19.7 Daily Soap

Für die Nutzung entfernter Ressourcen und zum Aufruf entfernter Methoden gibt es mehrere klassische Ansätze. Ein einfaches Verfahren ist die Anfrage mit Parametern an einen Webserver, der den Inhalt zurückliefert. Zur Verteilung von Programmen haben sich CORBA, RPC, aber auch RMI bewährt. Der Weg über HTML hat den Vorteil, dass das Protokoll HTTP verbreitet ist, aber den Nachteil, dass kaum Möglichkeiten zur verteilten Programmierung gegeben sind. CORBA und RMI haftet der Nachteil an, dass ihre Kommunikation einen offenen Port erfordert, den Sicherheitsbeauftragte nicht unbedingt tolerieren. Zudem sind CORBA-Lösungen nicht wirklich einfach zu implementieren und ist RMI nicht plattformunabhängig. Idealerweise verheiratet eine Technik beide Vorteile: einfache Übertragung über HTTP und keine Bindung an Betriebssysteme und Programmiersprache.

19.7.1 SOAP-Protokoll

Bei den Firmen DevelopMentor, IBM, Lotus Development Corp., Microsoft und UserLand Software entstand das XML-basierte SOAP-Protokoll (bis Version 1.2 die Abkürzung für Simple Object Access Protocol). Es wird seit 1998 entwickelt und bietet einen einfachen Zugriff auf Server-Ressourcen mit den etablierten Webstandards HTTP und XML. SOAP selbst beschreibt die Art und Weise, wie Inhalte (Serialisierung) und die XML-Daten übertragen werden. Die Übertragung hat mit SOAP aber eigentlich nichts zu tun, denn dafür sind andere Protokolle definiert. HTTP ist ein ideales Transportprotokoll, da es für Webseiten in der Regel keine Beschränkungen von Firewalls gibt. Die beiden Kommunikationsparteien regeln mit SOAP so einen entfernten Methodenaufruf, der die Parameter und Ergebnisse in XML kodiert und überträgt. Durch die unabhängigen und anerkannten Webstandards bietet SOAP gegenüber RMI oder CORBA den Vorteil, nicht an eine Programmiersprache gebunden zu sein. Da Microsoft federführend bei der Spezifikation war und das .NET-Framework seine Kommunikation vollständig auf SOAP aufbaut, kann ein Java-Client theoretisch auf in C# implementierte SOAP-Dienste zurückgreifen. Die Übertragung kommt auch Sun mit seinem Ziel einer betriebssystem- und plattformunabhängigen Schnittstelle entgegen.

Probleme von SOAP

Den Vorteilen stehen allerdings einige Nachteile gegenüber. Die XML-Repräsentation der Dokumente macht die Dokumente groß und ein Parsen der Parameter und Ergebnisse auf beiden Seiten erforderlich. In Umgebungen, die eine performante Übertragung fordern – etwa bei der Kommunikation zwischen mobilem Endgerät und Server –, wird sich SOAP nicht so schnell durchsetzen. Des Weiteren ist auch die Sicherheit von SOAP-Verbindungen noch nicht hinreichend gelöst. Ein Client könnte sich mit einem Server verbinden und einen Aufruf starten, obwohl die Berechtigung fehlt. Sicherheitseigenschaften müssten erst auf der Serverseite implementiert werden. Die in Klartext übertragenen Nachrichten bilden ein weiteres Problem, das SSL jedoch verhindern kann.

19.7.2 Die technische Realisierung

Ein Clientprogramm besorgt sich, wie bei entfernten Programmen üblich, eine Referenz auf das entfernte Objekt. Das ist eine URL auf einen RPC-Router. Dieser Router wird mittels einer normalen HTTP-POST-Anfrage aktiviert. Er bekommt über den Client eine XML-kodierte Nachricht (Content-Typ ist einfach text/html), in der die aufzurufende Methode und ihre Parameter kodiert sind. Der RPC-Router nimmt diese Nachricht entgegen, parst das empfangene XML-Dokument und leitet die Anfrage an die Methode weiter. Diese produziert die Ausgabe, die wiederum als XML-Dokument über die Antwort vom Server zum Client geschickt wird. Der Client nimmt das Ergebnis entgegen, und die Kommunikation ist beendet.

SOAP bietet für entfernte Methodenaufrufe einige Standarddatentypen an. Zu diesen gehören einfache Datentypen wie Ganzzahlen, Fließkommazahlen, Zeit- und Datumsangaben und Binärdaten. Außerdem unterstützt SOAP zusammengesetzte Datentypen wie Strukturen und Arrays. Wie diese Daten nun tatsächlich in eine XML-Nachricht umgesetzt werden, müssen wir glücklicherweise nicht wissen. Als Endanwender kommen wir mit der Nachricht nicht in Kontakt.

19.7.3 SOAP-Implementierungen

SOAP ist nur ein Standard zum Austausch von Daten, aber kein Framework. Für nahezu jede Programmiersprache gibt es Implementierungen und APIs – und auch für Java gleich mehrere. Populär sind:

• JAX-WS 2.0 (Java API for XML-Based Web Services 2.0) – früher JAX-RPC – ist eine standardisierte API von Sun. Die letzten Versionen von Java 6 liefern eine Implementierung der aktuellen JAX-WS 2.1 Spezifikation mit aus.

• Codehaus XFire (http://xfire.codehaus.org/) und Apache CXF (http://cxf.apache.org/).

• Apache Axis (Apache extensible Interaction System) unter http://ws.apache.org/axis/java/ ist ein Klassiker im SOAP-Geschäft. Apache Axis ist der Nachfolger von Apache Soap. (Ob eine Applikation Apache Soap oder Axis nutzt, ist gut an den Versionsnummern zu erkennen. Die letzte Apache Soap-Version war 2.3.1, während die aktuelle Axis-Version 1.2 ist. [Zur Konvertierung siehe auch http://tutego.com/go/soap2axis.] )

Da JAX-WS Sun-Standard und seit Java 6 integriert ist, wollen wir die SOAP-Aufrufe im Folgenden über diese Implementierung wählen. Für die Java-Version 5 müssen weitere Bibliotheken in den Klassenpfad aufgenommen werden. Von Sun gibt »The Java EE 5 Tutorial« (http://java.sun.com/javaee/5/docs/tutorial/doc/) einen Überblick mit Beispielen.

19.7.4 @WebService in Java 6

In Java 6 hat Sun viele interessante Techniken integriert, um Web-Services einfach zu definieren und anzusprechen. Im ersten Schritt wollen wir einen Web-Service definieren und implementieren sowie ihn automatisch am integrierten Mini-Webserver anmelden. Die zentrale statische Methode dazu heißt Endpoint.publish(). Im nächsten Schritt lassen wir uns über ein mitgeliefertes Tool wsimport Zugriffsklassen generieren, um auf unseren selbst definieren Web-Service sowie den existierenden Web-Service von »JavaPortal News« im Internet zuzugreifen.

19.7.5 Einen Web-Service definieren

Web-Services mit JAX-WS 2 sind einfache Java-Klassen, die mit speziellen Annotationen versehen sind. Die Annotationen aus dem Paket javax.jws sind im Einzelnen:

• @WebService. Jede Web-Service-Implementierung muss diese Klassen-Annotation besitzen. Optionale Elemente sind zum Beispiel name (bestimmt den <wsdl:portType>, Standard ist der unqualifizierte Name der Klasse bzw. Schnittstelle), targetNamespace, serviceName oder portName.

• @SOAPBinding. Setzt den Stil der Nachrichten auf Dokument oder RPC.

• @WebMethod. Die Annotation macht eine Methode zur Web-Service-Operation. Der Standard-Name unter <wsdl:operation> ist der Name der Methode; er lässt sich mit dem Element operationName ändern.

• @WebParam. Beschreibt die Parameter genauer. Das Element name überschreibt den Parameternamen, der sonst »argX« hieße, für das WSDL-Element <wsdl:part>.

• @WebResult. Definiert die Rückgabe einer Web-Service-Methode genauer.

• @OneWay. Wird für asynchrone Aufrufe genutzt.

Wirklich nötig sind nur @WebMethod, @SOAPBinding und @WebService.

Beispiel

Unser folgender Web-Service deklariert zwei Methoden zur Veröffentlichung:

Listing 19.5 com/tutego/insel/ws/MyWebServices.java

package com.tutego.insel.ws; 
 
import javax.jws.*; 
import javax.jws.soap.SOAPBinding; 
 
@WebService(name="ChrisWebServices") 
@SOAPBinding(style = SOAPBinding.Style.RPC) 
public class MyWebServices 
{ 
  @WebMethod 
  public String hello( String name ) 
  { 
    return "Hello " + name + "!"; 
  } 
 
  @WebMethod(operationName="body-mass-index") 
  @WebResult(name = "your-bmi") 
  public double bmi( @WebParam(name="height") double height, 
                     @WebParam(name="weight") double weight ) 
  { 
    return weight / ((height * height) / 10000); 
  } 
}

19.7.6 Web-Services veröffentlichen

Ein SOAP-Server muss die Anfragen entgegennehmen und an eine Java-Methode weiterleiten. In der Java-Welt realisieren üblicherweise Servlets eines Web-Containers die Annahme; sie nehmen die XML-Pakete entgegen, nehmen die Anfrage auseinander und leiten sie zur jeweiligen Implementierung weiter.

Die Veröffentlichung eines Web-Services ist sehr stark von der verwendeten Umgebung – sprich: dem Container und der Implementierung – abhängig. In Java 6 ist das Anmelden ein Einzeiler, denn ein kleiner eingebetteter Webserver veröffentlicht einen Web-Service unkompliziert. Im Mittelpunkt stehen die Klasse Endpoint und die statische Funktion publish(), die unter einer gegebenen URL eine Endpunkt-Implementierung anmeldet.

Listing 19.6 com/tutego/insel/ws/PublishWsOnServer.java

package com.tutego.insel.ws; 
 
import javax.swing.JOptionPane; 
import javax.xml.ws.Endpoint; 
public class PublishWsOnServer 
{ 
  public static void main( String[] args ) 
  { 
    Endpoint endpoint = Endpoint.publish( "http://localhost:8080/services", 
                                          new MyWebServices() ); 
    JOptionPane.showMessageDialog( null, "Server beenden" ); 
    endpoint.stop(); 
  } 
}

Der Server veröffentlicht unseren Web-Service und bietet die WSDL-Beschreibungsdatei unter der URL http://localhost:8080/services?wsdl an.

19.7.7 Einen JAX-WS-Client implementieren

Da entfernte Web-Service-Aufrufe am besten wie lokale Aufrufe über eine Java-Schnittstelle statisch gebunden sind, soll ein Dienstprogramm aus einer gegebenen WSDL-Datei Hilfsklassen für den komfortablen Zugriff generieren. Je nach Implementierung gibt es diverse Generatoren, von Apache zum Beispiel Wsdl2Java und von Sun wsimport.

wsimport

Da bei jeder JDK-6-Installation das Hilfsprogramm wsimport sowie der Java-Compiler javac beiliegen, wenden wir es auf unsere eigene Implementierung sowie beim »Java Italian Portal« an, einem Web-Service, der zur Webseite http://www.javaportal.it/ mit Java-News eine Suche anbietet.

Listing 19.7 useWsimport.bat

$ wsimport -d src -keep -p com.tutego.insel.ws.gen.jipnews  
http://services.javaportal.it/kservices/JIPNews.jws?wsdl 
$ wsimport -d src -keep -p com.tutego.insel.ws.gen.chrisws  
http://localhost:8080/services?wsdl

Der Schalter -d bestimmt den Pfad für die Quellen. Die Option -keep legt fest, dass die Quellen überhaupt generiert werden, und -p bezeichnet das Paket.

Am Ende hat wsimport die gewünschten Pakete mit unterschiedlichen Typen generiert:

• com.tutego.insel.ws.gen.chrisws.ChrisWebServices.java

• com.tutego.insel.ws.gen.chrisws.MyWebServicesService.java

• com.tutego.insel.ws.gen.jipnews.GiveMe*.java

• com.tutego.insel.ws.gen.jipnews.JIPNews.java

• com.tutego.insel.ws.gen.jipnews.JIPNewsService

• com.tutego.insel.ws.gen.jipnews.JIPNewsTO

• com.tutego.insel.ws.gen.jipnews.ObjectFactory.java

error: rpc/encoded wsdls are not supported in JAXWS 2.0.

Client mit Service-Klassen

Wichtig sind jeweils die Klassen, die auf -Service enden, denn sie ermöglichen den Zugriff auf die entfernten Methoden.

Listing 19.8 com/tutego/insel/ws/ClientForGeneratedStubs.java

package com.tutego.insel.ws; 
 
import com.tutego.insel.ws.gen.chrisws.ChrisWebServices; 
import com.tutego.insel.ws.gen.chrisws.MyWebServicesService; 
import com.tutego.insel.ws.gen.jipnews.JIPNews; 
import com.tutego.insel.ws.gen.jipnews.JIPNewsService; 
 
public class ClientForGeneratedStubs 
{ 
  public static void main( String[] args ) 
  { 
    JIPNews news = new JIPNewsService().getJIPNews(); 
    System.out.println( news.giveMeEN( 100 ) ); 
 
    ChrisWebServices port = new MyWebServicesService().getChrisWebServicesPort(); 
    System.out.printf( "%s Dein BMI ist %.1f%n", 
                       port.hello( "Chris" ), 
                       port.bodyMassIndex( 183, 84 ) ); 
  } 
}

Mit gestartetem Server gibt der Client zum Beispiel die folgenden Ausgaben:

Brevetti, la battaglia di Bruxelles 
... 
17 February will be one manifestation to Brussels against the patent law of the  
software. 
... 
Hello Chris! Your BMI is 25,1

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