17 Apr 2012

NoSQL Datenbanken im Allgemeinen und MongoDB im Speziellen

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Waren Relationale-Datenbanken lange Zeit das Speichermedium der Wahl, so sind in den letzten Jahren NoSQL-Datenbanken (Not only SQL) populär geworden. Diese können und sollen die bestehenden Relationalen-Datenbanken nicht ersetzten, da sie ganz andere Ansätze der Datenspeicherung verfolgen. Es kann aber durchaus Sinn machen, Relationale- und NoSQL-Datenbanken zu kombinieren, um das jeweilige Verhalten optimal zu nutzen. Nicht nur zwischen Relationalen- und NoSQL-Datenbanken gibt es Unterschiede, auch die Ansätze der NoSQL-Datenbanken weichen erheblich voneinander ab. Je nach Einsatzbereich, sind sie auf ihre Aufgabe hin optimiert. Grob können NoSQL-Datenbanken in die folgenden vier Kategorien aufgeteilt werden:

  • Key/Value basierte Datenbanken: Jedem Wert wird ein eindeutiger Schlüssel zugewiesen, der Wert selber wird von der Datenbank nicht interpretiert.
  • Wide Column Store: Hier sind die Spalten einer Tabelle nicht fest definiert. Muss für einen Datensatz eine zusätzliche Information gespeichert werden, kann diese hinzugefügt werden, ohne dass alle bestehenden Datensätze um einen NULL-Wert ergänzt werden. Letzteres wäre beim relationalen Datenmodell der Fall gewesen.
  • Dokumentenorientierte Datenbanken: Es werden ganze Dokumente gespeichert, meistens handelt es sich um XML- oder JSON-Dokumente.
  • Graphen Datenbanken: Diese Datenbanken enthalten Knoten und deren Beziehungen zueinander. Sie sind auf das schnelle Durchlaufen von Graphen ausgelegt.

Einige der NoSQL-Datenbanken sind auf große Mengen an Daten ausgerichtet, daher spielt hier die horizontale Skalierbarkeit eine wichtige Rolle. Bei verteilten Datenbanksystemen kommt nun das CAP-Theorem zum Einsatz, welches besagt, dass bei verteilten Computer Systemen maximal zwei der folgenden drei Eigenschaften erfüllt werden können:

  • Konsistenz (Consistency): Alle Clients sehen zum gleichen Zeitpunkt die gleichen Daten.
  • Verfügbarkeit (Availability): Antwortzeit in der ein Request beantwortet wird.
  • Partitionstoleranz (Partition tolerance): Das System arbeitet weiter, auch wenn einzelne Nachrichten verloren gehen oder einzelne System-Komponenten fehlerhaft arbeiten.

Betrachten wir nun die MongoDB, eine der vielen NoSQL-Datenbanken, genauer. Der Name steht für humongous database – gigantische Datenbank – ist dokumentenorientiert und arbeitet mit JSON ähnlichen Dokumenten. An Anlehnung an JSON heißt das Format BSON – Binary JSON – enthält aber zusätzliche Datentypen wie Date und BinData. Will man die MongoDB nach dem CAP-Theorem einsortieren, so handelt es sich um ein CP-System. Sie hat also Probleme mit Hochverfügbarkeit, während die Daten über verschiedene Knoten Konsistent gehalten werden können.

MongoDB ist aktuell in der Version 2.0.4 verfügbar und kann unter
http://www.mongodb.org/ bezogen werden. Um die MongoDB anschließend unter Windows als Dienst zu registrieren, muss mongod.exe mit folgenden Parametern ausgeführt werden:

mongod.exe –logpath C:mongologslogfilename.log –logappend –dbpath C:mongodata –install

Auch wenn es erstaunen hervorruft, aber unter Windows ist die Angabe der Log-Datei tatsächlich zwingend notwendig.

Unter Linux (Ubuntu) ist es einfacher, hier kann die MongoDB direkt aus der Paketverwaltung installiert werden. MongoDB wird direkt als Service gestartet, die Konfigurations-Datei enthält unter anderem folgende Einträge:

dbpath=/var/lib/mongodb
logpath=/var/log/mongodb/mongodb.log

Die Datei selber ist unter /etc/mongodb.conf zu finden.

Die MongoDB bietet support für diverse Programmiersprachen, u.a für

  • Java
  • C
  • C++
  • .NET
  • PHP

Der aktuelle MongoDB Java Treiber ist in Version 2.7.3 verfügbar und kann bequem als Maven Dependency geladen werden:

<dependency>
<groupId>org.mongodb</groupId>
<artifactId>mongo-java-driver</artifactId>
<version>2.7.3</version>
</dependency>

Um eine Verbindung zur MongoDB aufzubauen, sind lediglich folgende zwei Zeilen nötig:

Mongo mongo = new Mongo();
DB db = mongo.getDB(„myDB“);

Sofern die Datenbank myDB in der MongoDB noch nicht existiert, wird diese automatisch erstellt. Da der Java MongoDB Treiber thread-safe ist, kann beispielsweise in einer Web Anwendung eine einzige Mongo Instanz für die Abarbeitung alle Requests betrieben werden. Sofern nicht anders konfiguriert beinhaltet das Mongo Objekt einen internen Pool von 10 Datenbank-Connections. Bei jeder Anfrage wird eine Connection über den Pool aufgebaut, die Abfrage gesendet und anschließend die Connection wieder abgebaut.

Will man nun seinen ersten Eintrag in der MongoDB speichern, wird ein BasicDBObject erstellt, welchem die Attribute als Key/Value Paare übergeben werden.

BasicDBObject person = new BasicDBObject();
person.put(„forename“, „Max“);
person.put(„lastname“, „Mustermann“);

DBCollection coll = db.getCollection(„persons“);
coll.insert(person);

Anschließend holt man sich über die Datenbank die Collection mit dem Namen persons. In einem Relationalen-Datenbankmodell würde man nicht von Collections, sondern von Datenbank-Tabellen reden. Hat man nun die Collection, kann das bereits generierte BasicDBObject gespeichert werden. Sollte noch keine Collection mit dem Namen persons existieren, wird auch diese automatisch erzeugt.

Will man die Einträge einer Collection erfragen, stehen verschiedene find-Methoden zur Verfügung. Um alle Einträge zu erhalten, wird die find-Methode ohne weitere Parameter – und damit ohne Einschränkungen – aufgerufen:

DBCollection collection = db.getCollection(„persons“);
DBCursor cursor = collection.find();
while (cursor.hasNext()) {
DBObject dbObject = cursor.next();
String forename = (String) dbObject.get(„forename“);
String lastname = (String) dbObject.get(„lastname“);
Person person = new Person(forename, lastname);
}

Die find-Methoden liefern einen DBCursor, mit dem über die Elemente der Collection persons iteriert werden kann. Sind die Parameter des DBObjects bekannt, können diese  – forename und lastname – direkt erfragt werden.

Will man nun die Suche einschränken, wird das gleiche BasicDBObject verwendet, welches schon beim Erzeugen des Eintrags zum Zuge kam. Gewünschte Einschränkungen werden auch hier als Key/Value Paare definiert:

BasicDBObject query = new BasicDBObject();
query.put(„forename“, „Max“);
DBCursor cursor = collection.find(query);

In obigem Beispiel waren die Eigenschaften der Collection persons bekannt, so dass diese direkt über ihren Schlüssel erfragt werden konnten. Da die Eigenschaften einer Collection nicht fest definiert sind und im Laufe der Zeit zusätzliche Key/Value Paare hinzugefügt werden können, müssen auch alle Schlüssel eines DBObjects erfragt werden können:

Set<String> keys = dbObject.keySet();
for (String key : keys) {
Object property = dbObject.get(key);
}

Auch über alle Collections einer Datenbank kann bequem per Java Mongo Treiber API iteriert werden:

Set<String> collectionNames = db.getCollectionNames();
for (String name : collectionNames) {
DBCollection collection = db.getCollection(name);
}

Die Größe von BSON Objekten, die in der MongoDB gespeichert werden können, sind beschränkt. In älteren MongoDB Version liegt die Begrenzung bei 4 MB, ab Versionen 1.7 bei 16 MB. Um dennoch größere Dokumente speichern zu können, wurde die GridFS-Spezifikation zum Speichern von großen Objekten eingeführt. Diese werden über zwei Collections realisiert. In der Collection files sind die Meta-Informationen zu den Daten enthalten, wie Dateiname und Content-Type. Die Objekt-Daten werden zu chunks von ca. 256 k Größe gesplittet und in der gleichnamigen Collection chunks abgelegt. D.h. jede Datei hat einen Eintrag in files und mindestens einen Eintrag in chunks.

Die Speicherung von Dateien über GridFS ist in Java schnell umgesetzt:

InputStream inputStream = new FileInputStream(new File(„somepic.jpg“));
GridFS storeGridFS = new GridFS(db);
GridFSInputFile gridFSInputFile = storeGridFS.createFile(inputStream);
gridFSInputFile.setFilename(„somepic.jpg“);
gridFSInputFile.setContentType(„image/jpeg“);
gridFSInputFile.save();

Über die erzeugte GridFS-Instanz erhält man Zugriff auf das Standard-GridFS der Datenbank. Alternativ kann zusätzlich ein Name angegeben werden, um so ein neues GridFS zu erzeugen. Nun wird der Inhalt der Datei per InputStream der createFile-Methode übergeben. Hier erhält man einen GridFSInputFile, dem Meta-Informationen wie Dateiname und Content-Type übergeben werden können. Diese Informationen werden nach dem Aufruf der save-Methode in der oben erwähnten Collection files persistiert. Die Datei selber wird in chunks aufgeteilt und in eben dieser Collection gespeichert.

Auch das Auslesen der Datei ist schnell implementiert:

GridFS loadedGridFS = new GridFS(db);
List<GridFSDBFile> gridFSDBFiles = loadedGridFS.find(„somepic.jpg“);
GridFSDBFile gridFSDBFile = gridFSDBFiles.get(0);
InputStream in = gridFSDBFile.getInputStream();

Sind Meta-Informationen über die Datei bekannt, wie hier der Dateiname, so kann der GridFSDBFile über das Standard-GridFS geladen werden. Nun stehen die Daten der Datei als InputStream zur Verfügung.

Natürlich kann man sich auch alle Inhalte der file-Collection ausgeben lassen, um auf die entsprechenden Daten per InputStream zugreifen:

GridFS loadedGridFS = new GridFS(db);
DBCursor fileCursor = loadedGridFS.getFileList();
while (fileCursor.hasNext()) {
DBObject fileObject = fileCursor.next();
GridFSDBFile file = loadedGridFS.find((ObjectId) fileObject.get(„_id“));
InputStream in = file.getInputStream();
}

Nach erfolgreicher Arbeit sollte man nicht vergessen die Verbindung zur MongoDB zu schließen und damit die Connection zurück in den Pool zu legen:

mongo.close();

7 Mrz 2012

Android – Kommunikation mit der Außenwelt

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Nachdem ich in einem vorangegangenen Artikel die Verwendung einer SQLite Datenbank in einer Android-Anwendung beschrieben habe (siehe http://martinzimmermann1979.wordpress.com/2011/11/17/verwendung-einer-sqlite-datenbank-in-einer-android-app/), möchte ich mich in diesem Artikel der Kommunikation mit einem REST-Service widmen. Hierfür kann die im Android-SDK integrierte Apache HttpClient Library verwendet werden. Als REST-Schnittstelle soll das Beispiel aus meinem letzten Artikel (siehe http://martinzimmermann1979.wordpress.com/2012/02/29/rest-services-mit-spring-3/) verwendet werden. Hier wurde exemplarisch gezeigt wie man auf der REST-Ressource MyBean die Operationen GET, POST, PUT und DELETE ausführt. Neben XML- wurden auch JSON-Inhalte ausgetauscht. Letzteres Datenformat wird im folgenden Beispiel benötigt. Hier nun die Java-Repräsentation der MyBean-Ressource:

public class MyBean {
private String id;
private String message;
// getter and setter for id and message
}

Im ersten Schritt soll die Android-Anwendung per GET-Request alle MyBean-Einträge erfragen und den erhaltenen JSON-Inhalt in MyBean-Objekte transformieren. Anschließend wird die Funktionalität sukzessive um die REST-Operationen POST, PUT und DELETE erweitert, wobei der POST- und PUT-Request entsprechenden JSON-Inhalt mitliefern muss.

Bevor es an die REST-Kommunikation geht, muss die Android-Anwendung die Erlaubnis zum Zugriff aufs Internet und damit folgenden Eintrag im Android-Manifest erhalten:

<uses-permission android:name=“android.permission.INTERNET“ />

Anschließend wird eine Hilfsklasse erstellt, welche die Verbindung zum REST-Service aufbaut, den erhaltenden InputStream in einen String umwandelt und für alle Arten von REST-Operationen genutzt werden kann:

public String connect(HttpRequestBase httpRequest) {
HttpClient httpclient = new DefaultHttpClient();
httpRequest.addHeader(„Accept“, „application/json“);
try {
HttpResponse response = httpclient.execute(httpRequest);
HttpEntity entity = response.getEntity();
if (entity != null) {
InputStream inputStream = entity.getContent();
String result = convertStreamToString(inputStream);
inputStream.close();
return result;
}
} catch (Exception e) {
Log.e(„rest“, e.getMessage(), e.getCause());
}
return „“;
}

Die übergebene HttpRequestBase abstrahiert die jeweilige Http-Operation, die bereits die URI der Rest-Ressource und gegebenenfalls weitere Inhalte enthält. Die Kommunikation sieht bei allen Operationen gleich aus. Zunächst wird ein HttpClient benötigt – für dieses Beispiel reicht der Standard-HttpClient aus. Da der Http-Response vom Server JSON enthalten soll, wird die Header-Information Accept: application/json hinzugefügt. Sofern der Server außer dem Status – response.getStatusLine() – mit weiteren Daten antwortet, befinden sich diese in der HttpEntity in Form eines InputStreams. Da auf mobilen Endgeräten nur begrenzt Speicher vorhanden ist, können nicht beliebig Libraries verwendet werden. So kommt man nicht Drumherum, den InputStream selbstständig in einen String zu transformieren:

private String convertStreamToString(InputStream inputStream) {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(50);
String line = null;
try {
while ((line = reader.readLine()) != null) {
stringBuilder.append(line + „n“);
}
} catch (IOException e) {
Log.e(„rest“, e.getMessage(), e.getCause());
} finally {
try {
inputStream.close();
} catch (IOException e) {
Log.e(„rest“, e.getMessage(), e.getCause());
}
}
return stringBuilder.toString();
}

Der InputStreamReader dient dem InputStream als wrapper, der wiederrum von einem BufferedReader gewrappt wird. Letzterer kann zeilenweise ausgelesen und der Inhalt einem StringBuilder hinzugefügt werden. Sofern die Antwort des Servers voraussichtlich mehr als 16 Zeichen beträgt, empfiehlt es sich den StringBuilder mit einem höheren Wert zu initialisieren. Andernfalls muss der interne Buffer des StringBuilders sukzessive erhöht werden.

Nun soll die GET-Operation erstellt und die oben gezeigte connect-Methode aufgerufen werden:

HttpRequestBase httpGet = new HttpGet(REST_RESSOURCE_URI);
String result = connect(httpGet);

Anschließend enthält das result einen JSON-String folgender Art:

{„object“:{„myview“:[{„id“:“1″,“message“:“Some text“},{„id“:“2″,“message“:“Some more text“}]}}

Dieser String soll  nun geparst und der JSON-Inhalt in entsprechende MyBean-Objekte transformiert werden. Hierfür wird der komplette String zunächst einem JSONTokener übergeben. In unserem Fall liefert dessen nextValue-Methode ein JSONObject zurück, grundsätzlich wären aber auch ein JSONArray, String, NULL oder weitere Java-Typen möglich. Das so erhaltene JSONObject enthält wiederrum ein JSONObject mit dem Schlüsselwert „object“. Erst jetzt kommt man an das JSONArray „myview“, welches die gesammelten MyBean-Einträge enthält. Jeder dieser Einträge ist in einem JSONObject hinterlegt, welches die MyBean-Properties id und message enthält. Diese Werte können nun einem neu zu erzeugenden MyBean-Objekt übergeben werden:

.JSONTokener token = new JSONTokener(jsonContent);
while (token.more()) {
Object object = token.nextValue();
if (object instanceof JSONObject) {
JSONObject jsonRoot = (JSONObject) object;
try {
JSONObject jsonObject = jsonRoot.getJSONObject(„object“);
if (jsonObject != null) {
JSONArray jsonBeans = jsonObject.getJSONArray(„myview“);
if (jsonBeans != null) {
for (int i = 0; i < jsonBeans.length(); i++) {
JSONObject jsonBean = jsonBeans.getJSONObject(i);
int id = jsonBean.getInt(„id“);
String subject = jsonBean.getString(„message“);
MyBean myBean = new MyBean(id, message);
// adding myBean to a myBeans list
}
}
}
} catch (JSONException e) {
// do nothing, wrong JSON content
}
}

Soll nun eine POST- oder PUT-Operation getätigt werden, muss der umgekehrte Weg gegangen werden. Es wird nicht empfangener JSON-Inhalt deserialisiert, sondern ein MyBean-Objekt in JSON-Inhalt umgewandelt und an den Server gesendet. Hierfür wird eine Implementierung des HttpEntity-Interfaces benötigt:

public class MyHttpEntity implements HttpEntity {

private JSONObject jsonObject;

public MyHttpEntity(MyBean myBean) {
try {
jsonObject = new JSONObject();
jsonObject.put(„id“, myBean.getId());
jsonObject.put(„message“, myBean.getMessage());
} catch (JSONException e) {
Log.e(„rest“, e.getMessage(), e.getCause());
}
}

@Override
public InputStream getContent() throws IOException, IllegalStateException {
return new ByteArrayInputStream(jsonObject.toString().getBytes());
}

@Override
public long getContentLength() {
return jsonObject.toString().length();
}

@Override
public Header getContentType() {
return new BasicHeader(„Content-Type“, „application/json“);
}

@Override
public void writeTo(OutputStream outstream) throws IOException {
outstream.write(jsonObject.toString().getBytes());
}

// … further methods, which are not required
//    for this example …
}

Im Konstruktor wird das zu transformierende MyBean-Objekt übergeben und dessen Eigenschaften in einem zu erstellenden JSONObject hinterlegt. Anschließend sind folgende Methoden zu erstellen:

  • getContent – Liefert den JSON-Inhalt als InputStream
  • getContentLength – Enthält die Länge des JSON-Inhaltes
  • getContentType – Fügt die Header Information „Content-Type: application/json“ hinzu. Hierfür wird ein BasicHeader verwendet.
  • writeTo – Der JSON-Inhalt wird in einen OutputStream gespeichert.

Das Interface HttpEntity enthält noch weitere zu implementierende Methoden, deren Funktionalität spielt für dieses Beispiel aber keine Rolle. Nachdem der Serialisierung einer MyBean nichts mehr im Wege steht, kann jetzt die eigentliche POST-Operation ausgeführt werden:

HttpPost post = new HttpPost(REST_RESSOURCE_URI);
post.setEntity(new MyHttpEntity(myBean));
String result = connect(post);

Äquivalent hierzu ist der PUT-Request, nur dass dieser auf einer bestehenden MyBean getätigt wird. Daher wird in der URI noch eine id zur Identifikation der MyBean übergeben:

HttpPut put = new HttpPut(REST_RESSOURCE_URI + „/myBean/“ + myBean.getId());
put.setEntity(new MyHttpEntity(myBean));
connect(put);

Einfach gestaltet sich die DELETE-Operation, da der Request außer der zu löschenden Ressource keine weiteren Informationen benötigt. Die id der zum Löschen auserwählten MyBean wird im Pfad übergeben:

HttpDelete delete = new HttpDelete(REST_RESSOURCE_URL + „/myBean/“ + id);
connect(delete);

Ist die Hilfsklasse für die Kommunikation erst einmal geschrieben, sind die einzelnen REST-Operationen schnell umgesetzt. Lediglich bei der Serialisierung bzw. Deserialisierung von und nach JSON handelt es sich um lästige Fleißarbeit. Zumal hier jeder Fehler dank des recht langsamen Android-Emulators zusätzlich Zeit kostet.

29 Feb 2012

REST Services mit Spring 3

von | Veröffentlicht in: Java, spring | 0

Ging vor ein paar Jahren der Trend bei der Übertragung von Informationen zwischen Softwaresystemen noch in Richtung Web-Services, so geht mittlerweile die Tendenz klar in Richtung REST.

REST selber basiert auf dem HTTP-Protokoll und ist zustandslos, da alle benötigten Informationen Bestandteil des jeweiligen HTTP-Requests sind. Die einzelnen Ressourcen die ein REST-Service zur Verfügung stellt, sind über eindeutige URIs erreichbar. Auf den Ressourcen können unter anderem folgende Operationen ausgeführt werden:

  • GET – Abfrage einer Ressource
  • POST- Zur aufgerufenen Ressource wird eine Sub-Ressource erzeugt
  • PUT – Verändern einer bestehende Ressource
  • DELETE – Löschen einer Ressource

Aufgrund der Entwicklung der vergangenen Jahren und der immer weiteren Verbreitung von REST wurde JAX-RS mit der Version 1.1 in den Java EE 6 Standard aufgenommen. Aktuell wird an der Version 2.0 gearbeitet, welche in den Java EE 7 Standard einfließen soll. Die gängigsten JAX-RS Implementierungen sind:

  • Jersey – Referenzimplementierung von Oracle
  • RESTEasy von JBoss
  • Restlet

Alle diese JAX-RS Implementierungen unterstützen Spring, was auch der Grund dafür ist, dass Spring selber keine eigene JAX-RS Implementierung anbietet. Man ist daher also auf eines der oben genannten Frameworks angewiesen.

Da ich mich bereits mit Restlet beschäftigt habe (siehe http://martinzimmermann1979.wordpress.com/2011/11/01/restlet-rest-im-osgi-kontext/), habe ich mich im folgenden Beispiel für dieses REST-Framework entschieden. Restlet kann unter http://www.restlet.org/ in der aktuellen Version 2.0.11 heruntergeladen werden.

Natürlich gibt es auch die Möglichkeit Restlet als Maven Dependency zu laden. Hier kann man zusätzlich die Restlet-Spring-Extension verwenden, die Spring in der Version 3.0.1 verwendet. Will man eine neuere Spring Version einbinden – aktuell ist Spring 3.1.0 verfügbar – so muss man dies explizit in der pom.xml definieren.

Hier die Maven Dependencys für Restlet:

<dependency>
<groupId>org.restlet.jee</groupId>
<artifactId>org.restlet</artifactId>
<version>2.0.11</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.restlet.jee</groupId>
<artifactId>org.restlet.ext.spring</artifactId>
<version>2.0.11</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.ws</groupId>
<artifactId>spring-oxm-tiger</artifactId>
<version>1.5.9</version>
</dependency>

Die Library spring-oxm-tiger beinhaltet den Jaxb2Marshaller, der zum marshalling bzw. unmarshalling von Java Objekten in XML und umgekehrt benötigt wird.

Für die Ergebnis-Darstellung wird Spring MVC verwendet. Unter Spring 3.x wurden weitere Views, wie die MarshallingView zur Darstellung von XML-Inhalten und die MappingJacksonJsonView für JSON-Inhalte, hinzugefügt.

Im folgenden Beispiel soll ein REST-Service umgesetzt werden, der die bekannten GET, POST, PUT und DELETE Operationen auf der Ressource MyBean zur Verfügung stellt. Im ersten Schritt findet der Datentransfer ausschließlich mittels XML statt, im zweiten Schritt soll zusätzlich JSON unterstützt werden. D.h. der Service kann XML und JSON verarbeiten und abhängig vom unterstützten Datenformat des Clients findet die Antwort des Servers in XML oder JSON statt.

Starten wir mit der Spring-Konfiguration. Zunächst muss die MVC Java Konfiguration aktiviert werden:

<mvc:annotation-driven />

Weiterhin wird das Component-Scanning auf Package-Ebene aktiviert. Hiermit erspart man sich, jede Bean einzeln in der Konfigurationsdatei anzugeben:

<context:component-scan base-package=“de.mz.rest“ />

Nun wird das RequestMapping auf Type- und Methoden-Ebene aktiviert:

<bean class=“org.spring…DefaultAnnotationHandlerMapping“/>
<bean class=“org.spring…AnnotationMethodHandlerAdapter“ />

Anschließend wird der Jaxb2Marshaller definiert, der fürs marshalling bzw. unmarshalling von Objekten in XML und umgekehrt zuständig ist. Unter classesToBeBound sind alle Objekte aufgelistet, die der Marshaller in irgendeiner Form umwandeln soll:

<bean id=“jaxbMarshaller“ class=“org.springframework.oxm.jaxb.Jaxb2Marshaller“>
<property name=“classesToBeBound“>
<list>
<value>de.mz.rest.data.MyBean</value>
</list>
</property>
</bean>

Für die Darstellung der vom Jaxb2Marshaller aufbereiteten XML-Inhalte ist die MarshallingView zuständig:

<bean id=“viewName“ class=“org.springframework.web.servlet.view.xml.MarshallingView“>
<constructor-arg ref=“jaxbMarshaller“ />
</bean>

Zu guter Letzt wird noch ein ViewResolver benötigt, der die Requests auf die entsprechenden Controller weiterleitet. Hier wird der BeanNameViewResolver verwendet. Über das RequestMapping im Controller selber, wird  das Mapping später aber noch mal explizit gesetzt:

<bean  class=“org.spring…BeanNameViewResolver“ id=“viewResolver“ />

Nun wird die Klasse de.mz.rest.data.MyBean erstellt, bei der es sich um die Bean handelt, die vom Jaxb2Marshaller in XML umgewandelt werden soll. Hierfür werden JAXB (Java Architecture for XML Binding) Annotationen verwendet:

@XmlRootElement
@XmlType
public class MyBean {
private String id;
private String message;
// getter and setter for id and message
}

Die Annotation @XmlRootElement definiert MyBean als ein Top Level Element. @XmlType hingegen kann dazu verwendet werden, um für die Attribute von MyBean eine bestimmte Reihenfolge zu definieren. Eigentlich ist diese Annotation laut JAXB-Spezifikation nicht zwingend nötig, allerdings benötigt der Jaxb2Marshaller diese Information. Andernfalls erachtet sich der Jaxb2Marshaller für die Klasse MyBean als nicht zuständig und beim Versuch diese Klasse in XML zu transformieren wird folgende, irreführende Fehlermeldung geworfen:

javax.servlet.ServletException: Unable to locate object to be marshalled in model

Wenden wir uns nun der REST-Ressource zu, die die gewohnte Spring MVC Annotation @Controller verwendet:

@Controller
@RequestMapping(„/myPath“)
public class MyResource extends ServerResource {

@RequestMapping(value=“/{id}“, method=RequestMethod.GET)
public ModelAndView get(@PathVariable String id)  {
return new ModelAndView(„viewName“, „object“, new MyBean());
}
}

Wie man in obigem Beispiel sieht, kommt die @RequestMapping Annotation zweimal zum Einsatz. Zum einen wird über die annotierte Klasse MyResource der Pfad definiert, unter dem die komplette REST-Ressource erreichbar ist, zum anderen werden die Methoden-Details definiert, wie Übergabe-Parameter und die jeweiligen Operationen (GET, POST, …) für die die Methode zuständig ist. Um innerhalb der Methode Zugriff auf die id aus dem Pfad zu erlangen, wird diese einfach als Übergabe-Parameter angegeben und mit der Annotation @PathVariable versehen. Nun muss dem ModelAndView-Element noch der ViewName der MarshallingView und die gewünschte MyBean übergeben werden. Die obige REST-Ressource ist über einen GET-Request auf die URI http://<server>:<port>/<webapp>/myPath/<id> aufrufbar.

Die letzten Einstellungen die noch fehlen, sind der ContextLoaderListener und das DispatcherServlet in der web.xml Datei:

<listener>
<listener-class>org.spring…ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>

<servlet>
<servlet-name>servletName</servlet-name>
<servlet-class>org.spring…DispatcherServlet</servlet-class>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>

Bislang liefert die REST-Ressource nur ein einziges MyBean-Element zurück, welches über die id spezifiziert wird. Will man die vollständige Liste an MyBeans erhalten, wird ein Wrapper für eine Liste von MyBeans benötigt. Auch dieser Wrapper, die MyBeanList, ist wie gehabt mit dem JAXB @XmlRootElement zu versehen:

@XmlRootElement
@XmlType
public class MyBeanList {

private List<MyBean> myBeans;

public List<MyBean> getMyBeans() {
return myBeans;
}
public void setMyBeans(List<MyBean> myBean) {
this.myBean = myBean;
}
}

Anschließend kann die MyBean-Ressource um folgende Methode ergänzt werden:

@RequestMapping(method = RequestMethod.GET)
public ModelAndView getMyBeans() {
List<MyBean> myBeans = new ArrayList<MyBean>();
// add MyBeans to list
MyBeanList beanList = new MyBeanList();
beanList.setMyBeans(myBeans);
return new ModelAndView(„viewName“, „object“, beanList);
}

Es ist zu beachten, dass auch die MyBeanList in der Spring Konfiguration des Jaxb2Marshaller unter classesToBeBound hinzugefügt werden muss.

Diese Ressource ist mittels eines GET-Requests unter der URI http://<server>:<port>/<webapp>/myPath erreichbar.

Die GET-Requests aus den vorangegangenen Beispielen sind recht simpel zu testen, da diese Ressourcen über einen Web-Browser aufrufbar sind. Die vom Jaxb2Marshaller serialisierten Daten werden im Browser als XML dargestellt. Zusätzlich sollen aber noch die Operationen POST, PUT und DELETE umgesetzt werden. Der POST und PUT Request beinhaltet Daten, die von der REST-Ressource deserialisiert werden müssen, um das Objekt MyBean zu erhalten. Hier nun die Umsetzung der POST-Schnittstelle:

@RequestMapping(method=RequestMethod.POST)
public ModelAndView addBean(@RequestBody MyBean bean) {
// add bean
return new ModelAndView(„viewName“, „object“, bean);
}

Die Methode des RequestMapping wird als POST-Operation definiert. Die Daten selber werden als Übergabeparameter in die Methoden-Signatur aufgenommen und müssen lediglich mit der Annotation @RequestBody versehen werden. Den Rest übernimmt der Jaxb2Marshaller.

Die Ressource ist mit einem POST-Request unter der URI http://<server>:<port>/webapp/myPath erreichbar.

Zum Testen der Ressource kann das Kommandozeilen-Tool curl http://curl.haxx.se/ verwendet werden. Hier der Befehl inklusive Parameter, mit denen sich die Ressource Testen lässt:

curl -v -H „Accept: application/xml“ -H „Content-type: application/xml“ -X POST -d ‚<myBean><id>1</id><message>some text</message></myBean>‘  http://<server>:<port>/<webapp>/myPath

Hier die Erläuterung zu den einzelnen Parametern:

  • H <header>: Hiermit wird dem Request eine Header-Information hinzugefügt.
    1. Die Antwort des Servers soll XML sein, da dies vom Client akzeptiert wird.
    2. Die vom Client gesendeten Daten bestehen aus XML.
  • X <command>: Der Request wird ausgewählt, z.B. GET, POST, PUT oder DELETE
  • d <data>: Hier wird der eigentliche Inhalt des Requests definiert.
  • v: Steht für verbose. Wird verwendet um mehr Informationen zu erhalten, kann ansonsten aber auch weggelassen werden.

Wenn man lieber mit einem Grafischen Tool arbeiten möchte, kann man statt curl das Firefox Plugin REST Client verwenden.

Erweitern wir nun die REST-Ressource um eine PUT-Methode, damit eine bestehende MyBean verändert werden kann. Hierbei wird zum einen die id benötigt, die im Pfad angegeben wird und als @PathVariable in der Methoden-Signatur annotiert ist. Zum anderen wird – wie beim POST-Request – die mit @RequestBody annotierte MyBean übergeben, die die aktualisierten Daten beinhaltet:

@RequestMapping(value = „/{id}“, method=RequestMethod.PUT)
public ModelAndView updateMyBean(@PathVariable String id, @RequestBody MyBean bean) {
// update bean
return new ModelAndView(„viewName“, „object“, bean);
}

Aufrufbar ist diese Ressource unter einem PUT-Request auf http://<server>:<port>/webapp/myPath/<id>.

Für die DELETE-Operation wird nur die id der zu löschenden MyBean im Pfad übergeben. Die REST-Ressource gibt dann eine Liste der verbleibenden MyBeans zurück, die wie gehabt in dem Wrapper MyBeanList enthalten sind.

@RequestMapping(value = „/{id}“, method=RequestMethod.DELETE)
public ModelAndView removeMyBean(@PathVariable String id) {
// delete mybean and return list of remaining beans
return new ModelAndView(„todos“, „object“, remainingBeans);
}

Die Ressource wird mittels eines DELETE-Requests auf http://<server>:<port>/webapp/myPath/<id> aufgerufen.

Im letzten Teil des Artikels soll der REST-Service erweitert werden, dass er nicht nur XML sondern auch JSON unterstützt. Hierfür bietet Spring den ContentNegotiatingViewResolver an, der für die korrekte Darstellung das View Konzept verwendet. Abhängig vom gewünschten Inhalt - diese gibt der Client im Accept-Header des Requests mit an (z.B.: Accept: application/json) - wird die entsprechende View angesprochen.

Für die JSON Unterstützung wird das Jackson-Framework http://xircles.codehaus.org/projects/jackson benötigt, welches zur Zeit in der Version 1.9.5 zu downloaden ist.

Das Jackson Framework kann natürlich auch als Maven Dependency verwendet werden:

<dependency>
<groupId>org.codehaus.jackson</groupId>
<artifactId>jackson-jaxrs</artifactId>
<version>1.9.5</version>
</dependency>

Nun muss der ContentNegotiatingViewResolver konfiguriert werden:

<bean class=“org.spring…ContentNegotiatingViewResolver“>
<property name=“mediaTypes“>
<map>
<entry key=“json“ value=“application/json“/>
<entry key=“xml“ value=“application/xml“/>
</map>
</property>
<property name=“viewResolvers“>
<list>
<ref bean=“viewResolver“ />
</list>
</property>
<property name=“defaultViews“>
<list>
<ref bean=“viewName“/>
<bean class=“org.spring…MappingJacksonJsonView“>
<property name=“prefixJson“ value=“true“/>
</bean>
</list>
</property>
</bean>

Zunächst werden die beiden MediaTypes definiert, die unterstützt werden sollen, also XML und JSON. Als ViewResolver kann der bereits definierte BeanNameViewResolver verwendet werden. Ansonsten müssen jetzt noch die Views definiert werden. Da weiterhin XML unterstützt werden soll, erhält die Property defaultViews die bereits definierte MarshallingView übergeben. Außerdem wird hier noch die MappingJacksonJsonView definiert.

Die JSON-Unterstützung der REST-Ressource kann ebenfalls mit curl überprüft werden, indem die Header-Informationen und die Daten angepasst werden:

curl -v -H „Accept: application/json“ -H „Content-type: application/json“ -X POST -d ‚{„id“:“1″,“message“:“Some Text“}‘  http://<server>:<port>/<webapp>/myPath

Insgesamt lässt sich sagen, dass man mit Spring 3.x recht komfortable REST-Services erstellen kann. Die dafür benötigte Konfigurations-Arbeit hält sich in Grenzen und mit der Kombination aus Spring MVC- und JAXB-Annotations kommt man schnell zum Ziel. Lediglich die Dokumentation ist mangelhaft und man muss sich die Informationen recht mühsam zusammen suchen. Auch das die vom Jaxb2Marshaller zu transformierenden Klassen zwangsläufig die @XmlType Annotation benötigen, ist nur schwer nachzuvollziehen.