?
1?
?
J2EE
多層應(yīng)用分析
1.1? ???????
J2EE
層次結(jié)構(gòu)
J2EE
的三層結(jié)構(gòu)在業(yè)界是指表示層
(Presentation)
，業(yè)務(wù)邏輯層
(Business logic)
以及基礎(chǔ)架構(gòu)層
(Infrastructure)
。這樣的劃分當(dāng)然是經(jīng)典的，但是在實(shí)際項(xiàng)目中，往往會(huì)對(duì)三層體系結(jié)構(gòu)做一些擴(kuò)展來(lái)滿足項(xiàng)目的需要。一個(gè)最常用的擴(kuò)展就是將三層體系擴(kuò)展為五層體系，即表示層
(Presentation)
、控制
/
中介層
(Controller/Mediator)
、領(lǐng)域?qū)?/span>
(Domain)
、 數(shù)據(jù)持久層
(Data Persistence)
和數(shù)據(jù)源層
(Data Source)
。它其實(shí)是在三層架構(gòu)中增加了兩個(gè)中間層。控制
/
中介層位于表示層和領(lǐng)域?qū)又g，數(shù)據(jù)持久層位于領(lǐng)域?qū)雍突A(chǔ)架構(gòu)層之間。而輕量級(jí)架構(gòu)
Struts + Spring + Ibatis
可以實(shí)現(xiàn)J2EE多層結(jié)構(gòu)，Struts 用于表示層、控制層，Spring 用于業(yè)務(wù)處理層，而Ibatis 用于數(shù)據(jù)持久層。
1.2? ???????
Struts
框架
Struts
是一個(gè)基于Sun J2EE平臺(tái)的MVC框架，主要是采用Servlet和JSP技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。是開(kāi)發(fā)Web應(yīng)用程序的開(kāi)放源碼的Framework。Struts把Servlet、JSP、自定義標(biāo)簽和信息資源(message resources)整合到一個(gè)統(tǒng)一的框架中，開(kāi)發(fā)人員利用其進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)不用再自己編碼實(shí)現(xiàn)全套MVC模式，極大的節(jié)省了時(shí)間，Struts包括如下的主要功能：
☆
?
包含一個(gè)controller servlet，能將用戶的請(qǐng)求發(fā)送到相應(yīng)的Action對(duì)象。
☆
?
JSP
自由tag庫(kù)，并且在controller servlet中提供關(guān)聯(lián)支持，幫助開(kāi)發(fā)員創(chuàng)建交互式表單應(yīng)用。
☆
?
提供了一系列實(shí)用對(duì)象：XML處理、通過(guò)Java reflection APIs自動(dòng)處理JavaBeans屬性、國(guó)際化的提示和消息
。
1.3? ???????
Spring
框架
Spring
是一個(gè)目前非常活躍的開(kāi)源項(xiàng)目；它是一個(gè)基于IoC（Inversion of Control）和AOP（Aspect-Oriented Programming）的，輕量級(jí)的，多層j2ee系統(tǒng)的框架，但它不強(qiáng)迫你必須在每一層中必須使用Spring，它模塊化的很好，允許你根據(jù)自己的需要選擇使用它的某一個(gè)模塊；它實(shí)現(xiàn)了很優(yōu)雅的MVC
，對(duì)不同的數(shù)據(jù)訪問(wèn)技術(shù)提供了統(tǒng)一的接口，采用IoC使得可以很容易的實(shí)現(xiàn)bean的裝配，提供了簡(jiǎn)潔的AOP并據(jù)此實(shí)現(xiàn)Transcation Managment，等等
[ 1 ]
。
Spring
雖然提供了MVC Web框架的解決方案，但是也能與其他的web框架相結(jié)合使用，如struts、Webwork、JFS等。Spring也可以與其他持久層結(jié)構(gòu)相結(jié)合，如：jdbc、Hibernate、Ibatis等，能夠使用AOP的技術(shù)提供事務(wù)處理等功能
。?
1.4? ???????
數(shù)據(jù)關(guān)系映射
Ibatis
Ibatis
提供了ORM機(jī)制，對(duì)業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)人員而言，面對(duì)的是純粹的Java對(duì)象， 這一層與通過(guò)Hibernate 實(shí)現(xiàn)ORM 而言基本一致，而對(duì)于具體的數(shù)據(jù)操作，Hibernate 會(huì)自動(dòng)生成SQL 語(yǔ)句，而Ibatis 則要求開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)具體的SQL 語(yǔ)句。相對(duì)Hibernate等 “全自動(dòng)”O(jiān)RM機(jī)制而言，Ibatis 以SQL開(kāi)發(fā)的工作量和數(shù)據(jù)庫(kù)移植性上的讓步，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更大的自由空間。作為“全自動(dòng)”O(jiān)RM 實(shí)現(xiàn)的一種有益補(bǔ)充，Ibatis 的出現(xiàn)顯得別具意義
[ 2 ]
。
?
2?
?
J2EE
輕量級(jí)架構(gòu)
2.1? ???????
架構(gòu)
?
?
??????????
??
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 圖1? 框架示意圖
2.2? ???????
View
層
在視圖層主要使用Struts結(jié)構(gòu)的技術(shù)。
☆
TagLib
在jsp的前端頁(yè)面中使用Struts提供的標(biāo)簽完成頁(yè)面數(shù)據(jù)邏輯的組織與顯示。如（html，bean，logic等）
☆
國(guó)際化的消息處理功能
在jsp頁(yè)面中不出現(xiàn)特定語(yǔ)言的字符串描述，將這些統(tǒng)一的字符串信息統(tǒng)一的提取到文件中，通過(guò)Struts的Bean標(biāo)簽提取。便于整個(gè)系統(tǒng)的語(yǔ)言變更與組織。
☆
界面組合功能Tiles
頁(yè)面中將使用Struts的技術(shù)，統(tǒng)一組織頁(yè)面的結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)改版、維護(hù)。
控制層中依然使用Struts結(jié)構(gòu)。此層將接受、處理View發(fā)送的請(qǐng)求，在對(duì)信息初步的驗(yàn)證、處理后，將把此請(qǐng)求委派給后端的業(yè)務(wù)處理層去處理。等待業(yè)務(wù)處理完成之后，將把處理結(jié)果傳遞給View層進(jìn)行表現(xiàn)。
在該層中使用Service模式，提供給Control層必要的處理方法。
在接收到Control層的業(yè)務(wù)處理請(qǐng)求后，按照業(yè)務(wù)規(guī)范、算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。將處理結(jié)果返回給Control層。
本層屬于低級(jí)的數(shù)據(jù)處理層，將完成具體的數(shù)據(jù)處理工作，如數(shù)據(jù)的增加，更新，查詢，刪除等。
本層使用DAO（Data Access Object）的設(shè)計(jì)模式
[ 3 ]
，屏蔽多數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)上層應(yīng)用的影響，并使用Ibatis的ORMapping技術(shù)，降低數(shù)據(jù)操作的復(fù)雜程度。
3?
?
數(shù)據(jù)持久層解決方案
3.1? ??????????
數(shù)據(jù)持久層
將數(shù)據(jù)持久單獨(dú)作為
J2EE
體系一個(gè)層提出來(lái)，表面上是因?yàn)閿?shù)據(jù)持久性是企業(yè)實(shí)際開(kāi)發(fā)中比較棘手的一個(gè)方面，數(shù)據(jù)持久層設(shè)計(jì)的成功與否往往對(duì)項(xiàng)目起著至關(guān)重要的影響，單獨(dú)將其提出來(lái)以便在開(kāi)發(fā)中能夠避免它的設(shè)計(jì)草率。究其最深刻的內(nèi)因，則是在對(duì)象范例和關(guān)系范例這兩大領(lǐng)域之間“阻抗不匹配”。對(duì)象范例基于軟件工程的一些原理，例如耦合、聚合和封裝，而關(guān)系范例則基于數(shù)學(xué)原理，特別是集合論的原理。兩種不同的理論基礎(chǔ)導(dǎo)致各自有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。而且，對(duì)象范例側(cè)重于從包含數(shù)據(jù)和行為的對(duì)象中構(gòu)建應(yīng)用程序，而關(guān)系范例則主要針對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。當(dāng)為訪問(wèn)而尋找一種合適的方法時(shí)，“阻抗不匹配”就成了主要矛盾：使用對(duì)象范例，通過(guò)它們的關(guān)系來(lái)訪問(wèn)對(duì)象，而使用關(guān)系范例，則通過(guò)復(fù)制數(shù)據(jù)來(lái)連接表中的行。這種基本的差異導(dǎo)致兩種范例的結(jié)合并不理想，于是有人提出對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)以希望解決這個(gè)問(wèn)題。但是，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟，占據(jù)了數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)
90
％以上的份額，對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)的普及尚需時(shí)日。數(shù)據(jù)持久層就是要在對(duì)象－關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之間提供一個(gè)成功的企業(yè)級(jí)別的映射解決方案，盡最大可能彌補(bǔ)這兩種范例之間的差異。
3.2? ??????????
J2EE
體系解決方案
3.2.1?
???
EJB
CMP (
容器管理持久
)
實(shí)體
Bean
，提供健壯的數(shù)據(jù)持久性。
Bean
容器處理大部分的數(shù)據(jù)完整性、資源管理和并發(fā)性功能，從而使開(kāi)發(fā)人員關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)處理，而不是這些低級(jí)細(xì)節(jié)。使用
Bean
管理的持久性
(Bean Managed Persistence
，
BMP)
實(shí)體
Bean
時(shí)，開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)持久性代碼而容器確定何時(shí)執(zhí)行該代碼。使用容器管理的持久性??
( Container Managed Persistence
，
CMP)
實(shí)體
Bean
時(shí)，容器生成持久性代碼并管理持久性邏輯
[ 4 ]
。
3.2.2?
???
JDO
Java
數(shù)據(jù)對(duì)象
(JDO)
是一個(gè)存儲(chǔ)
Java
對(duì)象的規(guī)范
[ 5 ]
。它已經(jīng)被
JCP
組織定義成
JSR12
規(guī)范。規(guī)范的兩個(gè)主要目的是提供數(shù)據(jù)處理和訪問(wèn)機(jī)制的
API
以及允許規(guī)范的實(shí)現(xiàn)作為應(yīng)用服務(wù)器的一部分。
Java
數(shù)據(jù)對(duì)象是最新的持久性規(guī)范。
JDO
提供了面向?qū)ο蟮某志脭?shù)據(jù)存儲(chǔ)。開(kāi)發(fā)人員使用
POJO(
無(wú)格式普通
Java
對(duì)象，
Plain Ordinary Java Object)
來(lái)裝入和存儲(chǔ)持久數(shù)據(jù)。
3.2.3?
???
ORM
ORM
具有自我存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的能力，對(duì)對(duì)象的改變能夠直接得以存儲(chǔ)，而不考慮數(shù)據(jù)庫(kù)存取代碼。這樣，把全部精力集中到對(duì)對(duì)象和類進(jìn)行編程，解決業(yè)務(wù)問(wèn)題。在整個(gè)系統(tǒng)中除了這一個(gè)層次，沒(méi)有一句數(shù)據(jù)庫(kù)存取代碼。其中，
Hibernate
、Ibatis等
作為
ORM
中最好的開(kāi)源工具，受到數(shù)量眾多的程序員的擁護(hù)。
4?
?
基于輕量級(jí)架構(gòu)的應(yīng)用案例分析
某大型水利信息系統(tǒng)需要使用
J2EE
平臺(tái)以滿足分布式處理、事務(wù)管理和安全的要求，
使整個(gè)軟件呈現(xiàn)分層的體系結(jié)構(gòu)，支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展，支持多語(yǔ)言界面的調(diào)整，支持頁(yè)面整體布局的可擴(kuò)展性調(diào)整。封裝業(yè)務(wù)邏輯，使得在外部條件變化時(shí)，將影響盡可能的降低，即采用了基于J2EE的輕量級(jí)架構(gòu)。圖2是信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，圖3是系統(tǒng)包結(jié)構(gòu)
?
??????????????????????????????????
圖2? 體系結(jié)構(gòu)圖
?
?
圖3? 系統(tǒng)包結(jié)構(gòu)
?
圖3中箭頭表示軟件包之間的依賴關(guān)系。獨(dú)立的包會(huì)被Spring、struts、Ibatis框架結(jié)構(gòu)間接的與其他軟件包關(guān)聯(lián)。
4.1? ??????????
系統(tǒng)剖析
4.1.1?
???
包結(jié)構(gòu)描述
☆
com.water.query.dao
：該包內(nèi)的類將引入Ibatis的重要組件，使系統(tǒng)能夠感知功能操作的接口與接口實(shí)現(xiàn)類的關(guān)系，這些信息是Ibatis自動(dòng)映射的前提條件之一。
☆
com.water.query.dao.sqlmapdao
：該包是數(shù)據(jù)訪問(wèn)的核心，使用Spring結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)層功能引進(jìn)對(duì)Ibatis的支持
☆
com.water.query.dao.iface
：該包規(guī)定了所有業(yè)務(wù)的訪問(wèn)接口，只有在此包的接口中定義的方法才會(huì)被用戶使用。是本系同中所有原子數(shù)據(jù)操作的定義點(diǎn)。
☆
Ibatis
：該包是由Ibatis數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)定義。由支持機(jī)構(gòu)提供支持。
☆
com.water.query.dao.sqlmapdao.sql
：該包定義了所有操作的SQL（Sequence Query Language）語(yǔ)句，以及SQL語(yǔ)句與具體值對(duì)象的映射關(guān)系。
☆
com.water.query.form
：該包定義了本系統(tǒng)中用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)念悺＿@些類實(shí)例是Web界面層與業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)層之間的橋梁，起著傳輸數(shù)據(jù)的功能。
☆
com.water.query.service
： 該包是本系統(tǒng)引入Spring結(jié)構(gòu)的入口點(diǎn)。通過(guò)該入口，系統(tǒng)中其他成員可以通過(guò)IoC（依賴倒轉(zhuǎn)）功能訪問(wèn)具體業(yè)務(wù)的Service對(duì)象。
☆
com.water.query.condition
：該包內(nèi)定義了一系列簡(jiǎn)單JavaBean，這些JavaBean將攜帶SQL需要的參數(shù)穿行于軟件的Control層與Model層之間。
☆
com.water.log
：該包中定義了本系統(tǒng)使用的log組件。
☆
com.water.query.domain.baseinfo
：該包定義了所有基本信息查詢模塊將要使用的數(shù)據(jù)傳輸類。
?
4.1.2?
???
控制層
在視圖層和控制層中采用了Struts框架，在傳統(tǒng)的Struts用法中，我們一般都有幾個(gè)Action Bean和相應(yīng)的form bean ，但在此設(shè)計(jì)中并不拘泥于Struts的傳統(tǒng)固定用法，這里只用了一個(gè)自定義Action類，并且在form bean類的定義上也是創(chuàng)新的。
非傳統(tǒng)的Struts開(kāi)發(fā)模式，關(guān)鍵就在Struts Action類和form bean類上。Struts Action類只有一個(gè)：BeanAction，這與傳統(tǒng)的struts編程方式很不同。BeanAction類是一個(gè)通用類，利用反射原理
[ 6 ]
，根據(jù)URL來(lái)決定調(diào)用form bean的哪個(gè)方法。BeanAction大大簡(jiǎn)化了struts的編程模式，降低了對(duì)struts的依賴。利用這種模式，我們會(huì)很容易的把它移植到新的框架如JSF，Spring。
這樣重心就轉(zhuǎn)移到form bean上了，它已經(jīng)不是普通意義上的form bean了。它不僅僅有數(shù)據(jù)和校驗(yàn)/重置方法，而且已經(jīng)具有了行為，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，它更像一個(gè)BO(Business Object)，Struts-config.xml的配置里有3種映射方式，來(lái)告訴BeanAction把控制轉(zhuǎn)到哪個(gè)form bean對(duì)象的哪個(gè)方法來(lái)處理。form bean的這些方法的簽名很簡(jiǎn)單，例如：
public String myActionMethod(){
?
???????????????????
?//..work
???????????????????
??return "success";
?}
方法的返回值直接就是字符串，對(duì)應(yīng)的是forward的名稱，而不再是ActionForward對(duì)象，創(chuàng)建ActionForward對(duì)象的任務(wù)已經(jīng)由BeanAction類代勞了。
?
4.1.3?
???
業(yè)務(wù)層
利用Spring Framework 的BeanFactory機(jī)制,采用自定義的工具類（bean工廠類）來(lái)加載spring的配置文件，從中可以看出Spring有多靈活，它提供了各種不同的方式來(lái)使用其不同的部分/層次，您只需要用你想用的，不需要的部分可以不用。
具體的來(lái)說(shuō)，創(chuàng)建CustomBeanFactory類，Spring的配置文件applicationContext.xml。以下就是該類的全部代碼，很簡(jiǎn)單：
public final class CustomBeanFactory {
static XmlBeanFactory factory = null;
static {
???? Resource is = new
InputStreamResource( CustomBeanFactory.class.
getResourceAsStream("applicationContext.xml"));
???? factory = new XmlBeanFactory(is);?????????????
}
public static Object getBean(String beanName){
???? return factory.getBean(beanName);
}
}
實(shí)際上就是封裝了Spring 的XMLBeanFactory而已，并且Spring的配置文件只需要加載一次，以后就可以直接用CustomBeanFactory.getBean("someBean")來(lái)獲得需要的對(duì)象了(例如someBean)，而不需要知道具體的類。CustomBeanFactory類用于{耦合1}的解耦。CustomBeanFactory類用于表現(xiàn)層的form bean對(duì)象獲得service類的對(duì)象。
4.1.4?
???
數(shù)據(jù)持久層的配置
4.1.4.1?
????
Spring
配置文件
Spring
在設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮到了與Struts的協(xié)同工作，并且對(duì)Ibatis 有很好的支持，在此輕量級(jí)架構(gòu)中，不需要對(duì)Ibatis單獨(dú)進(jìn)行配置，只需對(duì) Spring 進(jìn)行配置就以足夠。以下就是Spring的配置文件
applicationContext.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN"
"http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">
<beans>
<bean id="dataSource"
class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource"destroy-method="close">
<property name="driverClassName"><value>net.sourceforge.jtds.jdbc.Driver</value>
</property>
<property name="url"><value>jdbc:jtds:sqlserver://127.0.0.1:1433/Sample</value>
</property>
<property name="username"><value>test</value></property>
<property name="password"><value>changeit</value></property>
</bean>
<bean id="sqlMapClient"class="org.springframework.orm.ibatis.SqlMapClientFactoryBean">
<property name="configLocation"><value>SqlMapConfig.xml</value></property>
</bean>
<bean id="transactionManager"
class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
<property name="dataSource"><ref local="dataSource"/></property>
</bean>
<bean id="userDAO" class="net.xiaxin.dao.UserDAO">
<property name="dataSource"><ref local="dataSource" /></property>
<property name="sqlMapClient"><ref local="sqlMapClient" /></property>
</bean>
</beans>
可以看到：
1
．
sqlMapClient
節(jié)點(diǎn)
sqlMapClient
節(jié)點(diǎn)實(shí)際上配置了一個(gè)
sqlMapClient
的創(chuàng)建工廠類。
configLocation
屬性配置了
ibatis
映射文件的名稱。
2
．
transactionManager
節(jié)點(diǎn)
transactionManager
采用了
Spring
中的
DataSourceTransactionManager
。
3
．
userDAO
節(jié)點(diǎn)
對(duì)應(yīng)的，
UserDAO
需要配置兩個(gè)屬性，
sqlMapClient
和
DataSource
，
sqlMapClient
將從指定的
DataSource
中獲取數(shù)據(jù)庫(kù)連接。
4.1.4.2?
????
Ibatis
映射文件
sqlMapConfig.xml:
<sqlMapConfig>
<sqlMap resource="net/xiaxin/dao/entity/user.xml"/>
</sqlMapConfig>
user.xml
為：
<sqlMap namespace="User">
<typeAlias alias="user" type="net.xiaxin.dao.entity.User" />
<insert id="insertUser" parameterClass="user">
INSERT INTO users ( username, password) VALUES ( #username#,
#password# )
</insert>
</sqlMap>
UserDAO.java
：
public class
UserDAO extends SqlMapClientDaoSupport implements
IUserDAO {
public void
insertUser(User user) {
getSqlMapClientTemplate().update("insertUser", user);
}
}
SqlMapClientDaoSupport
是
Spring
中面向
ibatis
的輔助類，它負(fù)責(zé)調(diào)度
DataSource
、
SqlMapClientTemplate
完成
ibatis
操作，而
DAO
則通過(guò)對(duì)此類進(jìn)行擴(kuò)展獲得上述功能。上面配置文件中針對(duì)
UserDAO
的屬性設(shè)置部分，其中的屬性也是繼承自于這個(gè)基類。
SqlMapClientTemplate
對(duì)傳統(tǒng)
SqlMapClient
調(diào)用模式進(jìn)行了封裝，簡(jiǎn)化了上層訪問(wèn)代碼。
5?
?
總結(jié)
從軟件層次結(jié)構(gòu)的角度來(lái)說(shuō)，軟件的框架要具有較高的伸縮性和可擴(kuò)展性，本文所討論的J2EE輕量級(jí)架構(gòu)，由于它采用了Struts框架，因而它的模塊化設(shè)計(jì)得到了很好的應(yīng)用，層次非常清晰，具有很好的可復(fù)用度，但是，同時(shí)，此架構(gòu)存在可伸縮性問(wèn)題，
架構(gòu)
中明顯存在可伸縮性問(wèn)題的設(shè)計(jì)是
Action
。控制器
ActionServlet
對(duì)每個(gè)
Action
類只創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例
,
所有對(duì)該
Action
類的請(qǐng)求都用這個(gè)實(shí)例進(jìn)行處理
,
因此
,
它是無(wú)狀態(tài)的、多線程共享的。這意味著
Action
實(shí)例的數(shù)量是一個(gè)常數(shù)
,
不能隨工作量增加而增加。此外，
反射的利用是對(duì)架構(gòu)擴(kuò)展的一個(gè)有益嘗試，雖然提供了非常好的應(yīng)用開(kāi)發(fā)模式，但是它還非常新，一直在發(fā)展中。數(shù)據(jù)持久層中，Ibatis的應(yīng)用給人一種耳目一新的感覺(jué)，但它也存在著一些不足之處，例如相對(duì)于Hibernate ，Ibatis不能直接生成sql語(yǔ)句，需要人工編寫(xiě)。
輕量級(jí)架構(gòu)結(jié)合Struts、Spring、Ibatis ,充分發(fā)揮了三者的優(yōu)點(diǎn)， 基于輕量級(jí)框架的
J2EE
架構(gòu)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)清晰，有很好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，非常適于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。