Платформа WALT для разработки web-приложений

Существует множество различных платформ для разработки web -приложений: Django , ASP.NET Core , Express , Angular и т. д. [1, 2, 3, 4]. Они предоставляют разработчикам широкий спектр инструментов и библиотек, которые позволют создавать продвинутые web -приложения. Как правило, в крупных и средних IT компаниях, над проектом работает относительно большая команда разработчиков. При этом внутри команды есть разделение по характеру работы: дизайн и верстка, клиентская часть ( front-end ), серверная часть ( back-end) , тестирование. Упомянутые платформы хорошо подходят для такой организации разработки и создания приложений.

Однако, в научной сфере и в нашей реальной жизни, очень часто разработкой web -приложений занимается один-два человека, которые, по сути, являются full-stack разработчиками. Кроме того, часто эти же люди параллельно занимаются работой над другими проектами и поддержкой уже введённых в эксплуатацию сервисов. Такой процесс разработки следует принципам гибкого Agile [5].

Представленная в статье платформа WALT хорошо подходит для быстрой разработки web - приложений разной степени сложности силами малой группы или одного разработчика. Кроме этого, она позволяет оперативно расширять и модифицировать функционал приложения в процессе его использования пользователями. Создаваемые с помощью платформы web -приложения отличаются высоким быстродействием и малым потреблением ресурсов. Платформа легка в освоении. Для ее использования разработчику достаточно: иметь базовые навыки верстки ( HTML + CSS ), уметь администрировать СУБД, владеть языком запросов SQL , изучить язык шаблонов WALT и ознакомиться с имеющимся набором сервисов WALT .

• 1.    Описание платформы

Платформа реализована в виде библиотеки классов JAVA [6]. Однако, для решения типовых задач, она не требует от разработчика ее знания. WALT представляет собой шаблонноориентированную платформу, поэтому для использования шаблонов был разработан простой язык и соответствующий интерпретатор. Язык позволяет настраивать выводимый HTML -код, выполнять SQL -запросы к базе данных, а также изменять поведение обработки во время выполнения, в зависимости от конкретного пользовательского запроса и промежуточных результатов. Другими словами, шаблон говорит Java -программе «Что делать» (используя очень лаконичный язык) и она делает это. В WALT шаблоны определяют основную часть логики и поведения web -приложения. Более подробно о языке и шаблонах будет описано ниже.

WALT позволяет разработчику комбинировать функциональные возможности клиентской и серверной части в рамках одного модуля и перемещать функционал из back-end на front-end и наоборот. Он совместим с современными front-end инструментами, такими как jQuery, Bootstrap и т.д. Это позволяет разработчику оперативно выбирать оптимальное распределение функционала непосредственно в процессе реализации web-приложения.

• 1.1.    Архитектура WALT

Архитектура платформы WALT показана на рисунке 1. В ее основе лежит технология JAVA -сервлетов [7]. Для его работы необходим какой-нибудь контейнер сервлетов (Servlet engine ), например , Apache Tomcat [8]. В ходе работы web -приложения Servlet engine получает HTTP -запрос от клиента и передает его сервлету WALT . В сервлете запрос проходит несколько общих начальных этапов обработки: создание и запуск отдельного потока для выполнения запроса, извлечение данных из запроса и формирование списка значений параметров, связь с базой данных, аутентификация пользователя и т.п. Пройдя общие этапы, на основе полученной из запроса информации, WALT выбирает конкретный модуль с шаблонами и запускает соответствующий сервис. Сервис извлекает необходимую информацию из шаблонов модуля и выполняет необходимые действия в соответствии с запросом клиента: обмен данными с базой данных, подготовка ответа клиенту, другие действия на стороне сервера. В завершение обработки запроса сервлет отправляет сформированный ответ клиенту.

WALT.APPServlet

Servlet engine (Apache Tomcat)

- Предварительная обработка запроса

- Получить модуль

- Получить сервис

- Запуск модуля+сервис

Набор JAVA-сервисов

НТТР сервлет запрос

Набор модулей приложения с шаблонами

Созданный поток

Рис. 1. Схема архитектуры WALT

• -    Создание и запуск потока для запроса

  Модуль +Сервис

  
  

  Ответ

  
  
  
  
  

Интерпретация содержимого модуля:

• -    Взаимодействие с БД

• -    Использоваие других возможностей сервера

• -    Подготовка выходных данных

• -    Отправка ответа клиенту

• 1.2.    Основные сервисы WALT

Для решения различных задач ядро WALT предоставляет разработчику 21 сервис. Сервис представляет собой класс написанный на JAVA , предназначенный для решения конкретного типа задач (работа с данными из базы данных, отправка писем, файловые операции и т.д.).

Базовым сервисом при разработке web -приложений является класс dubna.walt.service.Service . Он используется в качестве родительского класса для всех других сервисов. Кроме этого, Service , вместе с соответствующими модулями, может обрабатывать множество типовых задач: выполнение набора SQL -запросов к базе данных, подготовка выходного HTML -кода, выполнение некоторых файловых операций и т.д. При разработке наиболее часто используемыми сервисами являются:

• -    TableServiceSimple , TableServiceSortable , TableServiceComplex , TableServiceSpecial - различные виды таблично-ориентированных сервисов, которые могут выполнять SQL -запрос к базе данных

и обрабатывать полученный набор записей (как правило, выводить результаты клиенту, но также могут выполнять другие операции).

• -    CrossTabService - выполняет SQL -запрос и создает отчет с перекрестными вкладками аналогичный сводной таблице EXCEL.

• -    CommandExecutor - выполняет собственную команду на хосте и получает результат.

• -    ServiceUploadFile - выполняет загрузку файла на сервер.

• -    ServiceBinaryData - осуществляет отправку клиенту данных в бинарном виде для скачивания в виде файла или для какой-либо другой обработки.

• -    SendMailService - отправка e-mail.

• -    ServiceImportData , ServiceCopyData - осуществляет копирование некоторых данных из одной базы данных в другую.

Обычно базовый сервис и табличные сервисы позволяют решать не менее 95% задач. В редких случаях, когда существующие сервисы не могут решить какую-либо практическую задачу, или требуется модифицировать обработку данных/запроса, WALT позволяет расширить функциональность. Для этого необходимо реализовать новый сервис на основе существующего. Однако, от разработчика потребуются некоторые навыки программирования на JAVA .

• 1.3.    Язык шаблонов WALT и директивы

Большая часть бизнес-логики содержится в шаблонах. Они группируются в модули. Модуль представляет собой простой текстовый файл, имеющий определённую структуру. Он состоит из секций, каждая из которых содержит фрагмент кода для решения некоторой части общей задачи. Использование секций позволяет следовать принципу «разделяй и властвуй», а также их можно использовать как внутри одного модуля, так и из других модулей, что позволяет вызывать один и тот же код в разных местах web -приложения.

На практике большинство задач в web -приложениях связаны с обработкой записей из базы данных. WALT позволяет решать такие задачи путем написания простого модуля с информацией о необходимых запросах к базе данных и о выводимом HTML (или любом другом) коде. Остальная часть работы выполняется основным сервисом WALT . Пример использования будет представлен в следующем разделе.

Важным базовым элементом синтаксиса шаблонов является конструкция «Подстановка параметр а». Она обозначается в коде как #name# , где name - имя параметра, значение которого мы хотим использовать в этом месте кода. В этом примере значение параметра с именем « Age » будет вставлено в код вместо # age #: Age: #age#.

Другой важный элемент синтаксиса «Условная проверка» - проверяет выполнение условия после двойного вопросительного знака, и, если результат равен false , то строка кода игнорируется и не выполняется. В этом примере строка « Some_line_of code » будет вставлена в код, если значение параметра « ID » больше 5 или значение параметра « Name » равно « Ivan » и значение параметра « age » меньше, чем 30: Some_line_of_code ?? ID >5| Name = Ivan &  age >30.

«Подстановка параметра» и «Условная проверка» позволяют управлять обработкой пользовательских запросов во время исполнения кода. Например, они могут быть использованы для настройки шаблона SQL-запроса в соответствии с запросом пользователя или для модификации выходного HTML кода (вывод определенных секций, применение тех или иных стилей и т.д.).

Ещё одним важным элементом синтаксиса является директива. Директива позволяет выполнить некоторое отдельное законченное действие на серверной части web -приложения. В шаблоне вызов директивы начинается со знака $. Всего в WALT реализовано 26 директив:

• -  $ INCLUDE - вставить в код какой-то участок кода (секцию) из этого модуля или из другого.

Позволяет повторно использовать код и делает его более компактным и читаемым .

• -  $ GET DATA - получить необходимые данные, выполнив какой-либо сценарий SQL или дру

гими действиями (например, прочитать файл данных).

• -    $ CALLSERVICE - позволяет выполнить другой модуль WALT внутри родительского, что обеспечивает возможность разделить сложную задачу на несколько простых подзадач, а также повторно использовать код.

• -    $ JS , $ JSBEGIN -$ JSEND - предоставляет разработчику возможность использовать код JavaScript на стороне сервера. Часто избавляет разработчика от необходимости разрабатывать новый JA VA -сервис.

• -    $ READFILE , $ COPY_FILE , $ MOVEFILE , $ DELETEFILE , $ GET_FILE_SIZE - организуют простые операции с файлами.

• -    $ GET_URL - позволяет открыть указанный URL и получить ответ.

• -    А также: $ EXECUTELOOP, $ IF -$ ELSE - $ ENDIF, $ WAIT , $ USEDB, $ CLOSE_DB, $ STORE_PARAMETERS -$ RESTORE_PARAMETERS , $ GET_AUTH_URL , $ BREAK , $ PRINT , $ LOG и д.р.

Язык шаблонов WALT является емким и лаконичным, что позволяет создавать компактные модули для решения сложных задачи путем декомпозиции ее на простые части и повторного использования кода.

• 1.4.    Пример использования

Код небольшого модуля и результат его работы представлены на рисунке 2. Представленный код выбирает данные о сотрудниках из базы данных и позволяет искать людей по началу фамилии. Код модуля содержит шаблон SQL -запроса к базе данных и выходного HTML -кода. Остальную часть работы по выборке данных и их выводу клиенту выполняет сервис TableServiceSimple . Таким образом, компактный код выполняет некоторую завершенную задачу.

Code

В [parameters]

L [end]

Result

Фамилия: | a 11 Искать | id Фамилия Имя Отчество

4 Ахметов Амир Маратович

5 Алиев Арсен Амирович

6 Абраков а София Маратовна

10 Антонов Андоей Никитич

11 Андреев Никита Владимирович

23 Алексеев Алексей Петрович

24 Андреева Ольга Александровна

в [head] ***** пример использования директивы $INCLUDE «head»

«meta charset="utf-8"»