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1 dotcampus ショートコード ウエブアプリケーション第 15 回 Servlet 2018/1/18 海谷治彦 1

2 目次 JSP/Servletの対比 ( ほぼ復習 ) Servletの記述 Servletのコンパイル Servletの配置 redirect と forward ウエブアプリに利用可能な通常 Javaクラス 2

3 期末試験について やります. シラバスにそうかいちゃったんで. 本, 紙類は持ち込み可能とします. PC, スマフォ, 携帯電話, タブレット等はダメよ. 基本, 知識を問う問題ではなく, 理由を問う問題中心になると思います. 3

4 復習 ++ セットアップしてほしい構成 Lenovo : クライアント Firefox 等 : ウエブブラウザ HTTP CentOS 6.5 : サーバー MySQL 5.1 : データベース apache 2.2 : ウエブサーバー PHP 5.3 : モジュール Tomcat6 : アプリケーションサーバー JVM : モジュール 4

5 復習 共通点 JSP どちらもサーバーで実行される. JSP and Servlet すなわち, クライアントに届いた時にはただの HTML コレが JavaScript との大きな違い HTML に Java っぽいものを埋め込む. 雰囲気は JavaScript に似てるが, 上記のようにサーバー内で実行される. php はコレに考え方が似ている. オリジナルのクラス等を作成する場合は,Servlet との連携が必要. Servlet Java そのもの. main メソッドは書かないのが普通. そもそもスーパークラスがフレームワーク的にできている. Java の print 機能で HTML の行を表示しないと, クライアント側で解釈不能になる. どちらかといえば,JSP のサブルーチン的に使われるのが普通. 5

6 復習 <HTML> <HEAD> <TITLE> JSP loop </TITLE> </HEAD> <BODY> <ul> <% int i; for(i=0; i<10; i++){ %> <li> number <%= i*3 %> <% } %> </ul> </BODY> </HTML> サンプル // Simple Servlet import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class Another extends HttpServlet { } public void doget( HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { response.setcontenttype("text/html"); PrintWriter out = response.getwriter(); out.println("<html>"); out.println("<head>"); out.println("<title>another!</title>"); out.println("</head>"); out.println("<body>"); out.println("<h1>another!</h1>"); out.println("</body>"); out.println("</html>"); } 6

7 Tomcat6 の基本事項を復習 (JSP) HTML に Java の断片を埋め込む感じ. 以下のフォルダの下の個々のフォルダがアプリケーションである, 例えば, /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ / JSPファイルはアプリのフォルダに直接置けばよい. JSPに関しては特にコンパイル等はいらない. DB にアクセスするためには, /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /META-INF/context.html に設定を書かないといけない. 7

8 Tomcat6 の基本事項 (Servlet) Javaプログラムそのもの. 以下のフォルダの下の個々のフォルダがアプリケーションである. /var/lib/tomcat6/webapps/ ServletはJavaそのものなので事前にコンパイルする必要がある. クラスファイルは /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /WEB-INF/classes/ の下におく. パッケージに分けているなら, フォルダ階層も必要. クラスファイルとページの対応表を以下のファイルにかかないといけない. /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /WEB-INF/web.xml DB にアクセスするためには, /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /META-INF/context.html に設定を書かないといけない. 8

9 Servlet ソースの構造 アップしたサンプルを見ながら聞いてください. 例えば,WhereApi.java 等. javax.servlet.http.httservletクラスのサブクラスとして構成する. 大抵,doGet もしくは dopostメソッドをオーバーライドする. 独自にhtmlページを構成する場合, respnseの型を設定 printlnで一行一行 htmlを書くという面倒をしないといけない. JSPにあった暗黙変数の取り方は次頁へ. 9

10 復習 JSP の暗黙オブジェクト 以下のようなオブジェクト ( インスタンス ) が宣言なしで使える. 主にウエブとの情報共有に用いられる. 宣言部 (<%! %>) では使えないことを注意. オブジェクト名 application config exception 概要 コンテナに関する情報等 設定ファイルへのアクセス ページ内で発生した例外情報を管理 out クライアントにデータを出力する手段.out.println はよくつかう. page JSP ページそのもの. pagecontext ページ単位で利用可能な情報. request response http リクエストへのアクセスを提供 http レスポンスを修正する場合に利用 session セッションの情報, 次回以降. 10

11 Servlet での対応 JSP での暗黙オブジェクトは以下のように Sevlet では取得できる. JSP application config exception out page pagecontext request response session Servlet javax.servlet.servletcontext a=this.getservletcontext(); javax.servlet.servletconfig c=this.getservletconfig(); 各メソッドによる APIを見ること java.io.printwriter out=response.getwriter(); なしなし dopost 等の引数 dopost 等の引数 javax.servlet.http.httpsession s=request.getsession(); 11

12 主なメソッド 基本的には HTTP のメソッドの種類に対応. よく使うものは, doget ブラウザから GET メソッドでサーバーに接続する際に呼び出される. dopost こちらは POST メソッドの場合. 引数の構成はほぼ同じ 軽く API を見直してみてください. 12

13 Java のコンパイル ( 一般論, 復習 ) Eclipse 等を使っていると忘れ気味だが,javac というコマンドラインのコンパイラが存在する. servlet では非標準 API を使う必要があるので, 自身でこの準備を行う必要がある. 具体的には, 本授業の環境では, 以下のように,-cp オプションを付ける必要がある. 面倒だと思う人は shell script なり,alias なりにしてみること. サンプル中には,compile.sh というスクリプトが入っている. CLASSPATH という環境変数を設定してもよい. javac -classpath /usr/share/tomcat6/lib/../servlet.jar なんとか.java 13

14 Java のパッケージ ( 一般論 ) Java では同じ名前のクラスが衝突しないように, パッケージという概念がある. これによって, 例えば, org.acm.kaiya.jindai クラスと, jp.ac.nii.kaiya.jindai クラスは, クラス名は同じでも, 別のクラスとして扱える. パッケージ名は, 上記のように,. で区切った英数文字 (- は使えない ) の列で構成される. 上記のように, 慣例として, ドメイン名を逆したした名前をパッケージ名とすることが多い. kaiya.acm.org ならば org.acm.kaiya コンパイルは問題無いが, 実行時点の配置には考慮が必要.( 後述 ) 14

15 サンプル // ごく普通のクラス // パッケージの定義, 本来は,org.acm.kaiya 等, // ドメイン逆の名前にすべきだが, // 面倒だから単に一語のパッケージ名とした package kaiya; public class ImportTest2{ public int val=314; // public ImportTest2(){} public String say(){ return "I was imported!"; } } public static String saystatic(){ return "I am static and packaged. 2nd."; } 15

16 Servlet のコンパイル javax.servlet クラスは標準的な API ではない. よって, 前述の -cp オプション等でライブラリが入っているフォルダもしくは jar ファイルを指定しないといけない. 本演習の標準的な設定では, /usr/share/tomcat6/lib/../servlet.jar に Serlet 関連のクラスが入っている. よって, 以下のようにコンパイル javac -classpath /usr/share/tomcat6/lib/../servlet.jar なんとか.java 16

17 再掲載 Tomcat6 の基本事項 (Servlet) Javaプログラムそのもの. 以下のフォルダの下の個々のフォルダがアプリケーションである. /var/lib/tomcat6/webapps/ ServletはJavaそのものなので事前にコンパイルする必要がある. クラスファイルは /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /WEB-INF/classes/ の下におく. パッケージに分けているなら, フォルダ階層も必要. クラスファイルとページの対応表を以下のファイルにかかないといけない. /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /WEB-INF/web.xml DB にアクセスするためには, /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /META-INF/context.html に設定を書かないといけない. 17

18 Servlet の配置 コンパイルしたプログラムや設定ファイルを実行のためにサーバーの特定のフォルダにおくことを, 配置もしくはディプロイ (deploy) と呼ぶ. 単純なアプリと違い, ウエブアプリを含めた複雑なアプリは, この, 配置だけでわりと一苦労である. Servlet やウエブアプリで使う Java の class ファイルは, /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /WEB-INF/classes/ におけばよい. ただし, パッケージにした場合, パッケージに応じたフォルダ階層を構成しないといけない ( 次頁 ). アプリと class ファイルの対応表,web.xml については後述. 18

19 // サンプル acm.zip にはいってます package org.acm.kaiya; import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class Acm extends HttpServlet { public void doget( HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException{ パッケージ対応の例 左記のようなパッケージに, クラス Acm を定義した場合, 以下のように, わりと深いフォルダ階層を掘らないといけない. メンドい response.setcontenttype("text/html"); PrintWriter out = response.getwriter(); out.println("<html>"); // 中略 out.println("</html>"); } } 19

20 web.xml クラスファイルをブラウザからアクセスするための対応表である. 特に慣例は無い様だが,Struts というフレームワークを使う場合は.do とするようだ. 以下, 例, 青字は解説 <servlet> <servlet-name>id </servlet-name> 名前は一意ならなんでも OK <servlet-class>org.acm.kaiya.acm</servlet-class> パッケージを含めたクラス名 </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>id </servlet-name> servlet で定義した名前 <url-pattern>/welcome</url-pattern> URL の最後にコレがつく </servlet-mapping> 20

21 Servlet の実行 アプリの URL に web.xml で定義した url-pattern をくっつければ実行できる. 普通の HTML や JSP が実際のフォルダ階層に合致しているのに対して,servlet はそうでは無いので注意が必要. 21

22 Form 等からの値処理 From 等から入力された key-value を request から取り出す典型的なインタラクション処理も JSP 同様に記述可能. 例 : svltform/ を参照 import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class Register extends HttpServlet { public void doget(httpservletrequest req, HttpServletResponse res) throws IOException, ServletException{ String = req.getparameter(" "); // 以下, 略 } } 22

23 Servlet からの DB アクセス JSPでのコードがほぼそのまま利用できる. サンプルソース Sql1.java アプリ /tomcat/tomcat01/sql1 別途, 本日のサンプル中に dbclass/ というのもある. これは,DB 操作部分を独立した Java クラスとしてある.( 後述 ) 23

24 redirect と forward ユーザーからの入力をトリガーとして, 他のページに遷移することは form で実現できる. ユーザーからのトリガー無く他のページに処理を移すための技術として redirect と forward がある. 例えば,Servlet で何か計算をして, その結果を JSP で表示したい場合等はとても便利. Servlet で表示するのは面倒だし. 無論,Servlet Servlet, JSP JSP も OK キーとなるポイントはページ間でどのようにデータを共有するかである. redirect セッション等を利用するしかない. forward リクエストの情報がそのまま引き継がれる. の違いがある. 24

25 redirect のサンプル redict/ を参照 // 略 Redirect.java public class Redirect extends HttpServlet { public void dopost(httpservletrequest req, HttpServletResponse res) throws IOException, ServletException{ String = req.getparameter(" "); if( ==null) ="unknown"; HttpSession s=req.getsession(); s.setattribute(" ", ); res.sendredirect("/tomcat/redirect/show.jsp"); } } <body> <%-- show.jsp --%> <% String = (String)session.getAttribute(" "); %> <div> <table border> <tr> <th> address</th><tr> <tr> <td> <%= %> </td></tr> </table> </div> <a href="form.html">[again]</a> </body> 25

26 forward/ を参照. Forward.java から抜粋 forward のサンプル public void dopost(httpservletrequest req, HttpServletResponse res) throws IOException, ServletException{ // 折角なので,Servlet で追加情報をつけた req.setattribute("add", "ServletObjectID="+this); // 最初の JSP で入力された については何も対処してない単に転送される this.getservletcontext().getrequestdispatcher("/show.jsp").forward(req, res); } show.jsp から抜粋 <% // 最初の JSP で入力された情報 String = request.getparameter(" "); if( ==null) ="unknown"; // Servlet で意図的に付け加えた情報 String add = (String)request.getAttribute("add"); %> <div> <table border> <tr> <th> address</th> <th>object ID</th> <tr> <tr> <td><%= %></td> <td><%=add%></td> </tr> </table> </div> 26

27 自作のクラスについて JSP/Servlet 双方で自作のクラスが当然使える. 配置等については Servlet の配置 や次頁を参照. JSP/Servlet はブラウザ等との直接の窓口に過ぎないので, 業務に特化した処理内容やデータは, 別途, 普通のクラスで構築したほうがよい. 後述の MVC の話. サンプル : インストール時に配布した, tomcat01/simple2.jsp tomcat01/web-inf/classes/kaiya/importtest2.class 本日の dbclass/ もサンプルの一種. 27

28 Tomcat6 の基本事項 ( 一般クラス ) 当たり前だが Java プログラムそのもの. 以下のフォルダの下の個々のフォルダがアプリケーションであり, アプリ毎に使うクラスを準備する. /var/lib/tomcat6/webapps/ 事前にコンパイルする必要がある. クラスファイルは /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /WEB-INF/classes/ の下におく. パッケージに分ける必要があるらしく, フォルダ階層が必要. web.xml は特に書かなくて良い. DB にアクセスするためには, /var/lib/tomcat6/webapps/ アプリ /META-INF/context.html に設定を書かないといけない. 28

29 MVC について Model-View-Controller の略. オブジェクト指向プログラミングで習ったかもしれない. アプリケーションを作る際に上記の三つに分けて設計すると良いという指針. Model アプリで扱う業務や活動のみを扱う部分. ショッピングサイトの業務なら商品, 注文, 顧客等がコレに相当. 基本, システムとは関係ない業務依存の部分. 主に普通のクラスや JavaBeans 等で実現される. View システムとしてユーザーと相互作用する部分. 入出力. ウエブアプリならウエブページに相当し, 主に JSP が担当. Controller Model と View を関連付け, 業務の進行を制御する部分. 主に Servlet が担当. 29

30 MVC のメリット 特に Model と他を分離することで, 実現方法を簡単に変更できる. 例えば, ウエブアプリをやめて, アンドロイドの専用アプリを作ろうという時にも,Model はそっくりそのまま流用できる.(Java の場合, 特に ) Model で表現される業務は往々にして類似したものが多いので, 再利用ができる. 我々が想像する以上に業務というのはワンパターン アマゾンも楽天もやってることはほぼ同じ. 吉野家, 松屋, すき家もほぼ同じ. アプリケーションフレームワーク等. 30

31 JSP/Servlet の挙動が変になったら 以下を root で実行する. localhost のところは, かもしれない. # cd /var/cache/tomcat6/work/catalina/localhost/ # rm -rf アプリ名 # cd /etc/tomcat6/catalina/localhost/ # rm アプリ名.xml プログラムを修正する. # /etc/rc.d/init.d/tomcat6 restart # /etc/rc.d/init.d/httpd restart # /etc/rc.d/init.d/tomcat6 force-reload でもよさそう. 31

32 エピローグ 32

33 復習 本講義の目的 手段 顛末 ウエブアプリケーションの仕組みを理解し, 将来の技術革新に追従できる素養を身に着ける. 現時点でのウエブアプリケーションを構成する技術や言語を知り, 試用してみる. 今後も急速に変化し続けるウエブアプリケーションの動向を理解し, 必要な時に実践できるでしょう. 33

34 復習 クライアントサイドの具体的技術 HTML5, CSS3 ブラウザ上で文字や図形を描画するための言語 音声や動画の再生も可能. クライアント側でのデータ保存に関する仕様もある. JavaScript ブラウザ上で計算を行うための言語. 基本,C 言語に似てる. 文字列やデータ等の変換も計算として行える. 事実上, 唯一のクライアントサイドの処理言語 34

35 復習 クライアントサイドの主な役割 入力, 表示, データの送受信 表示 送受信 入力 35

36 復習 BOM 自体の主な変数 関数 innerheight 画面内側の高さ innerwidth 画面内側の幅 onclick サンプル windowownprops.html 画面がクリックされた際に呼び出される関数を保持する変数. 一般に Callback 関数と呼ばれる. alert() 画面に文字列を含む小さいウインドウを表示して警告を利用者に示すことができる. open() 新規 window をあける, ブラウザによってはタブか. close() window を閉じる. ブラウザによってはタブか. たいてい, 設定で禁止されている場合が多い. 36

37 復習 BOM の主な変数 document 現在表示している文書をあらわすオブジェクト document.write 等もこのオブジェクトのメソッド ( 関数 ) たぶん, もっともよくお世話になるオブジェクト location 現在表示している URL を表すオブジェクト navigator ブラウザの情報 history ブラウザの表示履歴 サンプル (document 以外の動作テスト ) windowprops.html 37

38 復習 DOM: Document Object Model 表示されているページのデータにアクセスするためのオブジェクト. 本来,window.document. と書くが,window. は略せるので,document. と書くのが普通. ある意味, もっともJSを特徴的に使う際に重要となるデータ構造. 構造は無論, 個々のページに依存する. 38

39 復習 できること ページ中の要素を変更できます. スタイルも含めて変更できます. 要素の中身 (innerhtml) が変更できます. 要素の属性も変更できます. <img src= xxx alt= image > の src alt 等が属性 かなり後の formhiden.html 参照 ページ中に要素の追加 削除ができます. ページ中の要素に対する Callback を設定できます. 例えば,<div></div> の要素を押したら, 警告がでるとか. 39

40 復習 サーバーサイドの具体的技術 Java による JSP/Servlet 銀行系等の大規模で信頼性の必要なシステム向け. PHP お手軽にサイトを作るサーバーサイド言語. C に似ている. Ruby on Rails 昨今, 流行っている模様. わりと頑丈. 伝統的な CGI (Common Gateway Interface) Perl, Ruby, C 等でサーバー側処理をするもの. いまどきは見かけない. 40

41 復習 サーバーサイドの主な役割 検索, 計算, データ保存, 手順のナビゲート, 画面データの生成等 送受信 計算 生成 検索 データ 保存 41

42 HTML にコードを埋め込む ブラウザまで埋め込まれたコードが届く. JavaScript サーバーで実行され HTML 等に展開される. JSP PHP 42

43 <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"><title> テストの問題 </title> <script> onload=function(){ var lis=document.getelementsbytagname("li"); var w=document.getelementbyid("want"); var x="init"; if(lis==undefined w==undefined){ x="none"; }else{ for(i=0; i<lis.length; i++) if(lis[i]==w) { x=(i+1); lis[i].style.textdecoration="underline"; } } var cho=document.getelementbyid("choice"); if(cho!=undefined) cho.innerhtml=x; } </script> </head> JavaScript の例 <body> Which beer do you want? <span id="choice">x</span> <ol> <li>guinness (Ireland) <li>beck (Deutschland) <li id="want">heineken (Netherlands) <li>grolsch (Netherlands) </ol> </body> </html>

44 JSP の例 <HTML> <HEAD> <TITLE> JSP loop </TITLE> </HEAD> <BODY> <ul> <% int i; for(i=0; i<10; i++){ %> <li> number <%= i*3 %> <% } %> </ul> </BODY> </HTML> <HTML> <HEAD> <TITLE> JSP loop </TITLE> </HEAD> <BODY> <ul> <li> number 0 <li> number 3 <li> number 6 <li> number 9 <li> number 12 <li> number 15 <li> number 18 <li> number 21 <li> number 24 <li> number 27 </ul> </BODY> </HTML> 44

45 復習 ステートレス ( 状態が無い ) http はリクエストとレスポンスの対からなる. あるブラウザから連続してリクエスト / レスポンスを行っても, それらの間を関係付けるものは無い. このような特徴をステートレスと呼ぶ. 一連処理という意識は無い ブラウザ JS プログラム web storage 等 選択肢を送る 結果が返ってくる 入力画面準備 サーバープログラム サーバー側のデータ 45

46 復習 ステートレスの例 以下のような状態遷移図に従う HTML ページ群を作成することは可能である. サンプル中の vendor0/ 下の HTML ファイル参照. しかし, 単なるばらばらの HTML ファイル群なので, 状態遷移に沿わないでページにアクセスすることができる. 例えば, 金を払わず Coke や Fanta を得られる. 50JPY start 100JPY fanta dropfanta morecoin 50JPY showmenu coke dropcoke 46

47 復習 状態をウエブアプリで使うには? ブラウザが状態を示す値 ( 状態変数 ) を記憶し, 毎回, サーバーにその値を送信する. ウエブストレージやクッキー (Cookie) が利用可能. ブラウザが 一連の処理 を示す識別子を記憶し, 毎回, サーバーにその値を送信する. この一連の処理をセッション (session) と呼ぶ. この識別子をセッション ID と呼ぶ. 具体的な状態を示す値は, サーバー側で, セッション ID と対応付けて記録する. 47

48 復習 Form の典型様式 メッセージを受け取るページを指定. このページはリクエスト処理の能力がないといけない. get もしくは post を指定. 違いは後述. <form action=" method="post"> Topic: <input type="text" name="topic" size="20"> <br> <textarea rows="5" cols="22" name="feedback"> </textarea> <br> <input type="submit" value="send"> </form> ユーザーの入力値を最終的に受け取りページに送るための呪文. ユーザー入力場所の指定. 詳細は後述. 48

49 復習 GET と POST GET 本来はサーバーからのデータ取得リクエストに用いる. よって, クライアント側から原則データを送ることはできない. しかし,URL 自体にデータを付記することで, データを無理やり送ることが可能となっている. 送ったデータは URL を見ただけで丸見え. POST サーバーにデータを送る本来のリクエスト. リクエストの本体 ( ヘッダーより下 ) に送るデータが付記される. 一応, ぱっと見にはデータは見えないが, 暗号化されていない HTTP は簡単に傍受できるので, 実際にはデータは丸見え. 49

50 Form 入力値を取り出す 基本的に form の action で指定されたページでのみ取り出せる. Key-value の連想配列になっているので,key をあらかじめ知っておいて, それで取り出す. 言語によって取り出し方はさまざま. PHP: 連想配列が直に見えている. JSP/Servlet: request.getparameter() 等のメソッドで値を取り出せる. 取り出した値を継続的に使いたいなら,session の attribute にしたり,cookie にしまったり,DB に入れたりしないといけない. 50

51 復習 ウエブブラウザ ソフトウェアの種類 IE, Firefox, Chrome 等のブラウザ. ウエブサーバー HTTPによりブラウザとの通信を行うソフトウェア Apache, IIS, Nginx 等が具体例. アプリケーションサーバー 特定の業務や活動の手順をガイドするソフトウェア. 本授業ではtomcat(+spring 等 ) がこの位置づけに近い. データベースマネージメントシステム ( 略してデータベース or DBMS) データを永続化するためのソフトウェア. MySQL, MongoDB 等 モジュール 各ソフトウェアの機能拡張をするための部品 実際は OS の仲介がハードとの間に必ず入るが, それは省略. 51

52 復習 構成例 2: 比較的大規模 航空券予約等のシステム ( 現実とは異なります ) VAIO : クライアント Chrome : ウエブブラウザ HTTPS 子会社のサーバー : サーバー ANA のサイト : サーバー オラクルの : データベース IIS : ウエブサーバー AJP 予約システム : アプリケーションサーバー VISA Card : サーバー 決済システム : アプリケーションサーバー Master Card 決済システム : アプリケーションサーバー 52

53 最終演習 提出は必須です. 締切は 1 週間後くらいでお願いします.dotcampus のインラインテキストでお願いします. 1. 本授業において面白かった話題を 200 字以上で述べてください. 2. 本授業で難しかった話題を 200 字以上で述べてください. 3. 本授業で取り上げてほしかった話題があれば列挙してください. 以上, よろしくお願いします. 53

54 以上 54

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