Vastag kliens Javaban? NetBeans Platform

2011. július 2.

Technológiák: NetBeans Platform 7.0 - Rich-Client Platform (RCP)

Az előző két poszt kellően megmozgatta a fantáziátokat, egy-két hozzászólásból nagyon sokat tanultam, most megpróbálok ismét egy kellően provokatív témát felvetni, a vastag kliens fejlesztésről általában, és speciálisan Java környezetben. Ne fogjátok vissza magatokat, várom a véleményeiteket.

Egy projekt úgy hozta, hogy vastag klienses alkalmazást kell fejleszteni. Igazából mi döntöttünk, hogy az alkalmazást vastag kliensként fejlesztjük le, ilyen szempontból nem volt megkötés, a követelmények elemzésekor azonban mégis oda jutottunk, hogy így járunk a legjobban.

Nagyon sok embernek említettem, és majdnem mindannyian kérdően néztek rám, és láttam, hogy nem értették. A legjobban az zavar, hogy megemlítettem, hogy vastag kliens alkalmazást fejlesztünk, és bármi egyéb információ nélkül azonnal rávágta, hogy miért. Volt, aki azonnal elkezdte kifejteni, hogy a GWT (ide bármilyen kedvenc keretrendszer neve beilleszthető) mennyivel jobb, mint a vastag kliens alkalmazás fejlesztése.

Vajon miért ez az ellenszenv? Miért vált ilyen divatossá a webes fejlesztés? De ami a legsúlyosabb kérdés, mindenáron ragaszkodni kell a webes megközelítéshez? Hogy nem is érdekel, hogy miről szól a projekt, nem is érdekel, hogy mik a követelmények, azonnal véleményt formálok, és megpróbálom lebeszélni a fejlesztőket a vastag kliensről? Azokat a fejlesztőket, akik hónapokat gondolkodtak ezen, pilotokat dolgoztak ki, körültekintően próbálták és hasonlították össze a technológiákat?

Véleményem szerint a vastag kliens fejlesztésének még mindig megvan a létjogosultsága. Kinek jutna eszébe fejlesztőeszközt webeset használni? (Na jó, vannak elvetemültek, április témaként is megjelent, hogy az Eclipse-nek elkészítik a webes verzióját, és félek, vannak, akik meg is tennék.) Egy 3D modellező eszköz (pl. Blender), CAD rendszer (AutoCAD), hatalmas képeket/3d objektumokat feldolgozó orvosi rendszerek, GIS alkalmazások (térképészet) mind mind csak egy példa arra, hogy a vastag kliensnek van még alkalmazási területe. (Corel, Photoshop szerű, valamint videóvágó alkalmazások webes verziói mostanában nagyon mennek, de azért ezek távol állnak a professzionális megoldásoktól. Persze, bizonyos felhasználóknak ezek is elegendőek.) Nekünk egy Visio szerű rajzoló alkalmazást kell fejlesztenünk, bonyolult mögöttes üzleti logikával.

A vastag kliens kiválasztásában a következő érvek döntöttek. Talán a döntő érv az volt, hogy pixel pontos grafikai megjelenítést és tervezést kell megvalósítani, nagyíthatósággal. A telepítési munkálatok nem problémásak, mivel Intraneten központilag képesek az alkalmazásokat telepíteni. (A Java Web Start óta viszont amúgy sem bonyolult a Java alkalmazások telepítése, de tény, hogy a Java Runtime Environment-et ugyanúgy teríteni kell.) Valamint vastag kliens fejlesztése eszméletlenül hatékony tud lenni, irgalmatlanul gyorsan lehet a képernyőket gyártani. (Láttam projektet, melynél az implementáció felében döntöttek arról, hogy legyen inkább vastag kliens, és az idő tört része alatt összerakták ugyanazon képernyőket.) Sajnos a http protokoll, a html formátum, a különböző adatátvitel megoldások, XML, JSON, AJAX, stb. mind-mind egy plusz probléma, plusz réteg, mellyel foglalkozni kell, teljesen egyik keretrendszer sem képes ezeket elfedni. Meggyőződésem, hogy a http formátumot már rég kinőttük, az egészet el kéne felejteni, és egy újat használni, mely alkalmazás fejlesztésére sokkal megfelelőbb lenne. A vastag kliens alkalmazásfejlesztés esetén azonban a képernyőket tényleg WYSIWYG módon össze lehet dobálni (nem is használunk mockup-okat, drótvázakat, a képernyőket egyből a cél keretrendszerben állítjuk elő), a régóta bizonyított observer tervezési minta (, és az ebből továbbfejlődő eseménykezelés, stb.), valamint az MVC modell is nagyon hatékonyan működik. (Nem véletlen az sem, hogy a legtöbb tervezési mintára itt lehet szép példákat hozni.) Látszik ez abból is, hogy az összes webes keretrendszer próbálja ezt alkalmazni, bár nem sikerülhet nekik, hiszen az alatta lévő http szabvány ezt majdhogynem ellehetetleníti. Szintén nagyon hatékony a komponensekből való építkezés is, itt tényleg megvalósítható könnyen az újrafelhasználás, valamint a személyre szabás is. Ezeknek az elvnek webes környezetben talán legjobban a JSF próbál megfelelni, de az abban való fejlesztés sem olyan hatékony, mint a vastag kliens környezetben. És akkor ne is beszéljünk arról, hogy a fejlesztés mennyivel kényelmesebb, mennyivel gyorsabbak az iterációk, hiszen nem kell környezetet felépíteni, nincs szükség alkalmazásszerverre. Egy bonyolultabb alkalmazásnak is pár másodperc alatt indulni kell. Érdemes webes projekt után átülni kicsit egy vastag klienses projektbe, sokkal gördülékenyebb, magától értetődőbb. És nincs szükség annyi technológia, protokoll, szabvány ismeretére sem.

Persze, vannak hátrányai is. Egyrészt a fentebb említett telepítési problémák, melyek bizonyos környezetekben egyszerűen kizárják a vastag klienses alkalmazás használatát. Azért ne legyenek téveszméink, ilyen problémák webes környezetben is adódhatnak, különböző böngésző inkompatibilitások, bezavaró pluginek, elkonfigurált tűzfalak, stb. Másik a platformfüggetlenség. Ha Java alapú technológiákat választunk, akkor ezzel sem lesz annyi problémánk, mint régen, amikor azért tényleg másképp néztek ki az alkalmazások különböző környezetekben. Amit fel szoktak hozni érvként, tipikusan a Swing ellen, hogy mivel pehelysúlyú komponenseket használ (pont az előbb említett platformfüggetlenség miatt), lassú lehet a megjelenítés, hiszen szoftveresen rajzol, és nem az operációs rendszer (ablakozó rendszer) beépített komponenseit használja az egységes megjelenítés érdekében. A JDK utóbbi verzióiban azonban olyan szintű optimalizációkat hajtottak végre, hogy azért ez már kevésbé érezhető.

A legnagyobb ellenérzés a Swing-gel kapcsolatban történeti okok miatt van. Egyrészt igen, tényleg rossz volt, lassú, és kevésbé platform független. A másik, hogy sokan azt gondolták, hogy minden fajta tudás, előképzettség nélkül neki lehet ülni benne fejleszteni, akár egy Borland Delphi alkalmazást. Sok Swing fejlesztőnek fogalma sincs például a Swing szálkezeléséről. Ez a hozzáállás azonban Swing esetén nem megfelelő. Ahhoz, hogy jó alkalmazásokat írjunk, igenis magas fokú előképzettség kell. Meg kell érteni az MVC modellt (annak is speciális válfaját, hiszen a Swing esetén a kontroller és a nézet össze van nőve), az eseménykezelést (azok fajtáit), a szálkezelést (EDT - event dispatcher thread, 6-os Java-ban megjelent SwingWorker), a kirajzolás folyamatát, a double bufferinget, stb. Ezek hiányában olyan alkalmazások kerülnek ki, melyek gyakran lefagynak, nem válaszolnak a felhasználónak. És nem utolsó sorban a leglényegtelenebb, vagy mégis a legfontosabb a megjelenés. Egyrészt a Swinges komponensek egy időben rettentő rondák voltak, valamint álláspontom szerint a programozóknak csak kis részét szabad az interfész tervezéséhez engedni. Swing esetén nincs ez így, általában a fejlesztők készítik teljes egészében a felhasználói interfészt. Webes környezetben szerencsére ez hamarabb elvált. Igen, és ennek eredménye az volt, hogy a Swing-es interfészek egyszerűen rondák voltak.

A vastag kliens megvalósításakor azonban már nem elegendő a Swing használata, mely a Java része. Egy ideje nem nagyon fejlesztik, rengeteg komponens hiányzik belőle, és ennek használatával felépíteni egy alkalmazást, hatalmas munka. Jelenleg a Java világban két versenyző van, a NetBeans Platform, valamint az Eclipse Rich Client Platform. Amint valaki szembesül azzal, hogy vastag kliens alkalmazást fejlesztünk, azonnal arról akar meggyőzni, hogy ezt Eclipse platformon tegyük. Attól függetlenül, hogy az Eclipse RCP-t ismeri-e vagy sem, csupán arra alapozva, hogy az ő kedvenc IDE-je az Eclipse.

Úgy látszik, ezen a területen mindig ellenállásba ütközöm, és mindig meg kell magyaráznom a döntéseimet. És mindenki tud hozzászólni, függetlenül attól, hogy kizárólag vékony klienses alkalmazásokat fejlesztett. Like-olj, ha idáig eljutottál, és látsz jövőt a Java alapú vastag kliens alkalmazás fejlesztésében.

Természetesen összehasonlítottuk a két platformot, és arra jutottunk, hogy számunkra a NetBeans Platform használata célravezetőbb. Kerestünk NetBeans Platform fejlesztőt is, és kiderült, hogy sokan nem is ismerik a NetBeans IDE és a NetBeans API közötti különbséget, sok olyan életrajzot kaptunk, amiben az volt leírva, hogy fejlesztett NetBeans-szel. A NetBeans Platform egy keretrendszer vastag klienses alkalmazások fejlesztésére, melynek egyik alkalmazási módja a NetBeans IDE, mely egy Java fejlesztőeszköz. De ezen kívül rengeteg más alkalmazás is létezik felette. Persze a dolog pikantériája, hogy a Platform is Java-ban íródott, és NetBeans alkalmazást (valamint plugin-t is) NetBeans IDE-vel lehet fejleszteni. És most következzenek az érvek, amiért NetBeans mellett döntöttünk.

• Fejlesztés szempontjából szerintem mindegy, hogy ki mit választ, egy idő után mindkettőben ugyanazt a fejlesztői hatékonyságot el lehet érni. Tapasztalatom szerint a Eclipse-szel nagyobb munkával, de kényelmesebb környezetet lehet összehozni, mindent a saját, egyéni ízlésünkre igazítva. Rengeteg plugin közül válogathatunk. A NetBeans ezzel szemben nem ad akkora mozgásteret, de ha kicsit kisebbek az igényeink, egy alap telepítéssel mindenhez hozzájuthatunk, nem nekünk kell a pluginek között válogatni. Alapban támogatja a Maven-t, Subersion-t, Mercurial-t, Tomcat-et, és van benne properties fájl szerkesztő (megfelelő automatikus native2ascii kódolással), vizuális szerkesztő. Én inkább az előrecsomagolt megoldásokat szeretem, minthogy nekem kelljen összerakosgatni, ezért a NetBeans ebből a szempontból jobban tetszik, de ez egy szubjektív álláspont. A vizuális szerkesztővel nem nagyon lehet vitatkozni, az Eclipse-nél nincs ilyen, mely kellően egyszerű, könnyen használható és ingyenes lenne, mint a NetBeans Matisse felülete. Hallottam projektről, ahol a képernyőket NetBeans-ben szerkesztették, a fejlesztést Eclipse-ben végezték.
• Az Eclipse az SWT könyvtárat használja, mely saját elemeket, saját modellt alkalmaz. Ennek szükségességét azzal magyarázza, hogy a Swing a pehelysúlyú komponensek miatt lassú, az SWT komponensei natív kódrészleteket is tartalmaznak, így különböző operációs rendszerekre különböző natív komponenseket is telepíteni kell. Egyrészt a modern JVM-eken már nem tapasztalható különbség, érdemes összehasonlítani a NetBeans és Eclipse legújabb verzióit (!!!), számottevő eltérés nincs. Másrészt a projektben résztvevők nálunk masszív Swing tudással rendelkeztek, így felesleges lett volna egy újabb technológiát megtanulni, mely nem hoz semmi előnyt.
• Az Eclipse a modularizációra az OSGi de facto szabványt használja, annak az Equinox implementációját. Nemrég jelent meg egy interjú Rod Johnsonnal (Spring Framework alapítója és vezetője, író), melyben azt állítja, hogy az OSGi egyrészt nem elég egyszerű, és nem elég produktív. Amire ráláttam projektre, pont ez derült ki, hogy ahelyett, hogy ez egy transzparens réteget biztosítana, elég sok problémát hoz be. A NetBeans modularizációja sokkal egyszerűbb, abszolút fájdalommentesen használható, és épít a Java 6-ban bevezetett szabványos JDK 6 ServiceLoader mechanizmusra. Alapjában véve elmondható, hogy a NetBeans szabványos, JDK-ban lévő megoldásokat próbál alkalmazni, pl. naplózásra is a Java Logging API-t. Melyek lehet, hogy nem a legszofisztikáltabb megoldások, de kipróbált, és sokak által ismert eszközök. Amúgy aki nem tud elszakadni az OSGi-tól, NetBeans-ben is használhatja, erről egy tutorial is van.
• Ezen kívül a NetBeans eszméletlen sok dokumentációval rendelkezik, valamint egy tíz videóból álló sorozat, egyenként 30-40 percesek, is bevezet a legfontosabb fogalmakba, mely alapján el lehet indulni.

Egy dolog azonban kiderült, ami hátránya a NetBeans Platformnak. Nagyon nehéz NetBeans Platformos embert találni, Eclipse RCP fejlesztőt talán egyszerűbb.

Nézzük, hogy mik azok, melyet a NetBeans biztosít a Swing-en felül, mely megkönnyíti a vastag kliens fejlesztést. Csak az érdekesebbeket emelem ki, az összeset a JavaDoc-ban lehet megtalálni.

• Module System API: Modulok kezelése, függőségek (tranzitív is), verziózás, automatikus frissítés, életciklus kezelés.
• Lookup API: komponensek közötti laza kapcsolat megvalósítására. Valójában ez egy pehelysúlyú konténer, interfész alapján lehet a példányokat előhívni. Lehet a szolgáltatásokat deklaratív módon (XML-ben megadva), és programozottan is bejegyezni. Van globális tér, és lehet komponensenként is, lokálisan is Lookup-ot használni. Dependency injection nincs.
• Actions API: események definiálására és kezelésére, melyek forrása lehet menüpont, billentyűkombináció, toolbar, felugró menü, stb.
• Window System API, Docking Framework és Tab Control: klasszikus ablakozás, ismert mindenkinek, akár NetBeans-t, akár Eclipse-t használ.
• Dialog, Wizard, MultiView: dialógusablakok, varázslók és több nézettel rendelkező ablakok definiálására (pl. vizuális és XML forrás megjelenítés). Érdekes, hogy amikor ezeket definiálunk, sosem ablakokban, hanem panelekben kell gondolkozni. A hozzá tartozó ablakot és gombokat a NetBeans Platform köré teszi, és általában ad egy callback-et, melyen szabályozni tudjuk az ablak viselkedését, pl. az Ok gomb inaktívvá tételét.
• System Filesystem API, MIME Lookup API, Nodes API és Explorer and Property Sheet API, Navigator API: állományok kezelése, valamint állományok betöltése és hozzá tartozó modell generálása. A NetBeans sok komponense ún. Node-okkal dolgozik, melyeket a modell elemeihez lehet rendelni. Pl. egy XML állomány esetén a Node-ok az XML tag-ek, vagy egy Java forráskód esetén a forráskód részei, mint osztály, attribútum, metódus, stb. Ezekből akár egy fa struktúrát is fe lehet építeni. Sok komponens ezeket a Node-okat jeleníti meg.
• Search és Quick Search API: keresések implementálásához.
• Editor API: szerkesztők implementálásához használható API, mely támogatja az IDE-kben ismert funkciókat, mint kódkiegészítés, kódszínezés, code folding, kód sablonok, automatikus behúzás, stb.
• Progress API, Task List API, Output Window, Favorites: olyan UI elemekhez való hozzáféréshez, mint progress bar, tennivalók ablak, konzol ablak, kedvencek.
• Options API: beállítások kezelésére.
• JavaHelp Integration API: szabványos JavaHelp formátumot támogatja a NetBeans Platform, ennek integrációjára való ez az API.
• Print API: nyomtatáshoz.
• Visual Library API: egy NetBeans-en kívül is használható API, mely gráfok grafikus megjelenítésre szolgál. Widget-eket (különböző grafikus elemek), és közöttük lévő Edge-eket (élek) definiál, és jelenít meg egy koordináta rendszerben, pixel pontosan. Támogatja a nagyíthatóságot, eseménykezelést, képként exportálást, stb.

A Platform ezen kívül támogatja a több nyelvű interfészek fejlesztését (I18N), Undo/Redo funkcionalitást, aszinkron/háttérfolyamatok futtatását.

Ami számomra a legérdekesebb volt, nem támogatja a felhasználó által bevitt adatok egységes ellenőrzését (validáció). Először a klasszikus megközelítést választottam, hogy hibás érték esetén dialógusablakot kap a felhasználó. A NetBeans azonban ezt nem támogatja, nagyon macerás a körbeprogramozása, inkább az a megoldás, hogy a felhasználónak ne engedjünk hibás értéket bevinni, vagy ha bevitte jelöljük meg, és ne engedjük el az ablakról. A Maven projekt létrehozásakor vettem észre, hogyha hibás értéket írtam be egy beviteli mezőbe, a mező más színre váltott, felkiáltójel ikon jelent meg benne, és alul is kiírásra került a hibaüzenet, valamint az Ok gomb letiltásra került. A forrásból jöttem rá, hogy a Simple Validation API-t használja, melyet NetBeans-en kívül is lehet használni bármilyen Swing-es alkalmazásban. Ezzel kapcsolatban arra kell nagyon vigyázni, hogy csak régi verzió letölthető, kizárólag a forrásból (Subversion checkout után) fordított bináris a használható. Amúgy is gyakran használatos módszer, hogy hiába vannak nagyon szép és részletes dokumentációk, sok dolgot úgy lehet a legegyszerűbben kitalálni, hogy keresni kell egy hasonló funkciót a NetBeans IDE-ben, és annak kell megnézni a forrását.

A NetBeans Platform támogatja a Maven eszközt, az artifact-ok benne vannak a saját repository-ban (http://bits.netbeans.org/maven2/), így standard módon build-elhető, ehhez a NetBeans Modules plugin-t használja. Automatikus teszt eseteket is lehet írni, erre is van támogatás, és ezáltal mi be is kötöttük continuous integration rendszerbe. A fejlesztés nagyon egyszerű, hiszen sok dolgot varázslóval lehet létrehozni, és a NetBeans legenerálja nekünk a szükséges konfigurációs és forrás állományokat (érdemes megnézegetni, pl. Subversion diff-fel, hogy mit csinál, általában megfelelő, de lehet rajta szépíteni).

A 7.0-ás NetBeans Platform újdonsága, hogy a Platform is elkezdi kihasználni a Java 5 újdonságait, pl. több dolgot (lokalizáció, action-ök, mime type) is meg lehet adni annotációban, nem kell XML konfigurációs állományban.

Az egyedüli dolog eddig, ami nem tetszik, az a paraméterek átadása különböző komponensek között. Nem definit, hogy mit, hol és hogyan kell átadni a következő lehetőségek közül: konstruktor, setter metódus, valamiféle környezeti objektum, callback, általános Map-ban, valamilyen Context/Environment objektumban, Lookup-pal, stb. Gyakran előfordul a tyúk és a tojás esete is, amikor két komponensnek egymásra kell hivatkoznia, de a másodikat nem adhatom át az első konstruktorának, hiszen még nem lett példányosítva.

A fejlesztéshez a legnagyobb segítséget a The Definitive Guide to NetBeans Platform könyv adja. Minden egyes témába csak egy rövidebb bevezetőt ír, amin el lehet indulni, néhány kódrészlettel. Nem megy bele mélyen a témákba, erre nincs is szükség, a többi részt már bőven ki lehet nézni az API-ból, vagy a forráskódból.

Javaslom mindenkinek, hogy akinek lehetősége van, próbáljon részt venni vastag kliens fejlesztésben is, utána a webes alkalmazásokat is másik oldalról lehet nézni, hiszen teljesen más problémák jönnek itt elő, ami ott egyszerű, itt bonyolult, és fordítva. Rengeteg ötletet lehet meríteni. Valamint a webes programozás után ez egy élmény, akár a fejlesztés sebességében, akár az elegáns megoldások terén. Azonban ne várjuk azt, hogy pár óra alatt belerázódunk, itt is van egy elég komoly felkészülési idő.