Introdução a Containers Web: A Primeira Aplicação Web com Servlets

 

Fala galera!!! Depois de um tempo sumido (Carnaval Sá comé né! :D) venho aqui lhes passar um post sobre servlets. Explicando como os benditos funcionam na teoria, e um exemplo de como utiliza-los na prática... Então deixa de enrrolação e vamos lá!

Tipos  de Clientes

• Há dois tipos básicos de clientes:
  • Clientes tipo "Aplicação"
    • Arquitetura em 2 camadas
    • "Fat client"
    • São instalados em cada desktop
  • Clientes Web
    • Browser como cliente universal fornecendo a interface com o usuário (UI)
    • Uso de HTML (talvez com Javascript ou DHTML), ou XHTML ou XML/XSL para definir as telas
    • Uso de HTTP ou HTTPS como protocolo
    • A lógica de negócio (Business Logic) roda no servidor
• J2EE permite criar aplicações Web dinâmicas (com conteúdo dinâmico)
  • J2EE provê Web Containers e duas API para escrever aplicações
    • API servlets
    • API Java Server Pages (JSP)
• Nesta seção, veremos:
  • A anatomia de um Web Container
  • Uma aplicação Web simples
  • Detalhes sobre o funcionamento dessa aplicação

O Protocolo HTTP

• Supõe-se que o aluno esteja familiarizado com o protocolo HTTP, em especial:
  • O cliente inicia a conversa pedindo uma página
    • Não há callback do servidor para o cliente
  • GET request Method
    • Para pedir páginas estáticas ou dinâmicas
      • http://www.dominio.com.br?nome=jacques
  • POST Request Method
    • Para pedir páginas dinâmicas
  • Formulários em páginas HTML podem usar o método GET ou POST
  • Response HTTP com a página pedida
  • Tipos MIME (Multi-Purpose Internet Mail Extensions)
    • text/html
    • image/gif
  • Originalmente, a forma de obter informação dinâmica com HTTP é de usar CGI (Common Gateway Interface), uma forma de ativar um programa externo que gera uma página de resposta

Containers Web e Aplicações Web

• Aplicações Web rodam no servidor
• Para fazer aplicações no servidor, previsamos de:
  • Um modelo de programação e uma API
  • Suporte de runtime no servidor
    • Para executar aplicações
  • Suporte de deployment
    • Para instalar aplicações no servidor e customizá-las
• J2EE oferece:
  • Web Components
    • Java Servlets e Java Server Pages
  • Web Applications
    • Uma coleção de servlets, páginas JSP, outras classes, bibliotecas e recursos estáticos tais como páginas HTML, XML, etc.
  • Um Web Container
    • Para hospedar aplicações Web
    • Essencialmente uma JVM com API especial de servlets e suporte para JSP
    • O container é responsável pelo ciclo de vida dos componentes Web (inicialização, chamada, destruição, ..)
  • Uma estrutura de packaging e um Deployment Descriptor
    • Arquivos com formato especial para armazenar um Web Component (arquivo WAR) ou Web Application (arquivo EAR)
    • O Deployment Descriptor é um arquivo XML que permite customizar a aplicação em tempo de deployment (instalação)
• Veja a figura abaixo:

Servlets

• Servlets permitem que a lógica de aplicação seja embutida no processo request-response
  • Um servlet é um programa Java que roda do lado servidor e que estende a funcionalidade do servidor Web
  • A API de servlets provê um framework simples para construir aplicações em servidores Web que dão suporte a servlets
• Um exemplo de um servlet está aqui
• Exemplos de servidor Web que dão suporte a servlets
  • Tomcat do projeto Apache
  • WebLogic da BEA
  • Inprise Application Server da Borland
  • iPlanet Application Server da Sun
  • WebSphere Application Server da IBM
  • Servidores completos J2EE grátis tais como JBoss
• Internet Information Server (IIS) da Microsoft não tem suporte a Web Containers
  • Use Tomcat, JRun ou ServletExec como plug-in no IIS
• Quando o Web server entende que uma URL deve ser atendida por um Web Container, ele passa o controle para o container
  • Este container decide qual Web Application deve executar
  • Quando é um servlet, o container controla a execução do servlet
  • Através da API de servlets, o servlet pode acessar a informação do Request, fornecer uma Response, etc.

Java Server Pages

• A geração de informação dinâmica pode ser feita de duas formas:
  • Programaticamente (servlets)
  • Através de templates (Java Server Pages ou JSP)
• O uso de templates é melhor pois deixa o Web Designer com possibilidade de criar as páginas
• JSP é uma extensão da tecnologia de servlets
  • Uma página JSP contém código HTML (ou XML)
  • Tags especiais ou "scriplets" especiais são embutidos no HTML para execução para produzir o conteúdo final
  • Um exemplo de página JSP  está aqui
  • A página JSP é traduzida para um servlet automaticamente pelo servidor J2EE
  • O servlet é compilado (apenas uma vez)
  • A partir daí, o servlet é executado para gerar o conteúdo dinâmico
  • Observe que, depois que a página JSP foi transformada em servlet, a situação é idêntica à execução de um servlet

• Active Server Pages (ASP) da Microsoft é semelhante mas:
  • É interpretado, não compilado
  • A linguagem é VBScript

Servlets ou Java Server Pages?

• Temos várias alternativas para a geração de páginas dinâmicas
  • Servlets contêm a lógica de aplicação e geram o conteúdo das páginas
  • JSP contêm a lógica de aplicação e geram o conteúdo das páginas
  • Servlets contêm a lógica de aplicação e JSP geram o conteúdo das páginas

Deployment Descriptors

• Deployment Descriptors ajudam a configurar a aplicação Web durante a instalação (deployment)
• O Deployment Descriptor é um arquivo chamado web.xml que tem os seguintes propósitos:
  • Prover valores iniciais para parâmetros de Web Applications
    • Exemplo: servidor de Banco de Dados, etc.
    • Usado para inicializar qualquer valor que poderá mudar entre duas instalações
    • Exemplo: não é um bom lugar para colocar a taxa de câmbio do dólar
    • Permite configurar as aplicações sem alterar código e recompilar os servlets
  • Definir servlets e JSPs
    • Cada servlet e JSP usado pela aplicação deve ser descrito para permitir que seu deployment seja feito
  • Especificar mapeamentos de servlets e JSPs
    • Define como URLs que chegam do cliente serão mapeadas para servlets e JSPs
  • Especificar MIME types usados por cada aplicação
  • Especificar dados de segurança
    • Pode especificar quais páginas precisam de um login, qual é a página de login, que papel o usuário deve ter para acessar a página, etc.
  • Customizar páginas de boas vindas, páginas de erro, configuração de sessão, etc.

Nossa Primeira Aplicação Web

• Vamos programar?
• O problema:
  • Escreva uma aplicação que peça ao usuário seu nome e email
  • Imprima uma página de boas vindas dependente do horário do dia
• A solução: usaremos
  • Uma página HTML fixa com um formulário para pedir a informação
  • Um servlet para processar o request e gerar a página de boas vindas
  • Um Deployment Descriptor

O arquivo EAR

• No final das contas, nossa aplicação Web será contida no arquivo "CadastromailApp.ear"
  • Um arquivo "ear" é um arquivo com formato JAR contendo uma aplicação J2EE (Enterprise Application Archive)
  • Dado este arquivo, podemos rodar em qualquer servidor J2EE
  • Basta, para tanto, passar por um processo de deployment
• Podemos criar este arquivo "na mão", mas é mais simples usar uma ferramenta de deployment
  • A ferramenta de deployment vai ser usada para 2 coisas:
    • Criar o arquivo ear
    • Fazer o deployment da aplicação junto ao servidor
• Tudo isso depende do servidor J2EE que estaremos usando
  • Cada um tem um deployment tool diferente
• Usaremos o servidor grátis fornecido no "J2EE SDK"
  • Em particular, usaremos o "j2sdkee1.3", o último disponível em outubro 2001
• Siga os passos dados abaixo, depois que tiver instalado:
  • O J2SE (antigo JDK): http://java.sun.com/j2se/1.3/
  • O J2EE SDK: http://java.sun.com/j2ee/download.html#sdk
  • O utilitário ant: http://jakarta.apache.org/builds/jakarta-ant/release/v1.3/bin
    • Semelhante a make, mas independente de plataforma
• Para ver como instalar tudo isso, veja o tutorial J2EE em http://java.sun.com/j2ee/download.html#tutorial

Criação do arquivo HTML

• Escolha um diretório para colocar todo o código fonte da aplicação
  • Chamaremos este diretório de "src/cadastromail"
• Crie o seguinte arquivo src/cadastromail/index.html

<html>

<head>
<title>Cadastro de Mail</title>
</head>

<body>
<h1>Bem-vindo!</h1>
<form method="POST" action="/cadastromail/cadastra">
  <p>Seu nome <input type="text" name="nome" size="40"></p>
  <p>Seu email <input type="text" name="email" size="40"></p>
  <p><input type="submit" value="Submit"> <input type="reset" value="Reset"></p>
</form>
</body>

</html>

Criação do servlet

• Agora, crie o servlet no arquivo src/cadastromail/CadastroServlet.java

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.io.*;
import java.util.*;

public class CadastroServlet extends HttpServlet {
  protected void doPost(HttpServletRequest request,
                        HttpServletResponse response)
                        throws ServletException, IOException {

    // pega parâmetros do request
    String nome = request.getParameter("nome");
    String email = request.getParameter("email");
    
    GregorianCalendar calendário = new GregorianCalendar();
    String mensagem = calendário.get(Calendar.AM_PM) == Calendar.AM ?
                      "Bom dia" : "Boa Tarde";

    // acerta tipo MIME para a resposta
    response.setContentType("text/html");

    PrintWriter out = response.getWriter();
    out.println("<HTML>");
    out.println("<BODY>");
    out.println("<P>" + mensagem + ", " + nome + "</P>");
    out.println("<P>Obrigado por cadastrar seu email (" + email + ") conosco.</P>");
    out.println("<P>- A Galera Java</P>");
    out.println("</BODY>");
    out.println("</HTML>");
    out.close();
  }
}

• Não se preocupe com a forma de funcionamento do servlet ainda
• Usaremos "ant" para compilar nossas aplicações
• Por enquanto, o arquivo src/build.xml deve conter:

<project name="disciplina-j2ee-exemplos" default="all" basedir=".">
  <target name="init">
    <tstamp/>
    <property name="build" value="../build" />
    <property name="cadastromail" value="cadastromail" />
    <property environment="myenv" />
    <property name="j2eepath"  value="${myenv.J2EE_HOME}/lib/j2ee.jar" />
  </target>

  <target name="prepare" depends="init">
    <mkdir dir="${build}" />
  </target>

  <target name="clean" depends="init">
    <delete dir="${build}" />
  </target>
      
  <target name="all" depends="init,cadastromail">
  </target>

  <target name="cadastromail" depends="init">
    <mkdir dir="${build}/${cadastromail}" />
    <copy todir="${build}/${cadastromail}" >
      <fileset dir="${cadastromail}"  >
        <include name="**/*.html" />
      </fileset>
    </copy>
    <javac srcdir="${cadastromail}"
      destdir="${build}/${cadastromail}"
      classpath="${j2eepath}" >
      <include name="**/*.java" />
    </javac>
  </target>
</project>

• Compile a aplicação:

C:\...\src>ant cadastromail
Buildfile: build.xml

init:

cadastromail:
    [mkdir] Created dir: C:\...\build\cadastromail
     [copy] Copying 1 file to C:\...\build\cadastromail
    [javac] Compiling 1 source file to C:\...\build\cadastromail

BUILD SUCCESSFUL

Total time: 4 seconds

• Isso automaticamente criará o diretório "build", no mesmo nível de "src"

Construção da aplicação

• Inicie o servidor J2EE (na máquina local ou outra)

j2ee -verbose

• O servidor poderá ser terminado depois com "j2ee -stop"
• Inicie a ferramenta de deployment

deploytool

• Você deve ver a seguinte tela

• Passos a executar:
  • Escolha File/New/Application
  • Clique em Browse e vá até src/cadastromail
  • No campo "File name", digite CadastromailApp e clique em "New Application"
  • Clique em OK
    • Agora, queremos criar um "Web Component" para adicionar à aplicação
      • Um Web Component é armazenado num arquivo .WAR
  • Clique em File/New/Web Component
  • Leia a tela inicial de explicações e clique em Next
  • Escolha o radio button "Create New WAR File in Application" e selecione CadastromailApp no combo box
  • Digite CadastromailWAR no campo "WAR Display Name"
  • Clique em Edit para adicionar arquivos ao WAR
  • Navegue até build/cadastromail e adicione os arquivos CadastroServlet.class e index.html
  • Clique em OK e Next
  • Escolha o radio button Servlet e clique em Next
  • No combo box "Servlet Class", escolha CadastroServlet
  • Clique em Next e novamente em Next
  • Clique em Add, digite "/cadastra" no campo Aliases
  • Clique em Finish
  • Clique em CadastromailApp e clique na orelha "Web Context"
  • Informe "/cadastromail" no "Context Root"
  • Clique em File/Save
  • A aplicação está pronta em CadastromailApp.ear
• O arquivo CadastromailApp.ear foi criado com a seguinte estrutura:
  • META-INF
    • application.xml
    • MANIFEST.MF
    • sun-j2ee-ri.xml
  • war-ic.war
    • META-INF
      • MANIFEST.MF
    • WEB-INF
      • web.xml
      • classes
        • CadastroServlet.class
    • index.html
• application.xml é o Deployment Descriptor da aplicação como um todo

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!DOCTYPE application PUBLIC '-//Sun Microsystems, Inc.//DTD J2EE Application 1.3//EN' 'http://java.sun.com/dtd/application_1_3.dtd'>

<application>
  <display-name>CadastromailApp</display-name>
  <description>Application description</description>
  <module>
    <web>
      <web-uri>war-ic.war</web-uri>
      <context-root>/cadastromail</context-root>
    </web>
  </module>
</application>

• sun-j2ee-ri.xml descreve informação não transportável aplicável apenas ao servidor sendo usado (J2EE SDK)
  • É uma extensão do Deployment Descriptor da aplicação

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!DOCTYPE j2ee-ri-specific-information PUBLIC '-//Sun Microsystems Inc.//DTD J2EE Reference Implementation 1.3//EN' 'http://localhost:8000/sun-j2ee-ri_1_3.dtd'>

<j2ee-ri-specific-information>
  <server-name></server-name>
  <rolemapping />
  <web>
    <module-name>war-ic.war</module-name>
    <context-root>/cadastromail</context-root>
  </web>
</j2ee-ri-specific-information>

• web.xml é o Deployment Descriptor do Web component (o servlet)

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!DOCTYPE web-app PUBLIC '-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN' 'http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd'>

<web-app>
  <display-name>CadastromailWAR</display-name>
  <servlet>
    <servlet-name>CadastroServlet</servlet-name>
    <display-name>CadastroServlet</display-name>
    <servlet-class>CadastroServlet</servlet-class>
  </servlet>
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>CadastroServlet</servlet-name>
    <url-pattern>/cadastra</url-pattern>
  </servlet-mapping>
  <session-config>
    <session-timeout>30</session-timeout>
  </session-config>
</web-app>

• Podemos agora fazer o deployment da aplicação
  • Clique em Tools/Deploy
  • Escolha CadastromailApp e o servidor adequado
  • Clique em Finish

• Podemos agora rodar a aplicação:
  • http://<host>:8000/cadastromail/index.html

• O resultado deve ser o seguinte (pelo menos, à tarde):

Como a Aplicação Funciona

• Explicação rápida da sequência de eventos (ver figura)

• Explicação rápida do código do servlet
  • doPost
    • Ponto de entrada no servlet, chamado pelo Web Container
  • HttpServletRequest
    • De onde se pode acessar o request
    • String nome = request.getParameter("nome");
  • HttpServletResponse
    • Para onde se encaminha a resposta
    • response.setContentType("text/html");
      • Default é "text/html", portanto essa linha é opcional
    • PrintWriter out = response.getWriter();
    • out.println("...");