MokaByte Numero 29  - Aprile 1999 
Web dinamico
con JSP
di 
Giovanni
Puliti
- I parte 
In collaborazione con Computer Programming

Le Java Server Pages sono la soluzione multipiattaforma in chiave Java per realizzare in modo  estremamente competitivo, web a contenuto dinamico, area strategicamente molto importante, in un  settore in continuo fermento, quale è quello della programmazione Internet/Intranet. 
In occasione del passato JavaOne 1998, la manifestazione dedicata a Java organizzata da Sun a S.Francisco, furono presentate molte novità legate a questo linguaggio, fra cui le Java Server Pages. 
Inizialmente sono passate un po’ in sordina agli occhi della comunità di sviluppatori, e solo con il rilascio della specifica .92 [SPEC092], si è iniziato a sentirne parlare un po’ più spesso: questo ritardo nella diffusione di tali oggetti si deve imputare anche alla mancanza i primi tempi di software col quale poter effettuare prove e sviluppare applicazioni 
In questo articolo si cercherà di introdurre le basi di questa nuova ed interessantissima tecnologia, che molto probabilmente giocherà un ruolo fondamentale nell’evoluzione del web futuro: dato però che si tratta di una soluzione relativamente giovane, per assistere una completa affermazione, sarà necessario attendere ancora un poco.
A causa della vastità dell’argomento, questo mese ci soffermeremo sulla parte legata alla tecnologia in se, vedendo cosa sia, come funzioni, e cosa ci permetta di fare. Solo successivamente prenderemo in esame alcuni esempi pratici con i quali poter risolvere problematiche concrete. In quell’occasione parleremo anche dei prodotti più interessanti per lo sviluppo e per l’utilizzo di pagine JSP, ovvero quelli della famiglia WebSphere di IBM [WebSphere].
 
 
 

Pagine web a contenuto dinamico

La creazione di pagine web a contenuto dinamico è uno dei settori in cui ultimamente si sta concentrando la maggior parte dell’attenzione, sia da parte delle case produttrici di software, che della comunità di programmatori.
Questo obiettivo può essere raggiunto per mezzo di molte soluzioni tecnologiche, anche se il meccanismo si basa sempre sull’estensione delle potenzialità del web server. 
Gli script CGI, le pagine ASP, i moduli di Apache, sono solo alcune delle possibilità fra cui si può scegliere: nel caso di Java, l’estensione del web server può essere fatta, come ormai è noto, per mezzo dei servlet, e di recente con JSP.
Per chi avesse ancora qualche dubbio sul funzionamento dei servlet, ecco un mini sunto su cosa sia un servlet e come funzioni.
  • Un servlet è a tutti gli effetti una applicazione Java in esecuzione su una JVM residente sul server.
  • Un servlet viene invocato tutte le volte che una determinata pagina HTML nella quale vi è inserito un riferimento, viene fatta processare dal web browser.
  • Il servlet tipicamente esegue una serie di operazioni, e produce un output (codice HTML) che verrà poi inviato direttamente al client: questo non ha la percezione di cosa sia accaduto, dato che il browser riceve solamente codice HTML.
Per chi desiderasse approfondire gli argomenti legati ai servlet e gestione di siti web dinamicamente, si possono trovare maggiori informazioni in [ServletIntro], [ServletWeb] e [SerlvetStato]. 
Creazione dinamica di pagine HTML, significa generalmente che tutto il lavoro di produzione viene svolto sul lato server, e quindi non sono richieste particolari funzionalità aggiuntive al browser, il quale deve semplicemente essere in grado di interpretare HTML standard.
I servlet offrono una serie di vantaggi rispetto alle soluzioni concorrenti, legati al fatto che si utilizza Java come linguaggio di sviluppo.
I servlet pero’ richiedono un po’ di lavoro in più per risolvere aspetti legati al life-cycle, al mantenimento dello stato, e passaggio di parametri fra oggetti differenti. 
Le Java Server Pages sono state proprio pensate con lo scopo di eliminare queste limitazioni, oltre che ad offrire ulteriori importanti funzionalità.
 
 
 

JSP : perché?

Prima di addentrarsi nei meandri della programmazione, vediamo di capire perché le JSP siano così importanti, e come possano risultare utili in una situazione reale. 
Ecco alcuni punti chiave che dovrebbero chiarire le idee:
  • Le JSP sono la risposta a soluzioni simili come ASP, ma in chiave Java: oltre ai soliti innegabili vantaggi derivanti dall’utilizzo di Java come linguaggio, in questo caso la portabilità assume un ruolo particolarmente importante. 
  • Il potersi svincolare dalla particolare piattaforma (sistema operativo ed hardware), è una caratteristica molto importante, in un settore (quello dei server web), in continua evoluzione. Inoltre la sempre maggiore stratificazione in atto rende Java ancora più prezioso, dato l’utilizzo di protocolli standard di comunicazione. 
  • La portabilità deve essere intesa anche dal punto di vista del client: utilizzare Java come linguaggio di script (vedi oltre), che in ogni caso pero’ viene interpretato dal server, potrà forse contribuire alla diminuzione del proliferare dei molti linguaggi, DHTML, JavaScript e JScript, VBScript, i quali oltre a creare confusione, spesso non sono supportati dai differenti browser in commercio. 
  • L’enfasi maggiore che è stata data all’utilizzo dei componenti, facilita il riuso, la portabilità e semplifica lo sviluppo. Questa visione si riallaccia a quella che è l’attuale tendenza della programmazione ad oggetti utilizzata anche in ambiti più ampi. 
  • Uno dei punti chiave alla base di JSP, è la facilità con cui si può mantenere lo stato in una sessione HTML: questo può risultare molto utile, ad esempio, per la realizzazione di un sito basato su commercio elettronico. Infatti i componenti (JavaBeans) incapsulati nelle pagine possono essere utilizzati per memorizzare l’insieme degli acquisti effettuati (carrello della spesa), o altre informazioni riservate come i dati relativi alla carta di credito o conto corrente.

 

Cosa è Java Server Pages?

Si tratta di una tecnologia che agli occhi del programmatore viene gestita per mezzo di un linguaggio script, e che è in grado di mescolare codice HTML, componenti riusabili (JavaBeans), applicazioni remote (servlet), codice Java, e script Java-like. Si potrebbe dire che le Java Server Pages rappresentano il collante per unire insieme una serie di oggetti differenti fra loro. 
Per chi conosce il mondo Microsoft, JSP è un qualcosa di molto simile ad ASP, dove i componenti ActiveX sono rimpiazzati dai JavaBeans, e dove l’invocazione ad applicazioni COM si trasforma in esecuzione di servlet; anche la somiglianza fra i nomi non è casuale. 
La possibilità di utilizzare i componenti come parte integrante del codice HTML, permette in maniera estremamente semplice di aumentare le potenzialità e la flessibilità, senza la necessità di conoscere complessi linguaggi di programmazione come Java.
E’ possibile inoltre inserire codice Java all’interno della pagina: questo codice verrà poi gestito dal server che provvederà alla sua compilazione ed esecuzione. Questo fatto permette al programmatore di inserire parti di codice Java in modo molto simile a come farebbe con script JavaScript, VBScript o simili. 
Come conseguenza si ha un ulteriore impulso alle performance ed alla portabilità dato che il codice prodotto viene eseguito sul server, e non nel browser.
Per eseguire un JSP si deve utilizzare un web server in grado di supportare tale tecnologia, oppure far uso di un cosiddetto application server che estenda le funzionalità del web server.
Ad esempio JRun o WebSphere Application Server, sono due prodotti molto diffusi in grado di offrire funzionalità sia per i servlet che per JSP.
Questa soluzione è utilizzata sempre più diffusamente, dato che non obbliga a cambiare ogni volta tutto il software lato server, ma solamente quello ciò che è sopra il web server, consentendo in tal modo una maggiore flessibilità e possibilità di stare al passo coi tempi (vedi figura 1).Per semplicità parleremo in seguito di server senza specificare se si tratta in realtà di un web server o di un application server che ne estende le funzionalità.
 
Il meccanismo dell’Application Server permette di estendere  le funzionalità del web server: ad esempio quando un client richiede una risorsa non gestibile dal server direttamente (come jsp o servlet),  per mezzo di chiamate di sistema, tale richiesta viene passata all’application server. Questo meccanismo permette flessibilità e modularità.

 
 
 

Invocazione 

Vediamo adesso quali sono le principali modalità di utilizzo di una Java Server Pages: ci sono due possibilità
Schema di utilizzo diretto di un JSP:  in questo caso il client fa riferimento direttamente alla pagina .jsp che interagisce per mezzo di JavaBeans, con database o altre risorse remote. Il risultato viene passato direttamente al client.

 
  • JSP-centrica: un client esegue una richiesta direttamente ad una pagina JSP, la quale, interfacciandosi con delle risorse sul lato server, produce direttamente l’output voluto. (Figura 2). 
  • Il collegamento può avvenire per mezzo di componenti inseriti all’interno della pagina JSP, di riferimenti a servlet, o di codice Java scritto nella pagina. 
  • Serlvet-centrica: il client effettua una richiesta a servlet, il quale esegue le operazioni del caso, ed incapsula i risultati in un componente. Successivamente il servlet provvede a chiamare la pagina JSP che preleva i dati immagazzinati nel componente e produce l’input voluto (vedere la figura 3). Anche se questa soluzione può apparire piuttosto complessa, disponendo di strumenti di sviluppo adatti, rappresenta la strada che offre i risultati migliori, specie in funzione della flessibilità e successiva customizzazione.
Schema di gestione di pagine jsp indiretto: la richiesta del cient viene indirizzata ad un servlet, il quale esegue tutte le operazioni del caso ed immagazzina i risultati in un bean. Successivamente il servlet provvede ad invocare un JSP che utilizzerà le informazioni contenute nel bean per produrre l’output per il client.

In entrambi i casi, la prima volta che un file JSP viene invocato, viene effettuata una compilazione del .jsp e di tutti i componenti definiti al suo interno (codice Java, script e cose del genere), dando luogo a bytecode standard: quello che prima era script, diventa codice Java compilato ed eseguito all’interno del server. Conseguenza di questo meccanismo è che la prima volta che si invoca il file .jsp, il sistema sarà un po’ più lento del normale, ma, dalla seconda invocazioni in poi, si hanno prestazioni di tutto rispetto. 
Server evoluti, come ad esempio WebSphere o il nuovo JavaWebServer, sono in grado di effettuare controlli sul codice sorgente, e di effettuare automaticamente ricompilazioni nel caso in cui qualcosa sia cambiato.Il meccanismo della compilazione automatica di script che diviene codice binario, è attualmente uno dei punti più interessanti della tecnologia Java e non solo: ad esempio la tanto famosa HotSpot di Sun, potrà essere inserita in questo scenario in maniera del tutto indolore e trasparente, con un indubbio vantaggio per le prestazioni.

 
 

Il linguaggio delle JSP

L’utilizzo di JSP è molto semplice, dato che si basa fondamentalmente su Java, e HTML: la struttura e la logica infatti si rifanno a quella dell’HTML, mentre la possibilità di inserire codice Java, permette a tutti i programmatori Java un migrazione indolore, senza cioè la necessità di dover imparare un nuovo linguaggio di script. La possibilità di accedere e manipolare componenti (JavaBeans) all’interno della pagina stessa uno dei punti più importanti: questo fatto influenza fortemente la modalità con cui sono definiti ed utilizzati i vari tag, come vedremo di seguito. I tag che si possono utilizzare possono essere suddivisi in due categorie:
  • Orientati al componente (Component-centric tag): elementi molto simili all’HTML, con i quali è possibile ricoprire la maggior parte delle necessità.
  • Orientati allo script (Scripting-centric tag), grazie ai quali è possibile risolvere la parte restante delle casistiche tipiche.

 
 

Tag orientati al componente

Questi tag sono molto semplici e non implicano nessun tipo di script o codice Java. Essendo tag elementari, sono molto simili all’HTML, mentre la loro organizzazione gerarchica si riconduce alla struttura oggetto.proprietà. Come nel caso dell’HTML, questi tag non sono case-sensitive, e non è obbligatorio utilizzare i doppi apici per la definizione dei valori, anche se è sicuramente più elegante seguire tale formalismo. Si è detto che uno dei punti più importanti delle JSP, è la possibilità di accedere e manipolare componenti (JavaBeans) all’interno della pagina stessa: questo si traduce poi nella possibilità di accedere ai metodi e proprietà degli stessi, e tipicamente questo meccanismo avviene per mezzo di una scrittura del tipo: 
nomeBean:nome_proprietà
come ad esempio: 
myUserBean:address
Si noti che l’accesso ai campi (proprietà) del bean avviene per mezzo del carattere ":" e non ".": questo allo scopo di evidenziare il fatto che non si tratta di codice Java, ma di script JSP. Oltretutto se fosse codice Java, oltre che impossibile, sarebbe formalmente scorretto, accedere alle proprietà del componente direttamente senza l’ausilio di metodi get/set.Vediamo adesso quali sono i tag più importanti per l’utilizzo di un componente all’interno della pagina. Per prima cosa i tag di specificazione del bean:
  • la coppia <USEBEAN> e </USEBEAN>, per mezzo della quale è possibile rendere disponibile il componente a tutte le invocazioni successive all’interno della pagina. Deve essere utilizzata ad inizio pagina. 
  • <SETONCREATE ...>, è una specie di init() e serve per settare alcune proprietà al momento della creazione del componente; può essere utilizzato solo all’interno della coppia <USEBEAN> ,</USEBEAN>. 
  • <SETFROMREQUEST ...> serve per passare al bean un parametro arrivato come richiesta dall’esterno (con il meccanismo tipico di una get CGI); può essere utilizzato solo all’interno della coppia <USEBEAN> ,</USEBEAN>.
Per la visualizzazione delle proprietà di un bean invece possiamo utilizzare:
  • <DISPLAY ... > restituisce il valore di una proprietà a valore singolo (vedi oltre)
  • <LOOP... > </LOOP> fornisce un meccanismo ripetitivo per la visualizzazione di proprietà multiple.
Nel file LoginOut.jsp è possibile vedere come si implementa una semplice pagina che utilizza un bean precedentemente istanziato con i dati di un utente per visualizzare i dati dell’utente stesso. Come si può notare da tale esempio, si tratta di codice HTML con all’interno riferimenti a codice codice JSP. Si è detto che un componente per poter essere utilizzato deve essere specificato per mezzo di USEBEAN. Questo non è sempre vero, dato che alcuni beans particolari sono sempre disponibili, anche senza la dichiarazione per mezzo del tag apposito. 
Si tratta di beans di tipo "request", nel quale troviamo le informazioni relative alla richiesta inviata dal client, e di tipo "exception", che invece contengono tutte le informazioni di una eventuale eccezione.
 
 
 

I tag di tipo Script

L’altra tipologia di tag offerta da JSP, è quella orientata allo scripting, per mezzo della quale è possibile inserire vero e proprio codice script all’interno della pagina.Questi tag si suddividono a loro volta in 
  • Direttive: sono particolari istruzioni che avvertono il JSP-Engine (ovvero il web server o application server JSP enabled) di una particolare impostazione da utilizzare. Questa sezione è aperta a future estensioni. La sintassi è <%@ ...%> 
  • Dichiarazioni: permettono la definizione di variabili a scope globale rispetto alla pagina. Le dichiarazioni si includono all’interno della coppia di tag <SCRIPT...> </SCRIPT> . 
  • Sciptlets: vere e proprie porzioni di codice da eseguire. Uno scriptlet deve essere inserito all’interno della coppia di tag <% ... %>.
  • Espressioni: denotate dalla sintassi <%= ... %> permettono l’inserimento di vere e proprie espressioni, variabili, valutate in run time.
  • Variabili implicite: variabili che sono disponibili automaticamente senza la necessità di particolari inclusioni. Sono utilizzabili per mezzo della sintassi <% ... %>
Nel file sessione.htm viene invece mostrato come uno scriptlet possa essere inserito nell’html. Anche in questo caso vale la considerazione fatta in precedenza: il file è a tutti gli effetti script puro, che per la presenza di direttive <% .. %> è formalmente da considerarsi JSP.
 
 
 
 
 
 
 

Java Server Pages Beans

Il cuore di JSP si basa sul poter utilizzare direttamente componenti: vediamo quindi come ciò sia possibile.Per prima cosa riprendiamo in considerazione il tag USEBEAN: la sintassi completa è la seguente 
<USEBEAN NAME=nome_della_beaninstance
TYPE=nome_del_bean
LIFESPAN="page|session|application" >
</USEBEAN>


La maggior parte di questa scrittura dovrebbe essere di facile interpretazione: NAME indica il nome simbolico con cui il bean verrà referenziato all’interno della pagina, mentre TYPE indica il file .class. Il tag LIFESPAN, che letteralmente significa periodo di vita, permette di specificare quanto tempo il bean istanziato verrà mantenuto in memoria prima della sua eliminazione. I valori permessi indicano se conservare il bean per tutto il periodo in cui la pagina viene visualizzata nel client, per la sessione (nel senso di HTTP session), o per la durata dell’applicazione.Ovviamente bisogna tenere presente che la durata del componente è importante per i valori delle variabili in esso contenute, non tanto per il componente stesso. La figura 4 mostra il cosiddetto il cosiddetto ciclo di vita di un componente. 
 
Ciclo di vita del bean: al momento della riferimento del bean all’interno di una pagina html, se il componente esiste, allora viene utilizzato direttamente, altrimenti si procede alla sua creazione ed istanziazione. Si noti il passo relativo alla definizione del lifespan, che definisce quanto deve vivere il componente.

Per visualizzare i valori di un bean si utilizza il tag DISPLAY: ad esempio il pezzo di codice JSP che segue, verrà dinamicamente modificato in funzione del valore della proprietà imageURL,  

<img src="<DISPLAY PROPERTY=imagesContainer:imageURL>">


il codice HTML risultante conterrà il riferimento all’immagine voluta, come ad esempio
  

<img src="title.gif">

Come si utilizza tutto ciò?

Vedremo in dettaglio il mese prossimo questo aspetto: per adesso si sappia che non sono necessarie particolari operazioni di installazione. Se si decide di fare tutto a mano (cioé senza l’ausilio di nessun wizard che assista nelle fasi di developing/deployng), dopo aver scritto tutti i file (.jsp, .html, e servlet e beans) sarà necessario eseguire queste semplici operazioni
  • Copiare i .class corrispondenti ai servlet nella directory standard in modo che l’Application Server li possa "vedere". I .class corrispondenti ai vari beans e classi di supporto dovranno essere installati sul server in funzione della configurazione della macchina, essenzialmente dove il CLASSPATH permette la loro localizzazione.
  • Mettere tutti i file .html e .jsp in una dir qualsiasi che sia mappata in modo che possa essere accessibile via client per mezzo di una URL. 
Praticamente niente altro è necessario, oltre alle ovvie configurazione necessarie da permettere il funzionamento dei vari pezzi Java, come sorgenti ODBC-JDBC e RMI registry ove necessario.

Conclusione

Prima di congedarmi e rimandare la conclusione con esempi pratici al mese prossimo, vorrei ricordare che JSP è tecnologia relativamente giovane, che proprio per questo ancora non è pienamente supportata e quindi non è facile al momento reperire materiale informativo a tal proposito.Quando mi sono trovato a fare le prime prove, mi sono imbattuto in non poche difficoltà, anche se adesso la situazione è nettamente migliorata. Quello che pero’ ancora manca è un supporto altamente semplificato per lo sviluppo di tali oggetti: JSP infatti renderà la vita molto più semplice al programmatore, solo se questo potrà disporre di adeguati strumenti automatizzati per lo sviluppo, cosa che ad esempio accade in ambito Microsoft con le Active Server Pages. Vedremo quanto le varie aziende vorranno investire in questa direzione.

Bibliografia

[SPEC092] Java Server Pages Specifications http://java.sun.com/products/jsp/index.html
[ServletIntro] "Java Servlet" di Fabrizio Giudici - MokaByte 11, Sett ‘98 (www.mokabyte.it/0998)
[ServletWeb] " Servlet, JDBC e JavaServer: quando l'unione fà la forza (e semplifica la vita)" di Giovanni Puliti MokaByte 20, Giu ‘98 (www.mokabyte.it/0698)
[SerlvetStato] " Gestire le sessioni con le servlet" di Gerardo Poggiali – MokaByte 26 Gen ‘99 (www.mokabyte.it/0199)
[JWS] JavaWeb Server 1.2 http://www.sun.com/software/jwebserver/index.html

[WebSphere] WebSphere Application Server e Studio: www.software.ibm.com/WebSphere http://www.software.ibm.com/webservers/appserv/doc/as2wksta.html

  
 
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