Klassifizierung und Bewertung von Persistenz-Management Technologien in J2EE Architekturen unter besonderer Betrachtung von Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Motivation

1.2 Einordnung und Vorgehensweise

1.3 Gliederung

1.4 Danksagung

2 Aufbau komplexer Client/Server Anwendungen

2.1 Übersicht und Anforderungen

2.2 Die Mehrschichten-Architektur als mögliche Lösung

2.3 Ausfallsicherheit

2.4 Lastverteilung zur Erreichung von Ausfallsicherheit

3 Datenbanksysteme

3.1 Übersicht

3.2 Die wichtigsten Zugriffsschnittstellen

3.2.1 SQL (Structured Query Language)

3.2.2 JDBC (Java Database Connectivity)

3.2.3 SQLj (Embedded SQL for Java)

3.3 Transaktionen

3.4 Praxisbeispiel

4 Java 2 Enterprise Edition

4.1 Übersicht

4.2 Enterprise JavaBeans

4.2.1 Die Architektur

4.3 Die EJB-Persistenz-Schnittstellen

4.3.1 CMP

4.3.2 BMP

4.3.3 EJB QL

4.4 Transaktionen in EJB-Architekturen

4.4.1 CMT

4.4.2 BMT

5 O/R-Mapping

5.1 Übersicht und Gliederung

5.2 Datenhaltung

5.2.1 One Class/One Table Pattern

5.2.2 Serialized LOB Pattern

5.2.3 Single Interitance Table Pattern

5.2.4 Overflow Tables

5.2.5 Denormalisation und Redundanz

5.2.6 Primary Keys

5.3 Datenzugriff

5.3.1 Brute Force Zugriff

5.3.2 DAOs (Data Access Objects)

5.3.3 Persistenzframeworks

5.3.4 Einfache Datenzugriffpatterns

5.3.4.1 CRUD Pattern

5.3.4.2 Generate-SQL Pattern

5.3.4.3 Type-Mapping Pattern

5.4 Caching

5.4.1 Transparenz

5.4.2 Skalierbarkeit

5.4.3 Performanz und Verdrängung

5.4.4 Transaktionssicherheit

5.4.4.1 Cache mit Read-Uncommitted Isolierung

5.4.4.2 Caches mit Read-Committed Isolierung

5.4.4.3 Cache mit Repeatable-Read Isolierung

5.4.5 Automatisches Auffinden von Abhängigkeiten

6 CCMP – Cached CMP

6.1 DCache

6.1.1 Baumstruktur

6.1.2 Cachezugriff

6.1.3 Invalidierung

6.1.4 Transaktionssicherung

6.1.5 Erweiterungs- und Verbesserungsmöglichkeiten

6.2 CMP2BMP

6.2.1 Intention

6.2.2 Reflective CRUD oder Wrapper-Klassen

6.2.3 Einbettung des verteilten Caches

6.2.4 Architektur

6.2.5 Erweiterungen und Verbesserungsmöglichkeiten

6.3 J2EEDemo

6.4 Performance

7 Bewertung und Ausblick

Zielsetzung und Themen

Die Arbeit untersucht Möglichkeiten zur Klassifizierung und Bewertung von Persistenz-Management-Technologien in J2EE-Architekturen, mit dem Ziel, die Entwicklung skalierbarer und ausfallsicherer Systeme zu ermöglichen. Hierbei steht insbesondere die effiziente Integration von Caching-Mechanismen und O/R-Mapping im Vordergrund.

• Architektur von J2EE-basierten Client/Server-Anwendungen
• Persistenz-Management durch EJB (CMP und BMP)
• Objekt-Relationale Mapping-Strategien und Entwurfsmuster
• Verteilte transaktionssichere Caching-Systeme

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Die Einleitung motiviert die Nutzung von Applikationsservern für verteilte Architekturen und beschreibt die Herausforderungen bei der Integration von Datenbanksystemen und Persistenz-Frameworks.

2 Aufbau komplexer Client/Server Anwendungen: Dieses Kapitel definiert die Anforderungen an Client/Server-Systeme, insbesondere Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit, und stellt die Mehrschichten-Architektur als Lösungsansatz vor.

3 Datenbanksysteme: Es werden Grundlagen zu relationalen Datenbanksystemen, Transaktionsverwaltung und den wichtigsten Zugriffsschnittstellen für Java-Programme erörtert.

4 Java 2 Enterprise Edition: Dieses Kapitel bietet eine Einführung in die J2EE-Plattform mit Fokus auf EJB-Komponenten, Persistenzschnittstellen (CMP/BMP) und Transaktionssteuerung.

5 O/R-Mapping: Hier werden Muster und Strategien zur Kommunikation zwischen objektorientierter Geschäftslogik und relationaler Datenschicht sowie Techniken zur Zwischenspeicherung (Caching) analysiert.

6 CCMP – Cached CMP: Das Kapitel beschreibt die Implementierung des im Rahmen der Arbeit entworfenen Prototyps zur automatisierten Generierung einer performanten, verteilten Persistenzschicht.

7 Bewertung und Ausblick: Eine abschließende Einordnung der Ergebnisse sowie ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen im Bereich skalierbarer J2EE-Architekturen.

Schlüsselwörter

J2EE, EJB, Persistenz-Management, Skalierbarkeit, Ausfallsicherheit, O/R-Mapping, Caching, Transaktionen, ACID, CMP, BMP, Client/Server, Datenbanksysteme, Middleware, Performance

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit primär?

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Klassifizierung und Bewertung von Technologien für das Persistenz-Management innerhalb von J2EE-basierten Architekturen, wobei der Fokus auf Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit liegt.

Welche Themenfelder stehen im Zentrum?

Zentrale Themen sind die Mehrschichten-Architektur, die Verwendung von Enterprise JavaBeans (EJB), Objekt-Relationales Mapping (O/R-Mapping) und die Implementierung transaktionssicherer Caching-Lösungen.

Was ist das Hauptziel oder die Forschungsfrage?

Die Forschungsfrage lautet, wie moderne Datenzugriffs- und Caching-Patterns in J2EE-Umgebungen so integriert werden können, dass eine performante, skalierbare und ausfallsichere Anwendung für den Entwickler transparent und wartbar bleibt.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Die Arbeit kombiniert eine theoretische Analyse von Architektur- und Entwurfsmustern mit der praktischen Entwicklung und Lasttest-basierten Evaluierung eines eigenen Prototyps (CCMP).

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in Grundlagen zu Client/Server-Systemen und Datenbanken, eine detaillierte Einführung in J2EE und EJB, eine eingehende Untersuchung von O/R-Mapping-Strategien sowie die Architektur und Implementierung des entwickelten Caching-Frameworks CCMP.

Welche Begriffe charakterisieren diese Arbeit besonders?

Die Arbeit wird durch Begriffe wie J2EE, EJB, Caching, O/R-Mapping, Transaktionssicherheit (ACID) und verteilte Systeme charakterisiert.

Was genau ist "CCMP"?

CCMP (Cached Container Managed Persistence) ist ein im Rahmen der Diplomarbeit entwickeltes Framework. Es generiert automatisch BMP-Beans aus vorhandenen CMP-Entity-Beans und nutzt ein verteiltes Caching-Framework, um die Persistenzschicht performanter und skalierbarer zu machen.

Warum ist die Arbeit für Entwickler von verteilten Systemen relevant?

Sie bietet einen praxisnahen Leitfaden, wie man typische Performance-Engpässe bei der Datenbankanbindung von Java-Anwendungen identifiziert und diese durch gezielte Caching-Strategien und Architekturmuster effektiv löst.