The course project is developed by relying on the following tools: Java (programming language and platform), Maven (build), and a Java IDE (development environment).
This page presents an introductory text to each of these tools and a programming exercise.
Before you start, make sure to have installed the required software.
Java
O JDK (Java Developer Kit) é um conjunto de ferramentas para programação na linguagem Java.
As mais importantes são o javac que compila os programas e o java que lança as aplicações.
Os javac e java são suficientes para construir pequenos programas. No entanto, para programas de maior dimensão, é muito útil ter:
- Uma ferramenta que dê suporte a todas as tarefas de forma integrada, incluíndo a gestão de dependências: Maven.
- Um ambiente que apoie o programador em todas as tarefas: IntelliJ, Eclipse, ou equivalente.
- Bibliotecas para sistematizar os testes: JUnit.
A tabela seguinte resume as utilizações mais comuns do JDK, Maven, e Eclipse:
A programação em Java para Sistemas Distribuídos deve ter em conta a concorrência e sincronização, uma vez que os servidores costumam tratar pedidos de vários clientes em simultâneo.
O tratamento de exceções é também um aspeto muito importante, e que irá ser especialmente importante para lidar com problemas de comunicação.
Maven
A ferramenta Maven é a mais importante logo a seguir ao próprio JDK. A utilização do Maven é obrigatória em SD para permitir a construção dos projetos de forma automática na linha de comandos.
O Maven desempenha o papel muito importante de automatizar toda a construção do código e de explicitar dependências de outros programas. Todos os programas devem ter a configuração Maven no ficheiro pom.xml para que possam ser (re)construídos de forma repetível. Os programas devem ter também um ficheiro README com instruções de construção e de execução.
- Exemplo de aplicação Java
- O exemplo utiliza o Maven para compilar e executar o código Java
- Para experimentar o código: fazer Clone or Download e depois seguir as instruções do README
- O comando mvn compile exec:java compila o programa e executa a classe principal indicada no pom.xml
- O exemplo tem variantes que podem ser consultadas noutros ramos (branches) do Git
- appassembler - permite gerar scripts de lançamento da aplicação em Linux e Windows
Ver código alternativo e comparar com exemplo base - config - utiliza ficheiro com propriedades de configuração, algumas delas preenchidas dinamicamente pelo Maven
Ver código alternativo e comparar com exemplo base
- Exemplo de biblioteca Java
- Permite agrupar um conjunto de classes comuns, que podem depois ser reutilizadas por outros programas
- Para experimentar o código: fazer Clone or Download e depois seguir as instruções do README
- O comando mvn install disponibiliza o módulo no repositório local
- O módulo instalado pode depois ser usado como dependência (dependency) através das coordenadas:
(groupId, artifactId, e version).
Java IDE
Tanto o Eclipse quanto o IntelliJ podem ser configurados em cima do JDK ou do Maven.
- Voltar ao exemplo de aplicação Java:
- Configurar o projecto, seguindo as indicações no ficheiro README
- Experimente executar através da linha de comando mvn
- Experimente as funcionalidades de depuração (debug):
- Criar um ponto de paragem (breakpoint) no programa e fazer debug
- Alterar os argumentos do programa (-Dexec.args="(...)" pode ser usado para especificar os argumentos do programa quando executado através do comando mvn) e inspecionar as variáveis durante a execução
Sockets
Uma tomada (socket) é uma extremidade de uma ligação através de uma rede de computadores. Atualmente, a comunicação entre computadores faz-se quase sempre com IP (Internet Protocol). Os sockets mais comuns usam TCP (Transmission Control Protocol), que estabelece uma ligação entre cliente e servidor. Um socket é identificado por um endereço IP e por um número de porto.
O Java disponibiliza uma biblioteca de sockets que está disponível no pacote java.net.
Os sockets definem uma interface de programação, mas não definem o conteúdo e significado das mensagens que vão ser trocadas. Para isso é necessário um protocolo de comunicação. Um protocolo é um sistema de regras que define uma convenção para permitir que diferentes entidades troquem informação de forma não ambígua. Assim tem que ser na comunicação em sockets. É preciso "dizer" como é enviado um pedido, quando termina o pedido, quando chega a resposta, quando já foi recebida, e assim por diante.
Um exemplo de protocolo é o HTTP (HyperText Transfer Protocol) que está na base da comunicação na WWW (World Wide Web).
Pode consultar também a Secção 1.6 do livro da cadeira sobre a World Wide Web e Sockets.
Exercício a resolver até ao fim da aula
O ponto de partida para o exercício ilustra a comunicação entre dois programas Java usando a biblioteca de sockets:
Java Sockets
- Obter o código: fazer Clone or Download.
Temos dois programas que colaboram entre si: servidor e cliente. - Estudar o código fonte e os ficheiros pom.xml do servidor e do cliente
- Configurar os dois projetos no Java IDE
- Compilar e executar primeiro o servidor e depois o cliente, seguindo as instruções no ficheiro README
Problemas? Observar atentamente as exceções produzidas.
- Analisar o output do Maven, em especial as linhas começadas por [WARNING]:
- Qual foi a causa da exceção?
- Que exceção foi lançada?
- Em que linha do código do cliente é que foi lançada a exceção?
- Será um problema na configuração dos argumentos?
- Compilar e executar o servidor até funcionar sem erros.
- Em casos mais complicados, pode usar-se o depurador (debugger).
Problema resolvido?
Sim ou
Não :)
Retomar o exercício:
- Modificar os programas para que o servidor responda ao cliente com uma mensagem de confirmação.
-
... o resto do enunciado será entregue no início da aula de laboratório.