d assurer le cycle de vie de la servlet et fait appel à cinq méthodes : la méthode init() la méthode service() la méthode getservletconfig() la méthode getservletinfo() la méthode destroy() 3. Servlets et formulaires Les servlets simplifient l exploitation issues de l interaction des usagers au travers de formulaires HTML. Il suffit d indiquer le servlet en tant que valeur de l attribut Action de la balise Form, et de spécifier la méthode HTTP exploitée l aide de Method. Les données sont alors envoyées à l aide de la méthode spécifiée (GET par défaut) après un clic sur le bouton de type Submit. <FORM Method="POST" Action=" Nom : <INPUT type=text size=20 name=nom><br> Prenom : <INPUT type=text size=20 name=prenom><br> Age : <INPUT type=text size=2 name=age><br> <INPUT type=submit value=envoyer> </FORM>

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