Curs Java web services si XML

Web services reprezintă aplicaţiile de pe reţeaua de internet care pot fi accesate în orice moment pentru efectuarea unei comunicări necesare. Pe de altă parte, am putea defini  XML ca principalul driver de web service sau pur şi simplu  formatul în care se transmit datele care, datorită simplicităţii, asigură independenţa sa practică.  

Pentru a crea un web service puteţi folosi aplicaţiile deja existente sau să începeţi un întreg proces de activare a lor de la început, pentru care vă pot ajuta limbajele de programare, componentele finite şi platformele pe care le selectaţi. Acest curs se va ocupa de tehnicile care permit apropierea, crearea şi folosirea de web service cu ajutorul tehnologiei Java.

Cunoştinţele dobândite din curs vă vor pregăti să rezolvaţi principalele probleme privind dependenţele de platformă şi de limbaj. Pe lângă asta, limbajul de programare vă oferă ocazia de a implementa SOAR şi web services pe toate platformele populare. 

Având în vedere că acest curs face parte din planul şi programa din cadrul departamentului pentru viitorii programatori Java, competenţele pe care le dezvoltaţi vor prezenta un pas mare către statutul de expert calificat în acest domeniu. Cercetările arată că Java este deja de câţiva ani  cel mai popular limbaj de programare şi un astfel de trend va continua şi în viitor, aceasta fiind dovada suficientă că fiecare tehnică nouă pentru lucru în el este o alegere foarte bună pentru a păşi în lumea profesională a programatorilor.

Scopul şi obiectivul cursului Java Web services and XML

Cursul abordează conceptele de bază şi avansate din XML, printre care se află şi XML name spaces, limbajele DTD şi XSD pentru definirea regulilor de validare, transformările XML, limbajul de interogare XML XPath, precum şi diferite tipuri de acces la parsarea şi crearea XML. Pe lângă asta, cursul include şi prelucrarea celor mai cunoscute concepte de web services, precum şi tehnologiile pentru crearea lor. 

Cursul este împărţit în 4 unităţi tematice care vă vor permite să dobândiţi abilităţile necesare. La începutul cursului vă aşteaptă modulul care vă oferă cunoştinţele de bază din XML (Extensible Markup Language) care reprezintă una dintre cele mai frecvente noţiuni în contextul programării din zilele noastre. Pe lângă asta, în prima lecţie veţi afla ce este limbajul markup, precum şi tot ce este important referitor la dezvoltarea de XML. În plus, prima unitate tematică constituie şi lecţia care vă va ajuta să înţelegeţi cum funcţionează formatarea şi validarea de XML. 

În al doilea modul veţi cunoaşte noţiunea de JAXP, care reprezintă partea constitutivă Java SE. De asemenea, tot aici veţi învăţa cum se aplică parsarea documentelor XML şi cum se face adresarea lor. Totuşi, asta nu este tot. În această fază de perfecţionare obţineţi o imagine completă legată de noţiuni precum SAX, DOM, StAX, XPath şi XSLT. 

În continuare, urmează unitatea tematică unde profesorii vă vor prezenta un alt set de funcţionalităţi foarte importante în lucrul cu XML. Este vorba despre setul de funcţionalităţi Java Architecture for XML Binding sau prescurtat JAXB. 

De asemenea, în aceste lecţii veţi descoperi ce sunt tipurile de date JAXB şi veţi cunoaşte validarea ca proces de verificare a validităţii documentelor XML comparativ cu schema existentă, respectiv model de clasă. În ultimul modul va fi abordată noţiunea de web services şi utilizarea lor folosind limbajul de programare Java. Veţi învăţa ce sunt web services şi veţi afla totul despre protocoalele lor SOAR şi REST. 

Principalul scop al acestui curs este de a vă pregăti pentru citirea, scrierea şi prelucrarea documentelor XML prin limbajul de programare Java. După finalizarea acestui curs, veţi putea să creaţi şi să folosiţi diferite tipuri de web services cu ajutorul tehnologiei Java. 

Cursul Java web services și XML vă răspunde la următoarele întrebări

1. Ce este XML (Extended Markup Language)?

XML (Extensible Markup Language), respectiv limbajul de marcare extensibil, este un limbaj meta creat pentru a fi ușor lizibil, atât pentru calculatoare, cât și pentru oameni. La fel ca HTML; XML este alcătuit din taguri ale căror nume pot fi definite arbitrar. Spre deosebire de HTML, unde tagurile se folosesc ca să descrie documentul de prezentare în browserul web, scopul tagurilor în XML este să definească structura și importanța datelor. XML se folosește pentru stocarea datelor și permite schimbul lor simplu prin diferite sisteme informaționale. Datele înregistrate în formatul XML sunt independente de platformă. 

2. Ce este XML DOM?

DOM (Document Object Model) este o platformă și interfață, independentă de limbaj. DOM permite ca programele și scripturile să acceseze și să actualizeze dinamic conținutul, structura și stilul documentului. XML DOM poate fi definit ca un mod standard de accesare și manipulare a documentelor XML. Toate elementele XML pot fi accesate folosind XML DOM: XML DOM este standardul W3C.

XML DOM vede documentul XML sub forma unei structuri de arbore (așa-numitul node-tree). Arborele este alcătuit din noduri (nodes). Nodul inițial se numește root (rădăcină). În terminologia acestei structuri se folosesc și noțiunile de parent (părinte), child (copil) și sibling (frate). Nodurile părinte au copii, iar copiii care sunt la același nivel se numes frați. Pentru nodurile care sunt frați spunem și că sunt noduri cu același părinte. Nodul care nu are copii se numește frunză (leaf). 

3. Ce este serviciul web?

Serviciul web este o aplicație creată pentru a permite schimbul direct de date între aplicații. Aplicațiile care comunică unele cu altele folosind serviciul web nu trebuie să fie scrise în același limbaj de programare, nici nu depind de platforma pe care se execută. Comunicarea se realizează cu ajutorul protocoalelor standard deschise ca HTTP, FTP etc. Serviciul web funcționează pe principiul trimiterii cererilor și primirii răspunsurilor. Simplificat, arată astfel – furnizorul serviciului web definește formatul pentru cerere și generează un răspuns la el. 

Aplicația trimite serviciului web prin rețea o cerere definită corect, apoi serviciul web execută anumite acțiuni și trimite răspunsul. Înregistrările cererii și răspunsului serviciului web sunt de obicei fie în format XML, fie JSON. Serviciile web pot fi disponibile sau private. Ideal ar fi ca pentru fiecare dată necesară să existe un serviciu web. Pe internet se găsesc numeroase servicii web pentru descărcarea diferitelor tipuri de date, ca de exemplu prognoza meteo, liste de schimb valutar, date de la bursă etc. 

Așadar, seviciile web sunt programe care lucrează în rețea, iar intrările și ieșirile lor se fac prin protocoale de rețea și de aplicații. Cu ajutorul lor, alte programe pot să facă operații diferite, uneori foarte complicate. În timpul comunicării, aceste programe folosesc limbaje standard, ceea ce le permite să se înțeleagă ușor și, cel mai important, să fie complet diferite din punct de vedere tehnologic. 

4. De ce se folosesc serviciile web?

Există suficiente motive pentru a utiliza serviciul web, iar cele mai importante sunt posibilitatea aplicațiilor independente de platforma hardware și software folosită, de a comunica între ele, posibilitatea ca firewall-ul să nu deranjeze în timpul comunicării care se desfășoară prin protocoale web standard, precum și faptul că aplicațiile pot să facă schimb de mesaje în timpul comunicării într-un format standard de înregistrare a datelor, precum XML sau JSON. 

Să luăm ca exemplu faptul că Banca Națională a României este providerul serviciului pentru cursul valutar la zi. Datele care reprezintă cursul valutar pot fi puse doar pe pagina web. În acest caz, programatorii web trebuie să extragă de pe această pagină datele necesare pentru a le folosi în aplicația lor, de exemplu în magazinul web care vinde produse în diferite valute. Ar fi mult mai bine dacă providerul ar face un serviciu web și ar trimite clientului toate datele necesare (și nu doar acestea) într-un document XML format corect, la cererea sa. 

De fapt, dacă punem această întrebare în contextual utilizatorului final, am putea spune că nu avem deloc nevoie de serviciile web, deoarece nu le-am văzut și nici folosit niciodată. Dar aceasta ar fi o greșeală, deoarece practic toate aplicațiile mobile, aplicațiile web, jocurile online, aplicațiile de afaceri online și multe alte tipuri de programe folosesc în fundal exact serviciile web pentru a comunica cu programele personale de bază, aflate pe calculatoarele la distanță. Ați observat că în prezent, foarte puține programe funcționează corect dacă nu sunt pe internet. Dacă vă întrebați cu cine comunică aceste programe prin internet, răspunsul este – cu serviciile web.

5. Ce este SOAP?

SOAP (Simple Object Access Protocol) este un protocol pentru schimbul de date organizate structural în mediu descentralizat, distributiv. Acest protocol este bazat pe XML, folosit pentru schimb de date între aplicații, cel mai des folosind protocolul HTTP, deși se pot folosi și alte protocoale de transport. SOAP permite comunicarea între aplicații care se execută pe diferite sisteme de operare și care sunt create folosind tehnologii diferite și sunt scrise în limbaje de programare diferite. SOAP permite aplicației client să se conecteze ușor la serviciile web la distanță și să solicite metode de la distanță. 

Deci, SOAP este un sistem de schimb de informații între două programe folosite în serviciile web SOAP. Două programe se conectează folosind SOAP folosind protocol HTTP pentru schimbul de bază al informațiilor, apoi, în mesajele HTTP, schimbă conținuturi specifice, bazate pe principiile SOAP. Aceste conținuturi sunt scrise întotdeauna în limbajul XML. Cu ajutorul lui XML; prin mesaje, un program îi spune celuilalt ce operație vrea să execute și cu care parametri, iar în același limbaj sunt scrise și rezultatele executării. Datorită acestui concept, două programe nu trebuie scrise în același limbaj și nici nu trebuie să folosească aceeași tehnologie executivă, până când nu vor fi capabile să înțeleagă protocoale și limbaje generale, precum HTTP și XML.

6. Ce este REST?

REST (Representational State Transfer) – momentan tehnologia dominantă pentru crearea serviciilor web pentru aplicații mobile și web. Serviciul web bazat pe REST se numește serviciul RESTful. La REST totul se poate identica unic ca resursă (imagine, text, înregistrare video, pagină web etc.) care se face prin URL. Singurul protocol folosit de REST este HTTP. Implementarea concretă a serviciului RESTful se bazează pe patru principii de bază: folosirea explicită a metodelor HTTP, folosirea protocolului de comunicare fără stare (engleză, stateless protocol), URL seamănă cu structura folderului, formatul de date pentru transport este XML sau JSON 

Așadar, REST este modul de comunicare dintre programe, care presupune utilizarea protocolului HTTP pentru schimbul de informații și începerea operațiilor. HTTP este protocolul folosit de toate site-urile web existente. Atunci toate site-urile web sunt un tip de aplicație REST? Nu sunt. Pentru ca o aplicație să fie o aplicație RESTfull, trebuie să folosească protocolul HTTP într-un mod specific, care se deosebește de modul în care se folosesc, de obicei, site-urile web. Aceasta presupune că anumite metode HTTP se folosesc pentru operații corespunzătoare pe date. De asemenea, rezultatele executării aplicațiilor REST nu includ niciodată conținuturi grafice, ci doar datele.

7. Ce este interoperabilitatea?

În programare, interoperabilitatea este posibilitatea diferitelor tehnologii de a interacționa. Dacă, de exemplu, avem un program scris în limbajul Java, iar altul scris în limbajul JavaScript, ele nu pot comunica, deoarece tehnologiile lor sunt diferite. Serviciile web depășesc această piedică, deoarece în comunicare se folosesc tehnici care sunt independente de platformă și tehnologie. Toate limbajele de programare cunosc protocoalele TCP, HTTP și limbajul XML. Trebuie doar, folosind acest protocoale, să se conecteze și să facă schimb de informații fără să se gândească cine se află de cealaltă parte. Caracteristica programului, conform căreia o astfel de conversație cu alte programe poate avea loc, este cunoscută și ca interoperabilitate.

Planul şi programa cursului:

1. Ce este XML (Extensible Markup Language)?

• Introducere în XML
• Formatarea şi validarea XML

2. JAXP (Java API for XML Processing)

• Introducere în JAXP (ce este limbajul markup?)
• Ce este SAX (Simple API for XML)?
• Familiarizarea cu noţiunea de Document Object Model - DOM
• Ce este StAX şi care sunt caracteristicile sale?
• Ce este XPath şi cum funcţionează?
• Familiarizarea cu EXtensible Stylesheet Language - XSLT

3. Java Architecture for XML Binding - JAXB

• Marshalling and Unmarshalling
• Tipuri de date JAXB şi validarea lor 

4. Web services 

• Introducere în web services
• Simple Object Access Protocol (SOAP) web services?
• Ce este Representational State Transfer (REST) web services?