das ist kein spielzeug! play-framework und akka für reaktive und skalierbare web-anwendungen

Das ist kein Spielzeug! Play!-Framework und Akka für reaktive und skalierbare Web-Anwendungen

Martin Lehmann, Dr. Rüdiger Grammes – Java User Group Frankfurt, 29.4.2015

Copyright © Accso GmbH4

Play-Framework

Hello JUGF

Konzepte in Play

Anwendungsbeispiel

Aktoren mit Akka

Fazit

Literatur

Play-Framework: Überblick


Play-Framework

Seit 2007

Aktuell 2.3.8 (demnächst 3)

Web-Framework

(Basis: MVC)

JVM

Open-Source(Apache 2)

reactive

Typesafe Reactive Platform

erweiter-bar


sbt

Bu

ild S

yste

m

Resource Handling

View Templates(Scala, HTML)

Sonstige Libraries

JSON, Security, …

Play Core(MVC)

Persistence(EBeans oder JPA,

h2 Datenbank)

Netty(Web-server)

Play Application

JUn

it, S

ele

niu

m

Akka

Java

od

er

Scal

a

Co

ffe

eSc

rip

t /

Java

Scri

pt

CSS

/ L

ESS

Play-Framework



Hello JUGF

Konzepte in Play

Anwendungsbeispiel

Aktoren mit Akka

Fazit

Literatur

Hello JUGF



Hello JUGF

Konzepte in Play

Anwendungsbeispiel

Aktoren mit Akka

Fazit

Literatur

Konzepte in Play

Copyright © Accso GmbH

Die Architektur der Web-Anwendung basiert auf MVC:routes-Konfiguration und Controller in Java

9

# RoutesGET / controllers.HelloController.index()GET /hello controllers.HelloController.sayHello()

public class HelloController extends Controller {public static Result index() {

return ok( index.render(form(Hello.class)) );}

public static Result sayHello() {Form<Hello> form = form(Hello.class).bindFromRequest();

...Hello data = form.get();return ok( hello.render(data.name, data.repeat, data.color) );

}public static class Hello {

@Required public String name;@Required @Min(1) @Max(100) public Integer repeat;public String color;

} }

Route von URL zu Controller-Methode

Controller-Methode(public, static)

Controller-Methode(public, static)

Aufruf der View


10

Die Architektur der Web-Anwendung basiert auf MVC:View-Templates in HTML & Scala

@* hello.scala.html *@

@(name: String, repeat: Int, color: String)

@main("Here is the result:") {

<ul style="color: @if(color != null) { @color } else { inherited }">@for(i <- 1 to repeat) {

<li>Hello @name!</li>}

</ul>

<p class="buttons"><a href="@routes.Application.index">Back to start page</a>

</p>}

Scala-Codebeginnt mit @

Wesentliche Elemente: for-Schleife, Iteratoren, if-then-else und Template-Komposition


Die Architektur der Web-Anwendung basiert auf MVC:Persistenz mit ORM über EBeans (oder JPA)

11

@Entitypublic class User extends Model {

@Idpublic String email;public String firstName;public String lastName;public String password;

public User(String email, String firstName, String lastName, String password) {// ...

}

public static Finder<String, User> finder = new Finder<String,User>(String.class, User.class);

public static User authenticate(String email, String password) {return finder.where().

eq("email", email).eq("password", password).findUnique();}

public static int count() {return finder.findRowCount();

}}

Leitet von EBeans-Model-Klasse ab (Hilfsmethoden wie save etc.)

Public Attribute werden persistiert,

getter/setter werden generiert


Die Architektur der Web-Anwendung basiert auf MVC:Persistenz mit ORM über EBeans (oder JPA)

12

@Entitypublic class User extends Model {

@Idpublic String email;public String firstName;public String lastName;public String password;

public User(String email, String firstName, String lastName, String password) {// ...

}

public static Finder<String, User> finder = new Finder<String,User>(String.class, User.class);

public static User authenticate(String email, String password) {return finder.where().

eq("email", email).eq("password", password).findUnique();}

public static int count() {return finder.findRowCount();

}}

Annotationen nach javax.persistence

Annotationen nach javax.persistence

Finder-Methoden,Query-API

Finder-Methoden,Query-API

EBeans ist einfach verwendbar.Nutzt keine Session.

Achtung: Play 2.3 wechselt auf JPA, da Ebeans-Projekt inaktiv zu sein scheint.


Konfiguration und Modularisierung einer Play-Anwendung

13

Zentrale Konfigurationsdateiist application.conf

Zerlegung und Einbindung

anderer Konfigs möglich

Modula-risierung

einer Play-Anwendung


Entwicklung und Tools: Build, Debug, Test, Hot-Deployment, Produktion, Erweiterung mit Modulen

Entwicklung• Integration mit Eclipse, IntelliJ• Hot-Deployment und Debugging problemlos• Tests mit JUnit und Selenium• Build mit sbt, Integration mit Maven möglich

Ausführungs-umgebungen

• Play• Tomcat oder anderer Servlet-Container, mit

https://github.com/play2war/play2-war-plugin/

Produktion • DEV und PROD mode• Konfig-File von außen mitgebbar (zur Unterscheidung

umgebungsspezifischer Einstellungen)

Module• Zum Beispiel für Authentifizierung & Autorisierung• Vorsicht: Play1-Modulrepository nicht nutzbar• Aktuell 75 Module gelistet auf

https://www.playframework.com/documentation/2.3.x/Modules

https://github.com/play2war/play2-war-plugin/

https://www.playframework.com/documentation/2.3.x/Modules


Was bringt das?

15

Bis hierhin ist Play nichts besonderes.…

Web-Frameworks mit MVC gibt‘s wie Sand am Meer.

...Viele Konzepte gibt‘s anderswo (Grails, Spring Roo, …) so auch.

…

Warum also wirklich Play?


Reactive! Was sind die Anforderungen?

Anforderungen an Performance:

Geringe Antwortzeiten, minimale Latenz, hoher Durchsatz

Anforderungen an Skalierbarkeit:steigende Nutzerzahlen, Multi-Core

Anforderungen an Verfügbarkeit:24x7, Failover, hohe Fehlertoleranz

Forderungen des Reactive Manifesto: Responsive, Resilient, Elastic, Message-Driven

Copyright © Accso GmbH17Angelehnt an: Lutz Huehnken, Typesafe, JAX 2015: „Von Enterprise zu Reactive“

http://de.slideshare.net/lutzh/von-enterprise-zu-reactive

Traditionell:Threadper Request

Dispatching(n Threads per m Requests)

VorsichtThreadLocal nicht nutzbar.Blockierende Operationen

(z.B. JDBC) blockieren den Thread global.

Play ist reactive

http://de.slideshare.net/lutzh/von-enterprise-zu-reactive


Play nutzt Akka „unter der Haube“ für die asynchrone Abarbeitung von Web-Requests

18

Browser

Server

Proc.Unit

Proc.Unit

Proc.Unit

Proc.Unit

Proc.Unit

Proc.Unit



Hello JUGF

Konzepte in Play

Anwendungsbeispiel

Aktoren mit Akka

Fazit

Literatur

Anwendungsbeispiel


Beispiel: Web-Anwendung zur Entarchivierung von Blobs (langläufige Backend-Requests mit viel Postprocessing)

Archivmit

Blobs

BrowserB) Überwache Auftragsstatus

(Fortschritt, Fehler)

A) Stelle neuen Entarchivierungsauftrag ein

C) Suche nach Aufträgen


Archivmit

Blobs

Beispiel: Web-Anwendung zur Entarchivierung von Blobs (langläufige Backend-Requests mit viel Postprocessing)

App-Server

Filesystem

Web-Frontend(für Use-Cases A,B,C)

Backend fürEntarchivierung +

Postprocessing

Browser



Hello JUGF

Konzepte in Play

Anwendungsbeispiel

Aktoren mit Akka

Fazit

Literatur

Aktoren mit Akka


sbt

Bu

ild S

yste

m

Resource Handling

View Templates(Scala, HTML)

Sonstige Libraries

JSON, Security, …

Play Core(MVC)

Persistence(EBeans oder JPA,

h2 Datenbank)

Netty(Web-server)

Play Application

JUn

it, S

ele

niu

m

Akka

Java

od

er

Scal

a

Co

ffe

eSc

rip

t /

Java

Scri

pt

CSS

/ L

ESS

Akka ist ein fester Bestandteil des Play-Frameworks

Das Aktoren-Modell (Carl Hewitt, 1973) ist ein Modell für nebenläufige Berechnungen


Aktor

Aktor

Aktor

State

State

State

Aktoren sind die ausführbaren Einheiten

Kommunikation über asynchrones Messaging – kein gemeinsamer globaler Zustand!(share nothing)

Aktoren können dynamisch weitere Aktoren erzeugen

Akka implementiert das Aktoren-Modell für Java und Scala

public class Greeting implements Serializable {public final String who; // immutablepublic Greeting(String who) { this.who = who; }

}

public class GreetingActor extends UntypedActor {LoggingAdapter log = Logging.getLogger(getContext().system(), this);

public void onReceive(Object message) throws Exception {if (message instanceof Greeting)log.info("Hello " + ((Greeting) message).who);

}}

Aktor

ActorSystem system = ActorSystem.create("MySystem");ActorRef greeter =

system.actorOf(Props.create(GreetingActor.class), "greeter");greeter.tell(new Greeting("Charlie Parker"), ActorRef.noSender());

Aktoren sind hierarchisch in einem Aktoren-System angeordnet. Eltern haften für ihre Kinder.


Top-Level Aktoren

Root-Aktoren(Guardian)

Aktor-System(Root Guardian) /

/user

/a

/c /d

/b

/b1

/systemFehler-

Eskalation

EscalateRestartResume

Stop

Everything isan Actor!

Adressierung: Aktoren kennen sich gegenseitig über Aktoren-Referenzen


ActorRef sender = context().sender();ActorRef self = context().self();ActorRef parent = context().parent();Iterable<ActorRef> children = context().children();

• Aktoren-Referenz über den Kontext eines Aktors

• Aktoren-Referenz als Konstruktor-Argument oder in einer Nachricht übergeben

• Aktoren-Referenz über Lookup des Pfads

ActorSelection actorSelection = context().actorSelection(path);

context().actorSelection("/user/a/a2"); // absoluter Pfad context().actorSelection("../a2"); // relativer Pfadcontext().actorSelection("../*"); // Wildcardcontext().actorSelection("akka.tcp://sys@ipadr:port/user/a/a2"); // Remote

actorSelection.tell(message, self()); // ggf. mehrere NachrichtenFuture<ActorRef> ref = actorSelection.resolveOne(timeout);

Lebenszyklus von Aktoren: Methoden können in der Aktor-Implementierung überschrieben werden.


Livecycle-Methoden

preStart()preRestart()postRestart()

postStop()

Aktoren arbeiten Nachrichten aus ihrer Mailbox ab.


Aktor

State

Aktor

State

UnboundedMailbox

(default)

PriorityMailbox

Aktor

State

BoundedMailbox

Blockiere Sender

Aktoren arbeiten Nachrichten aus ihrer Mailbox ab

Reihenfolge und Verhalten hängen von der Mailbox-Implementierung ab

Es gibt kein Lookahead – Nachrichten werden immer aus der Mailbox genommen

Die Ausführung erfolgt durch einen Dispatcher (z.B. Fork-Join, Thread-Pool)

Blockierende und langlaufende Operationen sollten vermieden werden

ThreadThreadThreadPool-1 ThreadThreadThreadPool-2

Anwendungsbeispiel Entarchivierung: Implementierung e. einfachen Task-Frameworks auf Basis von Spring und Akka


Task-Aktoren

Ro

ute

r

TaskExecutionActor

TaskExecutionActor

TaskExecutionActor

Task-Aktoren

Ro

ute

r

TaskExecutionActor

TaskExecutionActor

Ro

ute

r

StatusUpdateActor

StatusUpdateActor


Scala Code? Wohl eher scary code!

package akka.actor.dungeon

private[akka] trait DeathWatch

abstract class Kill extendsAutoReceivedMessage with PossiblyHarmful

abstract class PoisonPillextends AutoReceivedMessagewith PossiblyHarmful

case class Deafen(listener: ActorRef) extendsListenerMessage



Hello JUGF

Konzepte in Play

Anwendungsbeispiel

Aktoren mit Akka

Fazit

Literatur

Fazit



Hello JUGF

Konzepte in Play

Anwendungsbeispiel

Aktoren mit Akka

Fazit

LiteraturLiteratur


Literatur

Play Homepagehttps://www.playframework.com/

Doku zu Play für Javahttps://www.playframework.com/documentation/2.3.x/JavaHome

Play bei Stack Overflowhttp://stackoverflow.com/questions/tagged/playframework-2.0

Vorsicht bei der Suche mit Google & Co

Suche nach „Play Framework“ liefert meist noch Infos zu Play 1.x -> mit Play 2.x irrelevant. Am besten immer „Play framework 2.x java <SUCHE>“

https://www.playframework.com/

https://www.playframework.com/documentation/2.3.x/JavaHome

http://stackoverflow.com/questions/tagged/playframework-2.0


Literatur

Nicolas Leroux and Sietse de KaperPlay for Java

February 2014 | 320 pages | B&WISBN: 9781617290909Manning Publications

http://www.manning.com/leroux/

Yann Simon und Remo SchildmannAll Play and No WorkWebentwicklung mit dem Play-Framework

Java Magazin, 03/2013 bis 05/2013

https://jaxenter.de/java-magazin-3-2013-erschienen-web-apps-mit-play-3733

http://www.manning.com/leroux/

https://jaxenter.de/java-magazin-3-2013-erschienen-web-apps-mit-play-3733

Begeisterung für dieanspruchsvollen Aufgaben unserer Kunden

Accso – Accelerated Solutions GmbHwww.accso.detwitter.com/accso

Berliner Allee 5864295 DarmstadtTelefon: +49 (6151) 13029-0Fax: +49 (6151) 13029-10

Moltkestraße 131 a50674 KölnTelefon: +49 (221) 630691-0Fax: +49 (221) 630691-10

Theatinerstraße 1180333 MünchenTelefon: +49 (89) 71042-2040Fax: + 49 (89) 71042-2001

das ist kein spielzeug! play-framework und akka für reaktive und skalierbare web-anwendungen

Technology