Cours 8 : développement d'applications Web

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1 Cours 8 : développement d'applications Web Typologie des applications Web Architecture 3-tiers Composants J2EE : servlets, JSP, XML Terminologie : serveurs Web, d'applications, de servlets,... Le protocole HTTP 1

2 Typologie des applications Web Orientées présentation pages statiques pages dynamiques Orientées service 2

3 Serveur Serveur : ordinateur détenant des ressources particulières et qu'il met à la disposition d'autres ordinateurs par l'intermédiaire d'un réseau. On parle d' «architecture client-serveur». Différents types de serveurs : serveur d'applications, serveur web serveur de base de données, serveur de fichiers, serveur d'impressions... 3

4 Serveur Web Programme situé sur une machine connectée au réseau internet Dédié au protocole HTTP, il attend des requêtes client (navigateur web) Traite les requêtes Retourne une page HTML en réponse 4

5 Application Web Une application web est une extension dynamique d un serveur web. Une application web est formée d un ensemble de composants web, de ressources statiques (images, sons, ), de bibliothèques et de classes utilitaires. Les composants web fournissent cette capacité d extension. les servlets et pages jsp sont des exemples de composants web. Les composants web sont supportés par un container web ( tomcat ) qui leur fournissent un ensemble de services tels que les services de sécurité, de concurrence, de cycle de vie,. La configuration d une application web en vue de son déploiement est maintenue dans un fichier XML, appelé descripteur de déploiement. 5

6 requête HTTP serveur de BD serveur d'impression serveur Web container Web JSP servlet autres ressources apache tomcat composants web services sécurité, concurrence... 6

7 Applications Web orientées présentation (1/2) Il s'agit d'applications qui génèrent des pages contenant différents types de langage: html, sgml, xml,... en réponse à des requêtes. Les pages générées peuvent être statiques (pages html) Les pages générées peuvent être dynamiques : pages contenant du code exécuté sur le serveur 7

8 Applications Web orientées présentation (2/2) URL pointant sur une page contenant des scripts PHP (ASP, JSP) ayant pour rôle de construire "à la volée" des pages HTML. Exemple : la page pointée fait appel à un interpréteur PHP qui convertit son contenu. requête HTTP à une page PHP <?...?> serveur web page HTML moteur PHP code HTML 8

9 Applications Web orientées service Une application Web orientée service implémente un point d accès à un service via le Web. Ce service est souvent invoqué par une application orientée présentation Ce sont typiquement des services métiers. On parle de transactions B-to-B Exemple : une entreprise envoie une requête contenant la destination de livraison d'une commande. Le service requis détermine la route à suivre dont le coût est moindre. La réponse n'est pas obligatoirement liée à l'invocation du service. Elle pourra faire l'objet d'une réponse séparée. 9

10 Architecture d'une application Web Architecture 3-tiers 10

11 Architecture 3-tiers Architecture à 3-tiers ou Architecture à 3 niveaux couche présentation : partie de l'application responsable de la présentation des données, et de l'interaction avec l'utilisateur. (application HTML exploitée par un navigateur Web ou WML pour être utilisée par un téléphone portable par exemple). couche métier : reçoit les requêtes utilisateur. Le serveur d'application fournit les traitements métiers. C'est là qu'est implémentée la logique du système et ses règles de gestion. Ce niveau protège les données d'un accès direct par les clients couche d'accès aux données : est responsable de la gestion des données. Cette couche permet de rendre l'accès aux données transparente (uniforme) quelle que soit la méthode utilisée pour les stocker (fichier, base de données...). Cette architecture est avant tout un élément de structuration logique. Rien empêche aux 3 serveurs de s'exécuter sur une même machine 11

12 couche présentation couche métier couche d'accès aux données requête HTTP client web serveur web requête sql client Java logique métier serveur de BD client Ada 12

13 Architecture 3-tiers avantages - nette séparation entre les 3 couches favorisant un développement plus rapide d'application Web par réutilisation de composants métiers prédéfinis - échange de composants facilité - protection des données et sécurité rendues plus faciles à obtenir - changement d'implémentation de composants possible sans réécriture de l'ensemble de l'application 13

14 Composants J2EE J2EE servlets JSP XML 14

15 J2EE J2EE est une plate-forme fortement orientée serveur pour le développement et l'exécution d'applications distribuées et donc en particulier d'applications Web. L'infrastructure J2EE permet de séparer les applications de l'environnement dans lequel elles s'exécutent Elle est composée de deux parties essentielles : une infrastructure de services (transaction, sécurité,...) dans laquelle s'exécute les composants écrits en java : un tel environnement se nomme serveur d'application. un ensemble d'api (Application Programming Interface) : API Servlet, API JavaServer Pages, API JDBC,... Concurrent de.net 15

16 Composants J2EE : servlets Une servlet est une classe Java dont le rôle est d'étendre les fonctionnalités d'un serveur qui gère des applications accessibles en mode question-réponse. Elle reçoit une question, effectue un traitement et renvoie une réponse. Communément, les servlets étendent des applications hébergées par un serveur Web. Elle reçoivent donc une requête HTTP, effectue un traitement qui consiste à générer une page HTML et retourne cette page vers le navigateur de l'utilisateur. La technologie Java Servlet définit des classes spécifiques au mode HTTP. Les servlets peuvent s'appliquer à d'autres types de requêtes et donc à n'importe quel protocole de type requête/réponse C'est une technologie utilisée par des sites à fort trafic comme ESPN.com ou AltaVista.com 16

17 Composants J2EE : JSP Java Sever Pages est une technologie Java construite au-dessus des servlets L'objectif premier est de séparer les parties présentation et génération de contenu d'une application Web. JSP est un langage de script. Un script JSP est composé d'instructions Java placées entre balises et intégré au code d'une page HTML. Son rôle est de générer du code HTML. JSP n'est pas limité à la génération de texte HTML. Le code JSP permet aussi bien la génération de code XML ou XHTML 17

18 Composants J2EE : XML XML (extensible Markup Language) est un langage : pour l'échange, le stockage et l'affichage de données sur l'internet XML est un langage de balises (tags) : il n'utilise pas de balises prédéfinis comme HTML XML est extensible : il permet de définir de nouvelles balises : c'est un métalangage. Tout document XML est validé grâce à un autre document (DTD ou XML Schéma) qui contient la grammaire définissant le document XML 18

19 Solution Microsoft Microsoft propose la plate-forme.net équivalente à J2EE 1.4.NET est une plate-forme pour les développement d'applications distribuées fondée sur : le langage C# (très proche syntaxiquement de Java) une machine virtuelle 19

20 Terminologie Serveur Web Serveur d'application Conteneur de servlets - Moteur JSP Tomcat 20

21 Serveur Web serveurs HTTP Serveur Web/Serveur d'applications Serveur d'applications Fournit une infrastructure de services pour les applications hébergées sur un système (transactions, sécurité, accès aux objets métier, pool de ressources,..) Les serveurs d applications Web sont en général intégrés aux serveurs Web. S'exécute sous la forme d'un thread, dans le même processus que le serveur HTTP 21

22 Les serveurs d'applications du marché Serveurs d'applications utilisant des moteurs de servlets IBM BEA Oracle Iplanet WebSphere WebLogic Oracle Application Server Iplanet Application Server 22

23 Conteneur de servlets Conteneur (Moteur) de servlets Ensemble des classes qui implantent les APIs Servlets constituant ainsi un environnement d'exécution propre aux servlets Les moteurs de servlets sont souvent rattachés à des serveurs web. Exécutable avec tous les serveurs web (IIS, Apache,..) 23

24 Fonctionnement du moteur de servlet Normes Servlet, API standard, Java, JVM définies par SUN Plusieurs implémentations fournies par les acteurs du marché Pour fonctionner, il faut un serveur web, une machine virtuelle Java et un moteur de servlet Chaque servlet s'exécute dans un thread de la machine virtuelle Java à laquelle elle est associée. Les servlets peuvent donc communiquer entre elles facilement (changement de contexte léger) car elles fonctionnent dans le même espace d'adressage. Les données sont donc accessibles en lecture et en écriture simplement. 24

25 3 types de moteurs de servlets Le serveur gère le contenu statique, le moteur de servlet le contenu dynamique moteurs intégrés (utilisés pour le développement) - ils sont partie intégrante d'un serveur web développé en Java - serveur web et servlets exécutés dans la même JVM exemple : Tomcat moteurs embarqués - serveur web multithreadé, la JVM s'exécute dans un thread séparé - le serveur peut invoquer une servlet avec une bonne performance car changement de contexte peu coûteux moteurs externes - serveur web multi processus - la JVM est externe et partagée par les processus - accès lourd entre serveur et servlets 25

26 Traitement simultané des Premier modèle requêtes(1/2) Une seule instance de servlet => chaque requête client donne lieu à un thread qui manipule cette instance. C'est le comportement par défaut Il faut donc isoler les parties critiques dans le code de la servlet afin de synchroniser l'exécution des différentes requêtes Occupation mémoire faible ( contrairement à CGI ) Intérêt les requêtes peuvent partager des données ( les variables d'instance de la servlet) la servlet persiste sous forme d'instance ( elle peut conserver des données, une connexion à une BD par exemple, qui seront utilisées lors d'une prochaine requête) 26

27 import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; import java.io.*; public class MauvaisThread extends HttpServlet { private int compteur = 0; //variable d'instance partagée public void doget (HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) throws ServletException, IOException{ PrintWriter out = res.getwriter(); compteur=compteur+1; out.println("nb d'accès à la servlet "+compteur); } } les threads correspondant aux différentes requêtes partagent la variable d'instance compteur 27

28 Explication thread client 1 (t1) thread client 2 (t2) thread client 3 (t3) requêtes bytecode instance de servlet compteur=compteur+1 load compteur load 1 add store compteur t1 load compteur store compteur t2 load compteur... store compteur t3 load compteur... store compteur compteur

29 Solution import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; import java.io.*; public class MauvaisThread extends HttpServlet { private int compteur = 0; public void doget (HttpServletRequest req,httpservletresponse res) throws ServletException,IOException{ PrintWriter out = res.getwriter(); synchronized(this){ section critique int tmpcompteur = ++compteur; } } } out.println("nb d'accès à la servlet "+tmpcompteur); 29

30 Traitement simultané des Second modèle requêtes(2/2) A chaque servlet correspond une réserve d'instances A chaque requête HTTP correspond une instance de servlet et une seule La servlet n'a donc pas à gérer la synchronisation puisqu' aucune concurrence n'est possible Exemple : en cas d'accès simultané à un SGBD Chaque requête à une BD nécessite une connexion spécifique. Ceci est réalisé car chaque instance possède sa propre connexion Ce n'est pas le comportement par défaut. Il faut pour cela que la servlet implémente l'interface SingleThreadModel 30

31 Moteurs de servlets du marché Apache Apache Caucho Alliaire Tomcat JServ Resin JRun 31

32 Moteur JSP Ensemble des classes qui implantent les APIs JSP constituant ainsi un environnement d'exécution propre aux JSP Le moteur JSP traduit le code JSP en une servlet requête HTTP à une page JSP page HTML <html>... <%...%>... <\html> compilateur Java serveur web fichier jsp servlet 32

33 Serveur d'applications Tomcat Tomcat est la référence d implémentation des spécifications Java Servlet et JavaServer Pages développées par SUN Tomcat peut être utilisé à la fois comme serveur HTTP et comme conteneur d exécution des servlets et des JSP Il est compatible J2EE : l ensemble des développements réalisés pour Tomcat peuvent être portés sur des serveurs d applications commerciaux comme WebSphere, WebLogic, Oracle Application Server. 33

34 Serveur d'applications Tomcat Téléchargement (2/2) tomcat 5.5.x pour java Lancer le serveur (en local) Utilisateur est défini par le triplet (nom, password, rôle) géré par le fichier tomcat-users.xml. Le fichier n'est lu qu'au démarrage <user name="admin" password="secret" roles="standard,manager" /> Accès au manager 34

35 Le protocole HTTP Requête HTTP Dialogue HTTP Méthodes du protocole HTTP GET POST 35

36 Le protocole HTTP Définit l'ensemble des règles qui régissent le dialogue entre un client (navigateur Web) et le serveur Web. Le client envoie une requête HTTP référençant un document statique (HTML) ou dynamique, le serveur répond et la transaction est terminée. HTTP est un protocole sans état Une commande HTTP appelle une méthode. Les plus courantes sont GET et POST GET pour obtenir des informations (document, graphique, résultat d'une requête sur une BD) POST pour poster des informations (numéro de carte de crédit, informations à stocker dans une base,...) 36

37 Caractéristiques HTTP Version actuelle : HTTP/1.1 Protocole se situant sur la couche application du modèle OSI Utilise le protocole TCP. Il garantit un transport fiable d'informations Toutes les commandes HTTP sont émises en mode texte (ASCII) Il permet de : - charger des documents textes (HTML) ou binaires (GIF, JPG, son,...) - envoyer des informations au serveur Web - déposer des documents textes ou binaires sur le serveur Web - charger/déposer n'importe quel type de fichier 37

38 Requête HTTP (1/2) Une requête HTTP est une suite de lignes envoyées au serveur par le navigateur. Elle comprend: Une ligne de requête: comprend trois éléments séparés par un espace: La méthode (GET, POST,...) L'URL La version du protocole utilisé par le client (généralement HTTP/1.0) Les champs d'en-tête de la requête: suite de lignes facultatives qui donnent des informations supplémentaires sur la requête et/ou le client (navigateur, système d'exploitation,...). Ces lignes sont de type clé : valeur Le corps de la requête: suite de lignes optionnelles séparées des lignes précédentes par une ligne vide et permettant par exemple l'envoi des données d'un formulaire au serveur par une commande POST. 38

39 En-têtes client Informations transmises par le client dans l'en-tête de sa requête : From, Host, User-Agent informations sur le client Referer URI de la page qui lance la requête Authorization login et mot de passe Accept préférences pour le document demandé If conditions sur le document demandé User-Agent identification du navigateur Exemple Host: User-Agent: Mozilla/5.0 Accept : text/*, image/gif, image/jpeg,audio.wav 39

40 Requête HTTP (2/2) Exemple : la demande de la page donne lieu à la requête GET /eleves/numero.html HTTP/1.0 au serveur www2.cnam.fr 40

41 Dialogue HTTP Le client demande la page : navigateur établissement d'une connexion TCP/IP serveur www2.cnam.fr envoi d'un message pour l'obtention de la page intérprétation du contenu de la page réponse : renvoi de la page ou erreur fin de la connexion TCP/IP 41

42 Les méthodes du protocole HTTP Les méthodes standards du protocole HTTP sont : GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, TRACE HEAD est utilisée par un client pour une demande de l'en-tête (HTTP) d'un document (permet par exemple de savoir si un document a changé If-Modified-Since) 3 commandes supplémentaires avec la version 1.1 : PUT pour placer directement des documents sur le serveur DELETE pour supprimer un fichier du serveur (si autorisation!) TRACE obtenir un diagnostic des requêtes reçues par le serveur 42

43 GET: exemple A la requête client : correspond la requête GET qui associe des paramètres à l'uri (Unified Resource Identifier) GET /exec1/numero_v5.com?code=i30879 HTTP/1.1 Des lignes de type clé : valeur complètent la requête Exemple : Host: www2.cnam.fr Les paramètres de la requête forme une chaîne de caractères ajoutée à l'uri. Ces données figurent dans l'en-tête de la requête, c'est pourquoi leur taille est limitée à 240 caractères Une méthode GET peut appeler des pages de différents types : page HTML, XHTML, XML, servlet, page JSP, page PHP,... 43

44 44

45 POST Une requête POST passe toutes ses données dans le corps de la requête HTTP. Leur taille est donc illimitée. L'URL ne peut donc pas être suivie d'une chaîne d'interrogation où figurent par exemple les valeurs saisies à partir d'un formulaire L'échange de ces informations est donc invisible POST apporte une sécurité dans le cas d'envoi de données sensibles En pratique, les deux commandes sont interchangeables, mais on n'utilisera pas GET pour envoyer le numéro d'une carte de crédit ou mettre à jour une base de données. De même, on utilisera POST lorsque le volume des données à échanger est important. 45

46 En-tête HTTP de la réponse Informations transmises par le serveur sur le document taille du document Content-Length date de dernière modif Last-Modified nom du logiciel serveur Server date d'expiration du document Expire type MIME du document Content-Type... Exemple : Date: Sunday, 31-January-07 11:34:45 GMT Server: Tomcat Web Server/5.5 MIME-version: 1.1 Content-type: text/html Content-length: 3044 Last-modified:Monday, 12-October-06 15:12:45 GMT 46

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