RapidClipse 3 – Visuelle Java Entwicklung mit Eclipse

RapidClipse ist eine freie Eclipse Distribution, die Cross-Platform-Development unterstützt und die gesamte Anwendungsentwicklung mit Vaadin und Hibernate vereinfacht und beschleunigt. Die neue Version 3 ist das bislang größte Release und verspricht viele interessante Neuerungen. Zielgruppe sind professionelle Anwendungsentwickler.

Eclipse hat sich über die Jahre von einer integrierten Java Entwicklungsumgebung zu einer umfangreichen Entwicklungsplattform entwickelt. Das Angebot an Plugins ist enorm. Was ursprünglich als große Stärke von Eclipse galt, wird aus Sicht vieler Anwender immer mehr zum Nachteil. Nahezu jedes Plugin integriert seine eigenen Perspektiven, Assistenten und Code-Generatoren, die aber nicht aufeinander abgestimmt sind. Um ein Projekt zu starten, muss man sich oft erst einmal mit zahlreichen XML-Konfigurationen herumplagen, bis die eingebundenen Plugins fehlerfrei miteinander funktionieren ohne sich in die Quere zu kommen. Sicher sind erfahrene Entwickler dazu in der Lage, aber wer hält sich schon gerne mit Konfigurationen auf? Add-ons die nicht auf Anhieb laufen, werden in der Praxis sofort wieder Deinstalliert. Auch in Sachen Aussehen und Workflows fehlt es oft an Konsistenz. Dazu kommt, dass Eclipse sehr viele mächtige Tools besitzt, die für den Durchschnittsnutzer zu komplex sind und deshalb ungenutzt bleiben. Immer mehr Eclipse Nutzer wünschen sich deshalb eine integrierte DIE, die wirkt wie ein einheitliches Produkt aus einem Guss, die den Entwicklungskomfort grade bei komplexen Features erhöht und dadurch die eigene Produktivität steigert. Ein neues Projekt aus der Eclipse Community scheint genau das jetzt bieten zu können: RapidClipse.

Konsistente Eclipse Distribution für Java

 RapidClipse ist eine Eclipse Distribution für die Java Entwicklung. Der Funktionsumfang in der neuen Version 3 ist mittlerweile gewaltig. RapidClipse besteht aus einer Eclipse Neon Basis, die mit einer gezielten Auswahl an Plugins, Tools und Frameworks erweitert wurde. Dazu kommt ein eigener RapidClipse Toolstack, der sich sowohl aus Forks, als auch aus interessanten Neuentwicklungen zusammensetzt. Dazu zählen u.a. stark verbesserte Hibernate Tools, eine alternative Abfragesprache für JPA, ein GUI-Builder für die Entwicklung von HTML5 Oberflächen, Konzepte für Cross-Platform-Development sowie ein vollautomatisiertes Cloud-Deployment. Alle Komponenten sind bereits vorinstalliert, vorkonfiguriert und aufeinander abgestimmt, sodass es bei RapidClipse keinen lästigen Konfigurationsaufwand mehr gibt. Jedes Projekt lässt sich aus ein und derselben Codebase heraus als HTML5 Web-Anwendung, hybride mobile App oder klassische Java Desktop-Applikation deployen. Mit dem integrierten Cloud-Deployment kann man Anwendungen per Mausklick in die Cloud deployen und in Sekundenschnelle über das Web verfügbar machen.

Anwendungsentwicklung wird einfacher und schneller

 Ziel des RapidClipse Projekts ist es, die gesamte Anwendungsentwicklung mit Java und Eclipse stark zu vereinfachen und zu beschleunigen. Zielgruppe sind professionelle Anwendungsentwickler, die sich nicht mit technischen Details auseinandersetzen, sondern sich voll und sich voll und ganz auf die Geschäftslogik konzentrieren möchten. RapidClipse soll auch neue Zielgruppen begeistern, denen Eclipse bislang zu kompliziert war, insbesondere Entwickler die von 4GL Tools (4th Generation Language) auf Java umsteigen möchten und sich auch für Java eine visuelle Entwicklungsumgebung à la Visual Basic oder Delphi wünschen. RapidClipse wird von der XDEV Software Corporation entwickelt und professionell supportet. Die IDE ist völlig lizenzkostenfrei verfügbar. Das gesamte Framework ist Open Source.

Installation und Projektstart unter 2 Minuten

 Das Installieren von RapidClipse und das Anlegen eines neuen Projekts ist ausgesprochen simpel. Der Projektassistent generiert die gesamte, für Maven-Projekte benötigte Konfigurationsdatei pom.xml und lädt alle benötigten Dependencies vom Maven Central Repository. Alles läuft automatisch. Wer zusätzliche Plugins oder Java APIs benötigt, kann diese jederzeit selber einbinden.

Projektstruktur mit Schichtentrennung

Für neue Projekte gibt RapidClipse standardmäßig eine Grundarchitektur vor, welche die Anwendung in voneinander unabhängige Schichten trennt, u.a. in einen

• UI-Layer für die Oberfläche,
• Entity-Layer für die Definition der Entity-Klassen,
• Data-Access-Layer in dem sämtliche Datenbankabfragen definiert werden,
• Business-Objects-Layer für die Businesslogik.

Darüber hinaus gibt es Standard-Packages für Resourcen sowie für die Beschreibung von Styles. Wer sich an die vorgegebene Schichtentrennung hält, kann grobe Designfehler von vorn herein ausschließen und profitiert langfristig durch gute Wartbarkeit und Erweiterbarkeit seiner Anwendung. (Abb.1)

Fehlerfreier Hibernate Import

Bei der Datenbankentwicklung setzt RapidClipse auf den JPA Standard (Java Persistence API). Bei der Wahl des Persistenz- und ORM-Frameworks (Objektrelationales Mapping) fiel die Wahl auf Hibernate, das auf Grund der großen Verbreitung als Defacto-Standard gilt. Hibernate erlaubt es dem Entwickler objektorientiert auf relationale Datenbanken zuzugreifen. Den Einsatz von Hibernate zu vereinfachen ist ein Schwerpunkt von RapidClipse. Die JBoss-Hibernate-Tools bilden das Standard-Werkzeug für die Entwicklung mit Hibernate. Damit lassen sich sowohl die benötigten Java-Klassen als auch umgekehrt die Datenbanktabellen generieren. Während letzteres sehr gut funktioniert, kommt es bei der Generierung von Java-Klassen häufig zu Datatype-Mapping Fehlern. Grund dafür ist, dass Hibernate viele, insbesondere proprietäre Datenbank-Typen nicht auf entsprechend geeignete Java Datentypen mappen kann.

In solchen Fällen muss der Entwickler sämtliche Definitionen selber vornehmen. In RapidClipse sorgen erweiterte Mapping-Strategien dafür, dass der Hibernate-Import völlig reibungslos funktioniert. Das spart eine Menge Zeit und Ärger. Zudem wird der Hibernate-Import in RapidClipse von einem Assistenten unterstützt. (Abb.2)

Entity-Designer mit Code-Generator

Für Einsteiger steht ein Entity-Editor zur Verfügung, mit dem man Entity-Klassenmodelle erstellen kann, ohne Code schreiben zu müssen. Foreign-Key-Constraints, Kardinalitäten (1:n, n:1 etc.) sowie sämtliche Hibernate-Annotations werden automatisch korrekt gesetzt, sodass man kaum noch Fehler machen kann. Änderungen lassen sich bidirektional, d.h. sowohl im Assistenten als auch im Code vornehmen. (Abb.3)

Integrierte Abfragesprache JPA-SQL

Mit der Integration von JPA-SQL ermöglicht RapidClipse, sämtliche Datenbankabfragen getrennt vom Javacode in SQL zu formulieren. JPA-SQL ist eine domänenspezifische (DSL), datenbankunabhängige Sprache, deren Syntax auf SQL basiert. Der JPA-SQL Code selbst wird nicht ausgeführt, sondern vom JPA-SQL Compiler in Javacode umgewandelt, der auf der JPA-Criteria-API basiert. JPA-Criteria ist eine von mehreren möglichen Alternativen für die Definition von Queries in Java. JPA-SQL vereint damit die Vorteile von SQL, u.a. einfache Syntax, gute Lesbarkeit, große Verbreitung etc., mit den Vorteilen der JPA-Criteria-API, wie Typsicherheit und Datenbankunabhängigkeit.

Moderne HTML5 Oberflächen

Als UI-Technologie liefert RapidClipse standardmäßig das Java UI-Framework Vaadin mit. Die Gründe dafür sind vielseitig. Vaadin erlaubt es dem Entwickler, den gesamten Web-Client vollständig in Java zu schreiben. Für die Ausführung besitzt Vaadin einen serverseitigen und einen clientseitigen Teil. Der Web-Client wird dynamisch vom Vaadin-Servlet erzeugt und von der clientseitigen JavaScript-Engine im Browser ausgeführt. Bei Änderungen auf dem Server wird der Client automatisch aktualisiert und umgekehrt.

Das UI-Widgetset basiert auf GWT

Beim Vaadin Widgetset handelt es sich um vorkompilierte UI-Komponenten aus GWT (ehem. Google Web-Toolkit). Das hat zwei große Vorteile:
Wer eigene Vaadin-Komponenten schreiben möchte, kann den clientseitigen Teil mit GWT in Java schreiben. Der gesamte Java-Script-Code wird vom GWT Cross-Compiler (Java-nach-Java-Script) erzeugt. Der von GWT generierte JavaScript-Code enthält des weiteren bereits alle wichtigen Browser-Anpassungen, sodass man sich darum nicht mehr kümmern muss. Für ein ansprechendes Aussehen sorgen Themes, die wiederum Vaadin zur Verfügung stellt. (Abb.4)

Automatisierung versus Kontrolle

Vaadin abstrahiert nahezu die gesamte Komplexität, die mit der Web-Entwicklung verbunden ist, insbesondere die Client-Programmierung mit HTML, JavaScript und AJAX, DOM-Manipulationen, Lazy-Loading zwischen Client und Server, die Lösung des Browser-Zurück-Problems, Server-Push und vieles mehr. In Folge dessen gibt der Entwickler aber auch die Kontrolle über diese Vorgänge weitestgehend an das Framework ab. Wer das nicht möchte, wird mit Vaadin nicht glücklich. Wer sich dagegen nicht mit den technischen Details der Web-Entwicklung auseinandersetzen möchte, für den ist Vaadin die optimale Wahl.

Echter [tooltip text=”What You See Is What You Get” trigger=”hover”]WYSIWYGGUI[/tooltip]-Builder

Anwender, die Web-Oberflächen nicht codieren, sondern lieber mit der Maus designen möchten, erhalten mit RapidClipse einen richtig guten GUI-Builder. Die damit erstellte HTML-Oberfläche wird bereits in der Design-Ansicht gerendert, was für ein echtes WYSIWYG-Erlebnis sorgt. (Abb.5) Auch das Vergrößern und Verkleinern der Oberfläche ist wie im Browser möglich. Durch Scannen eines QR-Codes kann man den Entwicklungsfortschritt sogar in Echtzeit auf dem Smartphone oder Tablet mitverfolgen.

Beim Anlegen einer neuen View lässt sich festlegen, ob man die Oberfläche für den Desktop, in Tablet- oder Smartphone-Größe designen möchte. Die in der Widget-Palette verfügbaren UI-Komponenten zieht man dann einfach per Drag-and-Drop in die Arbeitsfläche. Als Basis dient immer ein Layout, das eine strukturierte Anordnung sowie ein gleichmäßiges Ausrichten der Controls ermöglicht. Zur Laufzeit passt sich die Oberfläche dann an jede Displaygröße automatisch an.
Neben den gängigen Formularfeldern stehen eine Table-Komponente, Tree, Tree-Table, Tabs, Richtext-Editor, Datepicker, Accordion sowie Container für das Einbinden von Audiound Video-Dateien oder anderer Web-Inhalte zur Verfügung. Dazu kommt eine leistungsfähige Filter-Komponente. Auch Formulare kann man sich per Assistent generieren lassen und die Konstruktion von Menüs geht ebenfalls leicht von der Hand. Häufig benötigte Master-Detail-Ansichten lassen sich ebenfalls sehr leicht durch das Verknüpfen zweier Tables oder Auswahllisten konstruieren. (Abb.6)

Elegantes Vaadin – Hibernate Databinding

GUI-Builder unterstützen den Entwickler für gewöhnlich nur bei der Erstellung der nackten Oberfläche. Woher die Daten kommen, in welcher Form diese auf der Oberfläche angezeigt werden und wie Daten persistiert werden, sind Details um die sich der Entwickler selbst kümmern muss. RapidClipse geht hier sehr viel weiter. Um Daten auf der Oberfläche anzuzeigen, zieht man die Entity-Klassen einfach direkt auf die GUI, z.B. auf eine Table. Der Code für die Datenbankabfrage und Visualisierung wird automatisch generiert. An dieser Stelle lassen sich natürlich auch eigene Query-Methoden verwenden.

Alle wichtigen UI-Funktionen

Die Liste weiterer GUI-Funktionen ist lang. Für fast alle davon gibt es einen Assistenten, u.a. für die Definition von Tastatur-Shortcuts und der Tab-Reihenfolge, für den Aufruf von Fenster und Meldungen, für die Internationalisierung und Persistierung der gesamten UI sowie für die Umsetzung von Authentifizierung und Autorisierung via LDAP und Datenbanken.

Deklarativ entwickeln ist möglich

Sobald man die im GUI-Builder vorgenommenen Änderungen speichert, generiert RapidClipse einen UI-Metacode in Form von XML. Wer lieber deklarativ entwickelt, kann die gesamte Oberfläche auch direkt in XML definieren. Bei jedem Speichern des XML-Codes wird automatisch auch der GUI-Builder aktualisiert. Die gesamte UI-Entwicklung funktioniert also bidirektional. Aus dem XML-Code erzeugt RapidClipse schließlich Javacode auf Basis von Vaadin.

GUI-Builder Einsatz in der Praxis

In der Praxis eignet sich der GUI-Builder in RapidClipse keineswegs nur für Rapid Prototyping, sondern definitiv für den produktiven Einsatz. Der generierte Code ist strukturiert, frei von unnötigen Methodenaufrufen und praktisch nicht von handgeschriebenem Code zu unterscheiden. Mit RapidClipse können UI-Designer die Frontendentwicklung vollständig übernehmen, ohne zwingend Programmierkenntnisse besitzen zu müssen. Die am Projekt arbeitenden Java Entwickler können dadurch entlastet werden und sich auf komplexere Aufgaben konzentrieren, wodurch Teams deutlich an Produktivität gewinnen.

Open Source Framework

Zu den zahlreichen IDE-Tools stellt RapidClipse ein leichtgewichtiges Framework zur Verfügung, das Vaadin und Hibernate stark vereinfacht, elegant miteinander verbindet und mit hilfreichen Funktionen erweitert.
Die gravierendste Vereinfachung bringt das Fully-Managed-Hibernate-Session Konzept mit sich, durch das sich der Entwickler nicht mehr mit Hibernate-Sessions und dem Status von Hibernate-Entities auseinandersetzen muss. Dazu enthält das Framework viele Features, die man in nahezu jeder Business-Anwendung braucht, u.a. ein durchgängiges Konzept für Authentifizierung und Autorisierung, Lösungen für konkurrierende Schreibzugriffe, Druck- und Daten-Exportfunktionen etc.

Web-Anwendungen

RapidClipse unterstützt Cross-Platform-Development. Jedes Projekt lässt sich aus ein- und derselben Codebase heraus als Web-Anwendung, hybride Mobile-App oder klassische Java-Desktop-Applikation deployen. Um das zu ermöglichen, setzt RapidClipse auf hybride Anwendungen, die auf einer Client-Server Architektur basieren. Der Serverteil (Vaadin Servlet) läuft auf einem zentralen Server oder in der Cloud. Als Laufzeitumgebung ist ein Servlet-Container wie Tomcat ausreichend. Beim Client handelt es sich um einen Web-Client (HTML/CSS/Java-Script), der im Falle einer konventionellen Web-Anwendung im Browser läuft. Der Client kann alternativ jedoch auch von einer nativen Komponente gerendert werden, die dann auf das jeweilige Zielsystem deployt werden muss, z.B. auf ein Smartphone.

Hybride Mobile-Apps

Vaadin (Hersteller) empfiehlt für die Mobile-App-Entwicklung progressive Web-Apps. Dabei handelt es sich um Web-Anwendungen die im Browser ablaufen und auf der Client-Seite sogenannte Service-Worker nutzen, um zum Beispiel Offlinebetrieb und Push-Notifications zu unterstützen. Damit lässt sich zweifellos eine bessere User-Experience erreichen. Zugriffe auf native System- und Gerätefunktionen wie Geolocation, Scanner, Bluetooth, NFC etc., sind damit jedoch nicht möglich. Mit Apache Cordova existiert eine JavaScript-Native-Bridge, die Web-Apps genau das ermöglicht, allerdings fehlt Vaadin die nötige serverseitige Implementierung der Cordova-Features. Brauchbare Apps für innovative IoT Lösungen konnte man mit Vaadin daher bislang nicht entwickeln.
Dieses Defizit wurde nun beseitigt. RapidClipse 3 stellt eine neue Mobile-API zur Verfügung, welche die in Vaadin fehlenden Cordova-Features implementiert. Damit kann man jetzt mit einfachen Java-Methodenaufrufen direkt auf alle wichtigen System- und Gerätefunktionen mobiler Geräte zugreifen. Unterstützt werden u.a. Zugriffe auf Geräte- und Systeminfos, Bewegungssensor, Vibration, Geolocation, Kompass, Barcode-Scanner, NFC, Bluetooth, SMS-Versand, Front- und Back-Camera, die Kontaktdatenbank sowie auf das lokale Dateisystem. Der Entwicklung innovativer IoT-Lösungen mit Vaadin steht nun nichts mehr entgegen.
Durch den Einsatz von Cordova ist das Endergebnis eine hybride App. Die App (nativer Client) wird fest auf dem Gerät installiert und ist für die Systemzugriffe, den Aufruf der Web-Anwendung sowie für das Rendern des HTML-Frontends zuständig, das innerhalb einer WebView im Fullscreen-Modus angezeigt wird. Mit dem entsprechenden CSS-Styling können hybride Apps sehr nah an das Aussehen nativer Apps heranreichen. Für das Deployen von Cordova-Apps bietet RapidClipse ein vollautomatisiertes Maven-Deployment, mit dem sich sowohl Android als auch iOS Apps builden lassen. Für iOS gibt es einen integrierten Cloud-Service, sodass man für das Builden von iOS-Apps keinen Mac mehr braucht.

Klassische Java Desktop Applikationen

Die von RapidClipse erzeugten Desktop-Applikationen basieren nicht etwa auf Swing, sondern sind ebenfalls Hybride. Analog zur hybriden App ist der native Client für den Aufruf der Web-App und das Rendern des Frontends mittels SWT-Browser zuständig. Desktop-Applikationen lassen sich sogar als Fat-Client (Single-User) ausliefern. Der Server läuft dann auf einem lokalen Jetty zusammen mit einer Embedded-Database. Als Alternative stehen dafür SQLite und H2 zur Verfügung.

Integrierte Java Cloud

Wer seine Anwendungen auf einfache Weise in einer realen Produktivumgebung testen möchte, kann diese mit wenigen Mausklicks in die angebundene XDEV Cloud deployen. Die XDEV Cloud funktioniert nach dem Dropbox-Prinzip. Das Motto ist: anmelden, hochladen, fertig. Mit der XDEV Cloud kann man zwar keine Dokumente hochladen, dafür aber Java-Servlets (WAR-Files) deployen. Die XDEV Cloud läuft auf AWS (Amazon Webservices) und ist standardmäßig full-managed. Unmittelbar nach der Anmeldung steht ein sogenannter App-Container zur Verfügung, bei dem es sich um eine AWS EC2 Instanz handelt (Abb.7). Ein aktuelles JDK, Tomcat, MySQL sowie ein Git Repository sind bereits vorinstalliert. Per Git-Push wird das lokale Projekt mit der Cloud synchronisiert. Anschließend startet man den Deploy-Prozess, der direkt in der Cloud stattfindet und insgesamt nur wenige Sekunden dauert.
Der Dienst richtet sich an Entwickler, die ihre Anwendungen in einer realen Cloud-Umgebung testen und betreiben möchten, die schnell verfügbar ist, nicht konfiguriert werden muss und weder Cloud- noch Container-Vorkenntnisse voraussetzt. Die XDEV Cloud ist kostenpflichtig. Die verfügbaren Pakete kosten zwischen 19,99 EUR und 199,99 EUR pro Monat.

Wo sind die Grenzen?

Workflows in RapidClipse, insbesondere der GUI-Builder, wecken Erinnerungen an frühere 4GL-Tools. Bei 4GL-Tools (z.B. Filemaker) handelt es sich um geschlossene Systeme, meist bestehend aus proprietärer Sprache, Entwicklungsumgebung und Datenbank. Was der Hersteller nicht eingebaut hat ist meist auch nicht möglich. Fehlende Objektorientierung und Abstraktionsmöglichkeiten, begrenzte Erweiterbarkeit und Skalierbarkeit führen erfahrungsgemäß zu schwer wartbaren Anwendungen, sobald diese wachsen.
Wer RapidClipse auch technisch mit einem 4GL-Tool gleichstellt und vorschnelle Schlüsse zieht, macht einen großen Fehler. RapidClipse ist im Grunde nur eine erweiterte Eclipse-Installation und das RapidClipse-Framework eine gewöhnliche Java-API. D.h., bei sämtlichen RapidClipse-Features handelt es sich um Default-Implementierungen, die man benutzen kann, jedoch nicht zwingend verwenden muss, egal ob generierter Code oder API. Jedes RapidClipse-Feature lässt sich grundsätzlich durch alternative Implementierungen ersetzen oder ergänzen. Damit verhält es sich bei RapidClipse grundsätzlich wie mit jeder anderen Java API.

Ausblick auf Version 4

Für RapidClipse 4, das für Oktober 2017 angekündigt wurde, stehen mit Java 9, der neuen Eclipse-Version Oxygen sowie der neuen Vaadin-Version 8 gleich drei wichtige Umstellungen an. Auch eine Unterstützung von Linux und Mac OS X soll nun kommen.
Aus dem 4GL-Umfeld soll es ein großes Interesse an einer Stored-Procedures (SP) Importfunktion geben, die es erlaubt, grafische Oberflächen ausschließlich mit Daten aus SPs zu versorgen. Umgekehrt erfolgt auch die Persistierung mit SPs. PL/SQL Entwickler wären damit in der Lage, RapidClipse Anwendungen bis auf wenige Ausnahmen vollständig in PL/SQL zu schreiben.
Highlight der Version 4 soll jedoch die Integration der neuen Java In-Memory-Datenbank Jetstream.one werden, die je nach Anwendungsfall 10 bis 1000 Mal schneller sein soll als relationale Datenbanken. Zugleich soll Jetstream.one die Entwicklung stark vereinfachen, indem die mit JPA verbundene Komplexität vollständig wegfällt und der Entwickler nur noch sein Objektmodell entwickeln und pflegen muss.

Fazit

RapidClipse ist eine gezielt zusammengestellte Eclipse-Distribution, welche insbesondere die Entwicklung grafischer Oberflächen mit Vaadin und die Datenbankentwicklung mit Hibernate stark vereinfacht und beschleunigt. Dafür bietet RapidClipse zahlreiche Optimierungen sowie zusätzliche Tools. Zielgruppe sind Anwendungsentwickler, die sich nicht mit technischen Details auseinandersetzen, sondern sich voll und ganz auf die Implementierung der Geschäftslogik konzentrieren möchten. RapidClipse wird auch Anwender begeistern, denen Java und Eclipse bislang zu kompliziert war und sich für Java eine visuelle Umgebung à la Visual Basic wünschen. Der Verbreitung von Eclipse dürfte das RapidClipse-Projekt in jedem Fall Auftrieb geben. Leider ist RapidClipse bislang nur für Windows verfügbar. Die kommende Version 4 soll dann auch unter Linux und Mac OS X laufen. RapidClipse ist lizenzkostenfrei verfügbar. Das gesamte Framework ist Open-Source.

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