?
1?
?
J2EE
多層應用分析
1.1? ???????
J2EE
層次結構
J2EE
的三層結構在業界是指表示層
(Presentation)
，業務邏輯層
(Business logic)
以及基礎架構層
(Infrastructure)
。這樣的劃分當然是經典的，但是在實際項目中，往往會對三層體系結構做一些擴展來滿足項目的需要。一個最常用的擴展就是將三層體系擴展為五層體系，即表示層
(Presentation)
、控制
/
中介層
(Controller/Mediator)
、領域層
(Domain)
、 數據持久層
(Data Persistence)
和數據源層
(Data Source)
。它其實是在三層架構中增加了兩個中間層。控制
/
中介層位于表示層和領域層之間，數據持久層位于領域層和基礎架構層之間。而輕量級架構
Struts + Spring + Ibatis
可以實現J2EE多層結構，Struts 用于表示層、控制層，Spring 用于業務處理層，而Ibatis 用于數據持久層。
1.2? ???????
Struts
框架
Struts
是一個基于Sun J2EE平臺的MVC框架，主要是采用Servlet和JSP技術來實現的。是開發Web應用程序的開放源碼的Framework。Struts把Servlet、JSP、自定義標簽和信息資源(message resources)整合到一個統一的框架中，開發人員利用其進行開發時不用再自己編碼實現全套MVC模式，極大的節省了時間，Struts包括如下的主要功能：
☆
?
包含一個controller servlet，能將用戶的請求發送到相應的Action對象。
☆
?
JSP
自由tag庫，并且在controller servlet中提供關聯支持，幫助開發員創建交互式表單應用。
☆
?
提供了一系列實用對象：XML處理、通過Java reflection APIs自動處理JavaBeans屬性、國際化的提示和消息
。
1.3? ???????
Spring
框架
Spring
是一個目前非常活躍的開源項目；它是一個基于IoC（Inversion of Control）和AOP（Aspect-Oriented Programming）的，輕量級的，多層j2ee系統的框架，但它不強迫你必須在每一層中必須使用Spring，它模塊化的很好，允許你根據自己的需要選擇使用它的某一個模塊；它實現了很優雅的MVC
，對不同的數據訪問技術提供了統一的接口，采用IoC使得可以很容易的實現bean的裝配，提供了簡潔的AOP并據此實現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框架相結合使用，如struts、Webwork、JFS等。Spring也可以與其他持久層結構相結合，如：jdbc、Hibernate、Ibatis等，能夠使用AOP的技術提供事務處理等功能
。?
1.4? ???????
數據關系映射
Ibatis
Ibatis
提供了ORM機制，對業務邏輯實現人員而言，面對的是純粹的Java對象， 這一層與通過Hibernate 實現ORM 而言基本一致，而對于具體的數據操作，Hibernate 會自動生成SQL 語句，而Ibatis 則要求開發者編寫具體的SQL 語句。相對Hibernate等 “全自動”ORM機制而言，Ibatis 以SQL開發的工作量和數據庫移植性上的讓步，為系統設計提供了更大的自由空間。作為“全自動”ORM 實現的一種有益補充，Ibatis 的出現顯得別具意義
[ 2 ]
。
?
2?
?
J2EE
輕量級架構
2.1? ???????
架構
?
?
??????????
??
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 圖1? 框架示意圖
2.2? ???????
View
層
在視圖層主要使用Struts結構的技術。
☆
TagLib
在jsp的前端頁面中使用Struts提供的標簽完成頁面數據邏輯的組織與顯示。如（html，bean，logic等）
☆
國際化的消息處理功能
在jsp頁面中不出現特定語言的字符串描述，將這些統一的字符串信息統一的提取到文件中，通過Struts的Bean標簽提取。便于整個系統的語言變更與組織。
☆
界面組合功能Tiles
頁面中將使用Struts的技術，統一組織頁面的結構，便于系統改版、維護。
控制層中依然使用Struts結構。此層將接受、處理View發送的請求，在對信息初步的驗證、處理后，將把此請求委派給后端的業務處理層去處理。等待業務處理完成之后，將把處理結果傳遞給View層進行表現。
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層的業務處理請求后，按照業務規范、算法對數據進行處理。將處理結果返回給Control層。
本層屬于低級的數據處理層，將完成具體的數據處理工作，如數據的增加，更新，查詢，刪除等。
本層使用DAO（Data Access Object）的設計模式
[ 3 ]
，屏蔽多數據庫對上層應用的影響，并使用Ibatis的ORMapping技術，降低數據操作的復雜程度。
3?
?
數據持久層解決方案
3.1? ??????????
數據持久層
將數據持久單獨作為
J2EE
體系一個層提出來，表面上是因為數據持久性是企業實際開發中比較棘手的一個方面，數據持久層設計的成功與否往往對項目起著至關重要的影響，單獨將其提出來以便在開發中能夠避免它的設計草率。究其最深刻的內因，則是在對象范例和關系范例這兩大領域之間“阻抗不匹配”。對象范例基于軟件工程的一些原理，例如耦合、聚合和封裝，而關系范例則基于數學原理，特別是集合論的原理。兩種不同的理論基礎導致各自有不同的優缺點。而且，對象范例側重于從包含數據和行為的對象中構建應用程序，而關系范例則主要針對數據的存儲。當為訪問而尋找一種合適的方法時，“阻抗不匹配”就成了主要矛盾：使用對象范例，通過它們的關系來訪問對象，而使用關系范例，則通過復制數據來連接表中的行。這種基本的差異導致兩種范例的結合并不理想，于是有人提出對象數據庫以希望解決這個問題。但是，關系數據庫技術已經發展得相當成熟，占據了數據庫市場
90
％以上的份額，對象數據庫的普及尚需時日。數據持久層就是要在對象－關系數據庫之間提供一個成功的企業級別的映射解決方案，盡最大可能彌補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
)
實體
Bean
，提供健壯的數據持久性。
Bean
容器處理大部分的數據完整性、資源管理和并發性功能，從而使開發人員關注業務邏輯和數據處理，而不是這些低級細節。使用
Bean
管理的持久性
(Bean Managed Persistence
，
BMP)
實體
Bean
時，開發人員編寫持久性代碼而容器確定何時執行該代碼。使用容器管理的持久性??
( Container Managed Persistence
，
CMP)
實體
Bean
時，容器生成持久性代碼并管理持久性邏輯
[ 4 ]
。
3.2.2?
???
JDO
Java
數據對象
(JDO)
是一個存儲
Java
對象的規范
[ 5 ]
。它已經被
JCP
組織定義成
JSR12
規范。規范的兩個主要目的是提供數據處理和訪問機制的
API
以及允許規范的實現作為應用服務器的一部分。
Java
數據對象是最新的持久性規范。
JDO
提供了面向對象的持久數據存儲。開發人員使用
POJO(
無格式普通
Java
對象，
Plain Ordinary Java Object)
來裝入和存儲持久數據。
3.2.3?
???
ORM
ORM
具有自我存儲到關系數據庫的能力，對對象的改變能夠直接得以存儲，而不考慮數據庫存取代碼。這樣，把全部精力集中到對對象和類進行編程，解決業務問題。在整個系統中除了這一個層次，沒有一句數據庫存取代碼。其中，
Hibernate
、Ibatis等
作為
ORM
中最好的開源工具，受到數量眾多的程序員的擁護。
4?
?
基于輕量級架構的應用案例分析
某大型水利信息系統需要使用
J2EE
平臺以滿足分布式處理、事務管理和安全的要求，
使整個軟件呈現分層的體系結構，支持多種數據庫的擴展，支持多語言界面的調整，支持頁面整體布局的可擴展性調整。封裝業務邏輯，使得在外部條件變化時，將影響盡可能的降低，即采用了基于J2EE的輕量級架構。圖2是信息系統的體系結構，圖3是系統包結構
?
??????????????????????????????????
圖2? 體系結構圖
?
?
圖3? 系統包結構
?
圖3中箭頭表示軟件包之間的依賴關系。獨立的包會被Spring、struts、Ibatis框架結構間接的與其他軟件包關聯。
4.1? ??????????
系統剖析
4.1.1?
???
包結構描述
☆
com.water.query.dao
：該包內的類將引入Ibatis的重要組件，使系統能夠感知功能操作的接口與接口實現類的關系，這些信息是Ibatis自動映射的前提條件之一。
☆
com.water.query.dao.sqlmapdao
：該包是數據訪問的核心，使用Spring結構的數據層功能引進對Ibatis的支持
☆
com.water.query.dao.iface
：該包規定了所有業務的訪問接口，只有在此包的接口中定義的方法才會被用戶使用。是本系同中所有原子數據操作的定義點。
☆
Ibatis
：該包是由Ibatis數據存儲層結構定義。由支持機構提供支持。
☆
com.water.query.dao.sqlmapdao.sql
：該包定義了所有操作的SQL（Sequence Query Language）語句，以及SQL語句與具體值對象的映射關系。
☆
com.water.query.form
：該包定義了本系統中用于數據傳輸的類。這些類實例是Web界面層與業務邏輯實現層之間的橋梁，起著傳輸數據的功能。
☆
com.water.query.service
： 該包是本系統引入Spring結構的入口點。通過該入口，系統中其他成員可以通過IoC（依賴倒轉）功能訪問具體業務的Service對象。
☆
com.water.query.condition
：該包內定義了一系列簡單JavaBean，這些JavaBean將攜帶SQL需要的參數穿行于軟件的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據傳輸類。
?
4.1.2?
???
控制層
在視圖層和控制層中采用了Struts框架，在傳統的Struts用法中，我們一般都有幾個Action Bean和相應的form bean ，但在此設計中并不拘泥于Struts的傳統固定用法，這里只用了一個自定義Action類，并且在form bean類的定義上也是創新的。
非傳統的Struts開發模式，關鍵就在Struts Action類和form bean類上。Struts Action類只有一個：BeanAction，這與傳統的struts編程方式很不同。BeanAction類是一個通用類，利用反射原理
[ 6 ]
，根據URL來決定調用form bean的哪個方法。BeanAction大大簡化了struts的編程模式，降低了對struts的依賴。利用這種模式，我們會很容易的把它移植到新的框架如JSF，Spring。
這樣重心就轉移到form bean上了，它已經不是普通意義上的form bean了。它不僅僅有數據和校驗/重置方法，而且已經具有了行為，從這個意義上來說，它更像一個BO(Business Object)，Struts-config.xml的配置里有3種映射方式，來告訴BeanAction把控制轉到哪個form bean對象的哪個方法來處理。form bean的這些方法的簽名很簡單，例如：
public String myActionMethod(){
?
???????????????????
?//..work
???????????????????
??return "success";
?}
方法的返回值直接就是字符串，對應的是forward的名稱，而不再是ActionForward對象，創建ActionForward對象的任務已經由BeanAction類代勞了。
?
4.1.3?
???
業務層
利用Spring Framework 的BeanFactory機制,采用自定義的工具類（bean工廠類）來加載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。
具體的來說，創建CustomBeanFactory類，Spring的配置文件applicationContext.xml。以下就是該類的全部代碼，很簡單：
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")來獲得需要的對象了(例如someBean)，而不需要知道具體的類。CustomBeanFactory類用于{耦合1}的解耦。CustomBeanFactory類用于表現層的form bean對象獲得service類的對象。
4.1.4?
???
數據持久層的配置
4.1.4.1?
????
Spring
配置文件
Spring
在設計時就充分考慮到了與Struts的協同工作，并且對Ibatis 有很好的支持，在此輕量級架構中，不需要對Ibatis單獨進行配置，只需對 Spring 進行配置就以足夠。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
節點
sqlMapClient
節點實際上配置了一個
sqlMapClient
的創建工廠類。
configLocation
屬性配置了
ibatis
映射文件的名稱。
2
．
transactionManager
節點
transactionManager
采用了
Spring
中的
DataSourceTransactionManager
。
3
．
userDAO
節點
對應的，
UserDAO
需要配置兩個屬性，
sqlMapClient
和
DataSource
，
sqlMapClient
將從指定的
DataSource
中獲取數據庫連接。
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，它負責調度
DataSource
、
SqlMapClientTemplate
完成
ibatis
操作，而
DAO
則通過對此類進行擴展獲得上述功能。上面配置文件中針對
UserDAO
的屬性設置部分，其中的屬性也是繼承自于這個基類。
SqlMapClientTemplate
對傳統
SqlMapClient
調用模式進行了封裝，簡化了上層訪問代碼。
5?
?
總結
從軟件層次結構的角度來說，軟件的框架要具有較高的伸縮性和可擴展性，本文所討論的J2EE輕量級架構，由于它采用了Struts框架，因而它的模塊化設計得到了很好的應用，層次非常清晰，具有很好的可復用度，但是，同時，此架構存在可伸縮性問題，
架構
中明顯存在可伸縮性問題的設計是
Action
。控制器
ActionServlet
對每個
Action
類只創建一個實例
,
所有對該
Action
類的請求都用這個實例進行處理
,
因此
,
它是無狀態的、多線程共享的。這意味著
Action
實例的數量是一個常數
,
不能隨工作量增加而增加。此外，
反射的利用是對架構擴展的一個有益嘗試，雖然提供了非常好的應用開發模式，但是它還非常新，一直在發展中。數據持久層中，Ibatis的應用給人一種耳目一新的感覺，但它也存在著一些不足之處，例如相對于Hibernate ，Ibatis不能直接生成sql語句，需要人工編寫。
輕量級架構結合Struts、Spring、Ibatis ,充分發揮了三者的優點， 基于輕量級框架的
J2EE
架構開發簡潔、結構清晰，有很好的可擴展性和可維護性，非常適于面向對象的設計與開發。