基于J2EE的Web应用架构研究与设计

王欢

［摘要］ 当今开发Web应用的语言有很多种，如J2EE, ASP.NET, PHP等, 各种语言都有各自的优势和不同的应用场合。但企业级应用大都采用J2EE,使用它的框架技术SSH (Struts, Spring, Hibernate) 可以简化开发流程，加快开发速度，同时便于今后的运行和维护。

［关键词］ J2EE； SSH集成框架； Struts； Spring； Hibernate； MVC

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

［中图分类号］TP311.5［文献标识码］A［文章编号］1673 - 0194（2012）02- 0053- 03

Ｊ２ＥＥ领域针对不同的层（Ｍｏｄｅｌ，Ｖｉｅｗ，Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）有很多框架，如何选择适合的框架是个关键问题。本文通过分析模型层、视图层和控制层的不同功能，最终选择ＳＳＨ的集成。

１ＭＶＣ模型

当用户向Ｗｅｂ容器发送一个请求后，Ｗｅｂ容器会根据请求和地址去调用一个Ｓｅｒｖｌｅｔ进行处理，当Ｓｅｒｖｌｅｔ处理完成以后，它需要将结果页面回送给Ｗｅｂ容器。这时我们可以在Ｓｅｒｖｌｅｔ内部编写Ｊａｖａ类来生成ＨＴＭＬ代码，Ｓｅｒｖｌｅｔ直接把这些内容返回给Ｗｅｂ容器的Rｅｓｐｏｎｓｅ对象。此时Ｗｅｂ容器收到这些内容并将其全部转化为ＨＴＭＬ，再返回给浏览器。这种编程思想有一定的缺陷，它将Ｊａｖａ代码也就是Ｓｅｒｖｌｅｔ里面的代码和ＨＴＭＬ代码混杂在一起，如果我们在之后对先前开发的代码进行维护，这时需要修改Ｓｅｒｖｌｅｔ代码里那些用于生成ＨＴＭＬ代码的字符串，这样非常麻烦，不便于开发和维护。于是人们开始思考采用其他方法来解决这一不便，于是ＭＶＣ模式应运而生，用来实现Ｊａｖａ代码和ＨＴＭＬ代码的分离。

在ＭＶＣ模式中，当Ｓｅｒｖｌｅｔ处理完请求后，会产生一些数据，这些数据都会被装在对象中，这个对象具有不同的属性，我们将这个对象叫做ＪａｖａＢｅａｎ。这时我们再写一个ＪＳＰ页面，这个页面从ＪａｖａＢｅａｎ中读取数据并嵌入在ＨＴＭＬ代码中。以后当需要修改ＨＴＭＬ代码的时候，我们就不需要修改Ｓｅｒｖｌｅｔ，而是可以直接去修改ＪＳＰ页面，这样就实现了Ｊａｖａ代码和ＨＴＭＬ代码的分离。

２ＳＳＨ集成框架的设计

２．１视图层（View）

视图层的主要任务就是提供一个接口，接收用户提交的数据并将服务器处理的结果显示给用户，一般采用ＪＳＰ页面实现。在没有采用框架技术前，会面临以下问题：首先，普通的ＨＴＭＬ组件和ＪＳＰ 标签提供的功能非常有限；其次，为了实现复杂的界面，不可避免地会在ＪＳＰ页面中混入大量的Ｊａｖａ代码，这样无法真正实现页面逻辑与处理逻辑的分离。最后，对页面的国际化处理要求越来越高。针对以上问题，在视图层采用Ｓｔｒｕｔｓ来实现。Ｓｔｒｕｔｓ提供了功能强大的自定义标签，不仅实现传统ＨＴＭＬ页面组件的所有功能，还封装了大量Ｊａｖａ代码，如逻辑判断、循环显示等功能。同时针对页面的国际化和数据校验要求，Ｓｔｒｕｔｓ也提供了相应的处理机制。

２．２控制层（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）

控制层的主要功能是接受客户端的请求，并调用相应的组件进行处理，最后采用不同的视图显示结果，在控制层采用Ｓｔｒｕｔｓ，Ｓｐｒｉｎｇ框架。Ｓｔｒｕｔｓ拥有一个结构清晰、功能全面、配置灵活的控制层结构，通过配置文件对客户请求进行分发和处理，实现视图层和控制层的衔接。对于模块间的紧耦合问题，采用Ｓｐｒｉｎｇ的ＩｏＣ容器实现的依赖注入功能。另外，Ｓｐｒｉｎｇ的ＡＯＰ很好地实现了事务管理功能。

２．３模型层（Ｍｏｄｅｌ）

模型层的功能包括业务逻辑操作（ＪａｖａＢｅａｎ类）和数据库（ＤＡＯ类）的操作，Ｓｐｒｉｎｇ的依赖注入功能解决了由于控制层通过硬编码调用这些类产生的紧耦合问题。另外，Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ以面向对象的方式实现了对数据的持久化工作，简化数据操作。

３Ｓｔｒｕｔｓ框架

３．１Ｓｔｒｕｔｓ概述

Ｓｔｒｕｔｓ是一个严格按照ＭＶＣ模式设计的框架，重点在控制层和视图层上，即主要提供一个ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ控制器和一套自定义标签库。Ｖｉｅｗ层主要通过ＪＳＰ页面来显示，其提供的自定义标签库可以大大简化开发的过程。Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ主要采用Ｓｅｒｖｌｅｔ实现，由ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ和Ａｃｔｉｏｎ组成。Ｍｏｄｅｌ主要采用Ｊａｖａ／ＥＪＢ实现。

３．２Ｓｔｒｕｔｓ的工作原理

如图3所示，Ｓｔｒｕｔｓ这个 Ｗｅｂ层框架主要处理接收参数，返回结果，与数据库没有关系。换句话说，它就是一个大的Ｓｅｒｖｌｅｔ，既然是Ｓｅｒｖｌｅｔ，我们就可以在ｗｅｂ．ｘｍｌ文件中对它进行配置并映射URL地址。这里它叫做ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ。我们可以把符合某一组特征的请求映射给这个ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ，是一组而不是一个。当ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ收到不同的请求后，它会交给不同的Ａｃｔｉｏｎ进行处理。这时需要参照ｓｔｒｕｔｓ－ｃｏｎｆｉｇ．ｘｍｌ这个配置文件来查看哪个请求对应哪个Ａｃｔｉｏｎ。目前为止，我们可能会疑问，这样做的好处在哪里？以前每收到一个请求，我们会编写一个Ｓｅｒｖｌｅｔ，而现在我们每遇到一个请求，我们会编写一个Ａｃｔｉｏｎ，这有什么区别呢？

ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ在调用Ａｃｔｉｏｎ之前，会将页面参数封装到ＪａｖａＢｅａｎ对象中，这样可以省去大量的ｒｅｑｕｅｓｔ．ｇｅｔＰａｒａｍｅｔｅｒ（“”）这个方法；同时如果用这个方法来获得参数，我们还需要进行类型转换，例如将字符串类型转换成整形或日期类型。但如果封装到ＪａｖａＢｅａｎ中，就不用再进行类型转换。但是参数被ＦｏｒｍＢｅａｎ封装后，我们怎么知道哪个ＦｏｒｍＢｅａｎ对应哪个Ａｃｔｉｏｎ呢？这个问题可以通过查询ｓｔｒｕｔｓ－ｃｏｎｆｉｇ．ｘｍｌ文件来解决。那么对于这个Ｆｏｒｍ类，我们可以看到里面对应着所有的属性，并且每一个属性都有一个ｓｅｔ和ｇｅｔ方法。这里需要强调一点，通常情况下，页面的属性名称和Ｆｏｒｍ类的属性名称相同，但是严格来说即使不一样也可以，关键是ｇｅｔ方法的名字去掉ｇｅｔ后要和页面的属性名称一样，这里名称是严格区分大小写的。在数据被封装到ＪａｖａＢｅａｎ中后，通过图4，我们发现还需要经过ＦｏｒｍＢｅａｎ的ｖａｌｉｄａｔｅ方法的验证，如果数据没有意义，即没有通过验证，则这些数据不会被传递给Ａｃｔｉｏｎ。这时会显示一个错误页面，这个错误页面由ｓｔｒｕｔｓ－ｃｏｎｆｉｇ．ｘｍｌ中的ｉｎｐｕｔ属性来决定。默认情况下，我们需要对这些属性进行验证。当通过验证后，我们再来看Ａｃｔｉｏｎ类，每个Ａｃｔｉｏｎ并不是直接返回页面，而是返回一个ＡｃｔｉｏｎＦｏｒｗａｒｄ对象，而这个对象对应一个页面，这种对应关系可以在ｓｔｒｕｔｓ－ｃｏｎｆｉｇ．ｘｍｌ中看到。例如：＜ｆｏｒｗａｒｄ ｎａｍｅ＝＂ｒｅｇ＂ ｐａｔｈ＝＂／ｒｅｇ．ｊｓｐ＂ ／＞，这样就实现了代码和页面的解耦。以后每当想修改跳转的页面时，只需修改配置文件即可。

４Ｓｐｒｉｎｇ 框架

４．１Ｓｐｒｉｎｇ概述

Ｓｐｒｉｎｇ 是一个开源的控制反转（Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ， ＩｏＣ）和面向切面（ＡＯＰ）的容器框架，它的主要目的是简化企业开发。

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

所谓控制反转就是应用本身不负责依赖对象的创建及维护，它是由外部容器负责的。这样控制权就由应用转移到了外部容器，控制权的转移就是反转。

ＩＯＣ控制反转：

ｐｕｂｌｉｃ ｃｌａｓｓ ＰｅｒｓｏｎＳｅｒｖｉｃｅＢｅａｎ｛

ｐｒｉｖａｔｅ ＰｅｒｓｏｎＤａｏ ｐｅｒｓｏｎＤａｏ ＝ ｎｅｗ ＰｅｒｓｏｎＤａｏ（）；

ｐｕｂｌｉｃ ｖｏｉｄ ｓａｖｅ（Ｐｅｒｓｏｎ ｐｅｒｓｏｎ）｛

ｐｅｒｓｏｎＤａｏ．ｓａｖｅ（ｐｅｒｓｏｎ）；｝｝

ｐｅｒｓｏｎＤａｏ 是在应用内部创建及维护的。原来要创建对象ｐｅｒｓｏｎＤａｏ是由ＰｅｒｓｏｎＤａｏ负责创建的，控制反转后，对象ｐｅｒｓｏｎＤａｏ的创建不再由ＰｅｒｓｏｎＤａｏ控制，而是由外部容器（这里我们指的是Ｓｐｒｉｎｇ容器）来负责创建。

依赖注入（Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）：在运行期间，由外部容器动态地将依赖对象注入到组件中。通过接口来启用这个对象，不像原来，如果不提供依赖类，连编译都无法通过。

当我们把依赖对象交给外部容器负责创建时，那么ＰｅｒｓｏｎＳｅｒｖｉｃｅＢｅａｎ类可以改为：

ｐｕｂｌｉｃ ｃｌａｓｓ ＰｅｒｓｏｎＳｅｒｖｉｃｅＢｅａｎ｛

ｐｒｉｖａｔｅ ＰｅｒｓｏｎＤａｏ ｐｅｒｓｏｎＤａｏ；

ｐｕｂｌｉｃ ＰｅｒｓｏｎＳｅｒｖｉｃｅＢｅａｎ（ＰｅｒｓｏｎＤａｏ ｐｅｒｓｏｎＤａｏ）｛

ｔｈｉｓ．ｐｅｒｓｏｎＤａｏ＝ｐｅｒｓｏｎＤａｏ；｝

ｐｕｂｌｉｃ ｖｏｉｄ ｓａｖｅ（Ｐｅｒｓｏｎ ｐｅｒｓｏｎ）｛

ｐｅｒｓｏｎＤａｏ．ｓａｖｅ（ｐｅｒｓｏｎ）；｝｝

依赖注入的３种方式：

（1） 使用构造器传递参数注入。在配置文件中，＜ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｒ－ａｒｇ ｉｎｄｅｘ＝”０” ｔｙｐｅ＝”类型” ｒｅｆ＝”依赖对象的名称”＞＜／ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｒ－ａｒｇ＞Ｉｎｄｅｘ＝”０”： 表示第一个参数＜／ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｒ－ａｒｇ＞标签对。构造方法中有几个参数，就要有几个标签对。

（2） 使用属性ｓｅｔｔｅｒ方法注入。在类中，添加参数的ｓｅｔｔｅｒ方法为，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很容易实现如权限拦截、运行期监控等功能。Ｓｐｒｉｎｇ提供了两种面向切面使用方式：

（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）：解决面向对象程序设计与关系数据库之间数据不匹配的技术。它是开源的对象关系映射框架。Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ本质上是一个提供数据库服务的中间件。其常用的６个核心接口是：Ｓｅｓｓｉｏｎ，ＳｅｓｓｉｏｎＦａｃｔｏｒｙ，Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ，Ｑｕｅｒｙ，Ｃｒｉｔｅｒｉａ。使用Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ主要是创建相关的ＸＭＬ“映射文档”。

５．２使用Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ的注意事项

（1） 默认的构造方法（必须的，无参的）。

（2） 有无意义的标示符ｉｄ（主键，可选），但是强烈建议加上，否则Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ的一些特性会受到限制。这样操作效率也会更高。

（3） 非ｆｉｎａｌ的，对懒加载有影响。类不能被继承。在运行过程中，Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ会把这个实体类替换成一个新的类，它是继承该实体类的。如果不能继承，那么懒加载这个功能也就失效了。懒加载是为了提高性能，避免不必要的数据查询，推后与数据库交互的时间，延迟到当你需要访问这个属性的时候。代理只在ｓｅｓｓｉｏｎ关闭之前有效。通过ａｓｍ和ｃｇｌｉｂ这两个Jａｒ包实现懒加载。

对象状态：

（1） 瞬时（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）：数据库中没有数据与之对应，超过作用域会被ＪＶＭ垃圾回收器回收，一般是ｎｅｗ出现且与ｓｅｓｓｉｏｎ没有关联的对象。

（2） 持久（ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ）：数据库中有数据与之对应，当前与ｓｅｓｓｉｏｎ有关联，并且相关联的ｓｅｓｓｉｏｎ没有关闭，事务没有提交；持久对象状态发生改变，在事务提交时会影响到数据库（Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ能检测到）。

（3） 托管（ｄｅｔａｃｈｅｄ）：数据库中有数据与之对应，但当前没有ｓｅｓｓｉｏｎ与之关联；托管对象发生改变，Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ不能检测到。

6结束语

通过Ｓｔｒｕｔｓ，Ｓｐｒｉｎｇ，Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ三种框架的集成，充分发挥各自优势。该框架不仅具有Ｓｔｒｕｔｓ清晰的控制结构、Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ带来的操作数据库的方便性，而且Ｓｐｒｉｎｇ的ＩｏＣ实现模块间的解耦。

主要参考文献

［１］ 张峰． 基于Ａｊａｘ技术与Ｊ２ＥＥ框架的Ｗｅｂ应用研究与实现［D］． 北京：中国地质大学，２００８.

［２］ 李涛． Ｊ２ＥＥ平台下快速ＷＥＢ开发的研究与应用［D］． 武汉：武汉理工大学，２０１０.

［３］ 朱平付． 基于Ｊ２ＥＥ的轻量级架构开发方法及应用研究［D］． 长沙：中南大学，２００８.

［４］ 张军芳． 基于Ｊ２ＥＥ平台和ＭＶＣ模式的Ｗｅｂ研究与应用［D］. 武汉:武汉理工大学，２００８.