Разработка java компания – Обучение Java-программист: курс программирования на джава, java developer курс | GeekBrains — образовательный портал | GeekBrains

Платформа существует более четырех лет, но до сих пор она использовалась в довольно узком кругу разработчиков нашей компании и партнеров. Мы успели сделать на ней два тиражируемых продукта и больше десятка заказных проектов. И вот настал момент, когда после длительной подготовки, мы решились выпустить ее в виде продукта, доступного всем желающим.

Для начала приведу краткий список основных возможностей. Подробности разумеется можно узнать на сайте.

• Декларативное создание UI: компоновка экранов в XML, инициализация и обработка событий в классах Java.
• Библиотека data-aware визуальных компонентов. Есть все стандартные, плюс специфические, например, универсальный фильтр данных, поля выбора связанных сущностей с разнообразными возможностями, таблица с группировками.
• Экраны работают в веб (AJAX) и в десктоп (Swing) клиентах. Исходники общие.
• Метаданные — расширенная информация о модели данных. Проектирование модели данных «от сущностей к таблицам».
• Мягкое удаление записей в БД.
• Управление правами доступа на уровне операций с сущностями, их атрибутов и отдельных экземпляров, экранов и компонентов UI.
• Подключаемая при необходимости функциональность: генератор отчетов, модуль бизнес-процессов с визуальным редактором, полнотекстовый поиск, работа с кредитными картами.
• «Из коробки» поддерживаются PostgreSQL, MS SQL Server, Oracle, HSQL.
• Стандартный деплоймент на любом веб-контейнере.
• Горизонтальное масштабирование на кластере серверов, можно отдельно средний слой, отдельно веб-серверы.

Кому это может пригодиться?

Кроме того, проверенным вариантом является использование платформы в качестве backend распределенной системы. В этом случае на платформе создается средний слой с основной бизнес-логикой и UI для сотрудников, а сайты и мобильные приложения для внешних пользователей выступают клиентами среднего слоя.

Используя платформу, можно сосредоточиться в основном на бизнес-логике, так как большинство инфраструктурных задач уже решены. Соответственно, сделать проект быстрее и меньшими усилиями.

Условия использования CUBA описаны на нашем сайте. Бесплатный вариант есть.

Документация есть.

История

С чего все началось. Наша компания создавалась для того, чтобы делать информационные системы для предприятий. Разные системы для разных предприятий, и чем больше, тем лучше. То, что писать мы будем на Java, не вызывало сомнений в силу предыдущего положительного опыта, независимости от ОС, наличия великолепной IDE, широкого выбора фреймворков всех уровней и тому подобного. В то же время мы понимали, что делать каждый проект с нуля, пользуясь только тем, что дают Java и доступные фреймворки, сложно и неэффективно. Значительная часть функциональности корпоративных систем пересекается, независимо от особенностей бизнеса. Да и ту часть, которая уникальна в каждом приложении, мы хотели делать проще и быстрее. К сожалению (или к счастью), мы не нашли ничего готового в мире Java, что удовлетворяло бы нашим требованиям, никакой подходящей «платформы для быстрого создания бизнес-приложений», и как водится, решили написать свою.

Начали со среднего слоя — взяли JBoss с EJB3, в качестве ORM прикрутили OpenJPA. Почему не Hibernate — это тема для отдельной статьи, постараемся со временем ее написать. Научили OpenJPA работать с мягким удалением прозрачно для разработчика, чтобы не надо было ничего дописывать в запросы и контролировать результаты.

Написали свой фреймворк метаданных, необходимый нам для реализации универсальных механизмов, таких как визуальные компоненты, настраивающие свои свойства в зависимости от типа атрибута сущности, который они отображают. На основе метаданных сделали механизм декларативного объявления графов сущностей (мы их называем “представления” — views). Такой механизм нужен для того, чтобы с любого уровня приложения можно было запросить данные и указать, какой объектный граф сейчас требуется, т.е. с какими атрибутами и связанными сущностями мы хотим в данный момент работать.

Начали работать над security: пользовательская сессия, сами пользователи, роли и права доступа. Поломали голову над тем, как реализовать контроль доступа на уровне строк (row-level security). Остановились на том, что предикаты ограничений должны группироваться в отдельную от ролей иерархическую структуру. Всё управление security, разумеется, сразу делали динамическим в смысле возможности настройки в runtime.

Сложным был выбор технологии для веб UI. Нам нужно было поверх какого-то фреймворка создать свой слой абстракции для разделения компоновки и кода экранов, а также для реализации набора визуальных компонентов, работающих с сущностями с помощью наших метаданных. Кроме того, мы планировали в будущем сделать реализацию этого же слоя на базе десктопного Swing. В общем, хотелось, чтобы прикладной код не зависел ни от каких технологий, кроме Java и наших собственных. В итоге, для веб клиента выбрали Vaadin (тогда он назывался ITMill). Альтернатив было немного, ну и в любом случае сейчас не жалеем о выборе, так как фреймворк мощный и активно развивается. Хотя набили много шишек, попытаемся о них рассказать в отдельной статье.

Таким образом у нас появился GenericUI — модуль платформы для создания экранов на XML и Java. Он состоит из загрузчиков экранов, библиотеки визуальных компонентов и источников данных (datasources), связывающих компоненты с моделью данных. Первым, что мы написали на GenericUI, были экраны управления security самой платформы. Ну а потом начали делать первое приложение — это была заказная система документооборота. Надо сказать, что GenericUI позволяет работать в обход себя, напрямую с компонентами нижележащего UI-фреймворка. Поначалу мы этим активно пользовались, так как возможностей GenericUI часто не хватало. Со временем, в результате развития платформы, необходимость в таком “низкоуровневом” кодировании почти отпала, 99% прикладного кода работает только с обобщенными интерфейсами.

Через некоторое время пришла идея отказаться от JBoss и реализовать всю инфраструктуру на Spring. Замечательная функциональность и расширяемость Spring дала нам возможность реализовать нужные механизмы более просто и надежно. Плюс мы обрели независимость от сервера, а также время старта приложения на Tomcat от 5 до 15 секунд, что в разы быстрее, чем было на JBoss.

Несмотря на приемлемое время рестарта приложения, иногда необходимо деплоить части приложения на лету, без остановки сервера. Поэтому мы реализовали возможность динамической компиляции и загрузки классов из специального каталога. Более того, cейчас Студия постоянно отслеживает изменения в проекте и подбрасывает в этот каталог исходники UI, что очень помогает при разработке экранов — можно увидеть результат изменений без рестарта, логина, поиска экрана в меню и т.д.

Настала пора наращивания функциональности — в приложениях нужны были управление бизнес-процессами и полнотекстовый поиск. Раздувать основную часть платформы мы не стали, а разбили ее на несколько проектов, которые используются приложениями при необходимости.

После Workflow и Full Text Search начали разработку собственного генератора отчетов. До этого использовали JasperReports, но он нас не устраивал, во-первых из-за слишком трудоемкого процесса создания шаблонов, а во-вторых из-за сложностей с выводом результатов в Excel. Реализовали простую идею: отдельно описывать логику извлечения данных, отдельно создавать шаблон в Excel, Word или HTML. Такой подход себя оправдал, и недавно мы даже выделили ядро генератора в отдельный open-source проект под названием YARG для использования вне платформы. Про него обязательно будет статья на Хабре.

Система сборки довольно долгое время базировалась на Ant-скриптах. Причем, если сторонние библиотеки загружались из репозитория в бинарном виде, то платформа подключалась к прикладному проекту только в виде исходников, напрямую из SVN. Такой подход имел преимущества на этапе становления платформы — любой программист при работе над своим проектом мог легко поправить что-то в платформе и просто закоммитить свои изменения. В определенный момент мы перешли на стандартный вариант, когда бинарные артефакты и исходники платформы загружаются в проект так же, как и остальные зависимости — из Maven-репозитория. Заодно заменили Ant на Gradle, который позволил нам заключить основной код сборки в плагине, а скрипты проектов сделать максимально лаконичными, но при этом произвольно расширяемыми.

Когда мы начали делать Sherlock — продукт для такси, потребовался десктопный клиент. Тогда и появилась вторая реализация GenericUI-компонентов на Swing. В результате весь UI продукта (более 300 экранов) доступен и в веб и в десктоп вариантах с одинаковой функциональностью, отличия только в отзывчивости интерфейса и нюансах работы с клавиатуры.

Также для тиражируемых продуктов мы придумали механизм расширений, который позволяет адаптироваться к требованиям заказчиков. Расширение — это, по сути, проект нового приложения, в котором продукт используется как платформа. Таким образом нам удается добиваться максимальной кастомизации под заказчика без изменения кода основного продукта. Сохраняется и возможность обновления версий продукта — для этого достаточно привести расширение в соответствие новой версии и пересобрать его.

В определенный момент времени появилась идея сделать платформу доступной разработчикам за пределами нашей компании. Два года назад CUBA была взята на вооружение еще двумя ИТ-компаниями, которые сделали на ее основе довольно крупные проекты: систему обработки электронных сообщений граждан Правительства Москвы и федеральный Электронный регистр онкобольных Республики Казахстан. Это окончательно убедило нас в том, что CUBA может быть полезной не только нам, и мы начали подготовку к публичному релизу.

C этого момента началась работа над Студией, которая позволяет снизить порог входа для начала разработки на платформе и дает возможность более удобно решать рутинные задачи. Мы сделали Студию веб приложением, что дает интересные возможности применения — от теоретической способности работы в облаке до вполне практической возможности быстро подключиться к проекту коллеги и, например, помочь ему разобраться в проблеме. Кроме Студии в помощь разработчику написали плагин к IntelliJ IDEA для навигации по специфическим для CUBA элементам проекта.

Планы на будущее

Разумеется, мы открыты для диалога, и направления совершенствования платформы во многом будут определяться пожеланиями разработчиков, ее использующих.

В отличие от самой платформы, Студия является очень молодым продуктом. В первую очередь мы работаем над повышением удобства использования Студии и стараемся сделать ее более умной и дружелюбной.

Также много усилий в последнее время прикладываем к улучшению документации. Пока в ней есть пробелы, явно не хватает примеров и рецептов решения типовых задач. Эти недостатки и будем устранять, а в следующем году собираемся выпустить всю документацию на английском.

На Хабре мы планируем публиковать статьи о различных аспектах устройства платформы и о проблемах, которые нам приходилось решать. Надеюсь, что будет интересно.

Разработка программ на Java с использованием JDK

Щелкните для получения дополнительных сведений

Для написания апплетов и приложений Java требуются такие средства разработки, как JDK. JDK включает следующие компоненты: среда выполнения Java, компилятор Java и API Java. Начало работы не представляет трудности ни для опытных, ни для начинающих программистов.

Где можно загрузить JDK?

Чтобы загрузить последнюю версию комплекта разработчика Java Development Kit (JDK), перейдите в раздел загрузки JDK.
Разработчики также могут посетить сообщество для разработчиков Java Oracle Technology Network for Java Developers и получить исчерпывающую информацию о технологии Java, включая документацию и обучающие материалы.

Начинающим пользователям Java

Начинающие пользователи, заинтересованные в разработке программ на Java, могут найти полезную информацию в разделе Начинающим пользователям Java.

Как получить сертификат Java?

Сертификат обучения технологии Oracle Java является наглядной демонстрацией технических навыков, увлеченности профессией и высокого уровня мотивации, — качеств, которые высоко ценятся и высоко оплачиваются работодателями. Признанные во всей отрасли возможности обучения и получения сертификатов по технологии Java Oracle позволяют гарантировать наличие навыков, необходимых для эффективного выполнения задач в ИТ-организации.
» Подробнее о Сертификации Java

Java Magazine

Java Magazine — это периодическое интернет-издание, выпускаемое раз в два месяца. Этот журнал является авторитетным источником информации о технологии Java, языке программирования Java и приложениях на основе Java для тех, кому эти знания необходимы в профессиональной деятельности, и для тех, кто только начинает осваивать технологию Java. Журнал включает в себя описания инновационных приложений Java, технические пошаговые инструкции для Java, новости сообщества Java, а также информацию о новой документации Java, конференциях и мероприятиях.

Академия Oracle

Академия Oracle предоставляет учреждениям школьного, профессионального и высшего образования полный портфель программного обеспечения, учебные курсы, хостинговые технологии, факультативное обучение, поддержку и ресурсы сертификации для использования в учебных целях. Эти ресурсы можно включать в состав курсов по информатике и бизнесу, чтобы учащиеся приобрели необходимые навыки до начала профессиональной деятельности в той или иной отрасли. Академия Oracle обучает более 1,5 миллионов человек в 95 странах. Недавно Академия Oracle расширила свою учебную программу и включила в нее курсы по Java. Дополнительную информацию можно найти на веб-сайте Академия Oracle — программирование на языке Java.

Подробнее о технологии Java

Java является основой практически для всех типов сетевых приложений и всеобщим стандартом для разработки и распространения встроенных и мобильных приложений, игр, веб-контента и корпоративного программного обеспечения. В мире насчитывается более 9 миллионов специалистов, разрабатывающих приложения на Java, которая позволяет эффективно разрабатывать, внедрять и использовать превосходные приложения и услуги.

От портативных компьютеров до центров сбора данных, от игровых консолей до суперкомпьютеров, используемых для научных разработок, от сотовых телефонов до сети Интернет — Java используется повсюду!

• Java используется на 97% корпоративных настольных ПК
• Java используется на 89% настольных ПК в США
• 9 млн разработчиков на Java в мире
• Инструмент номер 1 среди разработчиков
• Программа номер 1 среди разработчиков
• Java используется в 3 млрд мобильных телефонов
• Java входит в комплект поставки 100% всех проигрывателей дисков Blu-ray
• Используется 5 млн Java Card
• Java используется в 125 млн ТВ-устройств
• 5 из 5 основных производителей оригинального оборудования включают в комплект поставки Java ME

Почему разработчики программного обеспечения выбирают Java

Технология Java протестирована, усовершенствована, расширена и проверена участниками сообщества разработчиков Java, архитекторов и энтузиастов. Java позволяет разрабатывать высокопроизводительные портативные приложения практически на всех компьютерных платформах. Доступность приложений в разнородных средах позволяет компаниям предоставлять более широкий спектр услуг, способствует повышению производительности, уровня взаимодействия и совместной работы конечных пользователей и существенному снижению стоимости совместного владения корпоративными и потребительскими приложениями. Java стала незаменимым инструментом для разработчиков и открыла для них следующие возможности:

• написание программного обеспечения на одной платформе и его запуск практически на любой другой платформе
• создание программ, работающих в веб-браузере и имеющих доступ к веб-службам
• разработка приложений на стороне сервера для форумов в Интернете, магазинов, опросов, обработки форм HTML и много другого
• объединение приложений или служб с использованием языка Java для создания высокоспециализированных приложений или служб
• создание многофункциональных и эффективных приложений для мобильных телефонов, удаленных процессоров, микроконтроллеров, беспроводных модулей, датчиков, шлюзов, потребительских продуктов и практически любых других категорий электронных устройств

Некоторые способы, используемые разработчиками программного обеспечения для изучения Java

Во многих колледжах и университетах преподаются курсы по программированию на платформе Java. Академия Oracle предоставляет учреждениям школьного, профессионального и высшего образования полный портфель программного обеспечения, учебные курсы, хостинговые технологии, факультативное обучение, поддержку и ресурсы сертификации для использования в учебных целях, а также поддержку Java для сотен тысяч студентов. Разработчики также могут повысить свою квалификацию в области программирования на Java с помощью материалов, доступных на веб-сайте Oracle для разработчиков Java, подписки на информационные рассылки, посвященные технологии Java, и журнал Java Magazine, использования учебных пособий по Java и центров программирования для начинающих разработчиков Java, а также участия в веб-, виртуальных или проводимых инструкторами учебных курсах и сертификациях.

Сеть Oracle Technology Network — самое большое в мире сообщество разработчиков приложений, администраторов баз данных, системных администраторов/разработчиков и архитекторов, использующих стандартные технологии в сочетании с продуктами Oracle. Это сообщество также содержит информационную базу java.oracle.com, наиболее полный официальный источник технической информации о Java. Членство в сообществе бесплатно, присоединяйтесь сегодня! (В разделе ‘Участие в сообществах’ вашего профиля установите флажок ‘Oracle Technology Network’.)

Java для начинающих разработчиков

Юные разработчики начинают изучать языки программирования с самого раннего возраста. С помощью визуальных инструментов обучения, таких как Alice, Greenfoot и BlueJ, новое поколение может научиться программировать на языке Java и на легких в использовании языках программирования, разработанных на основе Java.

Что такое JavaFX

JavaFX работает на основеJava. На платформе JavaFX разработчики могут создавать и развертывать полнофункциональные интернет-приложения (RIA), одинаково стабильно функционирующие на различных платформах. JavaFX расширяет возможности Java, позволяя разработчикам использовать любые библиотеки Java в приложениях JavaFX. Разработчики могут расширить свои возможности в Java и воспользоваться технологией презентаций, обеспечиваемой JavaFX для создания увлекательных визуальных образов.

Дополнительные сведения о технологии JavaFX можно получить на веб-сайте JavaFX.

В начало

Java на производстве — Control Engineering Russia

Современным технологиям естественно присущ потенциал совершенствования того, что было сделано до их появления. В этой статье речь пойдет о введении в 1995 г компанией Sun Microsystems программного обеспечения и языка программирования, что сопровождалось такими усовершенствованиями, как независимость от платформы/операционной системы, возможность многократного использования программных приложений, поддержка связи Web-узлов и опора на промышленные стандарты.

За этим последовали довольно скромные успехи, несмотря на то, что произошло поразительное по масштабу развертывание Интернет и Web-коммуникаций в промышленности. Именно это в настоящее время определяет привлекательность технологии Java для передачи информации внутри сети между производственным участком и системой управления предприятием. Но для того, чтобы технология Java была более успешной, необходимо решить ряд проблем, связанных с реальным временем и детерминизмом.

Программное обеспечение, основанное на технологии Java, имеет ряд преимуществ для пользователей в промышленности. Поль Беннисон, отвечающий за вопросы развития предприятия в компании Schneider Electric-IAC Services, на первое место ставит независимость от аппаратной платформы и операционной системы. В этой связи он отмечает совместимость Java с платформами Microsoft Windows/Intel и другими широко распространенными альтернативами, такими как ARM и процессор AMD 64-bit Opteron, а также операционные системы Linux и VxWorks. Далее он поясняет, что ”врожденная поддержка” технологией Java таких ИТ стандартов передачи информации внутри предприятия как SQL, XML, Web-службы, открытые каналы связи БД и т.д. также помогают перекинуть мост между производством и руководством предприятия.

В качестве еще одного преимущества Беннисон отмечает „масштабируемую, модульную модель развертывания” Java. Так, например, она может улучшить возможность существующей системы ПЛК фиксировать и передавать данные о процессе/производстве на управляемое оборудование. „Кроме того, эта информация сразу доступна как локальным, так и удаленным пользователям. Это позволяет своевременно осуществлять поддержку решений, которые визуально представляются оператору на портативный браузер или как предупреждение по электронной почте, или непосредственно на удаленную систему диспетчерского управления предприятием”, – отмечает Беннисон.

Он также добавляет: „В 1996 г. компания Schneider Electric была одним из первых поставщиков средств промышленной автоматизации, который сделал программное обеспечение Java, Ethernet и Web-службы основными функциональными возможностями, встроенными в уровень управления архитектуры автоматизации, называемый теперь Transparent Ready”. На сегодняшний день во все оборудование автоматизации и управления, произведенное компанией, встроены агенты диагностики Java для удаленного мониторинга приборов. Таким образом, как утверждают в компании Schneider, любой пользователь на предприятии может получить информацию через HTTP, диагностику через разрешающий браузер Java и определяемые пользователем Web-страницы, если он находится в зоне ограничения межсетевого экрана компании и конфигурации обеспечения ИТ безопасности.

Объединяем оборудование предприятия

На этой демонстрации контроллер автоматизации на основе технологии Java (JAC) от Mitsubishi/Cyberonix, установленный на предприятии, получает сообщение о снижении запаса компакт-дисков от заказчика и посылает команду на пополнение запасов работу Mitsubishi RV-1A (вставка). После этого робот автоматически собирает необходимое количество дисков и передает их в отдел отгрузки

По утверждению доктора Бернарда Трэверсета, старшего технического руководителя в компании Sun Microsystems, среди новых разработок создателя Java Sun Microsystems можно назвать платформу Java 2 Enterprise Edition (J2EE), включающую Java Connector Architecture (JCA). Она расширила возможности интеграции программного обеспечения с оборудованием предприятия на основе различных протоколов на основе TCP/IP. Раньше приложения J2EE давали пользователям интерфейс на основе Web через HTML и HTTP, однако слишком общий интерфейс с браузером „тонкого” клиента был недостаточно надежным для типичной производственной среды. „Теперь, с использованием Java Server Faces, J2EE может гарантировать более мощные интерфейсы на основе той же технологии „тонкого” клиента”, – говорит доктор Трэверсет.

Он также отмечает, что протоколы Web-служб представляют развивающийся стандарт связи B2B, которому должны соответствовать серверы приложения J2EE для того, чтобы гарантировать возможность взаимодействия сетей. Более того, Web-службы (WS) и их принципы совместимы с распределенными архитектурами типичного промышленного оборудования. Таким образом, WS становятся эффективной моделью связи между цехами и управлением предприятия для выполнения таких задач, как графики/состояние производства, требования к материалам, информация о качестве и материально-техническое обеспечение.

На обзорной Web-странице показана SCADA-система на базе Java, являющаяся ключевой для управления и интеграции производства центрифуг для фармации, выпускаемых компанией Heinkel (Swedesboro, Нью Джерси, США). Сервер приложений работает на базе модуля JVM FactoryCast в ПЛК Quantum от Schneider Electric и помогает увеличить срок службы SCADA-системы в 2-3 раза по сравнению с традиционной системой

Трэверсет также упоминает версию 5.0 J2SE (Standard Edition) компании Sun и её библиотеку новых утилит взаимосовместимости. С её помощью совершенствуются „структурные компоненты потока” Java с целью более эффективного использования технологии Java в алгоритмах управления комплексными процессами, моделирования и автоматизации. J2SE 5.0 также способствует повышению качества функционирования и масштабируемости Java, так как сокращает время запуска и использование памяти. Эти особенности, по словам Трэверсета, „повышают жизнеспособность Java на небольших компьютерах, которые обычно применяются на производстве”.

Джон Бэйер, руководитель подразделения архитектуры программного обеспечения в компании Rockwell Automation, считает J2EE несомненным достижением в технологии Java в большей степени благодаря тому, что она упрощает создание интерфейсов Web-служб, жизненно необходимых для разработки распределенных производственных приложений. Наряду с таким преимуществом как популярность Java в качестве языка интеграции для MES-приложений, Бэйер называет переносимость Java на различные платформы, что позволяет применять один и тот же код в различных конфигурациях. Он также отмечает такую особенность технологии Java, как возможность её установки в небольших устройствах (и портативных вычислительных блоках), которые полезны на производстве.

По мнению Бенни Энгера, вице-президента подразделения по разработке программного обеспечения в компании GE Fanuc Automation, преимущества технологии Java (и схем XML) являются ключевыми для стратегии взаимодействия с бизнес-системами и мобильными устройствами. Выгода, которую получают пользователи, заключается в том, что снижаются издержки на интеграцию, расширяется функциональность и сокращается время отклика. Энгер объясняет это тем, что пользователи могут получать, анализировать и реагировать на события с самых разных устройств. В этом заключается расширение стратегии Proficy в GE Fanuc.

Энгер утверждает, что новое программное обеспечение, которое будет разработано GE Fanuc, позволит, например, загружать рабочие наряд-заказы на телефоны с двухсторонней связью, поддерживаемые Java. Это свяжет пользователей с рабочими нарядами и позволит обновить состояние сервера Proficy.

Майк Хьюстон, разработчик приложений компании Visiprise Inc., поставщика программного обеспечения управления производством, согласен с тем, что независимость от платформы, совместимая прикладная среда J2EE и поддержка стандартов дополняют список новых полезных возможностей технологии Java. Независимость от платформы дает пользователям возможность выбора оборудования и операционной системы по их желанию, в то время как J2EE предлагает рабочую среду с программным интерфейсом приложения (API) и общим языком разработки.

„Большая часть серверов J2EE, использующихся в промышленности, создают условия для быстрой и надежной работы производственных программ, – отмечает Хьюстон. – Java представляет собой открытую базовую платформу со встроенной поддержкой многих стандартов”. Серверы приложений обычно поддерживают такие стандарты как XML, HTTP, WS и др. для того, чтобы облегчить интеграцию с системами управления станками, ERP и другими системами. Visiprise Manufacturing, MES-программа компании на основе J2EE, предназначена для того, чтобы служить инструментом связи между системами цеха и предприятия.

В Visiprise также отмечают, что настройка и поддержка модулей программы, написанных на языке Java, легче по сравнению с менее открытой средой. „Работа с кодом Java идет быстрее и, в большинстве случаев, она более экономична”, – добавляет к сказанному Хьюстон.

Работа в реальном времени, безопасность

При внедрении в производство системы управления немаловажным вопросом является вопрос работы в реальном масштабе времени (RT). Самое простое объяснение реального времени сводится к тому, что для выполнения этого требования реакция системы управления должна обязательно быть получена в точных временных границах, установленных приложением.

Бэйер из компании Rockwell говорит о развитии приложений реального времени с использованием технологии Java, однако он советует особое внимание уделять процессу. При этом он называет две основные проблемы, которые вызывают беспокойство. Во-первых, с целью ускорения работы в приложениях реального времени часто используется компилированная Java. В этом случае надежные коды Java должны быть написаны так, чтобы они были ближе к операционной системе, поскольку, как объясняет Бэйер, интерпретацию виртуальной машины Java (JVM) нельзя использовать в RT части программы. Во-вторых, для функции управления памятью Java (сборка мусора) может потребоваться добавление слоя реального времени, который предоставляется поставщиками программного обеспечения (см. приложение „Основы Java” для получения дополнительной информации по вопросам JVM и „сборки мусора”). „Для работы в реальном времени необходимо рассмотреть полностью всю среду прикладной системы. Проблемы с языком представляют только часть общей картины”, – добавляет Бэйер.

В плане предложений Java для приложений реального времени компания Sun Microsystems сосредоточивает основное внимание на надежной обработке децентрализованных данных, что чрезвычайно важно для производственного процесса, и дополняет характеристики датчиков разнообразными усовершенствованными функциями, такими как синхронизация времени до субмикросекундного уровня. API Распределенный сбор данных и управление Java (Java Distributed Data Acquisition and Control – JDDAC) из программы Java System RFID компании Sun „действительно связывает любой датчик” с администратором событий RFID (RFID Event Manager). Трэверсет отмечает: „JDDAC гарантирует, что датчики и исполнительные устройства обладают такой характеристикой как самоописание и легко поддерживаются как объединенные в сеть объекты”.

В процессе решения проблем работы в режиме реального времени экспертная группа производителей программ от организации Java Community Process (JCP) разрабатывает спецификации Real-Time для Java (RTSJ), которые наряду с другими свойствами включают RT-потоки и асинхронные события. Компания Sun Microsystems недавно выпустила реализацию RTSJ. И все же в настоящее время необходима доработка RT-приложений для работы в режиме реального времени, особенно для встроенных систем. Примером может служить детерминированная сборка мусора. Другой организацией, которая активно занимается разработками в области RT Java, является Open Group.

Хотя внутрицеховая сеть менее доступна и более защищена, чем сети предприятия, она все же подвержена кибератакам. Для защиты от несанкционированного доступа, как поясняет Беннисон из компании Schneider Electric, требуется многочисленные средства, к ним относятся цифровая сертификация, шифрование на уровне защищенного сокета (SSL) и, конечно, соответствующие уровни доступа законного пользователя. В этом могут оказать помощь характеристики технологии Java.

По словам Беннисона „платформа Java позволяет встроить защиту на уровне модульности отдельного устройства управления. Встроенный сервер Java и Virtual Machine (или защищенный шлюз) ограничивают доступ к источнику информации”. Поскольку весь трафик проходит через защищенный шлюз, то отсутствует прямой доступ к отдельному устройству управления. Информация поступает от безопасных Web-серверов, доступных при соответствующих правах доступа. Беннисон утверждает, что представления Web-страницы обеспечивают доступ, разрешая вмешательство оператора с полной записью изменений.

Он выделяет три уровня масштабируемой конфигурации безопасности технологии Java. Безопасный означает использование безопасного шлюза, ограничивающего трафик, невозможность прямого доступа к устройству, невозможность доступа без авторизации и регистрацию всего доступа. Открыты только необходимые порты; все неиспользуемые порты защищены. „Модель „песочницы” Java (защищенной среды исполнения) гарантирует, что не произойдет загрузки вредоносного кода, переполнения буфера и тому подобных событий”, – добавляет к сказанному Беннисон.

Более безопасный уровень относится к модели „Web-служб”, в которой доступ осуществляется с помощью одного протокола (HTTP), ограничивающего варианты атаки. Модель „песочницы” работает так же, как и описанная выше. Управление внесением исправлений необходимо только в очень редких случаях. Самый безопасный уровень означает, что применяется зашифрованный доступ к любой части системы. Могут использоваться безопасный HTTP, физическая/биометрическая идентификация, отпечатки пальцев и другие методы.

В компании Sun полагают, что охват соединениями всего предприятия и производство по жесткому графику делают завод уязвимым и, соответственно, влекут за собой необходимость расширения мер безопасности и обеспечения связи. Трэверсет предлагает несколько возможных вариантов решения этой проблемы. Явное ограничение возможностей исполнения программы Java в соответствии с требуемым профилем („песочницей”) помогает ограничить потенциальное повреждение вычислительной системы. Неукоснительная аутентификация пользователей и систематический контроль их доступа к специфическим функциям и данным – это еще один шаг, так же, как и тщательное ведение контрольного журнала. Введение API для всех основных каналов, а также методов шифрования на основе сообщений повышают уровень защиты данных во время их передачи.

 

Продукты, приложения

Для развития современной технологии необходимо сотрудничество. Партнер Sun, компания Mitsubishi Electric Corp. из Японии, в сотрудничестве с технологической компанией Cyberonix Inc. из США создала контроллер автоматизации на основе технологии Java (JAC). Производимый в настоящее время JAC использует драйверы связи/адаптеры, написанные на языке Java, для соединения различных автоматических устройств в цехе и связи цеха и отдела обработки документации или для других приложений восходящего потока данных. Один порт Ethernet 10/100 Мбит/с осуществляет передачу восходящего потока, в то время как четыре последовательных порта (3 – для RS-232, 1 – для RS-485) обеспечивают прохождение нисходящего потока данных. Для передачи сообщений используется XML или другие общие форматы. На первом фото в этой статье представлена демонстрационная версия интеграции Java в производственную цепочку поставок. Здесь JAC работает как встроенный информационный шлюз реального времени, обеспечивающий пополнение истощившихся запасов компакт-дисков и связь с роботом Mitsubushi RV-1A, регуляторами Q-Platform, серворегуляторами J2 и устройствами передачи восходящего потока данных.

В компании Schneider Electric отмечают удачное решение в области технологии Java, которое используется в компании Heinkel USA (производитель центрифуг для фармации, работающих под регулирующим воздействием). Сообщается, что встроенные ПЛК-модули Quantum с JVM увеличивают эксплуатационный ресурс одноузловой SCADA-системы производства компании Heinkel до 10 лет по сравнению с максимальным сроком службы традиционной SCADA-системы, не превышающим 3 – 5 лет. Замена подтвержденного приложения SCADA предполагает большие затраты. „Надежное Web-приложение снижает стоимость подтверждения и продлевает срок службы приложения SCADA. Таким образом, затраты на обеспечение работы и обслуживания центрифуги снижаются на всем протяжении ее жизненного цикла”, – утверждают в компании Schneider.

Несколько лет назад технология Java получила известность в результате большой рекламной кампании производственных приложений. В последнее время на производственном фронте все довольно спокойно, или, возможно, Java ушла в тень. Благодаря новым разработкам в области технологии Java и творческому подходу к решению проблем работы в реальном времени, Java вскоре снова может выйти на авансцену.

Первое знакомство с основами технологии Java Технология Java представляет собой многопоточную, ориентированную на применение и развитие среду, в которой используется объектно-ориентированный язык, сходный по синтаксису с C или C++, однако она упрощает и совершенствует характеристики этих языков. Программы, написанные на Java, являются масштабируемыми и переносимыми на различные аппаратные платформы и операционные системы. Конструкция Java поддерживает распределенную архитектуру, основанную на использовании Web и Интернета. Она, в основном, работает как сервер, загружающий приложения по запросу клиента. Java также поддерживает различные протоколы шифрования и аутентификации. Отличительной особенностью Java является то, что программы не запускаются напрямую на собственной операционной системе (ОС). Вместо этого Виртуальная машина Java (JVM) располагается между платформой и ОС как „интерпретатор”, что позволяет программам исполняться на любой компьютерной системе, имеющей специфическую JVM. Компилятор Java сначала переводит программу в байтовый код, а затем JVM интерпретирует ее в соответствии со специфической платформой. Эта особенность является одной из мер укрепления безопасности системы, поскольку прежде чем поступить на центральный процессор, апплеты Java отображаются в защищенной области памяти или „песочнице”. Для повышения эффективности таких приложений, как системы реального времени (RT), возможен обход JVM. В этом случае JIT-компилятор (компилятор реального времени) переводит программы в машинный код непосредственно во время работы приложения. Однако это происходит за счет снижения переносимости. Другой специфической чертой технологии Java является автоматическая „сборка мусора” (GC) или управление памятью, когда учитывается любая область памяти, не задействованная программой. С одной стороны это освобождает разработчиков от решения этой немаловажной задачи, но с другой – вносит неопределенность в приложения реального времени, так как невозможно предсказать продолжительность циклов алгоритмов GC. Для поддержки приложений реального времени используются различные динамические и детерминированные методы сборки мусора, планирование потоков и другие методы очистки .

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Лекции Технотрека. 1 семестр. Разработка на Java (весна 2016) / Mail.ru Group corporate blog / Habr

Продолжаем публикацию наших свежих образовательных курсов. За 14 лекций Технотрека вы получите необходимые навыки и опыт в области разработки на Java, узнаете синтаксис и основные библиотеки языка, начнете понимать объектно-ориентированный подход, сможете декомпозировать сложные задачи.

Курс ведут Рустам Кильдиев, Java/Scala-разработчик мобильного ПО, и Дмитрий Архангельский, инженер-разработчик в Одноклассниках.

Вводное занятие, на котором кратко дается описание всего курса. Основная задача курса — не просто научить синтаксису, а дать практические навыки и понимание основ. Курс выстроен так, чтобы, выполняя небольшие задачи, написать проект «Бэкенд к мессенджеру».

На втором занятии объясняются типы данных, операции над примитивами, ссылочные типы, пул строк и строковые литералы, массивы и другие конструкции языка.

Говорим о том, что такое класс и объект. Разбираемся в основах объектно-ориентированного подхода. Наследование и композиция. Рассматриваем, как я для чего используется инкапсуляция. Подробно разбираем раннее и позднее связывание (полиморфизм). В конце занятия рассмотрим основные принципы дизайна архитектуры приложения (SOLID).

Рассказывается про обработку ошибок в Java, исключения (сущность, которая хранит информацию об ошибке). Даются основы Reflection API, возможности пакета java.lang.reflect, рассматривается пример получения информации о классе в рантайме.

Типы коллекций, итератор, реализации списка, стек, интерфейс Map, ковариантность и контравариантность типов, выбор структуры данных, подходящей для задачи.

Лекция о многопоточности: зачем она нужна, где используется и почему она зачастую является источником ошибок.

Лекция посвящена нововведениям в Java 8, которые упрощают разработку. Появилось три ключевые особенности: lambda-функции, стримы (дают возможность писать в функциональном стиле) и optinal (специальная обертка над объектом, призванная устранить головную боль всех джавистов, под названием NullPointerException). Дается и объяснение поведения специфичных классов (анонимных, локальных и внутренних).

Мессенджер (который мы и должны разработать в итоге) сам по себе является прослойкой бизнес-логики. Весь смысл мессенджера в сообщениях, хранении истории, хранении юзер-листов, логинов и паролей. В лекции объясняется, как получить доступ к различным БД из Java-приложений.

Разговариваем про сокеты и сетевое взаимодействие. Рассматривается простой клиент-сервер, показана работа с кодом клиентской и серверной частей сокета.

Библиотека JUnit, подключение, примеры использования. Основы юнит-тестирования.

Продолжение шестой лекции. Блокировки потоков, схема условного ожидания, Java Memory Model (когда запись, сделанная одним потоком, будет видна другому потоку).

NIO — new input-output API. Лекция про API для работы с сетью, со стримами и файлами. Получение событий из канала, источники событий для селектора, селектор и буфер, отличия NIO от IO.

Говорим о качестве ПО, совокупности мероприятий для обеспечения уровня качества продукта, проверки соответствия между реальным и ожидаемым поведением программы.

Заключительная лекция, в которой коснемся темы устройства CPU, скорости работы с памятью, синхронизации данных между процессорами и кешами процессоров, объектов, описанных спецификацией Memory model.

Рекомендуемая литература и сайты:

• Брюс Эккель — Философия Java (4th edition)
• Кей С. Хорстманн, Гари Корнелл, «Java. Библиотека профессионала, Том 1. Основы»,
• Кей С. Хорстманн, Гари Корнелл, «Java. Библиотека профессионала. Том 2. Расширенные средства программирования
• Joshua Bloch — Effective Java (2nd Edition) 2nd Edition
• skipy.ru
• ibm.com/developerworks/ru/java/
• habrahabr.ru/hub/java/

Плейлист всех лекций находится по ссылке. Напомним, что актуальные лекции и мастер-классы о программировании от наших IT-специалистов в проектах Технопарк, Техносфера и Технотрек по-прежнему публикуются на канале Технострим.