Der Java-Profi: Persistenzlösungen und REST-Services

Datenaustauschformate, Datenbankentwicklung und verteilte Anwendungen

Michael Inden

• Verlag: dpunkt.verlag
• Jahr: 2016
• ISBN:
  9783864919619
• Thema: Informatik
• Thema: Programmierung in Java

Wenn Sie bereits komplexe Java-Applikationen für den Desktop-Bereich schreiben, können Sie sich an Unternehmensanwendungen als weitere Herausforderung wagen. Dabei kommen Sie früher oder später mit Datenbanken, den Datenformaten XML oder JSON und auch mit verteilten Applikationen in Berührung. Das notwendige Wissen für einen effizienten Einstieg erlangen Sie in diesem Buch.Michael Inden macht Sie zunächst mit den Grundlagen der professionellen Erstellung von Unternehmensanwendungen vertraut und vermittelt Ihnen substanzielle Kenntnisse zum Informationsaustausch basierend auf XML oder JSON. Darüber hinaus bietet er eine fundierte Einführung in die Persistenz mit relationalen Datenbanken mithilfe von SQL, JDBC und JPA. Schließlich thematisiert der Autor die Datenverarbeitung mit den immer populärer werdenden NoSQL-Datenbanken anhand von MongoDB.Im Praxisalltag kommt oftmals der Wunsch auf, Funktionalität auch im Netzwerk bereitzustellen. Hierfür existieren vielfältige Technologien. Das Buch fokussiert auf die populären "RESTful Webservices" und zeigt Ihnen exemplarisch die Entwicklung von einfachen Client-Server-Applikationen mithilfe von JAX-RS.

1 Einstieg in XML und JSON

Oftmals müssen Programme gewisse Daten speichern oder untereinander austauschen. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Während früher oft proprietäre Formate verwendet wurden, hat sich dies mittlerweile geändert. Vielfach setzt man nun auf Standards wie XML (eXtensible Markup Language) und neuerdings auch JSON (JavaScript Object Notation). Um dem Trend nach Standardisierung Rechnung zu tragen, beschäftigt sich dieses Kapitel mit der Verarbeitung von Dokumenten. Wir schauen auf XML und JSON und welche Vorzüge man durch deren Einsatz erzielt.

Zunächst einmal ist erwähnenswert, dass XML eine strukturierte, standardisierte und doch flexible Art der Darstellung und Verarbeitung von Informationen erlaubt. Hilfreich ist dabei vor allem, dass die Daten und die strukturierenden Elemente (nahezu) frei wählbar sind. Dabei werden spezielle Zeichenfolgen, sogenanntes Markup, verwendet. Man spricht bei XML deshalb auch von einer sogenannten Auszeichnungssprache (Markup Language). Ähnlich wie Sie es vielleicht von HTML kennen, existieren auch in XML spezielle Zeichenfolgen, die eine steuernde oder besondere Bedeutung tragen. Das erlaubt es, Daten nahezu selbstbeschreibend darzustellen.

XML spielt auch beim Datenaustausch zwischen Programmkomponenten oder Systemen eine wichtige Rolle. Das liegt insbesondere an der einfach zu verarbeitenden Darstellung als textbasiertes Format, das sich zudem problemlos über das Netzwerk übertragen lässt. Für die Auswertung gibt es vom W3C (World Wide Web Consortium) verschiedene Varianten, die eine Vielzahl an Frameworks hervorgebracht haben, sodass eine Verarbeitung von XML in gebräuchlichen Programmiersprachen sowie der Austausch zwischen unterschiedlichen Systemen und Programmen einfach möglich wird.

Nach dieser Motivation möchte ich Ihnen kurz darlegen, was dieses Kapitel beinhaltet. Zu Beginn gebe ich eine kurze Einführung in XML, um für diejenigen Leser, für die dieses Thema neu ist, eine gemeinsame Basis mit bereits erfahreneren Kollegen zu schaffen. Dabei lernen wir einige Grundbausteine eines XML-Dokuments kennen. Anschließend gehe ich kurz auf Möglichkeiten zur semantischen Beschreibung mithilfe von DTDs (Document Type Definition) sowie XSDs (XML Schema Definition) ein. Mit diesem Grundwissen wenden wir uns der Verarbeitung von XML mit verschiedenen Java-APIs zu. Wir betrachten SAX (Simple API for XML) und DOM (Document Object Model) sowie StAX (Streaming API for XML). Zum Auswerten von XMLbasierten Daten werfen wir abschließend einen Blick auf XPath und XSLT (eXtensible Stylesheet Language Transformations). Außerdem betrachten wir noch JAXB (Java Architecture for XML Binding) und abschließend JSON.

1.1 Basiswissen XML

Sowohl HTML als auch XML sind textuelle Repräsentationen von Daten. Während in HTML eine vordefinierte Menge an Auszeichnungselementen, sogenannten Tags, etwa body, head, ol und table existiert, sind im Gegensatz dazu die Tags in XML nicht fest vorgegeben, sondern frei wählbar. Dies ermöglicht eine flexible Beschreibung und Strukturierung der Daten.

Weil sich Erklärungen anhand eines konkreten Beispiels in der Regel leichter nachvollziehen lassen, werfen wir einen Blick auf ein einfaches XML-Dokument, das eine Menge von Personen wie folgt modelliert:

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1" ?>
<!-- Dies ist ein Kommentar: Die erste Zeile ist der Prolog -->

<!-- Hier folgen nun die eigentlichen Daten -->
<Personen>
<Person vorname="Michael" name="Inden" alter="44"></Person>
<Person vorname="Hans" name="Meyer" alter="32"></Person>

<!-- Kurzschreibweise für leere Elemente / leer. d. h. keine Subelemente -->
<Person vorname="Peter" name="Muster" alter="55" />
</Personen>

An diesem Beispiel erkennt man verschiedene Dinge: XML-Dokumente speichern ihre Daten in sogenannten Elementen, die ineinander geschachtelt sein können. Das alle anderen umschließende Element nennt sich Wurzelelement. Im Beispiel gibt es drei Subelemente Person unter dem Wurzelelement Personen. Es wäre aber auch problemlos möglich, weitere Hierarchieebenen – etwa eine Adresse unterhalb eines Person-Elements – wie folgt einzufügen:

<Person vorname="Hans" name="Meyer" alter="32">
<!-- Verschachtelte Subelemente -->
<Adresse>
<Stadt PLZ="24106">Kiel</Stadt>
</Adresse>
</Person>

Ergänzend zu den textuellen Angaben von Werten innerhalb von Elementen sowie durch deren Verschachtelung können Informationen in sogenannten Attributen hinterlegt werden, wie dies für die Attribute vorname, name und alter des Elements Person gezeigt ist. Zudem können XML-Dokumente auch Kommentare enthalten, die mit der Zeichenfolge <!-- eingeleitet und mit --> abgeschlossen werden.

Schaut man auf das gezeigte XML-Dokument, so erkennt man, dass jedes Element eine Start- und Endmarkierung, Start- und End-Tag genannt, besitzt. Ebenso wie bei HTML werden diese Tags in spitzen Klammern notiert. Gewöhnlich treten öffnendes und schließendes Tag paarweise auf,...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Titel
• Impressum
• Inhaltsverzeichnis
• Vorwort
• Kapitel 1: Einstieg in XML und JSON
• Kapitel 2: Einführung in Persistenz und relationale Datenbanken
• Kapitel 3: Persistenz mit JDBC
• Kapitel 4: Persistenz mit JPA
• Kapitel 5: NoSQL-Datenbanken am Beispiel von MongoDB
• Kapitel 6: REST-Services mit JAX-RS und Jersey
• Kapitel 7: Entwurf einer Beispielapplikation
• Anhang
• Literaturverzeichnis
• Index
• Fußnoten