Xplate
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Xplate ist ein nahe an den XML-Standards implementierter XML-Prozessor. Hauptzweck ist das Verarbeiten von Web-Requests und Generieren von dynamischen Web-Inhalten, wobei Xplate nicht darauf eingeschränkt ist.

Inhalt#

Hintergrund#

Aktueller Stand der Technik#

Es gibt eine Vielzahl von Frameworks für den Aufbau von Web-Seiten, selbst wenn man nur Java-basierte Systeme betrachtet. Allen gemeinsam ist, dass ein neues System erfunden wurde, das sehr spezielles und tiefes Know-How verlangt. Dabei unterscheiden sich die Frameworks untereinander so stark, das ein Umstieg fast einem Neueinstieg gleicht.

Das historisch erste XML-basierte System war wohl XSLT, das heute nur noch in speziellen Fällen eine Rolle spielt. Die Anwendung für Web-Seiten und HTML hat bis fast vollständig an Bedeutung verloren. Es wurde hauptsächlich durch JSP und deren Nachfolgersysteme, sowie rein Java-basierte Systeme verdrängt.

Diese Frameworks weisen inzwischen eine enorme Komplexität auf und sind selbst für langjährige Experten schwerlich einsehbar. Die Systeme sind gewachsen, mit der Anforderung auf Abwärtskompatibilität. Einige Teile, wie zum Beispiel die Tag-Unit ist in JSF derart tief verbaut, das auf dieser Ebene der Eingriff so gut wie nicht mehr möglich ist.

Das Verständnis, wann ein Tag aufgebaut wird, in welchen Phasen welche Variablen zur Verfügung stehen, wie weit andere Tags instantiiert sind, ist kaum mehr nachvollziehbar. Ein Effekt ist, dass das Verhalten von <c:forEach>, <ui:repeat> oder anderen dynamischen Elementen gerade in komplizierten Situationen nicht verstanden wird. Kleine Änderungen können ein unvoraussagbares Verhalten der Anwendung bewirken.

Auch andere Neuerungen, die vom Ansatz her eigentlich sehr nützlich sind, gestalten sich in der praktischen Anwendung als seht kompliziert. Als Beispiel seien hier Behaviors erwähnt, die nur bei speziellen Attributen wirken und explizit unterstützt werden müssen. Wenn dann auch noch sogenannte Composite Components im Spiel sind, bekommen selbst Hersteller großer Komponentenbibliotheken Probleme.

Auch das Einsatzgebiet ist stark eingeschränkt. Factories und viele statische Elemente sind so mit dem Web-Request verbunden, dass selbst das einfache Laden oder Rendern einer XHTML-Datei außerhalb des vorgesehenen Servlets zum Verhängnis wird.

Der Umgang mit EL-Expressions ist momentan eine Herausforderung für die wirklichen Profis. Die Kontexte sind mit der Tag-Erzeugung (Facelet-Context), Include-Anweisungen und Composite-Tags verbunden. Wobei Composite-Tags höchst ineffizient sind, da viele Tags durch den Speicher- und CPU-Intensiven Tag-Mechanismus geleitet werden müssen.

Der Umgang mit sogenannten View-States ist ein überladenes Thema, da die Komponentenbäume unmittelbar mit den gespeicherten Daten verbunden sind. Dadurch muss bei jedem Request der komplette Komponentenbaum rekonstruiert werden, auch wenn beispielsweise nur ein einziges Häkchen geändert wird.

Idee#

XML ist eine recht ausgereifte Sprache, die sowohl von Computer und Maschine gut verstanden wird. Vor allem gibt es für XML-Dateien die Möglichkeit ein Schema zu definieren (oder mehrere), die beschreiben, welche Tags auftauchen können und welche Attribute diese enthalten können. Diese Schema-Dateien haben die Endung .xsd und werden direkt von den XML-Editoren der Entwicklungsumgebungen unterstützt, wie zum Beispiel von Eclipse.

Für eine Tag-Library inklusive Content-Assist und Hilfe-Texte ist nichts weiter nötig, als eine XSD-Datei zu generieren. Die Frameworks zum Einlesen von XML-Dateien liegen auch bereits lange vor, diese prüfen sogar auf Verstöße gegen diese Schema-Dateien.

Entsprechende Java-Klassen können anhand des XML-Namespace gefunden werden, dies können durch Konfiguration oder Annotationen zur Verfügung gestellt werden. Für das Abwickeln von Web-Requests ist dann nur noch ein kleines System erforderlich, das einen Kontext bereit hält, mit dem eine derart gestaltete XHTML-Seite abgearbeitet und das Ergebnis ausgegeben werden kann.

Die Komponentenbäume werden zustandsfrei gespeichert, der aktuelle Zustand in einfachen Kontekten gespeichert. Die Komponentenbäume können daher Request-, Session- und Applikationsübergreifend wiederverwerdet werden. Es fällt keinerlei Berechnungsaufwand für das Erzeugen, Serialisieren und Wiederherstellen an. Der Zustand wird durche den XplateContext transportiert und braucht sehr wenig Speicher.

Design-Criterien#

Die Liste ist im Moment noch etwas unsortiert:

Übersicht der Konzepte#

Folgende Features sind geplant, dass sie in Xplate eingebaut werden:

Aktueller Stand#

Xplate ist lauffähig, befindet sich jedoch noch stark in der Entwicklung. Eine einsatzfähiger Stand ist bis zum Q3/2014 zu erwarten.

Performance#

Da Xplate auf Effizienz getrimmt ist, werden die Seiten sehr schnell verarbeitet. Sicher kommt es nicht nur auf die View-Schicht an, wenn es um die Performance einer Anwendung geht. Umgekehrt leidet die Performance einer sonst gut aufgebauten Application durch eine ineffiziente View-Schicht.

Xplate läd die Seiten beim ersten Zugriff. Und weil die Seiten statisch sind, werden sie für konsequente Aufrufe gecacht:

INFO 2014-04-20 16:46:40,373 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 1110 ms 
INFO 2014-04-20 19:12:37,290 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 11 ms 
INFO 2014-04-20 19:12:39,209 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 10 ms 
INFO 2014-04-20 19:12:40,105 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 17 ms 
INFO 2014-04-20 19:12:41,074 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 17 ms 
INFO 2014-04-20 19:12:41,887 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 12 ms 
INFO 2014-04-20 19:12:42,677 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 8 ms 
INFO 2014-04-20 19:12:43,368 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 8 ms 
INFO 2014-04-20 19:12:44,036 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 8 ms 
INFO 2014-04-20 19:12:44,662 com.intersult.xplate.servlet.XplateServlet processing of '/index.xhtml' took 7 ms 

Konfiguration#

Xplate kann durch eine Datei konfiguriert werden. Diese hat den Namen xplate-config.xml und befindet sich entweder in WEB-INF/xplate-config.xml oder META-INF/xplate-config.xml. Die Variante WEB-INF ist natürlich möglich, wenn Xplate über das XplateServlet in einem Servlet-Container gestartet wurde.

Die Konfiguration enthält unter anderem auch eine XmlConfig, die über das XML-Element xmlConfig erreichbar ist.

Die Konfiguration kann so aussehen:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xplate-config>
	<xmlConfig>
		<pretty>false</pretty>
	</xmlConfig>
	
	<resolver>com.intersult.xplate.spring.SpringBeanElResolver</resolver>
</xplate-config>

Tags#

Mit Xplate werden die Basis-Tags ausgeliefert, die für den allgemeinen Gebrauch von HTML, Workflow und Metadaten nützlich sind.

Meta Tags#

Meta-Tags sind Bestandteil von Xplate und unter dem XML-Namespace http://intersult.com/xplate/meta und haben das Prefix meta.

Include Tag#

Mit dem Include-Tag kann ein Fragment in eine bestehende Page eingebunden werden:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"
		xmlns:meta="http://intersult.com/xplate/meta"
	<meta:include viewId="/fragment.xhtml"/>
</html>

Ein derartiges Fragment kann so aussehen:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<meta:tag xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"
		xmlns:meta="http://intersult.com/xplate/meta"
		xmlns:flow="http://intersult.com/xplate/flow"
		xmlns:h="http://intersult.com/xplate/html">
	<p>
		<h:text value="Included Tag"/>
	</p>
</meta:tag>

Hinweis: der Tag <meta:tag> stellt zum einen die Möglichkeit zur Verfügung, Namespaces anzugeben (xmlns:...), zum anderen sorgt er für ein einheitliches Interface.

Der Include-Tag kann auch Tags includen, die per EL-Expression referenziert werden. Auf diese Weise können HTML-Snippets als Parameter an Composite-Tags übergeben werden:

<flow:for id="row" value="#{container.elements}" var="element">
	<p>
		<meta:include tag="#{element}"/>
	</p>
</flow:for>

Der For-Tag iteriert die Child-Elemente des Container-Tags, sodass die Variable "element" jeweils ein Element enthält. Der Include-Tag fügt jeden Tag aus der Iteration ein. Der Aufruf kann dann so aussehen:

<app:table>
	<h:text value="Container Tag 1"/>
	<h:text value="Container Tag 2"/>
	<h:text value="Container Tag 3"/>
</app:table>

Attribute Tag#

Attribute Tags sind eine erweiterte Möglichkeit, Werte für ein Attribut des Parent Tags zu erzeugen:
<h:text>
    <meta:attribute name="value" value="Attribute value"/>
</h:text>

Hinweis: Attribut Tags sind generisch, das heißt sie können ohne extra Code oder Aufwand überall verwendet werden.

Param Tag#

Der Param-Tag wird verwendet, um Parameter an andere Tags zu übergeben. Viele der mitgelieferten Tags unterstützten <meta:param>. Bei den entsprechenden Tags ist beschrieben, wozu im Einzelnen die Param-Tags nützlich sind.

Hier ein Beispiel für die Übergabe von Request-Parametern bei einer Navigation:

<h:submit value="Test" action="#{testBean.action}">
	<flow:navigate viewId="/other.xhtml">
		<meta:param name="test" value="test param"/>
	</flow:navigate>
</h:submit>

Dies ist gleichbedeutend mit dem Java-Code:

Navigation navigation = XplateContext.instance().getNavigation();
navigation.getParams().put("test", "test param");
navigation.setViewId("/other.xhtml");

HTML Tags#

Xplate behandelt Tags einheitlich. Alle Tags unterstützen EL-Expressions, Meta Tags etc. Xplate liefert daher nicht für jeden HTML-Tag einen eigenen Tag mit. Es reicht völlig aus, den Namespace in der Page anzugeben und enthaltene Tags in die Page zu schreiben:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
	<head>
		<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=9; IE=8"/>
		<title>test</title>
	</head>
	<body>
		<h1>Hello World</h1>
	</body>
</html>

Darüber hinaus bietet Xplate für bestimmte HTML-Elemente eine erweiterte Unterstützung an. Diese sind unter dem Namespace http://intersult.com/xplate/html mit dem Prefix h verfügbar.

Text Tag#

Mit diesem Tag ist das Ausgeben von Text möglich. Generell kann auch Text zwischen die Tags geschrieben werden, wie es bei XML gemeinhin üblich ist. Allerdings unterstützt der Text-Tag das dynamische Gestalten der Seite:
<h:text value="#{testBean.text}"/>

Hinweis: Wenn XML-Text inline geschrieben wird, entsteht intern ein Tag vom Typ <h:text>.

Form Tag#

Zum Einfügen eines Form-Tags kann der Tag <h:form> verwendet werden, weil dieser automatisch eine Client-Id generiert, sowie die Kommunikation mit dem Server unterstützt:
<h:form id="form">
	...
</h:form>

Submit Tag#

Um ein Formular abzuschicken, kann der Submit-Tag verwendet werden:
<h:form id="form">
	<h:submit id="test" value="Test" action="#{testBean.action}"/>
</h:form>

Erklärung: Das Attribut action kann eine Method-Expression enthalten, die beim Abschicken des Formulars durch den Knopf aufgerufen wird.

Flow Tags#

Flow-Tags stehen unter dem Namespace http://intersult.com/xplate/flow und dem Prefix flow zur Verfügung.

If Tag#

Mit dem If Tag ist ein bedingtes Abarbeiten der untergeordneten Tags möglich:
<flow:if test="#{true}">
	<h1>Hello World!</h1>
</flow:if>

For Tag#

Mit dem For-Tag ist eine Vervielfältigung von Tag-Inhalten möglich. Weil der Komponentenbaum in Xplate zustandsfrei ist, ist dabei kein erhöhter Speicherbedarf erforderlich. Die zu wiederholenden Komponenten werden beim Ausführen von Operationen auf dem Komponentenbaum kurzerhand durchiteriert.
<html>
    ...
    <flow:for id="loop" value="#{testBean.list}" var="element">
        <h:text value="#{tag.clientId} -> #{element}"/>
    </flow:for>
    ...
</html>

Ergebnis:

0:1:loop:0:0 -> eins
0:1:loop:1:0 -> zwei
0:1:loop:2:0 -> drei

Navigation Tag#

Die Navigation kann auch durch einen Flow-Tag durchgeführt werden:
<h:submit value="Test" action="#{testBean.action(testBean.text)}">
	<meta:set value="#{testBean.text}" target="#{testBean.target}"/>
	<flow:navigate viewId="/other.xhtml"/>
</h:submit>

Dem Navigation Tag können auch Parameter mit dem Tag <meta:param> übergeben werden:

<flow:navigate viewId="/other.xhtml">
	<meta:param name="test" value="test param"/>
</flow:navigate>

Composite Tags#

In Xplate können Composite Tags gebaut werden. Diese können dann wir andere Tags in einer Page verwendet werden. Composite Tags werden angesprochen, indem der Namespace mit http://intersult.com/xplate/tag/<prefix>/ beginnt. Die entsprechenden XHTML-Dateien werden dann unter <base-path>/tag/<prefix>/ zugegriffen.
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"
		xmlns:meta="http://intersult.com/xplate/meta"
		xmlns:flow="http://intersult.com/xplate/flow"
		xmlns:h="http://intersult.com/xplate/html"
		xmlns:app="http://intersult.com/xplate/tag/app">
	...
	<app:composite/>
	...
</html>

Der Composite Tag befindet sich dann unter /tag/app/composite.xhtml:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<meta:tag xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"
		xmlns:meta="http://intersult.com/xplate/meta"
		xmlns:flow="http://intersult.com/xplate/flow"
		xmlns:h="http://intersult.com/xplate/html">
	<p>
		<h:text value="Composite Tag"/>
	</p>
</meta:tag>

Navigation#

Die Navigation in Xplate ist über den XplateContext zugreifbar, mit context.getNavigation(). Die Klasse "Navigation" stellt das Basisobjekt dar, um einen Wechsel der View durchzuführen. Auf der Client (Web-Browser Seite) bedeutet dies, dass auf eine andere Web-Page gesprungen wird (andere URL) und gegebenenfalls ein HTTP Redirect durchgeführt wird.

Die Navigation kann direkt durch im Java-Code einer aufgerufenen Action-Methode genutzt werden:

	public void action(String message) {
		Navigation navigation = XplateContext.instance().getNavigation();
		navigation.getParams().put("message", message);
		navigation.setViewId("/other.xhtml");
	}

Hinweis: Die Navigation wird meist bequemer durch den Navigation-Tag durchgeführt.

Expressions#

In den Expressions stehen Spring-Beans durch den SpringBeanElResolver, Application-, Session- und Request-Context und die zusätzlich konfigurierten Resolvern zur Verfügung. Darüber hinaus liefert Xplate weitere spezifische Variablen:

VariableBeschreibung
thisDer aktuelle Tag, in dem sich die EL-Expression befindet
contextDer XplateContext, ein Short-Cut für context.tagContext.tagFrame.tag
compositeDer aktuelle Composite- oder Include Tag. Tatsächlich wird einfach der oberste Tag der aktuellen Page referenziert. Es ist ein Short-Cut für context.tagContext.compositeTagFrame.tag
containerDer aktuelle Composite- oder Include-Parent Tag. Es ist ein Short-Cut für context.tagContext.containerTagFrame.tag