Leonardo Mariani Esercitazione di Sistemi Distribuiti. Interoperabilità Business-to-customer (B2C) Business-to-business (B2B)

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1 Web Services Leonardo Mariani Esercitazione di Sistemi Distribuiti 1 Scenario Interoperabilità Business-to-customer (B2C) Business-to-business (B2B) Applicazioni Inter-aziendali Service Oriented Computing 2

2 Web Services A Web Service is a software system identified by a URI, whose public interfaces and bindings are defined and described using XML. Its definition can be discovered by other software systems. These systems may then interact with the Web Service in a manner prescribed by its definition, using XML-based messages conveyed by Internet protocols (W3C) 3 Service Oriented Architecture Service Description Discovery Service Requirements Service Requestor Query Request Bind and Interact Publish Response Service Provider Service Description Service 4

3 WSDL Web Services Description Language (WSDL) Standard per la descrizione dei web services descrive: I servizi offerti da un Web Service I dati di input I dati di output Le modalità di invocazione dei servizi 2 parti abstract view descrizione delle operazioni permesse dal servizio, raggruppate come porttype concrete view informazione sull implementazione delle operazioni 5 Paradigmi Principali RPC-based chiamate a metodo remote realizzate attraverso un protocollo basato su XML Message-based scambio di documenti XML arbitrari 6

4 Sviluppo di Web Services con AXIS (e Tomcat) 7 Tecnologie AXIS ( implementazione di SOAP (SOAP Engine) framework per la costruzione di client e server SOAP supporto per WS instant deployment dei servizi (JWS) si integra come WebApp su Application/Web server supporto WSDL emitter tools (WSDL->Java e Java->WSDL) compatibile con JAX-RPC tool per il monitoraggio TCP/IP dei servizi seguire le istruzioni sul sito web per installarlo, principalmente 3 passi: copiare la cartella <axis>\webapps\axis su <appserver>\webapps includere tutti i file in <axis>\lib in AXISCLASSPATH (e poi includere AXISCLASSPATH in CLASPATH) o nel CLASSPATH includere un parser XML (JAXP 1.1 XML compliant) nel classpath es, XERCES (xml-apis.jar e xerces.jar) e cliccare su Validation per verificare l installazione 8

5 Tecnologie 2/2 Plugin per l integrazione di Eclipse con AXIS: si installa automaticamente Java to WSDL (per server) WSDD to deployment (per server) nota: il deployment di JWS può essere fatto copiando il file WSDL to Java proxy (per client) 9 Instant deployment dei servizi 10

6 Primo WS servizio di echo: risponde con la stringa che riceve in ingresso implementazione Java public class Echo { public String echoservice(string msg) { return msg; } } creazione del corrispondente Web Service: rinominare il file Echo.java come Echo.jws copiare il file nella cartella <web-app-root>/axis FINITO!!! axis automaticamente compila la classe e trasforma le chiamate SOAP in invocazioni a metodo il servizio si trova all URL NOTA: questa procedura va bene solo per WS molto semplici esempio: la classe non può contenere dichiarazioni di package 11 WSDL del servizio 1/2 axis genera dinamicamente anche il WSDL ( <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <wsdl:definitions targetnamespace=" xmlns:apachesoap=" xmlns:impl=" xmlns:intf=" <!--WSDL created by Apache Axis version: 1.4 Built on...--> <wsdl:message name="echoserviceresponse"> <wsdl:part name="echoservicereturn" type="xsd:string"/> </wsdl:message> <wsdl:message name="echoservicerequest"> <wsdl:part name="msg" type="xsd:string"/> </wsdl:message> <wsdl:porttype name="echo"> <wsdl:operation name="echoservice" parameterorder="msg"> <wsdl:input message="impl:echoservicerequest" name="echoservicerequest"/> <wsdl:output message="impl:echoserviceresponse" name="echoserviceresponse"/> </wsdl:operation> </wsdl:porttype> 12

7 WSDL del servizio 2/2 <wsdl:binding name="echosoapbinding" type="impl:echo"> <wsdlsoap:binding style="rpc" transport=" <wsdl:operation name="echoservice"> <wsdlsoap:operation soapaction=""/> <wsdl:input name="echoservicerequest"> <wsdlsoap:body encodingstyle=" namespace=" use="encoded"/> </wsdl:input> <wsdl:output name="echoserviceresponse"> <wsdlsoap:body encodingstyle=" namespace=" use="encoded"/> </wsdl:output> </wsdl:operation> </wsdl:binding> <wsdl:service name="echoservice"> <wsdl:port binding="impl:echosoapbinding" name="echo"> <wsdlsoap:address location=" </wsdl:port> </wsdl:service> </wsdl:definitions> 13 Primo Client import javax.xml.namespace.qname; import javax.xml.rpc.serviceexception; import org.apache.axis.client.call; import org.apache.axis.client.service; public class TestClient { public static void main(string [] args) { String endpoint = " Service service = new Service(); try { Call call = (Call) service.createcall(); call.settargetendpointaddress(new URL(endpoint)); call.setoperationname(new QName(" String ret = (String) call.invoke(new Object[] {"Hello!"}); System.out.println("Sent 'Hello!', got '" + ret + "'"); } catch... } } Call e Service contengono i metadati che descrivono il servizio da invocare 14

8 Chiamate SOAP La classe Call genera automaticamente le richieste SOAP per il Web Service <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <SOAP-ENV:Envelope xmlns:xsd=" xmlns:soap-env=" xmlns:xsi=" <SOAP-ENV:Body> <ns1:echoservice xmlns:ns1=" <arg0 xsi:type="xsd:string">hello!</arg0> </ns1:echoservice> </SOAP-ENV:Body> </SOAP-ENV:Envelope> 15 Nomi dei parametri Nelle chiamate SOAP i nomi dei parametri sono indicati con arg0, arg1,... invocando call.addparamater(<nomepar>, Constants.XSD_<tipo>, ParameterMode.<IN/OUT/INOUT>) è possibile definire nomi e tipi delle variabili, mentre invocando call.setreturntype(<tipo>) è possibile definire il tipo del valore di ritorno (utile quando la risposta SOAP non riporta l indicazione del tipo ritornato, ad es., <result>hello!</result> invece di <result xsi:type= xsd:string >Hello!</result>) call.setreturnclass(<nomeclasse>.class) definisce la classe in cui il valore di ritorno deve essere deserializzato 16

9 Esercizio Sviluppare un Web Service in grado di moltiplicare due numeri interi (int) attraverso il meccanismo dell instant deployment Sviluppare un client che usi il servizio sviluppato. Definire il tipo di tutti i parametri di input ed output dell invocazione (call). 17 Deployment dei servizi via WSDD 18

10 Web Service Deployment Descriptor (WSDD) - esempio WSDD è un file XML che indica i servizi da esportare su AXIS ad esempio nome del servizio <deployment xmlns=" xmlns:java=" java"> <service name="myservice" provider="java:rpc"> <parameter name="classname value="samples.userguide.example3.myservice"/> <parameter name="allowedmethods" value="*"/> </service> </deployment> tipo di servizio classe che implementa il servizio metodi accessibili via SOAP 19 Web Service Deployment Descriptor (WSDD) - deployment comando di deployment: java cp %AXISCLASSPATH% org.apache.axis.client.adminclient deploy.wsdd il servizio è accessibile ctservice 20

11 Web Service Deployment Descriptor (WSDD) - scope Altre opzioni del WSDD elemento in service <parameter name= scope value=... > request una nuova istanza del servizio per ogni richiesta (default) application singolo oggetto condiviso da tutte le richieste session un oggetto per ogni sessione 21 Web Service Deployment Descriptor (WSDD) - flow Altre opzioni del WSDD nuovo elemento al livello principale <handler name= <id> type= <classe> > <parameter.../> </handler> elemento in service <requestflow> <handler type= <id> > </requestflow> ad ogni request sarà attivato il corrispondente handler 22

12 Esempio: logging delle invocazioni a un servizio <deployment xmlns=" xmlns:java=" <handler name="track" type="java:samples.userguide.example4.loghandler"> <parameter name="filename" value="myservice.log"/> </handler> <service name="logtestservice" provider="java:rpc"> <requestflow> <handler type="track"/> </requestflow> <parameter name="classname" value="samples.userguide.example4.service"/> <parameter name="allowedmethods" value="*"/> </service> </deployment> 23 Esempio - Handler public class LogHandler extends BasicHandler { public void invoke(messagecontext msgcontext) throws AxisFault { try { Handler servicehandler = msgcontext.getservice(); String filename = (String)getOption("filename"); if ((filename == null) (filename.equals(""))) throw new AxisFault("Server.NoLogFile", "No log file configured for the LogHandler!", null, null); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filename, true); PrintWriter writer = new PrintWriter(fos); Integer numaccesses = (Integer)serviceHandler.getOption("accesses"); if (numaccesses == null) numaccesses = new Integer(0); numaccesses = new Integer(numAccesses.intValue() + 1); Date date = new Date(); String result = date + ": service " + msgcontext.gettargetservice() +" accessed " + numaccesses + " time(s)."; servicehandler.setoption("accesses", numaccesses); writer.println(result); } } writer.close(); } catch (Exception e) { throw AxisFault.makeFault(e); } 24

13 Esercizio Effettuare il deployment del servizio Echo.jws come un normale Web Service nota: in alcuni classi può essere necessario copiare le classi compilate nella cartella <appserver>/webapps/axis/web-inf/classes 25 Web Service Styles 26

14 Stili Quattro stili fondamentali <service... style= RPC > <service... style= document > <service... style= wrapped > <service... style= message > 27 Stile RPC Gli esempi visti fino ad ora appartengono a questo stile SOAP RPC conventions SOAP encoding multi-ref serialization (serializzazione di grafi) si lavora con Java object graph multi-ref serialization deserialization object graph application SOAP RPC SOAP RPC application 28

15 Stile Document Caratteristiche SOAP message XML encoding Java<->XML binding è comunque utilizzato si lavora con Java objects serialization deserialization objects application SOAP message SOAP message application 29 Stile Wrapped come document, ma cambia il mapping sui metodi document: ogni elemento corrisponde ad un parametro wrapped: unico parametro che include tutti gli elementi esempio lo schema <schema targetnamespace=" <complextype name="potype"> <sequence> <element name="item" type="xsd:string"/> <element name="quantity" type="xsd:int"/> <element name="description" type="xsd:string"/> </sequence> </complextype> <element name="purchaseorder" type="potype"/> </deployment> si mappa su public void method(purchaseorder po) (wrapped) public void purchaseorder(string item, int quantity, String description) (document) 30

16 Servizi Message-Based Un servizio basato su messaggio può implementare una di queste signature 1 elemento per ogni XML element del body del messaggio public Element[] method(element [] bodies); public SOAPBodyElement [] method (SOAPBodyElement [] bodies) 1 DOM document che rappresenta il body public Document method(document body) 2 envelope, il valore di resp alla fine del messaggio viene inviato al richiedente public void method(soapenvelope req, SOAPEnvelope resp); 31 Esempio Servizio Message-Based implementazione public class MessageService{ public Element[] echoelements(element [] elems) { return elems; } } public void process(soapenvelope req, SOAPEnvelope resp) throws javax.xml.soap.soapexception { SOAPBody body = resp.getbody(); Name ns0 = resp.createname("testns0", "ns0", " Name ns1 = resp.createname("testns1", "ns1", " SOAPElement bodyelmnt = body.addbodyelement(ns0); SOAPElement el = bodyelmnt.addchildelement(ns1); el.addtextnode("test RESPONSE"); } 32

17 Esempio Servizio Message-Based - WSDD <deployment name="test" xmlns=" xmlns:java=" xmlns:xsi=" <service name="messageservice" style="message"> <parameter name="classname value="samples.message.messageservice" /> <parameter name="allowedmethods" value="echoelements" /> </service> <service name="messageservice2" style="message"> <parameter name="classname" value="samples.message.messageservice" /> <parameter name="allowedmethods" value="process" /> </service> </deployment> 33 Mapping Java<->XML 34

18 Interoperabilità in teoria, diverse implementazioni SOAP possono interagire in pratica, sono necessari degli accorgimenti molti articoli in Internet discutono questo tema gran parte dei problemi di interoperabilità sono legati alla corrispondeza tra i tipi WSDL e i tipi specifici del linguaggio adottato 35 Corrispondenza tra tipi 1/3 WSDL Java oggetti che possono assumere valori null sono mappati sulle corrispondenti classi wrapper : Boolean, Double,... 36

19 Corrispondenza tra tipi 2/3 Tipi SOAP sono tutti nillable (quindi sono mappati sulle classi wrapper dei tipi primitivi) supportano ID e HREF (utilizzati dalla multi-ref serialization) Eccezioni RemoteExceptions sono mappate su SOAP fault Exceptions sono mappate su WSDL fault sottoclassi delle classi base possono essere generate solo se l implementazione è condivisa tra chiamante e servizio, oppure l eccezione è descritta nel WSDL del servizio Interoperabilità ristretta Alcune Java Collections sono nativamente serializzabili, ma non sono formalmente supportate dalla specifica. es., HashTable 37 Corrispondenza tra tipi Non si possono inviare oggetti per i quali non esista un AXIS Serializer registrato AXIS fornisce il Bean Serializer per la serializzazione dei JavaBean dobbiamo costruire e registrare altri Serializer per poter trasmettere oggetti arbitrari SOAP non supporta il passaggio di riferimenti remoti 38

20 BeanSerializer 1/2 classi che rispettano la specifica JavaBean possono essere serializzate automaticamente metodi get/set per tutti i parametri ad esempio: public class Order { private String customername; private String shippingaddress; public String getcustomername() { return customername; } public void setcustomername(string name) { customername = name; } } public String getshippingaddress() { return shippingaddress; } public void setshippingaddress(string address) { shippingaddress = address; } 39 BeanSerializer 2/2 Bisogna specificare il mapping tra un XML QName e il JavaBean perché AXIS riesca a serializzarlo il mapping si specifica con il seguente elemento del WSDD <beanmapping qname= ns:local xmlns:ns= somenamespace languagespecifictype= java:my.java.thingy /> l associazione realizzata è la seguente (tipo java)my.java.thingy <-> somenamespace:local(tipo XML) 40

21 CustomSerializer bisogna implementare un Serializer ed un Deserializer devono essere indicati nel WSDL attraverso l elemento <typemapping...> non li prenderemo in considerazione 41 Uso del WSDL in AXIS 42

22 Integrazione di WSDL con AXIS scaricare il WSDL il WSDL che descrive un servizio può essere ottenuto automaticamente aggiungendo?wsdl all URL del WS ad esempio, 43 Integrazione di WSDL con AXIS generare lo STUB dal WSDL java org.apache.axis.wsdl.wsdl2java AddressBook.wsdl (da samples\addr) PROCESSO DI GENERAZIONE per ogni tipo => 1 classe statetype -> StateType Phone -> Phone Address -> Address per ogni porttype => 1 interfaccia AddressBook -> AddressBook per ogni binding => 1 classe stub AddressBookSOAPBinding -> AddressBookSOAPBindingStub per ogni servizio => 1 implementazione del servizio AddressBookService -> AddressBookService (interfaccia) AddressBookServiceLocator (impl) 44

23 Integrazione di WSDL con AXIS usare lo STUB Il Locator ritorna tutte le porte definite nel WSDL AddressBookService service = new AddressBookServiceLocator(); AddressBook port = service.getaddressbook(); Le porte sono usate per eseguire le operazioni Address address = new Address(...); port.addentry( Russel Butek, address); Lo STUB è usato in modo trasparente nel codice generato I tipi sono usati come parametri nelle operazioni 45 Esercizio creare un servizio AccountManager che implementa l operazione addaccount. L operazione accetta un oggetto di tipo Account (al suo interno sono definiti gli attributi nome, cognome ed età). Account è un java bean. L operazione addaccount ritorna una stringa che contiene nome e cognome dell account appena aggiunto. creare un client che accede al servizio. Sfruttare wsdl2java 46

24 Integrazione di WSDL con AXIS generare lo skeleton java org.apache.axis.wsdl.wsdl2java server-side --skeletondeploy true AddressBook.wsdl PROCESSO DI GENERAZIONE per ogni tipo => 1 classe statetype -> StateType Phone -> Phone Address -> Address per ogni porttype => 1 interfaccia AddressBook -> AddressBook per ogni binding => 1 classe stub, 1 skel, e 1 template impl AddressBookSOAPBinding -> AddressBookSOAPBindingStub AddressBookSOAPBinding -> AddressBookSOAPBindingSkeleton AddressBookSOAPBinding -> AddressBookSOAPBindingImpl per ogni servizio => 1 implementazione del servizio AddressBookService -> AddressBookService (interfaccia) AddressBookServiceLocator (impl) per tutti i servizi => deploy.wsdd e undeploy.wsdd 47 Integrazione di WSDL con AXIS generare lo skeleton 2/2 java org.apache.axis.wsdl.wsdl2java -- server-side AddressBook.wsdl (non c è l opzione --skeletondeploy true ) => non viene generato lo skeleton, ma l implementazione dovrà essere installata direttamente come WS 48

25 Integrazione di WSDL con AXIS implementazione del servizio basta implementare i metodi di AddressBookSOAPBindingImpl!! i metodi sono già stati generati con implementazione vuota nota: la procedura di generazione automatica dello skeleton non sovrascrive l implementazione se già esistente 49 Esercizio realizzare il servizio per la gestione degli account sfruttando la generazione degli stub 50

26 Integrazione di WSDL con AXIS Java -> WSDL public interface WidgetPrice { public void setwidgetprice(string widgetname, String price); public String getwidgetprice(string widgetname); } java org.apache.axis.wsdl.java2wsdl o wp.wsdl l -n urn:example6 -p samples.userguide.example6 urn:example6 samples.userguide.example6.widgetprice -o nome del file WSDL di output -l URL di accesso al servizio -n namespace del WSDL -p mapping tra namespace e package associato la classe/interfaccia del servizio [consultare la guida per altre opzioni] le classi per il binding WS<->Java possono essere ottenute con il seguente comando (analogo a quello visto in precedenza) java org.apache.axis.wsdl.wsdl2java o. d Session s S true Nurn:Example6 samples.userguide.example6 wp.wsdl 51 Monitor 52

27 AXIS Monitor AXIS fornisce due monitor TCP Monitor monitor traffico TCP generato dai web service SOAP Monitor monitor richieste SOAP scambiate dai web service 53 TCP Monitor attivabile tramite java cp %AXISCLASSPATH% org.apache.axis.utils.tcpmon sul pannello scegliere la porta sulla quale intercettare le richieste server e porta dove inoltrare le richieste ricevute le comunicazioni saranno loggate sulla console le richieste registrate possono essere ri-eseguite 54

28 SOAP Monitor Le richieste e le risposte SOAP sono intercettate attraverso un apposito Handler Le informazioni intercettate possono essere ottenute collegandosi a APMonitor 55 JAXR Java API for XML Registry 56

29 JAXR Fornisce API per accedere ad XML registry pubblicare info sui propri Web Service interrogare un registry Ci sono diverse specifiche di registry ebxml, UDDI JAXR offre una astrazione comune per accedere ai registri indipendentemente dalla specifica attualmente ebxml, e UDDI (2.0) 57 Classi principali di JAXR Connection rappresenta una connessione tra un client ed un registry RegistryService interfaccia lato client per l accesso al registry BusinessQueryModel interfaccia lato client per effetuare ricerche nel registry DeclarativeQueryManager ricerche basate su SQL BusinessLifeCycleManager interfaccia lato client per la modifica delle informazioni nel registry 58

30 Implementazione di un client JAXR Passi eseguiti dal Client Creazione della connessione con il registry Interrogazione del registry 59 (1) Creazione della Connessione 1/2 Creazione di un ConnectionFactory in J2EE Context context = new InitialContext(); ConnectionFactory connfactory = (ConnectionFactory) context.lookup("java:comp/env/eis/jaxr"); in J2SE ConnectionFactory connfactory = ConnectionFactory.newInstance(); Definizione delle proprietà della connessione Properties props = new Properties(); props.setproperty("javax.xml.registry.querymanagerurl", " props.setproperty("javax.xml.registry.lifecyclemanagerurl", " Moltissime opzioni disponibili, vedi specifica e J2EE tutorial 60

31 (1) Creazione della Connessione 2/2 Creazione della connessione connfactory.setproperties(props); Connection connection = connfactory.createconnection(); Estrazione dell interfaccia lato client RegistryService rs = connection.getregistryservice(); BusinessQueryManager bqm = rs.getbusinessquerymanager(); BusinessLifeCycleManager blcm = rs.getbusinesslifecyclemanager(); 61 (2) Interrogazione del Registry BusinessQueryManager implementa molti medodi find... I principali findorganizations findservices Tutti i registry implementano almeno le seguenti tassonomie NAICS (North American Industry Classification) UNSPSC (Universal Standard Products and Services Classification) ISO 3166 country codes JAXR supporta l aggiunta di nuove tassonomie (user-defined) Vedere J2EE tutorial per esempio di uso di metodi find 62

32 Modifica dei dati sul registry Per modificare i dati di un registry bisogna essere autorizzati String username = "myusername"; String password = "mypassword"; PasswordAuthentication passwdauth = new PasswordAuthentication(username, password.tochararray()); Set creds = new HashSet(); creds.add(passwdauth); connection.setcredentials(creds); Bisogna pubblicare sia una descrizione della propria organizzazione che dei Web Service forniti 63 Esempi Diversi esempi disponibili sul J2EE Tutorial 64

33 WS-BPEL BPEL - Business Process Execution Language specifica di processi di business ed interazioni tra questi basato su XML WS-BPEL è la versione per web services eseguibile esistono numerosi engine 65