Struts,MVC的一種開放源碼實(shí)現(xiàn) |
作者:Malcolm G. Davis 來自:IBM 本文介紹 Struts,它是使用 servlet 和 JavaServer Pages 技術(shù)的一種 Model-View-Controller 實(shí)現(xiàn)。Struts 可幫助您控制 Web 項(xiàng)目中的變化并提高專業(yè)化水平。盡管您可能永遠(yuǎn)不會(huì)用 Struts 實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng),但您可以將其中的一些思想用于您以后的 servlet 和 JSP 網(wǎng)頁的實(shí)現(xiàn)中。 簡(jiǎn)介 小學(xué)生也可以在因特網(wǎng)上發(fā)布 HTML 網(wǎng)頁。但是,小學(xué)生的網(wǎng)頁和專業(yè)開發(fā)的網(wǎng)站有質(zhì)的區(qū)別。網(wǎng)頁設(shè)計(jì)人員(或者 HTML 開發(fā)人員)必須理解顏色、用戶、生產(chǎn)流程、網(wǎng)頁布局、瀏覽器兼容性、圖像創(chuàng)建和 JavaScript 等等。設(shè)計(jì)漂亮的網(wǎng)站需要做大量的工作,大多數(shù) Java 開發(fā)人員更注重創(chuàng)建優(yōu)美的對(duì)象接口,而不是用戶界面。JavaServer Pages (JSP) 技術(shù)為網(wǎng)頁設(shè)計(jì)人員和 Java 開發(fā)人員提供了一種聯(lián)系鈕帶。 如果您開發(fā)過大型 Web 應(yīng)用程序,您就理解變化這個(gè)詞的含義。“模型-視圖-控制器”(MVC) 就是用來幫助您控制變化的一種設(shè)計(jì)模式。MVC 減弱了業(yè)務(wù)邏輯接口和數(shù)據(jù)接口之間的耦合。Struts 是一種 MVC 實(shí)現(xiàn),它將 Servlet 2.2 和 JSP 1.1 標(biāo)記(屬于 J2EE 規(guī)范)用作實(shí)現(xiàn)的一部分。盡管您可能永遠(yuǎn)不會(huì)用 Struts 實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng),但了解一下 Struts 或許使您能將其中的一些思想用于您以后的 Servlet 的 JSP 實(shí)現(xiàn)中。 在本文中,我將以一個(gè) JSP 文件為起點(diǎn)討論該網(wǎng)頁的優(yōu)缺點(diǎn),該文件中使用的元素可能是您所熟悉的。隨后我將討論 Struts,并說明它是如何控制您的 Web 項(xiàng)目中的變化并提高專業(yè)化水平的。最后,我將重新開發(fā)這個(gè)簡(jiǎn)單的 JSP 文件,在開發(fā)過程中我已顧及到網(wǎng)頁設(shè)計(jì)人員和變化。 一個(gè) JSP 文件就是一個(gè) Java servlet JavaServer Page (JSP) 文件只是審視 servlet 的另一種方式。JSP 文件的概念使我們能夠?qū)?Java servlet 看作一個(gè) HTML 網(wǎng)頁。JSP 消除了 Java 代碼中經(jīng)常出現(xiàn)的討厭的 print() 語句。JSP 文件首先被預(yù)處理為 .java 文件,然后再編譯為 .class 文件。如果您使用的是 Tomcat,則可以在 work 目錄下查看預(yù)處理后的 .java 文件。別的容器可能將 .java 和 .class 文件存儲(chǔ)在其他位置;這個(gè)位置與容器有關(guān)。圖 1 說明了從 JSP 文件到 servlet 的流程。
(這與 Microsoft 的 Active Server Page (ASP) 明顯不同。ASP 被編譯到內(nèi)存中,而不是編譯到一個(gè)單獨(dú)的文件中。) 簡(jiǎn)單的獨(dú)立 JSP 文件 在小型 JSP 應(yīng)用程序中,經(jīng)常會(huì)看到數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯和用戶界面被組合在一個(gè)代碼模塊中。此外,應(yīng)用程序通常還包含用來控制應(yīng)用程序流程的邏輯。清單 1 和圖 2 展示了允許用戶加入一個(gè)郵件列表的一個(gè)簡(jiǎn)單 JSP 文件。 清單 1. join.jsp -- 一個(gè)簡(jiǎn)單的請(qǐng)求和響應(yīng) JSP 文件 <%@ page language="java" %>
這個(gè)郵件列表 JSP 文件是一個(gè)獨(dú)立的、自主完成所有任務(wù)的模塊。未包含在這個(gè) JSP 文件中的僅有代碼是包含在 isValidEmail() 中的實(shí)際驗(yàn)證代碼和將電子郵件地址存入數(shù)據(jù)庫的代碼。(將 isValidEmail() 方法分離到可重用的代碼中似乎是當(dāng)然的選擇,但我曾見過直接嵌入網(wǎng)頁中的 isValidEmail() 代碼。單頁方法的優(yōu)點(diǎn)是易于理解,并且最初也易于構(gòu)建。此外,對(duì)于各種圖形化開發(fā)工具,入門也很容易。 join.jsp 的活動(dòng) 1. 顯示打開的輸入網(wǎng)頁。 單頁方法的后果 ☆ HTML 和 Java 強(qiáng)耦合在一起 ☆ Java 和 JavaScript 的不足 ☆ 內(nèi)嵌的流程邏輯 ☆ 調(diào)試?yán)щy ☆ 強(qiáng)耦合 ☆ 美學(xué) 請(qǐng)別在我的 HTML 中加入太多的 Java 代碼 在清單 1 中,不是 Java 代碼中有大量的 HTML,而是在 HTML 文件中有大量的 Java 代碼。從這個(gè)觀點(diǎn)來看,除了允許網(wǎng)頁設(shè)計(jì)人員編寫 Java 代碼之外,我實(shí)際上沒做什么。但是,我們并不是一無所有;在 JSP 1.1 中,我們獲得一種稱為“標(biāo)記”的新特性。 JSP 標(biāo)記只是將代碼從 JSP 文件中抽取出來的一種方式。有人將 JSP 標(biāo)記看作是 JSP 文件的宏,其中用于這個(gè)標(biāo)記的代碼包含在 servlet 中。(宏的觀點(diǎn)在很大程度上是正確的。)出于同樣的原因,我不希望在 Java 代碼中看到 HTML 標(biāo)記,我也不希望在 JSP 文件中看到 Java 代碼。JSP 技術(shù)的整個(gè)出發(fā)點(diǎn)就是允許網(wǎng)頁設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建 servlet,而不必糾纏于 Java 代碼。標(biāo)記允許 Java 程序員將 Java 代碼偽裝成 HTML 來擴(kuò)展 JSP 文件。圖 3 顯示了從 JSP 網(wǎng)頁中抽取代碼并將它們放入 JSP 標(biāo)記中的一般概念。
清單 2 是用來說明 Struts 標(biāo)記的功能的一個(gè)例子。在清單 2 中,正常的 HTML <form> 標(biāo)記被用 Struts <form:form> 標(biāo)記替換。清單 3 顯示了瀏覽器接收到的結(jié)果 HTML。瀏覽器獲得 HTML <form> 標(biāo)記,但帶有附加代碼,如 JavaScript。附加的 JavaScript 激活 email 地址域。服務(wù)器端的 <form:form> 標(biāo)記代碼創(chuàng)建適當(dāng)?shù)?HTML,并使網(wǎng)頁設(shè)計(jì)人員不再接觸 JavaScript。 清單 2. Struts 的 form 標(biāo)記 <form:form action="join.do" focus="email" > 清單 3. 發(fā)送給瀏覽器的結(jié)果 HTML <form name="joinForm" method="POST" action="join.do;jsessionid=ndj71hjo01"> 有關(guān) JSP 標(biāo)記的注意事項(xiàng): ☆ JSP 標(biāo)記需要一個(gè)運(yùn)行 JSP 1.1 或更高版本的容器。 模型-視圖-控制器 (MVC) JSP 標(biāo)記只解決了部分問題。我們還得處理驗(yàn)證、流程控制和更新應(yīng)用程序的狀態(tài)等問題。這正是 MVC 發(fā)揮作用的地方。MVC 通過將問題分為三個(gè)類別來幫助解決單一模塊方法所遇到的某些問題: ☆ Model(模型) ☆ View(視圖) ☆ Controller(控制器) MVC Model 2 Web 向軟件開發(fā)人員提出了一些特有的挑戰(zhàn),最明顯的就是客戶機(jī)和服務(wù)器的無狀態(tài)連接。這種無狀態(tài)行為使得模型很難將更改通知視圖。在 Web 上,為了發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用程序狀態(tài)的修改,瀏覽器必須重新查詢服務(wù)器。 另一個(gè)重大變化是實(shí)現(xiàn)視圖所用的技術(shù)與實(shí)現(xiàn)模型或控制器的技術(shù)不同。當(dāng)然,我們可以使用 Java(或者 PERL、C/C++ 或別的語言)代碼生成 HTML。這種方法有幾個(gè)缺點(diǎn): ☆ Java 程序員應(yīng)該開發(fā)服務(wù),而不是 HTML。 對(duì)于 Web,需要修改標(biāo)準(zhǔn)的 MVC 形式。圖 4 顯示了 MVC 的 Web 改寫版,通常也稱為 MVC Model 2 或 MVC 2。
Struts,MVC 2 的一種實(shí)現(xiàn) Struts 是一組相互協(xié)作的類、servlet 和 JSP 標(biāo)記,它們組成一個(gè)可重用的 MVC 2 設(shè)計(jì)。這個(gè)定義表示 Struts 是一個(gè)框架,而不是一個(gè)庫,但 Struts 也包含了豐富的標(biāo)記庫和獨(dú)立于該框架工作的實(shí)用程序類。圖 5 顯示了 Struts 的一個(gè)概覽。
Struts 概覽 ☆ Client browser(客戶瀏覽器) ☆ Controller(控制器) ☆ 業(yè)務(wù)邏輯 ☆ Model(模型)的狀態(tài) ☆ View(視圖) 詳細(xì)分析 Struts 圖 6 顯示的是 org.apache.struts.action 包的一個(gè)最簡(jiǎn) UML 圖。圖 6 顯示了 ActionServlet (Controller)、ActionForm (Form State) 和 Action (Model Wrapper) 之間的最簡(jiǎn)關(guān)系。
ActionServlet 類 您還記得函數(shù)映射的日子嗎?在那時(shí),您會(huì)將某些輸入事件映射到一個(gè)函數(shù)指針上。如果您對(duì)此比較熟悉,您會(huì)將配置信息放入一個(gè)文件,并在運(yùn)行時(shí)加載這個(gè)文件。函數(shù)指針數(shù)組曾經(jīng)是用 C 語言進(jìn)行結(jié)構(gòu)化編程的很好方法。 現(xiàn)在好多了,我們有了 Java 技術(shù)、XML、J2EE,等等。Struts 的控制器是將事件(事件通常是 HTTP post)映射到類的一個(gè) servlet。正如您所料 -- 控制器使用配置文件以使您不必對(duì)這些值進(jìn)行硬編碼。時(shí)代變了,但方法依舊。 ActionServlet 是該 MVC 實(shí)現(xiàn)的 Command 部分,它是這一框架的核心。ActionServlet (Command) 創(chuàng)建并使用 Action、ActionForm 和 ActionForward。如前所述,struts-config.xml 文件配置該 Command。在創(chuàng)建 Web 項(xiàng)目時(shí),您將擴(kuò)展 Action 和 ActionForm 來解決特定的問題。文件 struts-config.xml 指示 ActionServlet 如何使用這些擴(kuò)展的類。這種方法有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn): ☆ 應(yīng)用程序的整個(gè)邏輯流程都存儲(chǔ)在一個(gè)分層的文本文件中。這使得人們更容易查看和理解它,尤其是對(duì)于大型應(yīng)用程序而言。 可以通過擴(kuò)展 ActionServlet 來添加 Command 功能。 ActionForm 類 ActionForm 維護(hù) Web 應(yīng)用程序的會(huì)話狀態(tài)。ActionForm 是一個(gè)抽象類,必須為每個(gè)輸入表單模型創(chuàng)建該類的子類。當(dāng)我說輸入表單模型時(shí),是指 ActionForm 表示的是由 HTML 表單設(shè)置或更新的一般意義上的數(shù)據(jù)。例如,您可能有一個(gè)由 HTML 表單設(shè)置的 UserActionForm。Struts 框架將執(zhí)行以下操作: ☆ 檢查 UserActionForm 是否存在;如果不存在,它將創(chuàng)建該類的一個(gè)實(shí)例。 注: Action 類 Action 類是業(yè)務(wù)邏輯的一個(gè)包裝。Action 類的用途是將 HttpServletRequest 轉(zhuǎn)換為業(yè)務(wù)邏輯。要使用 Action,請(qǐng)創(chuàng)建它的子類并覆蓋 process() 方法。 ActionServlet (Command) 使用 perform() 方法將參數(shù)化的類傳遞給 ActionForm。仍然沒有太多討厭的 request.getParameter() 調(diào)用。當(dāng)事件進(jìn)展到這一步時(shí),輸入表單數(shù)據(jù)(或 HTML 表單數(shù)據(jù))已被從請(qǐng)求流中提取出來并轉(zhuǎn)移到 ActionForm 類中。 注:擴(kuò)展 Action 類時(shí)請(qǐng)注意簡(jiǎn)潔。Action 類應(yīng)該控制應(yīng)用程序的流程,而不應(yīng)該控制應(yīng)用程序的邏輯。通過將業(yè)務(wù)邏輯放在單獨(dú)的包或 EJB 中,我們就可以提供更大的靈活性和可重用性。 考慮 Action 類的另一種方式是 Adapter 設(shè)計(jì)模式。Action 的用途是“將類的接口轉(zhuǎn)換為客戶機(jī)所需的另一個(gè)接口。Adapter 使類能夠協(xié)同工作,如果沒有 Adapter,則這些類會(huì)因?yàn)椴患嫒莸慕涌诙鵁o法協(xié)同工作。”(摘自 Gof 所著的 Design Patterns - Elements of Reusable OO Software)。本例中的客戶機(jī)是 ActionServlet,它對(duì)我們的具體業(yè)務(wù)類接口一無所知。因此,Struts 提供了它能夠理解的一個(gè)業(yè)務(wù)接口,即 Action。通過擴(kuò)展 Action,我們使得我們的業(yè)務(wù)接口與 Struts 業(yè)務(wù)接口保持兼容。(一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)是, Action 是類而不是接口)。Action 開始為一個(gè)接口,后來卻變成了一個(gè)類。真是金無足赤。) Error 類 UML 圖(圖 6)還包括 ActionError 和 ActionErrors。ActionError 封裝了單個(gè)錯(cuò)誤消息。ActionErrors 是 ActionError 類的容器,View 可以使用標(biāo)記訪問這些類。ActionError 是 Struts 保持錯(cuò)誤列表的方式。
ActionMapping 類 輸入事件通常是在 HTTP 請(qǐng)求表單中發(fā)生的,servlet 容器將 HTTP 請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為 HttpServletRequest。控制器查看輸入事件并將請(qǐng)求分派給某個(gè) Action 類。struts-config.xml 確定 Controller 調(diào)用哪個(gè) Action 類。struts-config.xml 配置信息被轉(zhuǎn)換為一組 ActionMapping,而后者又被放入 ActionMappings 容器中。(您可能尚未注意到這一點(diǎn),以 s 結(jié)尾的類就是容器) ActionMapping 包含有關(guān)特定事件如何映射到特定 Action 的信息。ActionServlet (Command) 通過 perform() 方法將 ActionMapping 傳遞給 Action 類。這樣就使 Action 可訪問用于控制流程的信息。 ActionMappings ActionMappings 是 ActionMapping 對(duì)象的一個(gè)集合。 再訪郵件列表樣例 下面我們看一下 Struts 是如何解決困擾 join.jsp 的這些問題的。改寫后的方案由兩個(gè)項(xiàng)目組成。第一個(gè)項(xiàng)目包含應(yīng)用程序的邏輯部分,這個(gè)應(yīng)用程序是獨(dú)立于 Web 應(yīng)用程序的。這個(gè)獨(dú)立層可能是用 EJB 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的公共服務(wù)層。為了便于說明,我使用 Ant 構(gòu)建進(jìn)程創(chuàng)建了一個(gè)稱為 business 的包。有幾個(gè)原因促使我們使用獨(dú)立的業(yè)務(wù)層: ☆ 劃分責(zé)任 ☆ 通用件 ☆ 避免不必要的構(gòu)建和單元測(cè)試。 ☆ 使用接口開發(fā) ☆ 穩(wěn)定性 業(yè)務(wù)構(gòu)建注釋 我用 Ant 構(gòu)建項(xiàng)目,并用 JUnit 運(yùn)行單元測(cè)試。business.zip 包含構(gòu)建業(yè)務(wù)項(xiàng)目所需的一切,當(dāng)然 Ant 和 JUnit 除外。這個(gè)包腳本將構(gòu)建類,運(yùn)行單元測(cè)試,創(chuàng)建 Java 文檔和 jar 文件,最后將所有這些內(nèi)容壓縮到一個(gè) zip 文件中發(fā)送給客戶。只要對(duì) build.xml 作一些修改,您就可以將它部署到其他平臺(tái)上。Business.jar 位于 Web 的下載部分,因此,您并非必須下載并構(gòu)建這個(gè)業(yè)務(wù)包。 Web 項(xiàng)目 第二個(gè)項(xiàng)目是用 Struts 開發(fā)的一個(gè) Web 應(yīng)用程序。您將需要一個(gè)符合 JSP 1.1 和 Servlet 2.2 規(guī)范的容器。最快的入門方法是下載并安裝 Tomcat 3.2。直到有 Struts 的 1.0 發(fā)行版之前,我建議您從 Jakarta 項(xiàng)目獲得最新的版本。這對(duì)我來說是個(gè)大問題,我不能確保我的 Web 項(xiàng)目樣例能與您下載的 Struts 一起工作。Struts 仍在不斷變化,所以我不得不經(jīng)常更新我的項(xiàng)目。在本項(xiàng)目中,我使用的是 jakarta-struts-20010105.zip。圖 8 顯示了此 Web 項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)。如果您已安裝了 Ant,則運(yùn)行這個(gè)版本將創(chuàng)建一個(gè)稱為 joinStruts.war 的 war 文件,您隨時(shí)可以部署這個(gè)文件。
清單 4 顯示了轉(zhuǎn)換后的 JSP 文件,稱為 joinMVC.jsp。這個(gè)文件從最初的 50 行變?yōu)?19 行,并且現(xiàn)在不含任何 Java 代碼。從網(wǎng)頁設(shè)計(jì)人員的角度來看,這是個(gè)巨大的改進(jìn)。 清單 4. joinMVC.jsp -- 再訪簡(jiǎn)單的 JSP <%@ page language="java" %> 網(wǎng)頁的變化 下面是使用 Struts 標(biāo)記庫之后所發(fā)生變化的列表: ☆ Import ☆ 文本 ☆ 錯(cuò)誤 ☆ HTML 表單 模型 -- 會(huì)話狀態(tài) JoinForm 擴(kuò)展了 ActionForm 并包含表單數(shù)據(jù)。本例中的表單數(shù)據(jù)只有電子郵件地址。我已為電子郵件地址添加了一個(gè)寫方法和讀方法,以供框架訪問。為了便于說明,我重寫了 validate() 方法,并使用了 Struts 的跟蹤功能。Struts 將創(chuàng)建 JoinForm 并設(shè)置狀態(tài)信息。 模型 -- 業(yè)務(wù)邏輯 如前所述,Action 是控制器和實(shí)際業(yè)務(wù)對(duì)象之間的接口。JoinAction 包裝了對(duì) business.jar 的調(diào)用,這些調(diào)用最初在 join.jsp 文件中。JoinAction 的 perform() 方法在清單 5 中列表。 清單 5. - JoinAction.perform() public ActionForward perform(ActionMapping mapping, 注:perform() 返回一個(gè)稱為 ActionForward 的類,該類通知控制器下一步該執(zhí)行什么操作。在本例中,我使用從控制器傳入的映射來決定下一步的操作。 控制器 我已修改了 JSP 文件,并創(chuàng)建了兩個(gè)新類:一個(gè)類用來包含表單數(shù)據(jù),一個(gè)類用來調(diào)用業(yè)務(wù)包。最后,我通過修改配置文件 struts-config.xml 將它們整合起來。清單 6 顯示了我添加的 action 元素,這個(gè)元素用來控制 joinMVC.jsp 的流程。 清單 6. Action 配置 <action path="/join" action 元素描述了從請(qǐng)求路徑到相應(yīng)的 Action 類的映射,應(yīng)該用這些類來處理來自這個(gè)路徑的請(qǐng)求。每個(gè)請(qǐng)求類型都應(yīng)該有相應(yīng)的 action 元素,用來描述如何處理該請(qǐng)求。對(duì)于 join 請(qǐng)求: 1. joinForm 用來容納表單數(shù)據(jù)。 使用 Struts 前后的比較 正如我們?cè)趫D 9 中所看到的那樣,復(fù)雜性和層都有顯著增加。不再存在從 JSP 文件到 Service 層的直接調(diào)用。
Struts 的優(yōu)點(diǎn) ☆ JSP 標(biāo)記機(jī)制的使用 ☆ 標(biāo)記庫 ☆ 開放源碼 ☆ MVC 實(shí)現(xiàn)樣例 ☆ 管理問題空間 Struts 的缺點(diǎn) ☆ 仍處于發(fā)展初期 ☆ 仍在變化中 ☆ 正確的抽象級(jí)別 ☆ 有限的適用范圍 ☆ J2EE 應(yīng)用程序支持 ☆ 復(fù)雜性 ☆ 在何處... Struts 的前景 在這個(gè)軟件開發(fā)的新時(shí)代,一切都變得很快。在不到 5 年的時(shí)間內(nèi),我已經(jīng)目睹了從 cgi/perl 到 ISAPI/NSAPI、再到使用 VB 的 ASP、一直到現(xiàn)在的 Java 和 J2EE 的變遷。Sun 正在盡力將新的變化反映到 JSP/servlet 體系結(jié)構(gòu)中,正如他們對(duì) Java 語言和 API 所作的更改一樣。您可以從 Sun 的網(wǎng)站獲得新的 JSP 1.2 和 Servlet 2.3 規(guī)范的草案。此外,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) JSP 標(biāo)記庫即將出現(xiàn);有關(guān)這些規(guī)范和標(biāo)記庫的鏈接,請(qǐng)參閱參考資源。 最后的注釋 Struts 使用標(biāo)記和 MVC 解決了某些重大問題。這個(gè)方法有助于提高代碼的可重用性和靈活性。通過將問題劃分為更小的組件,當(dāng)技術(shù)空間或問題空間中出現(xiàn)變化時(shí),您就有更多的機(jī)會(huì)重用代碼。此外,Struts 使網(wǎng)頁設(shè)計(jì)人員和 Java 開發(fā)人員能將精力集中于自己最擅長(zhǎng)的方面。但是,在強(qiáng)健性增強(qiáng)的同時(shí),也意味著復(fù)雜性的增加。Struts 比簡(jiǎn)單的單個(gè) JSP 網(wǎng)頁要復(fù)雜得多,但對(duì)于更大的系統(tǒng)而言,Struts 實(shí)際上有助于管理復(fù)雜性。另外,我并不想編寫自己的 MVC 實(shí)現(xiàn),而只想了解一個(gè)這樣的實(shí)現(xiàn)。不管您是否會(huì)使用 Struts,回顧這個(gè) Struts 框架(對(duì)不起,應(yīng)該是庫)都會(huì)使您對(duì) JSP 文件和 servlet 的特性、以及如何將它們組合起來用于您的下一個(gè) Web 項(xiàng)目有更好的了解。正像翼間支柱是機(jī)翼結(jié)構(gòu)中不可缺少的一部分一樣,Strut 也可能成為您下一個(gè) Web 項(xiàng)目的不可缺少的一部分。 |