1. El modelo, que contiene la lógica de negocio, sería modelado por un conjunto de clases Java, existiendo dos claras alternativas de implementación, utilizando objetos java tradicionales llamados POJOs (Plain Old Java Objects) o bien utilizando EJB (Enterprise JavaBeans) en sistemas con unas mayores necesidades de concurrencia o distribución.
2. La vista proporcionará una serie de páginas web dinámicamente al cliente, siendo para él simples páginas HTML. Existen múltiples marcos de trabajo o frameworks que generan estas páginas web a partir de distintos formatos, siendo el más extendido el de páginas JSP (JavaServer Pages), que mediante un conjunto de tags XML proporcionan un interfaz sencillo y adecuado a clases Java y objetos proporcionados por el servidor de aplicaciones. Esto permite que sean sencillas de desarrollar por personas con conocimientos de HTML. Entre estos tags tienen mención especial la librería estándar JSTL (JavaServer Pages Standard Tag Library) que proporciona una gran funcionalidad y versatilidad.
3. El controlador en la plataforma J2EE se desarrolla mediante servlets, que hacen de intermediarios entre la vista y el modelo, más versátiles que los JSP para esta función al estar escritos como clases Java normales, evitando mezclar código visual (HTML, XML…) con código Java. Para facilitar la implementación de estos servlets también existe una serie de marcos de trabajo que proporcionan soporte a los desarrolladores, entre los que cabe destacar Struts, que con una amplia comunidad de usuarios se ha convertido en el estándar de facto en este rol.
Con todo lo anterior, el funcionamiento de una aplicación web J2EE que utilice el patrón arquitectural MVC se puede descomponer en una serie de pasos:
1. El usuario realiza una acción en su navegador, que llega al servidor mediante una petición HTTP y es recibida por un servlet (controlador). Esa petición es interpretada y se transforma en la ejecución de código java que delegará al modelo la ejecución de una acción de éste.
2. El modelo recibe las peticiones del controlador, a través de un interfaz o fachada que encapsulará y ocultará la complejidad del modelo al controlador. El resultado de esa petición será devuelto al controlador
3. El controlador recibe del modelo el resultado, y en función de éste, selecciona la vista que será mostrada al usuario, y le proporcionará los datos recibidos del modelo y otros datos necesarios para su transformación a HTML. Una vez hecho esto el control pasa a la vista para la realización de esa transformación.
4. En la vista se realiza la transformación tras recibir los datos del controlador, elaborando la respuesta HTML adecuada para que el usuario la visualice.
Esta arquitectura de aplicaciones otorga varias ventajas clave al desarrollo de aplicaciones web, destacando que:
Al separar de manera clara la lógica de negocio (modelo) de la vista permite la reusabilidad del modelo, de modo que la misma implementación de la lógica de negocio que maneja una aplicación pueda ser usado en otras aplicaciones, sean éstas web o no.
Permite una sencilla división de roles, dejando que sean diseñadores gráficos sin conocimientos de programación o desarrollo de aplicaciones los que se encarguen de la realización de la capa vista, sin necesidad de mezclar código Java entre el código visual que desarrollen (tan sólo utilizando algunos tags, no muy diferentes de los usados en el código HTML).
La plataforma Java
Java es el nombre de un entorno o plataforma de computación originaria de Sun Microsystems, capaz de ejecutar aplicaciones desarrolladas usando el Lenguaje de programación Java u otros lenguajes que compilen a bytecode y un conjunto de herramientas de desarrollo. En este caso, la plataforma no es un hardware específico o un sistema operativo, sino más bien una máquina virtual encargada de la ejecución de aplicaciones, y un conjunto de librerías estándar que ofrecen funcionalidad común.
La plataforma así llamada incluye:
Edición Estándar (Java Platform, Standard Edition), o Java SE (antes J2SE)
Plataforma Java, Edición Empresa (Java Platform, Enterprise Edition), o Java EE (antes J2EE)
Plataforma Java, Edición Micro (Java Platform, Micro Edition), o Java ME (antes J2ME)
Desde 2006, la versión actual de la Plataforma Java Standard Edition se le conoce como Java SE 6 como versión externa, y 1.6 como versión interna. Sin embargo, se prefiere el término versión 6.
La Plataforma Java se compone de un amplio abanico de tecnologías, cada una de las cuales ofrece una parte del complejo de desarrollo o del entorno de ejecución en tiempo real. Por ejemplo, los usuarios finales suelen interactuar con la máquina virtual de Java y el conjunto estándar de bibliotecas. Además, las aplicaciones Java pueden usarse de forma variada, como por ejemplo ser incrustadas en una página Web. Para el desarrollo de aplicaciones, se utiliza un conjunto de herramientas conocidas como JDK (Java Development Kit, o herramientas de desarrollo para Java).
Java Runtime Environment
Un programa destinado a la Plataforma Java necesita dos componentes en el sistema donde se va a ejecutar: una máquina virtual de Java (Java Virtual Machine, JVM), y un conjunto de librerías para proporcionar los servicios que pueda necesitar la aplicación. La JVM que proporciona Sun Microsystems, junto con su implementación de las librerías estándar, se conocen como Java Runtime Environment (JRE) o Entorno en tiempo de ejecución para Java. El JRE es lo mínimo que debe contener un sistema para poder ejecutar una aplicación Java sobre el mismo.
En el concepto de máquina virtual se encierra el concepto común de un procesador "virtual" que ejecuta programas escritos en el lenguaje de programación Java. En concreto, ejecuta el código resultante de la compilación del código fuente, conocido como bytecode. Este "procesador" es la máquina virtual de Java o JVM, que se encarga de traducir (interpretar o compilar al vuelo) el bytecode en instrucciones nativas de la plataforma destino. Esto permite que una misma aplicación Java pueda ser ejecutada en una gran variedad de sistemas con arquitecturas distintas, siempre que con una implementación adecuada de la JVM. Este hecho es lo que ha dado lugar a la famosa frase: "write once, run anywhere" (escriba una vez, ejecute en cualquier parte). La condición es que no se utilicen llamadas nativas o funciones especificas de una plataforma y aún así no se asegura completamente que se cumpla una verdadera independencia de plataforma.
Desde la versión 1.2 de JRE, la implementación de la máquina virtual de Sun incluye un compilador JIT (Just In Time). De esta forma, en vez de la tradicional interpretación del código bytecode, que da lugar a una ejecución lenta de las aplicaciones, el JIT convierte el bytecode a código nativo de la plataforma destino. Esta segunda compilación del código penaliza en cuanto a tiempo, pero el código nativo resultante se ejecuta de forma más eficaz y rápida que si fuera interpretado. Otras técnicas de compilación dinámica del código durante el tiempo de ejecución permiten optimizar más aún el código, dejando atrás el estigma que caía sobre Java en cuanto a su lentitud y en sus últimas versiones la JVM se ha optimizado a tal punto que ya no se considera una plataforma lenta en cuanto a ejecución de aplicaciones.
Java no fue la primera plataforma basada en el concepto de una máquina virtual, aunque es la que de más amplia difusión ha gozado. El empleo de máquinas virtuales se había centrado principalmente en el uso de emuladores para ayudar al desarrollo de hardware en construcción o sistemas operativos, pero la JVM fue diseñada para ser implementada completamente en software, y al mismo tiempo hacer que fuera portable a todo tipo de hardware.
Librerías de Java
En la mayoría de los sistemas operativos actuales, se ofrece una cantidad de código para simplificar la tarea de programación. Este código toma la forma, normalmente, de un conjunto de librerías dinámicas que las aplicaciones pueden llamar cuando lo necesiten. Pero la Plataforma Java está pensada para ser independiente del sistema operativo subyacente, por lo que las aplicaciones no pueden apoyarse en funciones dependientes de cada sistema en concreto. Lo que hace la Plataforma Java, es ofrecer un conjunto de libererías estándar, que contiene mucha de las funciones reutilizables disponibles en los sistemas operativos actuales.
Las librerías de Java tienen tres propósitos dentro de la Plataforma Java. Al igual que otras librerías estándar, ofrecen al programador un conjunto bien definido de funciones para realizar tareas comunes, como manejar listas de elementos u operar de forma sofisticada sobre cadenas de caracteres. Además, las librerías proporcionan una interfaz abstracta para tareas que son altamente dependientes del hardware de la plataforma destino y de su sistema operativo. Tareas tales como manejo de las funciones de red o acceso a ficheros, suelen depender fuertemente de la funcionalidad nativa de la plataforma destino. En el caso concreto anterior, las librerías java.net y java.io implementan el código nativo internamente, y ofrecen una interfaz estándar para que aplicaciones Java puedan ejecutar tales funciones. Finalmente, no todas las plataformas soportan todas las funciones que una aplicación Java espera. En estos casos, las librerías bien pueden emular esas funciones usando lo que esté disponible, o bien ofrecer un mecanismo para comprobar si una funcionalidad concreta está presente.
Lenguaje de programación Java
La palabra Java, por sí misma, se refiere habitualmente al lenguaje de programación Java, que fue diseñado para usar con la Plataforma Java. Los lenguajes de programación se encuentran fuera del ámbito de lo que es una "plataforma", aunque el lenguaje de programación Java es uno de los componentes fundamentales de la propia plataforma. El propio lenguaje y el entorno en tiempo de ejecución suelen considerarse una única entidad.
Marcos de trabajo en Java
Lo novedoso de las tecnologías usadas es uno de los puntos fuertes de este proyecto. Todas ellas son tecnologías Java de código abierto. El aprendizaje y familiarización ha ocupado la mayor parte del tiempo del proyecto. A continuación se describen los marcos de trabajo utilizados para el desarrollo de la aplicación
Spring
Spring es un marco de trabajo de aplicaciones Java/J2EE desarrollado por Rod Jonson, Juergen Hoeller, Justin Gehtland y Bruce A. Tate.
Spring proporciona:
Una potente gestión de configuración basada en JavaBeans, aplicando los principios de Inversión de Control (IoC). Esto hace que la configuración de aplicaciones sea rápida y sencilla. Ya no es necesario tener singletons ni ficheros de configuración, una aproximación consistente y elegante. Esta factoría de beans puede ser usada en cualquier entorno, desde applets hasta contenedores J2EE. Estas definiciones de beans se realizan en lo que se llama el contexto de aplicación.
Una capa genérica de abstracción para la gestión de transacciones, permitiendo gestores de transacción enchufables (pluggables), y haciendo sencilla la demarcación de transacciones sin tratarlas a bajo nivel. Se incluyen estrategias genéricas para JTA y un único JDBC DataSource. En contraste con el JTA simple o EJB CMT, el soporte de transacciones de Spring no está atado a entornos J2EE.
Una capa de abstracción JDBC que ofrece una significativa jerarquía de excepciones (evitando la necesidad de obtener de SQLException los códigos que cada gestor de base de datos asigna a los errores), simplifica el manejo de errores, y reduce considerablemente la cantidad de código necesario.
Integración con Hibernate, JDO e iBatis SQL Maps en términos de soporte a implementaciones DAO y estrategias con transacciones. Especial soporte a Hibernate añadiendo convenientes características de IoC, y solucionando muchos de los comunes problemas de integración de Hibernate. Todo ello cumpliendo con las transacciones genéricas de Spring y la jerarquía de excepciones DAO.
Funcionalidad basada en Programación orientada a aspectos (AOP), totalmente integrada en la gestión de configuración de Spring. Se puede aplicar AOP a cualquier objeto gestionado por Spring, añadiendo aspectos como gestión de transacciones declarativa. Con Spring se puede tener gestión de transacciones declarativa sin EJB, incluso sin JTA, si se utiliza una única base de datos en un contenedor web sin soporte JTA.
Un marco de trabajo MVC (Model-View-Controller), construido sobre el núcleo de Spring. Este marcod de trabajo es altamente configurable a través de interfaces y permite el uso de múltiples tecnologías para la capa vista como pueden ser JSP, Velocity, Tiles, iText o POI. De cualquier manera una capa modelo realizada con Spring puede ser fácilmente utilizada con una capa web basada en cualquier otro framework MVC, como Struts, WebWork o Tapestry.
Toda esta funcionalidad puede usarse en cualquier servidor J2EE, y la mayoría de ella ni siquiera requiere su uso. El objetivo central de Spring es permitir que objetos de negocio y de acceso a datos sean reusables, no atados a servicios J2EE específicos. Estos objetos pueden ser reutilizados tanto en entornos J2EE (web o EJB), aplicaciones standalone, entornos de pruebas,… sin ningún problema.
La arquitectura en capas de Spring (Figura 1.3) ofrece gran flexibilidad. Toda la funcionalidad está construida sobre los niveles inferiores. Por ejemplo se puede utilizar la gestión de configuración basada en JavaBeans sin utilizar el marco de trabajo MVC o el soporte AOP.
Figura 1.3. Arquitectura en capas de Spring
Hibernate
Hibernate es un potente mapeador objeto/relacional y servicio de consultas para Java. Es la solución ORM (Object-Relational Mapping) más popular en el mundo Java.
Hibernate permite desarrollar clases persistentes a partir de clases comunes, incluyendo asociación, herencia, polimorfismo, composición y colecciones de objetos. El lenguaje de consultas de Hibernate HQL (Hibernate Query Language), diseñado como una mínima extensión orientada a objetos de SQL, proporciona un puente elegante entre los mundos objetual y relacional. Hibernate también permite expresar consultas utilizando SQL nativo o consultas basadas en criterios.
Soporta todos los sistemas gestores de bases de datos SQL y se integra de manera elegante y sin restricciones con los más populares servidores de aplicaciones J2EE y contenedores web, y por supuesto también puede utilizarse en aplicaciones standalone.
Características clave:
Persistencia transparente
Hibernate puede operar proporcionando persistencia de una manera transparente para el desarrollador.
Modelo de programación natural
Hibernate soporta el paradigma de orientación a objetos de una manera natural: herencia, polimorfismo, composición y el marco de trabajo de colecciones de Java.
Soporte para modelos de objetos con una granularidad muy fina
Permite una gran variedad de mapeos para colecciones y objetos dependientes.
Sin necesidad de mejorar el código compilado (bytecode)
No es necesaria la generación de código ni el procesamiento del bytecode en el proceso de compilación.
Escalabilidad extrema
Hibernate posee un alto rendimiento, tiene una caché de dos niveles y puede ser usado en un cluster. Permite inicialización perezosa (lazy) de objetos y colecciones.
Lenguaje de consultas HQL
Este lenguaje proporciona una independencia del SQL de cada base de datos, tanto para el almacenamiento de objetos como para su recuperación.
Soporte para transacciones de aplicación
Hibernate soporta transacciones largas (aquellas que requieren la interacción con el usuario durante su ejecución) y gestiona la política optimistic locking automáticamente.
Generación automática de claves primarias
Soporta los diversos tipos de generación de identificadores que proporcionan los sistemas gestores de bases de datos (secuencias, columnas autoincrementales,…) así como generación independiente de la base de datos, incluyendo identificadores asignados por la aplicación o claves compuestas.
Java Server Pages
Es una tecnología Java que permite generar contenido dinámico para web, en forma de documentos HTML, XML o de otro tipo. Es un desarrollo de la compañía Sun Microsystems. La Especificación JSP 1.2 fue la primera que se liberó y en la actualidad está disponible la especificación JSP 2.1.
Permiten la utilización de código Java mediante scripts y permite la utilización de algunas acciones JSP predefinidas mediante etiquetas. Estas etiquetas pueden ser enriquecidas mediante la utilización de Librerías de Etiquetas (TagLibs o Tag Libraries) externas e incluso personalizadas.
JSP puede considerarse como una manera alternativa, y simplificada, de construir servlets. Es por ello que una página JSP puede hacer todo lo que un servlet puede hacer, y viceversa. El funcionamiento general de la tecnología JSP es que el Servidor de Aplicaciones interpreta el código contenido en la página JSP para construir el código Java del servlet a generar. Este será luego el que genere el documento (típicamente HTML) que se presentará en la pantalla del Navegador del usuario.
El rendimiento de una página JSP es el mismo que tendría el servidor equivalente, ya que el código es compilado como cualquier otra clase Java. A su vez, la máquina virtual compilará dinámicamente a código de máquina las partes de la aplicación que lo requieran. Esto hace que JSP tenga un buen desempeño y sea más eficiente que otras tecnologías web que ejecutan el código de una manera puramente interpretada.
La principal ventaja de JSP frente a otros lenguajes es que el lenguaje Java es un lenguaje de propósito general que excede el mundo web y que es apto para crear clases que manejen lógica de negocio y acceso a datos de una manera prolija. Esto permite separar en niveles las aplicaciones web, dejando la parte encargada de generar el documento HTML en el archivo JSP.
Otra ventaja es que JSP hereda la portabilidad de Java, y es posible ejecutar las aplicaciones en múltiples plataformas sin cambios. Es común incluso que los desarrolladores trabajen en una plataforma y que la aplicación termine siendo ejecutada en otra.
Java Server Faces
Es un marco de trabajo para aplicaciones Java basadas en web que simplifica el desarrollo de intrefaces de usuario en aplicaciones Java EE. Usa Java Server Pages (JSP) como la tecnología que permite hacer el despliegue de las páginas, pero también se puede acomodar a otras tecnologías.
Su implementación incluye:
Un conjunto de APIs para representar componentes de una interfaz de usuario y administrar su estado, manejar eventos, validar entrada, definir un esquema de navegación de las páginas y dar soporte para internacionalización y accesibilidad.
Un conjunto por defecto de componentes para la interfaz de usuario.
Dos librerías de etiquetas personalizadas para JavaServer Pages que permiten expresar una interfaz JavaServer Faces dentro de una página JSP.
Un modelo de eventos en el lado del servidor.
Administración de estados.
Beans administrados.
La especificación de JSF fue desarrollada por la Java Community Process.
Richfaces
Es una biblioteca de componentes para JSF y un avanzado marco de trabajo para la integración de AJAX con facilidad en la capacidad de desarrollo de aplicaciones de negocio. Los componentes de RichFaces vienen listos para ser usados de manera rápida y sencilla, por lo que los desarrolladores pueden ahorrar tiempo de inmediato para aprovechar las características de los componentes para crear aplicaciones Web que proporcionan mejoras en gran medida la experiencia del usuario. RichFaces también incluye un fuerte apoyo para el tratamiento de temas visuales (skins) en las aplicaciones JSF. También aprovecha al máximo los beneficios del marco de trabajo JSF incluyendo, la validación y conversión de instalaciones, junto con la gestión de estática y dinámica los recursos.
Es una biblioteca de código abierto que se integra totalmente en la arquitectura de JSF y hereda las funcionalidades de sus etiquetas dotándolas con tecnología Ajax de forma limpia y sin añadir código Javascript. Mediante este marco de trabajo se puede variar el ciclo de vida de una petición JSF, recargar determinados componentes de la página sin necesidad de recargarla por completo, realizar peticiones al servidor automáticas y controlar cualquier evento de usuario.
El funcionamiento de la herramienta es muy sencillo. Mediante sus propias etiquetas se generan eventos que envían peticiones al contenedor Ajax. Estos eventos se pueden ejecutar por pulsar un botón, un enlace, una región específica de la pantalla, un cambio de estado de un componente, etc. Esto significa que el desarrollador no tiene que preocuparse de crear el código Javascript y el objeto XMLHttpRequest para que envíe la petición al servidor ya que el marco de trabajo hace el trabajo.
Una etiqueta especial del marco de trabajo es Ajax4jsf que se
usa para activar las funcionalidades de Ajax dentro de la aplicación.
Los tags de Richfaces se pueden acceder mediante el tag , como por ejemplo
(para hacer una lista desplegable editable o , para visualizar
datos en un componente tipo rejilla (grid)
Facelets
Es un sistema de plantillas, que sirve para integrar las partes estaticas de la aplicación web dentro del contenido dinámico. El problema de esta herramienta para JSF es la poca integración que tiene con otros marcos de trabajo, uno de ellos es Spring Security 2.0, que no dispone de etiquetas para trabajarlo. Las plantillas deben ser nombradas con la extensión .xhtml y su uso es muy sencillo.
Spring AOP
La Programación Orientada a Aspectos, más conocida como AOP por su nombre en inglés Aspect Oriented Programming, es un modelo de programación que aborda un problema específico: capturar las partes de un sistema que los modelos de programación habituales obligan a que estén repartidos a lo largo de distintos módulos del sistema. Estos fragmentos que afectan a distintos módulos son llamados aspectos y los problemas que solucionan, problemas cruzados (crosscutting concerns).
Usando un lenguaje que soporte AOP, podemos capturar estas dependencias en módulos individuales, obteniendo un sistema independiente de ellos y podemos utilizarlos o no sin tocar el código del sistema básico, preservando la integridad de las operaciones básicas.
Los principales campos de aplicación de la AOP son:
rastreo de la ejecución (tracing)
medida de tiempos y optimización (profiling)
pruebas (testing)
Spring AOP es uno de los marcos de trabajo existentes para implantar la programación orientada a aspectos.
Spring Security
Proporciona servicios de seguridad dentro de Spring. Proporciona
un sistema de autenticación a través del cual los usuarios pueden
autenticarse y acceder a múltiples aplicaciones a través de un
único punto de entrada. Para ello utiliza el servicio de autenticación
CAS (Central Authentication Service) desarrollado por la Universidad
de Yale [CAS], con el que una aplicación puede participar en un entorno
single sign on a nivel de toda la empresa. Ya no es necesario que cada
aplicación tenga su propia base de datos de autenticación, ni
tampoco existe la restricción de que sólo se pueda utilizar dentro
del mismo servidor de aplicaciones. Otras características avanzadas que
proporciona son soporte para proxy y refrescamiento forzado de logins. Tiene
completa integración con Spring, utiliza los propios mecanismos de configuración
de Spring y asegura la seguridad a nivel de instancia de objetos del dominio.
En muchas aplicaciones es deseable definir listas de control de acceso (Access
Control Lists o ACLs) para instancias de objetos del dominio individuales.
Spring Security proporciona un completo paquete ACL con características
que incluyen máscaras de bits, herencia de permisos, un repositorio utilizando
JDBC, caché y un diseño pluggable utilizando interfaces.
Spring Security también implementa la protección de las peticiones HTTP. Ya no es necesario depender de restricciones de seguridad definidas en el fichero web.xml. Las peticiones HTTP pueden ser protegidas por una serie de expresiones regulares que definen expresiones de caminos de acceso, así como para la autenticación, autorización y gestores de reemplazo de credenciales para la ejecución como otro usuario, todo ello totalmente configurable.
Además, el sistema de seguridad puede redirigir automáticamente las peticiones a un canal de transmisión adecuado. Comúnmente esto se aplica para asegurar que las páginas seguras estarán sólo disponibles sobre HTTPS, y las páginas públicas sobre HTTP, aunque es suficientemente flexible para soportar cualquier tipo de requisitos de "canal".
Conclusiones
Las tecnologías modernas y el avance en la programación orientada a objetos, aspectos y a servicios, o sea llámese, diferentes perspectivas de abordar el tema unido al creciente auge de Internet hace que las aplicaciones del presente y del futuro se orienten cada vez más a la web y al mundo de Internet, por varias razones: facilidad de uso, necesidad de pocas prestaciones de hardware y software para manipular tal aplicación y otras.
Dentro de este mundo, las tecnologías de desarrollo y programación de software han evolucionado a paso rápido y Java, una herramienta de gran expansión mundial y que cuenta con una inmensa comunidad de desarrolladores no está exenta de proponer muchas variantes y alternativas válidas para realizar aplicaciones de este tipo. La curva de aprendizaje y sobre todo el ensamblaje de todas estas tecnologías resulta ser algo que requiere de manos expertas y conocedoras del tema pero una vez que se logran establecer los marcos de trabajo y las herramientas se configuran para su buen uso y trabajo, la programación con Java orientado a aplicaciones web resulta ser algo relativamente sencillo y práctico y se convierte en una herramienta de trabajo muy útil para el desarrollo de aplicaciones.
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http://es.wikipedia.org/wiki/JSP
Autor:
Ariel Pérez
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