sexta-feira, 21 de fevereiro de 2014

Projeto EAR com DLLs

Pelos últimos artigos deste blog, percebe-se que trabalho com C++ e Java e não dispenso a utilização do Maven nos meus projetos. O nar-maven-plugin permite que eu desenvolva alguma coisa em C++ usando o Maven e, o melhor, ele permite Java e C++ no mesmo projeto, mantendo casadas as interfaces JNI.

Recentemente tive que utilizar algumas bibliotecas Java e C++ num projeto web com Enterprise Java Beans, empacotado como EAR (Enterprise Archive). O Maven tem um plugin específico para empacotar este tipo de projeto, chamado de maven-ear-plugin, mas com limitações com relação aos tipos de artefatos aceitos para empacotamento e as DLLs não são aceitas neste caso.

O Problema

Para entender melhor, a figura abaixo exemplifica, de forma simplificada, o problema no meu projeto. O módulo NAR produz um artefato de projeto do tipo NAR, pelo nar-maven-plugin. Este artefato de projeto contém um arquivo JAR e uma DLL compactados. Este módulo é um projeto com interface JNI entre o Java e o C++.  A dependência entre o módulo EJB e NAR é resolvida facilmente pelo próprio nar-maven-plugin. O problema surge no módulo EAR, quando o pluging do Maven, que faz o empacotamento, não consegue tratar artefatos do tipo NAR ou mesmo do tipo DLL.


Mesmo que o plugin conseguisse empacotar o artefato NAR no módulo EAR, o problema continuaria porque os arquivos JAR e DLL contidos no artefato NAR precisariam ser extraídos.

A Solução 

A solução para este problema consiste em i) modificar a dependência entre os módulos EJB e NAR, ii) empacotar a DLL no arquivo EJB, iii) incorporar os byte codes (arquivos class) do arquivo JAR (do módulo NAR) no arquivo EJB e iv) desempacotar a DLL em tempo de execução.

Passo 1

A dependência do projeto NAR pelo projeto EJB precisa ser modificada para que o projeto EAR a ignore. Em outras palavras, ao empacotar o projeto EAR, o Maven, quando desenrola a cadeia de dependências, precisa ignorar a dependência do projeto EJB pelo projeto NAR.

Para tanto, no projeto EJB (arquivo pom.xml) é preciso definir a tag OPTIONAL como TRUE para descrição de dependência do projeto NAR., conforme mostrado abaixo:

<dependency>
    <groupid>blog.dacanal</groupid>
    <artifactid>jni</artifactid>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <type>nar</type>
    <optional>true</optional>
</dependency>

O mesmo seria necessário caso a dependência fosse um módulo do tipo DLL.

Passo 2

Ao gerar o módulo EJB, a DLL precisa ser empacotada no arquivo EJB como um recurso. O maven-ant-plugin pode ser utilizado para copiar, no instante correto, a DLL para a pasta onde os byte codes foram gerados. A configuração do plugin é apresentada a seguir:

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-antrun-plugin</artifactId>
    <version>1.7</version>
    <executions>
        <execution>
            <id>copy-resources</id>
            <phase>process-resources</phase>
            <goals>
                <goal>run</goal>
            </goals>
            <configuration>
                <target>
                    <copy file="${basedir}\target\nar\jni-1.0-SNAPSHOT-x86-Windows-gpp-jni\lib\x86-Windows-gpp\jni\jni-1.0-SNAPSHOT.dll" todir="${basedir}\target\classes\lib" />
                </target>                                        
            </configuration>            
        </execution>
    </executions>
</plugin>

Para que o maven-ant-plugin faça seu trabalho corretamente, antes o nar-maven-plugin precisa ser configurado no projeto EJB para que ele descompacte a DLL, do arquivo NAR, no instante adequado. Lembre-se de que o artefato NAR está no repositório Maven (local ou remoto).

<plugin>
    <groupId>com.github.maven-nar</groupId>
    <artifactId>nar-maven-plugin</artifactId>    
    <version>3.0.1-SNAPSHOT</version>  
    <extensions>true</extensions>  
    <executions>
        <execution>
            <id>unpack-nar</id>
            <goals>
                <goal>nar-unpack</goal>
            </goals>
            <phase>process-sources</phase>
            <configuration>                                                                                                                     
            </configuration> 
        </execution>
    </executions>                                          
</plugin>

Passo 3

Falta ainda incorporar os byte codes do projeto NAR no projeto EJB. Agora, o maven-dependecy-plugin faz este trabalho, conforme configurado abaixo:

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-dependency-plugin</artifactId>
    <version>2.8</version>
    <executions>
        <execution>
            <id>unpack-jar</id>
            <phase>prepare-package</phase>
            <goals>
                <goal>unpack</goal>
            </goals>
            <configuration>
                <artifactItems>
                    <artifactItem>
                        <groupId>blog.dacanal</groupId>
                        <artifactId>jni</artifactId>
                        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
                        <type>nar</type>
                        <overWrite>true</overWrite>
                        <outputDirectory>${project.build.directory}\classes</outputDirectory>
                        <includes>**/*.class</includes>
                        <excludes>**/*test.class</excludes>
                    </artifactItem>
                </artifactItems>                           
            </configuration>
        </execution>
    </executions>
</plugin> 

As configurações Maven apresentadas nos passos 2 e 3, todas realizadas no módulo EJB, são importantes mas o trabalho ainda não terminou.

Passo 3

A DLL, agora encapsulada no módulo EJB, precisa ser desencapsulada no instante em que for utilizada. Esta operação é realizada por código Java, em tempo de execução. No caso exemplificado, o código deve ser incorporado ao módulo EJB. Veja abaixo a codificação:

public static void extractNativeLibraries() throws IOException {
    // Read the jar       
    CodeSource src = DataLoaderProxy.class.getProtectionDomain().getCodeSource();
    if (src != null && src.getLocation().getFile().endsWith(".jar")) {
        URL jar = src.getLocation();
        String filePath = jar.getPath();
        String outputPath = "c:\\temp"; // not a good idea!
        JarFile jarFile = new JarFile(new File(filePath));
        unpackDLLs(jarFile, outputPath);
    } 
}

private static void unpackDLLs(JarFile jarFile, String destDir) throws FileNotFoundException, IOException {
    for (Enumeration entries = jarFile.entries(); entries.hasMoreElements();) {
        JarEntry entry = entries.nextElement();
        if (entry.getName().endsWith(".dll")) {
            int i = entry.getName().lastIndexOf('/');
            File outputFile = new File(destDir + "\\" + entry.getName().substring(i > 0 ? i + 1 : 0));
            outputFile.getParentFile().mkdirs();
            try (FileOutputStream out = new FileOutputStream(outputFile); InputStream in = jarFile.getInputStream(entry);) {
                byte[] buffer = new byte[8 * 1024];
                int s;
                while ((s = in.read(buffer)) > 0) {
                    out.write(buffer, 0, s);
                }
                out.flush();
            }
        }
    }
}

O método extractNativeLibraries precisa ser executado antes do carregamento da DLL (é lógico). O importante aqui é o caminho onde a DLL será descompactada. Caso o caminho não esteja entre os caminhos de busca do sistema operacional (variável de ambiente PATH do Windows, por exemplo), é necessário modificar a variável java.library.path da JVM. Veja o artigo java.lang.UnsatisfiedLinkError para a solução deste problema.

Referências:

quarta-feira, 12 de fevereiro de 2014

java.lang.UnsatisfiedLinkError

O erro java.lang.UnsatisfiedLinkError é lançado quando se carrega uma uma DLL pelo java.lang.System.loadLibrary("mylibrary"). O problema pode ocorrer porque a JVM não consegue localizar o arquivo a ser carregado, conforme mostrado abaixo.

Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: no mylibrary in java.library.path
    at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1734)
    at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:823)
    at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1028)

Pesquisando na internet, logo se descobre que é necessário adicionar o caminho da DLL na variável de java.library.path. Para tanto, o aplicativo deveria ser inicializado assim:

java -Djava.library.path=/path/to/my/dll -jar application.jar

... além de outros argumentos para iniciar corretamente a aplicação Java.

Iniciar um aplicativo desta forma não é nada amigável. Ainda, existem outros casos que o caminho e até o nome da DLL precisam ser resolvidos dinamicamente (este era o meu caso).

Além da incialização da variável por linha de comando, existem várias outras soluções para o problema, como colocar a DLL num caminho que já esteja definido no java.library.path ou mesmo num caminho definido na variável de ambiente PATH (no Windows) do sistema operacional.

Todavia, alterar a variável java.library.path por código Java é uma opção mais viável e muito mais fácil. Esta informação não é nenhuma novidade e facilmente se encontra esta codificação pela Internet:

String javaLibPath = System.getProperty("java.library.path");
javaLibPath += ";" + newPath;
System.setProperty("java.library.path", javaLibPath); 

Uma vez a variável alterada pelo código do programa, antes do carregamento da DLL, se espera que o problema seja resolvido. Mas não, o erro UnsatisfiedLinkError continua aparecendo!

O problema persiste porque a JVM faz a leitura da variável na java.library.path na inicialização do aplicativo e atribui seus valores à uma outra variável interna chamada de  sys_paths. Mesmo que a variável java.library.path seja alterada posteriormente, a JVM não atualiza a sua variável interna.

Para fazer com que a JVM atualize novamente a sys_paths, o código abaixo precisa ser adicionado, após o código descrito anteriormente, para alterar o java.library.path:

final Field field = ClassLoader.class.getDeclaredField("sys_paths");
field.setAccessible(true);
field.set(null, null);

No próximo instante que a JVM fizer uso da sua variável interna sys_paths, estando ela com valor nulo, ela será então reiniciada com os valores da variável java.library.path.

Os créditos desta dica ficam para Fahd Shariff, autor do artigo Changing JavaLibrary Path at Runtime.

terça-feira, 4 de fevereiro de 2014

Upload de Múltiplos Arquivos

Estava desenvolvendo um protótipo e chegou num momento que precisava fazer upload de múltiplos arquivos de uma vez. O JSF não oferece esta opção ainda e nem mesmo o IceFaces. Por outro lado, o Primefaces oferece a melhor solução no momento, mas não optei por utilizar este framework devido a política que atualização adotada pela equipe de desenvolvimento.

Então, fiz pesquisas e encontrei soluções em HTML5, Javascript e Servlet, mas não tudo junto; faltava juntar os pedaços e os resultados são apresentados neste artigo. A imagem abaixo mostra como ficou a parte gráfica de upload de múltiplos arquivos.


Esta solução permite que vários arquivos sejam selecionados e enviados para o servidor e uma barra de progresso indica a evolução da transmissão dos dados, bem como o percentual enviado. A tabela com a lista de arquivos somente surge após a seleção dos arquivos e portanto ela é criada dinamicamente pelo Javascript. A barra de progresso também é atualizada pelo Javascript, mas trata-se de um elemento do HTML5.

Do lado do servidor, uma única Servelet é responsável pelo recebimento e persistência dos arquivos. Não farei comentários deste código que é de autoria John Yeary do blog Java Evangelist.

Do lado cliente, o Javascript originalmente foi codificado por Shiv Kumer do blog Matlus. O artigo deste propõe exatamente o que eu desejava, mas eu não fui capaz de replicar o trabalho de Shiv Kumar conforme descrito. Por este motivo, a partir do trabalho dele e de John Yeary, eu desenvolvi uma outra solução.

O resultado final ficou muito bom, porém merece ser testado em diversos navegadores. Há muito o que melhorar no código, mas já é um ótimo começo!

Download:

O código deste protótipo pode ser baixado pelo link abaixo. O projeto foi desenvolvido usando Maven, JEE 7, servidor Glassfish 4 e navegador Firefox 26.


Referências: