基于J2EE的Web應用架構研究與設計

王歡

［摘要］ 當今開發Web應用的語言有很多種，如J2EE, ASP.NET, PHP等, 各種語言都有各自的優勢和不同的應用場合。但企業級應用大都采用J2EE,使用它的框架技術SSH (Struts, Spring, Hibernate) 可以簡化開發流程，加快開發速度，同時便于今后的運行和維護。

［關鍵詞］ J2EE； SSH集成框架； Struts； Spring； Hibernate； MVC

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2012 . 02. 030

［中圖分類號］TP311.5［文獻標識碼］A［文章編號］1673 - 0194（2012）02- 0053- 03

Ｊ２ＥＥ領域針對不同的層（Ｍｏｄｅｌ，Ｖｉｅｗ，Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）有很多框架，如何選擇適合的框架是個關鍵問題。本文通過分析模型層、視圖層和控制層的不同功能，最終選擇ＳＳＨ的集成。

１ＭＶＣ模型

當用戶向Ｗｅｂ容器發送一個請求后，Ｗｅｂ容器會根據請求和地址去調用一個Ｓｅｒｖｌｅｔ進行處理，當Ｓｅｒｖｌｅｔ處理完成以后，它需要將結果頁面回送給Ｗｅｂ容器。這時我們可以在Ｓｅｒｖｌｅｔ內部編寫Ｊａｖａ類來生成ＨＴＭＬ代碼，Ｓｅｒｖｌｅｔ直接把這些內容返回給Ｗｅｂ容器的Rｅｓｐｏｎｓｅ對象。此時Ｗｅｂ容器收到這些內容并將其全部轉化為ＨＴＭＬ，再返回給瀏覽器。這種編程思想有一定的缺陷，它將Ｊａｖａ代碼也就是Ｓｅｒｖｌｅｔ里面的代碼和ＨＴＭＬ代碼混雜在一起，如果我們在之后對先前開發的代碼進行維護，這時需要修改Ｓｅｒｖｌｅｔ代碼里那些用于生成ＨＴＭＬ代碼的字符串，這樣非常麻煩，不便于開發和維護。于是人們開始思考采用其他方法來解決這一不便，于是ＭＶＣ模式應運而生，用來實現Ｊａｖａ代碼和ＨＴＭＬ代碼的分離。

在ＭＶＣ模式中，當Ｓｅｒｖｌｅｔ處理完請求后，會產生一些數據，這些數據都會被裝在對象中，這個對象具有不同的屬性，我們將這個對象叫做ＪａｖａＢｅａｎ。這時我們再寫一個ＪＳＰ頁面，這個頁面從ＪａｖａＢｅａｎ中讀取數據并嵌入在ＨＴＭＬ代碼中。以后當需要修改ＨＴＭＬ代碼的時候，我們就不需要修改Ｓｅｒｖｌｅｔ，而是可以直接去修改ＪＳＰ頁面，這樣就實現了Ｊａｖａ代碼和ＨＴＭＬ代碼的分離。

２ＳＳＨ集成框架的設計

２．１視圖層（View）

視圖層的主要任務就是提供一個接口，接收用戶提交的數據并將服務器處理的結果顯示給用戶，一般采用ＪＳＰ頁面實現。在沒有采用框架技術前，會面臨以下問題：首先，普通的ＨＴＭＬ組件和ＪＳＰ 標簽提供的功能非常有限；其次，為了實現復雜的界面，不可避免地會在ＪＳＰ頁面中混入大量的Ｊａｖａ代碼，這樣無法真正實現頁面邏輯與處理邏輯的分離。最后，對頁面的國際化處理要求越來越高。針對以上問題，在視圖層采用Ｓｔｒｕｔｓ來實現。Ｓｔｒｕｔｓ提供了功能強大的自定義標簽，不僅實現傳統ＨＴＭＬ頁面組件的所有功能，還封裝了大量Ｊａｖａ代碼，如邏輯判斷、循環顯示等功能。同時針對頁面的國際化和數據校驗要求，Ｓｔｒｕｔｓ也提供了相應的處理機制。

２．２控制層（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）

控制層的主要功能是接受客戶端的請求，并調用相應的組件進行處理，最后采用不同的視圖顯示結果，在控制層采用Ｓｔｒｕｔｓ，Ｓｐｒｉｎｇ框架。Ｓｔｒｕｔｓ擁有一個結構清晰、功能全面、配置靈活的控制層結構，通過配置文件對客戶請求進行分發和處理，實現視圖層和控制層的銜接。對于模塊間的緊耦合問題，采用Ｓｐｒｉｎｇ的ＩｏＣ容器實現的依賴注入功能。另外，Ｓｐｒｉｎｇ的ＡＯＰ很好地實現了事務管理功能。

２．３模型層（Ｍｏｄｅｌ）

模型層的功能包括業務邏輯操作（ＪａｖａＢｅａｎ類）和數據庫（ＤＡＯ類）的操作，Ｓｐｒｉｎｇ的依賴注入功能解決了由于控制層通過硬編碼調用這些類產生的緊耦合問題。另外，Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ以面向對象的方式實現了對數據的持久化工作，簡化數據操作。

３Ｓｔｒｕｔｓ框架

３．１Ｓｔｒｕｔｓ概述

Ｓｔｒｕｔｓ是一個嚴格按照ＭＶＣ模式設計的框架，重點在控制層和視圖層上，即主要提供一個ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ控制器和一套自定義標簽庫。Ｖｉｅｗ層主要通過ＪＳＰ頁面來顯示，其提供的自定義標簽庫可以大大簡化開發的過程。Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ主要采用Ｓｅｒｖｌｅｔ實現，由ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ和Ａｃｔｉｏｎ組成。Ｍｏｄｅｌ主要采用Ｊａｖａ／ＥＪＢ實現。

３．２Ｓｔｒｕｔｓ的工作原理

如圖3所示，Ｓｔｒｕｔｓ這個 Ｗｅｂ層框架主要處理接收參數，返回結果，與數據庫沒有關系。換句話說，它就是一個大的Ｓｅｒｖｌｅｔ，既然是Ｓｅｒｖｌｅｔ，我們就可以在ｗｅｂ．ｘｍｌ文件中對它進行配置并映射URL地址。這里它叫做ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ。我們可以把符合某一組特征的請求映射給這個ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ，是一組而不是一個。當ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ收到不同的請求后，它會交給不同的Ａｃｔｉｏｎ進行處理。這時需要參照ｓｔｒｕｔｓ－ｃｏｎｆｉｇ．ｘｍｌ這個配置文件來查看哪個請求對應哪個Ａｃｔｉｏｎ。目前為止，我們可能會疑問，這樣做的好處在哪里？以前每收到一個請求，我們會編寫一個Ｓｅｒｖｌｅｔ，而現在我們每遇到一個請求，我們會編寫一個Ａｃｔｉｏｎ，這有什么區別呢？

ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ在調用Ａｃｔｉｏｎ之前，會將頁面參數封裝到ＪａｖａＢｅａｎ對象中，這樣可以省去大量的ｒｅｑｕｅｓｔ．ｇｅｔＰａｒａｍｅｔｅｒ（“”）這個方法；同時如果用這個方法來獲得參數，我們還需要進行類型轉換，例如將字符串類型轉換成整形或日期類型。但如果封裝到ＪａｖａＢｅａｎ中，就不用再進行類型轉換。但是參數被ＦｏｒｍＢｅａｎ封裝后，我們怎么知道哪個ＦｏｒｍＢｅａｎ對應哪個Ａｃｔｉｏｎ呢？這個問題可以通過查詢ｓｔｒｕｔｓ－ｃｏｎｆｉｇ．ｘｍｌ文件來解決。那么對于這個Ｆｏｒｍ類，我們可以看到里面對應著所有的屬性，并且每一個屬性都有一個ｓｅｔ和ｇｅｔ方法。這里需要強調一點，通常情況下，頁面的屬性名稱和Ｆｏｒｍ類的屬性名稱相同，但是嚴格來說即使不一樣也可以，關鍵是ｇｅｔ方法的名字去掉ｇｅｔ后要和頁面的屬性名稱一樣，這里名稱是嚴格區分大小寫的。在數據被封裝到ＪａｖａＢｅａｎ中后，通過圖4，我們發現還需要經過ＦｏｒｍＢｅａｎ的ｖａｌｉｄａｔｅ方法的驗證，如果數據沒有意義，即沒有通過驗證，則這些數據不會被傳遞給Ａｃｔｉｏｎ。這時會顯示一個錯誤頁面，這個錯誤頁面由ｓｔｒｕｔｓ－ｃｏｎｆｉｇ．ｘｍｌ中的ｉｎｐｕｔ屬性來決定。默認情況下，我們需要對這些屬性進行驗證。當通過驗證后，我們再來看Ａｃｔｉｏｎ類，每個Ａｃｔｉｏｎ并不是直接返回頁面，而是返回一個ＡｃｔｉｏｎＦｏｒｗａｒｄ對象，而這個對象對應一個頁面，這種對應關系可以在ｓｔｒｕｔｓ－ｃｏｎｆｉｇ．ｘｍｌ中看到。例如：＜ｆｏｒｗａｒｄ ｎａｍｅ＝＂ｒｅｇ＂ ｐａｔｈ＝＂／ｒｅｇ．ｊｓｐ＂ ／＞，這樣就實現了代碼和頁面的解耦。以后每當想修改跳轉的頁面時，只需修改配置文件即可。

４Ｓｐｒｉｎｇ 框架

４．１Ｓｐｒｉｎｇ概述

Ｓｐｒｉｎｇ 是一個開源的控制反轉（Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ， ＩｏＣ）和面向切面（ＡＯＰ）的容器框架，它的主要目的是簡化企業開發。

４．２ＩｏＣ （Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ）和ＤＩ（Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）

所謂控制反轉就是應用本身不負責依賴對象的創建及維護，它是由外部容器負責的。這樣控制權就由應用轉移到了外部容器，控制權的轉移就是反轉。

ＩＯＣ控制反轉：

ｐｕｂｌｉｃ ｃｌａｓｓ ＰｅｒｓｏｎＳｅｒｖｉｃｅＢｅａｎ｛

ｐｒｉｖａｔｅ ＰｅｒｓｏｎＤａｏ ｐｅｒｓｏｎＤａｏ ＝ ｎｅｗ ＰｅｒｓｏｎＤａｏ（）；

ｐｕｂｌｉｃ ｖｏｉｄ ｓａｖｅ（Ｐｅｒｓｏｎ ｐｅｒｓｏｎ）｛

ｐｅｒｓｏｎＤａｏ．ｓａｖｅ（ｐｅｒｓｏｎ）；｝｝

ｐｅｒｓｏｎＤａｏ 是在應用內部創建及維護的。原來要創建對象ｐｅｒｓｏｎＤａｏ是由ＰｅｒｓｏｎＤａｏ負責創建的，控制反轉后，對象ｐｅｒｓｏｎＤａｏ的創建不再由ＰｅｒｓｏｎＤａｏ控制，而是由外部容器（這里我們指的是Ｓｐｒｉｎｇ容器）來負責創建。

依賴注入（Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）：在運行期間，由外部容器動態地將依賴對象注入到組件中。通過接口來啟用這個對象，不像原來，如果不提供依賴類，連編譯都無法通過。

當我們把依賴對象交給外部容器負責創建時，那么ＰｅｒｓｏｎＳｅｒｖｉｃｅＢｅａｎ類可以改為：

ｐｕｂｌｉｃ ｃｌａｓｓ ＰｅｒｓｏｎＳｅｒｖｉｃｅＢｅａｎ｛

ｐｒｉｖａｔｅ ＰｅｒｓｏｎＤａｏ ｐｅｒｓｏｎＤａｏ；

ｐｕｂｌｉｃ ＰｅｒｓｏｎＳｅｒｖｉｃｅＢｅａｎ（ＰｅｒｓｏｎＤａｏ ｐｅｒｓｏｎＤａｏ）｛

ｔｈｉｓ．ｐｅｒｓｏｎＤａｏ＝ｐｅｒｓｏｎＤａｏ；｝

ｐｕｂｌｉｃ ｖｏｉｄ ｓａｖｅ（Ｐｅｒｓｏｎ ｐｅｒｓｏｎ）｛

ｐｅｒｓｏｎＤａｏ．ｓａｖｅ（ｐｅｒｓｏｎ）；｝｝

依賴注入的３種方式：

（1） 使用構造器傳遞參數注入。在配置文件中，＜ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｒ－ａｒｇ ｉｎｄｅｘ＝”０” ｔｙｐｅ＝”類型” ｒｅｆ＝”依賴對象的名稱”＞＜／ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｒ－ａｒｇ＞Ｉｎｄｅｘ＝”０”： 表示第一個參數＜／ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｒ－ａｒｇ＞標簽對。構造方法中有幾個參數，就要有幾個標簽對。

（2） 使用屬性ｓｅｔｔｅｒ方法注入。在類中，添加參數的ｓｅｔｔｅｒ方法為，在配置文件中：＜ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｎａｍｅ＝”” ｒｅｆ＝””＞＜／ｐｒｏｐｅｒｔｙ＞。

（3） 使用Ｆｉｅｌｄ注入（用于注解方式）。

４．３ＡＯＰ （Ａｓｐｅｃｔ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）

用ＡＯＰ很容易實現如權限攔截、運行期監控等功能。Ｓｐｒｉｎｇ提供了兩種面向切面使用方式：

（1） 基于注解方式：＠Ｐｏｉｎｔｃｕｔ（“ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ（*ｃｎ．ｄｅｍｏ．ｓｅｒｖｉｃｅ．．*．*（．．））”）。

（2） 基于ＸＭＬ配置方式：ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ（*ｃｎ．ｄｅｍｏ．ｓｅｒｖｉｃｅ．．*．*（．．））”。

５Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ 框架

５．１Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ概述

ＯＲＭ （Ｏｂｊｅｃｔ Ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ Ｍａｐｐｉｎｇ）：解決面向對象程序設計與關系數據庫之間數據不匹配的技術。它是開源的對象關系映射框架。Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ本質上是一個提供數據庫服務的中間件。其常用的６個核心接口是：Ｓｅｓｓｉｏｎ，ＳｅｓｓｉｏｎＦａｃｔｏｒｙ，Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ，Ｑｕｅｒｙ，Ｃｒｉｔｅｒｉａ。使用Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ主要是創建相關的ＸＭＬ“映射文檔”。

５．２使用Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ的注意事項

（1） 默認的構造方法（必須的，無參的）。

（2） 有無意義的標示符ｉｄ（主鍵，可選），但是強烈建議加上，否則Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ的一些特性會受到限制。這樣操作效率也會更高。

（3） 非ｆｉｎａｌ的，對懶加載有影響。類不能被繼承。在運行過程中，Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ會把這個實體類替換成一個新的類，它是繼承該實體類的。如果不能繼承，那么懶加載這個功能也就失效了。懶加載是為了提高性能，避免不必要的數據查詢，推后與數據庫交互的時間，延遲到當你需要訪問這個屬性的時候。代理只在ｓｅｓｓｉｏｎ關閉之前有效。通過ａｓｍ和ｃｇｌｉｂ這兩個Jａｒ包實現懶加載。

對象狀態：

（1） 瞬時（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）：數據庫中沒有數據與之對應，超過作用域會被ＪＶＭ垃圾回收器回收，一般是ｎｅｗ出現且與ｓｅｓｓｉｏｎ沒有關聯的對象。

（2） 持久（ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ）：數據庫中有數據與之對應，當前與ｓｅｓｓｉｏｎ有關聯，并且相關聯的ｓｅｓｓｉｏｎ沒有關閉，事務沒有提交；持久對象狀態發生改變，在事務提交時會影響到數據庫（Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ能檢測到）。

（3） 托管（ｄｅｔａｃｈｅｄ）：數據庫中有數據與之對應，但當前沒有ｓｅｓｓｉｏｎ與之關聯；托管對象發生改變，Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ不能檢測到。

6結束語

通過Ｓｔｒｕｔｓ，Ｓｐｒｉｎｇ，Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ三種框架的集成，充分發揮各自優勢。該框架不僅具有Ｓｔｒｕｔｓ清晰的控制結構、Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ帶來的操作數據庫的方便性，而且Ｓｐｒｉｎｇ的ＩｏＣ實現模塊間的解耦。

主要參考文獻

［１］ 張峰． 基于Ａｊａｘ技術與Ｊ２ＥＥ框架的Ｗｅｂ應用研究與實現［D］． 北京：中國地質大學，２００８.

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［３］ 朱平付． 基于Ｊ２ＥＥ的輕量級架構開發方法及應用研究［D］． 長沙：中南大學，２００８.

［４］ 張軍芳． 基于Ｊ２ＥＥ平臺和ＭＶＣ模式的Ｗｅｂ研究與應用［D］. 武漢:武漢理工大學，２００８.