Entwicklung verteilter Anwendungen: Mit Spring Boot & Co

264 Pages·2019·10.954 MB·German

by  Wolfgang Golubski

erfolgreich studieren
Wolfgang Golubski
Entwicklung
verteilter
Anwendungen
Mit Spring Boot & Co
erfolgreich studieren
Das Konzept „erfolgreich studieren“ entspricht einer zentralen Herausforderung der Lehrenden und Stu-
dierenden von heute: Es stehen immer geringere Zeitbudgets fürs Vermitteln und Lernen zur Verfügung,
während gleichzeitig der Wissensumfang und die Komplexität von Wissen stetig zunehmen. Am Anfang
jedes Kapitels finden Sie die Lernziele in einen kurzen Text erklärt und mit drei Punkten konkretisiert. Pro
Lernziel gibt es mindestens ein Beispiel und eine Aufgabe. Bei der Aufgabe wird nur die Lösung angezeigt,
den Lösungsweg der Aufgaben finden Sie auf dem Onlineportal. Dort gibt es auch weitere Aufgaben.
Wichtige neue Begriffe sind kursiv gesetzt und werden erklärt. Typografische Hervorhebungen weisen auf
„gefährliche“ Stellen, wo leicht Lernfehler entstehen können. Am Ende jedes Kapitels wird der Inhalt durch
Verständnisfragen und Aufgaben wiederholt.
Weitere Bände in dieser Reihe: http://www.s pringer.c om/series/16244
Wolfgang Golubski
Entwicklung
v erteilter
A nwendungen
Mit Spring Boot & Co
Wolfgang Golubski
Fakultät Physikalische Technik/Informatik, Fachgruppe Informatik
Westsächsische HS Zwickau
Zwickau, Deutschland
ISSN 2524-8693 ISSN 2524-8707 (electronic)
erfolgreich studieren
ISBN 978-3-658-26813-8 ISBN 978-3-658-26814-5 (eBook)
https://doi.org/10.1007/978-3-658-26814-5
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V
Vorwort
Vielen Dank, dass Sie sich für dieses Buch entschieden haben. Ich möchte Sie in die auf-
regende und faszinierende Welt der Entwicklung verteilter Anwendungen begleiten. Sie
lernen, Schritt für Schritt Webanwendungen mit dem Spring Framework und Spring
Boot 2 zu realisieren. Die dahinter liegenden Konzepte werden Sie kennenlernen, erklä-
ren und anwenden können.
Warum ein Buch über Spring und Spring Boot 2 schreiben?
Spring ist ein Framework, das die Entwicklung von komplexen Java-Anwendungen
unterstützt. Damit sind sowohl Java- als auch Java EE-Anwendungen gemeint. Java EE
(neuer Name ist Jakarta EE) ist die Spezifikation einer Software-Architektur für Unter-
nehmensanwendungen. Häufig sind diese als Anwendungen ausgelegt, die auf verteil-
ten Systemen ausgeführt werden. Der Ursprung von Java EE geht auf Ende 1999 zurück.
Spring wiederum hat 2002 als leichtgewichtiges und Open Source Framework seine
Erfolgsgeschichte begonnen. Dabei ist das große Ziel gewesen, die Konzepte und die
Entwicklungsarbeit zu vereinfachen. Mittlerweile existieren eine Vielzahl an weiteren
Projekten, die auf dem Spring Framework basieren. Eines dieser Projekte ist Spring
Boot 2. Der Projektstart ist 2013 gewesen und das erste Release ist 2014 erschienen. Seit
Januar 2019 kann das Release 2.1.2 eingesetzt werden. Spring Boot 2 vereinfacht die
Entwicklungsarbeit noch weiter, indem erprobte und sinnvolle Standardkonfiguratio-
nen angeboten und verwendet sowie Stand-Alone-Anwendungen mit eingebettetem
(Web-)Server erstellt werden. Wer gerne programmiert, wird diese Art zu programmie-
ren nach einiger Zeit zu schätzen lernen – größere Anwendungen zu schreiben, ist so-
wohl eine Herausforderung als auch ein Genuss.
Derzeit existiert nur wenig deutschsprachige Literatur zu Spring und Spring Boot 2. Der
Ausgangspunkt und die Herausforderung bei der Entwicklung dieses Buches ist für
mich gewesen, ein Buch zu schreiben, das von Lesern mit Java-Grundwissen, wie es zum
Beispiel im Studium durch eine ein- oder besser noch zweisemestrige Lehrveranstaltung
vermittelt wird, verstanden und nachvollzogen werden kann. Mein Ziel ist, eine Einfüh-
rung in die komplexe Spring-Welt zu gestalten, um auch Spring-Interessierten ohne jah-
relange Berufserfahrung als Java-Entwickler einen passenden Einstieg ohne zu große
Strapazen in die spannenden Entwicklungsarbeiten zu ermöglichen.
H ilfreiche Vorkenntnisse
Objektorientierte Java-Programmierung mit Vererbung und Interfaces sowie Unit-Tests
werden vorausgesetzt. Wissen über Threads oder MVC wäre hilfreich, ist aber nicht un-
bedingt notwendig. Ähnliches gilt für die Grundlagen von Netzwerken und Datenban-
ken. Das Spring Framework ermöglicht diese Sichtweise durch seine Abstraktion von
konkreten Implementierungen (Bibliotheken).
V I Vorwort
Was bietet das Buch?
Bewusst habe ich eine Einschränkung auf eine Auswahl der vielen Möglichkeiten von
Spring und Spring Boot 2 vorgenommen. Nach erfolgreichem Durcharbeiten des Buches
und der Auseinandersetzung mit den angebotenen Projekten können Sie mehrschich-
tige Webanwendungen inklusive der Datenbank-Nutzung konzipieren und realisieren.
An Sicherheit habe ich natürlich auch gedacht.
Themen wie aspektorientierte Programmierung, Transaktionen oder REST werden
Sie ebenfalls finden. Die dahinter liegenden Konzepte werden erläutert und die von
Spring standardmäßig eingesetzten Realisierungen detaillierter beschrieben. Wich-
tig für das Arbeiten mit dem Spring Framework und Spring Boot 2 ist nach meiner
Erfahrung, dass Sie ein gewisses Verständnis von den im Hintergrund stattfinden-
den Abläufen bekommen. Dies erleichtert Ihre Arbeit mit dem Framework enorm.
D as Konzept
Das Buch habe ich so konzipiert, dass es sich sowohl zum Selbststudium als auch als
Lehrbuch zu einer Vorlesung eignet. Die Buchkapitel bauen aufeinander auf. Anhand
eines größeren Anwendungsbeispiels werde ich nach und nach zusätzliche Funktiona-
litäten hinzunehmen und deren Realisierung beschreiben. Dabei werde ich auf die
zugrundeliegenden Konzepte eingehen und eine geeignete Implementierung vorstel-
len und im Detail beschreiben.
Wie können Sie mit dem Buch lernen?
Die Inhalte sind so aufbereitet, dass sie meistens direkt anhand von Programmcode
erklärt und/oder nachvollzogen werden können. Dies kann ich jedem Leser empfeh-
len. Spring und Spring Boot 2 lernt sich am leichtesten mit entsprechenden Pro-
grammbeispielen. Aus diesem Grund habe ich für ein Spring-Projekt Schritt für Schritt
immer neue Anforderungen hinzugefügt und eine dafür mögliche technische Lösung
vorgeschlagen, diskutiert und erläutert. Somit wird die Lösung immer umfangreicher
und mit einer Reihe von Features (wie Web, Datenbank, Transaktion, Sicherheit,
REST- Kommunikation mit externen Diensten) ausgestattet. In jedem Kapitel sind
Aufgaben enthalten, mit denen Sie Ihr Wissen festigen und gleichzeitig das Verständ-
nis überprüfen können. Neben den Aufgaben habe ich an geeigneten Stellen mögliche
Prüfungsfragen formuliert. Damit können Sie Ihr Wissen und Ihre Kompetenz über-
prüfen.
Ich habe in diesem Buch viel Wert auf Einfachheit gelegt. Bei der Entwicklung der Lö-
sungen können Sie gerne die vorgegebenen Projekte oder Teile als „Blaupausen“ verwen-
den. Die Arbeitsweise mit Hilfe von im Internet recherchierten Programmcodeteilen ist
mittlerweile nicht unüblich. Für Spring und Spring Boot 2 werden Sie eher recht kom-
plexe Lösungsvorschläge finden. Diese zu verstehen ist oftmals zeitaufwändig, da weiter-
führendes Spring-Wissen implizit vorausgesetzt wird. Daher empfehle ich, dass Sie zu-
nächst versuchen mit meinen Blaupausen zum Erfolg zu kommen.
VII
Vorwort
Die Webseite des Buches
Den Programmcode zu den Kapiteln finden Sie im zugehörigen Git Repository unter
7 https://gitlab.c om/wogo/evaspringbuch.

Weitere Informationen zum Thema oder zur Einrichtung der Entwicklungsumgebung
sind auf der Webseite zum Buch
7 http://www.e vaspringbuch.d e/

aufbereitet.
C ode-Schreibstil-Konventionen
Programmcode wird in der Regel in Listings dargestellt. Im Text können Sie ihn an der
sofort erkennen. Auch Klassen- oder Me-
nichtproportionalen Schriftart
thodennamen in beschreibenden Texten außerhalb der Listings sind in dieser Schriftart
gedruckt.
An manchen Stellen ist es nicht möglich gewesen, ein Java-Kommando in einer Zeile
darzustellen. Im Editor der Entwicklungsumgebung ist das kein Problem, aber eine
Buchseite hat weniger maximale Zeichen. Daher setzen wir das Zeilenfortsetzungszei-
chen

an diesen Stellen ein.
G ender-Erklärung
Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird in diesem Buch die Sprachform des generi-
schen Maskulinums angewendet. Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die
ausschließliche Verwendung der männlichen Form geschlechtsunabhängig verstanden
werden soll.
Für Lehrende und alle Didaktik-Interessierte
In 12 bis 15 Wochen mit jeweils einer Lehrveranstaltung pro Woche und einer Übung/
Praktikum oder Ähnlichem vermittle ich seit Jahren den Stoff. Die Lehrveranstaltung
dient dabei zur Stoffvermittlung, z. B. durch eine Vorlesung. In den Übungen/Praktika
sollen die Studierenden den jeweiligen aktuellen Vorlesungsinhalt an Beispielen selbst
nachvollziehen, meistens durch Programmierung einer Spring-Anwendung.
V III Vorwort
In den vergangenen Jahren habe ich gemeinsam mit meinem Mitarbeiter die Lehrver-
anstaltungen als Flipped Classroom durchgeführt. Diese Lehr-/Lernmethode haben wir
so gestaltet, dass die Studierenden den Vorlesungsstoff zunächst im Selbststudium vor-
bereiten. Dann müssen sie pro Kapitel 1–2 Fragen an uns vor dem nächsten Lehrveran-
staltungstermin stellen. Die eingereichten Fragen müssen mit dem vorbereiteten Kapitel
zusammenhängen. Nach unserer Erfahrung sollte man großen Wert auf detaillierte und
wohlbegründete Fragen legen. Die eingereichten Fragen werden dann ausgewertet und
eine Auswahl in der nächsten Lehrveranstaltung behandelt. Wer neugierig ist, kann auf
der Webseite zum Buch mehr Informationen dazu finden.
Da der Flipped-Classroom-Ansatz das Selbststudium stark fördert, können Sie das Buch
genauso gut zum eigenständigen Lernen verwenden – also ganz ohne begleitende Vor-
lesung.
In einem klassischem Vorlesungsformat kann das Buch als begleitende Literatur dienen.
IX
Danksagungen
Ich möchte mich bei allen bedanken, die direkt oder indirekt zum Gelingen des
Buches beigetragen haben. Das Buch wäre niemals ohne die Unterstützung meiner
Lektorin Frau Sybille Thelen entstanden, die immer ein offenes Ohr für meine Fragen
und jederzeit eine Lösung parat hatte. Für die vielen Diskussionen und Gespräche zu
dem Lehrveranstaltungsformat Flipped Classroom danke ich Herrn Oliver Arnold.
Mit viel Geduld haben wir immer wieder über die fachlichen Inhalte und die didak-
tischen Vorgehensweisen reflektiert. Obendrein ist er ein super guter Korrekturleser!
Den Studierenden meiner Lehrveranstaltungen der vergangenen Jahre gilt ebenfalls
mein Dank. Ihr Feedback und die Diskussionen über Verbesserungsideen sind in das
Buch eingeflossen.
Meiner Frau Barbara und meinen Söhnen Lennart und Torben danke ich ebenfalls für
ihre fortwährende Unterstützung und dass sie mir die viele Zeit für das Schreiben gege-
ben haben.
Viel Spaß und Happy Coding!
Wolfgang Golubski