Vortrag von Dirk Weil auf dem Expertenkreis Java, GEDOPLAN GmbH, Bielefeld

1. Java on Tracks
Modellbahnsteuerung mit JEE, MicroProfile
und self-contained Systems
Expertenkreis Java, 14.01.2021
Dirk Weil, GEDOPLAN GmbH

2. Dirk Weil
GEDOPLAN GmbH, Bielefeld
GEDOPLAN IT Consulting
Consulting, coaching, concepts, reviews, development
GEDOPLAN IT Training
Trainings in Berlin, Bielefeld, on-site
JEE since 1998
Speaker and author
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3. Die Ausgangslage
Job
Dachboden
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4. v5t11
Visual Train Control
VT 11.5
http://commons.wikimedia.org/wiki/
File:601_Verkehrsmuseum_Nuernberg_11092010_complete_train.JPG
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5. Aufgaben von V5T11
Stellwerk
Führerstand
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6. Technische Basis: Digitalsteuerung Selectrix
Keine getrennten Stromkreise
Fahrspannung mit aufgeprägtem Digitalsignal
Loks enthalten Decoder
Fahrstufe
Richtung
Fahrlicht
Zusatzfunktionen (Sound etc.)
Systeme meist multiprokollfähig
SX (Selectrix)
DCC (NMRA-Standard)
MM (Motorola/Märklin)
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7. Technische Basis: Digitalsteuerung Selectrix
Gleise werden mit Besetztmeldern überwacht
Weichen und Signale werden mit Funktionsdecodern gesteuert
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1 Byte 8 Gleise
1 Byte 8 W. / S.

8. Domäne
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Gleis
Lok
Weiche
Signal
Lokdecoder
Funktionsdecoder
Besetztmelder
Fahrstraße
Gleisverbindung

9. Fahrstraßen-
verwaltung
Fahrzeug-
verwaltung
Statusverwaltung
Domäne
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Lok
Gleis
Weiche
Signal
Lokdecoder
Funktionsdecoder
Besetztmelder Fahrstraße
Gleisverbindung
Gleis
Weiche
Signal
Lokdecoder
, Bounded Contexts

10. Microservices, Self-contained Systems
Microservice
Modularisierungsansatz
hohe innere Kohärenz
geringe äußere Kopplung
passt gut zu Bounded Context
"Micro" nicht weiter spezifiziert
SCS
Autonome (Teil-)Anwendung
Alleine lauffähig (Vorsicht bei synchroner Kommunikation!)
Eigene Datenhaltung
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11. v5t11-SCSs
Teilanwendungen als SCSs
Quarkus
Jakarta EE + MicroProfile
Persistenz mit JPA, Hibernate, PostgreSQL
Synchrone Kommunikation via REST API und MP Rest Client
Asynchrone Kommunikation mit MP Reactive Messaging, MQTT
Web-UI mittels JSF (!)
(Altlast derzeit noch: Stellwerk hat Swing-UI)
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12. Statusverwaltung v5t11-status
Anbindung Digitalzentrale mit serieller Schnittstelle / USB
 https://fazecast.github.io/jSerialComm/
REST-API
für Signale
etc.
Web-UI für
Administration
und Debugging
Demo!
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@Path("signal")
@Dependent
public class SignalEndpoint {
@PUT
@Path("{bereich}/{name}")
@Consumes(MediaType.MEDIA_TYPE_WILDCARD)
public void putSignalStellung(@PathParam("bereich") String

13. Fahrstraßenverwaltung v5t11-fahrstrassen
MP Rest Client
zum Stellen von
Signalen etc.
MP Reactive Messaging für asynchrone Änderungsmeldungen
Demo!
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@RegisterRestClient(configKey = "v5t11.status")
public interface StatusGateway {
@PUT
@Path("signal/{bereich}/{name}")
@Consumes(MediaType.TEXT_PLAIN)
void signalStellen(@PathParam("bereich") String bereic
@Incoming("gleis-in")
void gleisChanged(byte[] msg) {
String json = new String(msg);
@Inject @Channel("gleis-out")
Emitter<String> gleisEmitter;
public void publish(Gleis gleis) {
String json = …
this.gleisEmitter.send(json);

14. Fahrzeugverwaltung v5t11-fahrzeuge
MP Rest Client und MP Reactive Messaging analog
Web-UI zur Fahrzeugkonfiguration und Steuerung mit JSF
Demo!
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15. Visualisierung v5t11-leitstand
Alte Swing-Anwendung mit Quarkus-Unterbau
MP Rest Client und MP Reactive Messaging wie zuvor
Demo!
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16. Weitere Planung
Fahrzeug-Verfolgung
Welches Fahrzeug steht/fährt wo?
Vorsignalautomatik
Vorsignale folgen dem nächsten Hauptsignal im Fahrweg
Teilautomatisierung
Automatisches Abstellen im Schattenbahnhof
Ausblenden der Geräusche in unsichtbaren Abschnitten
Betrieb als Docker-Container in Kubernetes
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17. Erfahrungen, Rückblick
Erste EE-Version war ein Monolith
Java EE 6, JBoss 7
Aufsplittung in SCSs
+ Überschaubare Einheiten
+ Entkopplung der Datenmodelle
+ zügiges (Re-) Deployment
- Teilredundante Daten
- Kommunikationsaufwand
Quarkus
+ schnelle Entwicklungszyklen
+ schnell wachsendes Ökosystem
MicroProfile
+ Simple und leistungsfähige Bausteine (Config, Rest Client, …)
+ Leichte Einbindung von Message Brokern (MQTT, AMQP, …)
- Reactive Messaging abstrahiert nicht weit genug (z. B. Nutzlast)
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18. … und was ist mit dem "echten Leben"?
Steuerung eines
fahrerlosen
Transportsystems
(FTS)
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19. More
github.com/dirkweil/v5t11
Projekt
www.gedoplan.de
Trainings in Berlin, Bielefeld, inhouse
www.gedoplan.de
Reviews, Coaching, …
Blog
 dirk.weil@gedoplan.de
@dirkweil
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