Arquitectura y diseño de aplicaciones Java EE

Arquitectura y Diseño de Aplicaciones Java EECarlos G. GavidiaAvances Tecnológicos SRL

AgendaEvolución de la computación distribuidaArquitectura Java EESpring FrameworkAplicaciones en capas con Spring Framework

Evolución de la Computación DistribuidaComputación distribuida: Dividir una aplicación en partes que se ejecutan simultáneamente en computadoras diferentesCada una de estas partes se denomina “nivel” (tier)Cada nivel brinda servicios a otras niveles clienteCada nivel puede dividirse a su vez en “capas” (layers)La mayoría de aplicaciones posee tres capasCapa de presentaciónCapa de negocioCapa de acceso a datos

Arquitecturas de un nivelMainframes accedidos mediante terminalesLas interfaces de usuario, la lógica de negocio y la data estaban es una sola computadoraLos usuarios accedían mediante terminales o consolas

Arquitectura de dos nivelesTambién conocida como “cliente-servidor”Los clientes ejecutan los programas de interfaz de usuarioLos servidores administran la lógica de negocio y la dataEjemplo: Aplicaciones Oracle FormsEn algunos casos, la lógica de negocio estaba contenida en el clienteClientes gruesos/gordos

Arquitectura de tres nivelesClientes “delgados” (Browser)El servidor maneja la presentación, la lógica de negocio y la lógica de acceso a datosLa data de la aplicación se encuentra en un sistema de información empresarial (EIS)Como un DBMSLa lógica de negocio es accesible de manera remotaServidor = Servidor de Aplicaciones = Middleware

Arquitectura de n-nivelesLos servidores Web se encargan de la presentación del contenidoLos servidores de aplicaciones contienen componentes de negocio accesibles remotamente

Arquitecturas Java EEHacer aplicaciones de n-niveles tiene sus ventajasMejor utilización de recursosAsignar expertos a cada nivelTambién tiene sus dificultadesLos niveles se deben integrar eficientementeRequiere servicios: Transacciones, seguridadAdministrar conexiones costosas con:DBMSMiddleware orientado a mensajesEl uso de API’s del servidor middleware dificulta la mantenibilidad y limita la portabilidad

Arquitectura J2EEEn 1999, Sun Microsystems lanza la plataforma J2EE para solucionar estos problemasBasada en la edición estándar de la plataforma Java“Programa una vez, despliega y ejecuta donde quieras”Apoyada por la comunidad Open Source, IBM, Oracle, BEA, etcActualmente, nos encontramos en Java EE 5.

Contenedores Java EELos contenedores proveen un entorno de ejecución para componentes Java.También brindan los servicios de seguridad, transacciones, administración del ciclo de vida, caching, persistencia, comunicación en la redExisten dos tipos de contenedores:Contenedores Web: Almacenan componentes de presentación (JSP, Servlets)Contenedores EJB: Administran la ejecución de componentes EJB

Contenedores Java EELos contenedores brindan servicios a las aplicacionesSe accede a los servicios a través de API’s Java EE:Java Transaccion APIJava MessageServiceJava Naming and Directory InterfaceJava Persistence APIJava Transaction APIGracias a esto se reducen los tiempos de desarrollo, y se simplifica el mantenimiento

El modelo MVCPropuesto por TrygveReenskaug en 1979“Applications Programming in Smalltalk-80: How to use Model-View-Controller.”Divide a la aplicación en 3 componentes:El modeloadministra la data y aplica la lógica de negocioLa vista muestra la data de la aplicación y permite al usuariointeractuar con el sistemaEl controladorsirve de mediador entre la vista y el modelo

Arquitectura Java EE y MVCLa tecnología Servlet sirve para la construcción de componentes controladorLos controladores Servlet pueden invocar a componentes EJB del modeloLa data obtenida o modificada se puede mostrar en pantalla mediante páginas JSPPodemos tener especialistas en cada tecnologíasMenos riesgos, mayor productividadLos componentes de cada capa son fácilmente manipulables

Capas en una Aplicación Java EEUna arquitectura multi-capas es una extensión de una arquitectura MVCEn MVC: La capa de negocio contiene la capa de acceso a datosEn Java EE: La capa de acceso a datos es una capa independienteMuchos orígenes de datos: DBMS, ERP’s, MainframesLa capa de negocio se centra en la lógica de negocio

Arquitectura y diseño de aplicaciones Java EEAplicaciones Java EE y Spring framework

Spring FrameworkFramework open-sourcepara aplicaciones JavaYa lo puede usar .NET tambiénFue descrito por Rod Johnson en Expert One-on-One J2EE Design and Development el 2002

¿Porqué es importante?La plataforma Java EE estandarizó las aplicaciones empresarialesPero no le dio importancia a un modelo simple de programaciónConstruir aplicaciones de n-niveles requería demasiado esfuerzoLocalizar objetos EJB mediante JNDIManejo de Data Transfer ObjectsUsar EJB’s para soporte de transacciones implicaba crear una aplicacíón distribuidaEl API de Beans de Entidad era sumamente complejo

¿Porqué Spring es importante?Los desarrolladores buscaron otras alternativas:Apache Struts: MVC mediante el API ServletHibernate: Persistencia mediante POJO’s con configuración mínimaSpring es un frameworkmulti-nivelSe integra con los mejores frameworks de un nivelProvee un modelo de programación simple basado en POJO’sCon Spring AOP podemos implementar seguridad y transaccionesCon Spring JDBC-ORM nos permite una interacción simple con la Base de Datos

Estructura de Spring FrameworkEstá dividido en varios módulos independientesProvee puntos de integración con otros frameworks

Spring Core“Columna vertebral” de todo el frameworkTodos los módulos de Spring dependen de élTambién se le conoce como el contenedor IOCInversión del Control (IOC)Registramos objetos en el frameworkEl framework invoca los métodos de los objetos cuando sea necesarioEl control se ha invertido: Aplicación<-FrameworkIOC no es un concepto nuevo. Ejemplo: EJB’s

Spring CoreTambién da soporte a la inyección de dependencias (DI)Cómo un objeto encuentra a los objetos que necesitaPodemos lograr DI a través de IOCEstrategias DIInstanciación directaFactoryHelperServicio de registro

Fábrica de BeansImplementación sofisticada del patrón factorymethod (GoF)Crea y administra los objetos de la aplicaciónPermite configurar las clases de la aplicación y sus dependencias en archivos XMLPara acceder a un bean:Lo registramos en el archivo de configuración XMLIniciamos el contenedor IOCObtenemos el Bean de la fábrica de beans

Contexto de aplicaciónFábrica de beans: Pool donde los objetos son creados y administrados por archivos de configuración.Un contexto de aplicación se la fábrica de beans más algunos servicios adicionales:Archivos properties para I18NSoporte AOP: Transacciones declarativas y seguridadPara aplicaciones Web (También se puede registrar un servletlistenerpara inicializar el contexto)

Spring AOPNos permite separar las funcionalidades transversales del resto de la aplicaciónComo el manejo de transaccionesNos permite construir aspectos personalizados y configurarlos declarativamente

Spring DAOLas aplicaciones Java EE utilizan el API JDBC para acceder a RDBMSEsto implica codificar:Obtención de la conexiónInstanciar PreparedStatementEnviar parámetros a la sentencia SQLEjecutar el PreparedStatementObtener la información del ResultSet y poblar DTO’sLiberar los recursos utilizadosCon Spring JDBC/DAO se remueve el código común y lo coloca en templates.Implementando el patrón templatemethodAgregamos el código personalizado a templatespre-establecidosSpring se encarga de liberar los recursos de base de datos

Spring ORMPersistencia para objetos POJO en RDBMSExtensión de Spring DAOSe integra con los principales productos ORMHibernateJPATopLinkIBatis

Web MVCBasado en el patrón arquitectónico MVCIntegrado con el API ServletSoporta diversas tecnologías de vista:JSPVelocityAdobe FlexSi no se desea trabajar con Spring MVC, se puede optar por:StrutsJSF

Aplicación en capas con SpringPresentación:Spring MVC permite implementar el controladorProvee una capa de administración de vistasLógica de negocioLos componentes de negocio son clases Java planasSin depender de un framework específicoEjecutan lógica de negocio y manipulan data mediante los componente de la capa de integraciónCon Spring AOP se puede manejar transacciones, seguridad y auditoríaSe pueden exponer los objetos de negocio mediante servicios webIntegraciónInteractúa con el RDBMS mediante el API JDBC a través de objetos DAONos podemos apoyar en Spring DAO y/o Spring ORMTambién puede interactuar con ERP’s, mainframes o sistemas CRM

Arquitectura de aplicaciones con Spring

BibliografíaPro Java™ EE Spring Patterns: Best Practices and Design Strategies Implementing Java EE Patterns with the Spring FrameworkDe DhrubojyotiKayal

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