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級(jí)別: 初級(jí)
李志,
2003 年 7 月 01
本文以一個(gè)教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)思路為例，探討利用J2EE技術(shù)和WebSphere產(chǎn)品構(gòu)建網(wǎng)站的模式和方法。
一、前言
本文以一個(gè)教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)思路為例，探討利用J2EE技術(shù)和WebSphere產(chǎn)品構(gòu)建網(wǎng)站的模式和方法。
二、設(shè)計(jì)網(wǎng)站系統(tǒng)
我們的樣例是一個(gè)教學(xué)網(wǎng)站系統(tǒng)，它的軟件包括WebSphere Application Server應(yīng)用服務(wù)器軟件V4.0、WSAD開發(fā)工具和DB2數(shù)據(jù)庫（非商業(yè)用途），硬件為IBM xSeries服務(wù)器。在本文中，主要探討MVC的開發(fā)模型和常用的J2EE模式，關(guān)于網(wǎng)站建設(shè)的其他細(xì)節(jié)就略過不提了。
（一）系統(tǒng)用例圖
分析網(wǎng)站的系統(tǒng)目標(biāo)后，我們首先具體化系統(tǒng)功能，形成一張用例圖，定義一系列的可重構(gòu)組件，以指導(dǎo)隨后的開發(fā)工作。
圖1 Use Case picture
（二）組件化設(shè)計(jì)
在構(gòu)造網(wǎng)站系統(tǒng)時(shí)，我們把每層的系統(tǒng)想象成擁有多個(gè)"槽"的裝置，開發(fā)人員可以向槽中插入組件以擴(kuò)大其能力，也可以通過繼承或其他機(jī)制具體化組件系統(tǒng)。這些組件可以是開發(fā)人員為該應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的，也可以是以前開發(fā)好的復(fù)用組件。在這種分層體系結(jié)構(gòu)中，每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)都表示為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)都采用組件構(gòu)造。每個(gè)組件系統(tǒng)又可以通過其他下層組件系統(tǒng)構(gòu)造。重構(gòu)人員采用一組與特定應(yīng)用系統(tǒng)領(lǐng)域和業(yè)務(wù)有關(guān)的組件或頂層中的組件系統(tǒng)來構(gòu)造每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。
結(jié)合J2EE，讓我們首先了解J2EE體系中的組件構(gòu)成情況，如圖2所示。
圖2J2EE組件打包策略
在上圖中可以看出，不同的組件歸檔到不同的文件包中，這樣就保證了一個(gè)組件的"插拔"不會(huì)影響到其它的組件。根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)組件的功能，我們可以把它們分為動(dòng)態(tài)組件和靜態(tài)組件。靜態(tài)的組件包含網(wǎng)頁文件，主要用于放置教學(xué)資料和參考文章。動(dòng)態(tài)組件則包括各種功能模塊，如論壇系統(tǒng)、模擬測驗(yàn)系統(tǒng)等。
應(yīng)用系統(tǒng)組件之下是于特定業(yè)務(wù)有關(guān)的組件。在這里，我們可以添加非Java編寫的一些程序，用于處理特定內(nèi)容下的操作，比如模擬測驗(yàn)系統(tǒng)中的出題模塊。當(dāng)然，要考慮到上層組件調(diào)用的正面接口問題。對(duì)于這層組件，我們能夠隨時(shí)替換，只要其提供的數(shù)據(jù)符合上級(jí)正面的要求。
以上兩級(jí)組件之下是J2EE應(yīng)用服務(wù)器和操作系統(tǒng)，整體如圖3所示。
圖3 計(jì)算機(jī)組成原理網(wǎng)站系統(tǒng)組件架構(gòu)圖
（三）利用J2EE模式開發(fā)組件系統(tǒng)
下面著重介紹開發(fā)過程中使用的J2EE模式，這些模式都是通用類型的。
本系統(tǒng)采用MVC開發(fā)模型，即Model-View-Controller。Model是指應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，以及對(duì)這些數(shù)據(jù)的操作；View是指用戶界面；Controller負(fù)責(zé)用戶界面和程序數(shù)據(jù)之間的同步。這種模型的好處在于分離不同功能的代碼，便于以后的維護(hù)，還有利于在項(xiàng)目小組內(nèi)按照小組成員各自的擅長進(jìn)行分工，有利于三個(gè)部分并行開發(fā)、加快項(xiàng)目進(jìn)度。
為了使各開發(fā)人員協(xié)調(diào)一致，為其他組件提供一致和標(biāo)準(zhǔn)的正面，增強(qiáng)系統(tǒng)的可維護(hù)性和可復(fù)用性，我們廣泛采用了SUN公司提出的基于MVC的設(shè)計(jì)模式。
圖4是用戶注冊模塊的UML圖，我們將結(jié)合這個(gè)模塊具體闡述各模式的特點(diǎn)和在本系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。
圖4 表示層模式
明確了所采用的體系和模式，下面具體設(shè)計(jì)類的屬性和方法，通過設(shè)計(jì)完善的接口和繼承、重載等方法進(jìn)行重構(gòu)。模塊的UML的類圖表示如下：
圖5 模塊的UML的類圖
結(jié)合上圖，讓我們看看這個(gè)模塊中都運(yùn)用了哪些模式。
1. 表示層模式
系統(tǒng)的表示層集中了MVC模式中的View與Controller。該系統(tǒng)用JSP代表View，用Servlet代表Controller。在Controller這一模塊中，又采用了視圖助手、分發(fā)者與值對(duì)象模式，以增強(qiáng)系統(tǒng)的模塊化，提高維護(hù)性。
（1）前端控制器
控制器通常表現(xiàn)為Servlet形式，其UML表示如下：
圖6 前端控制器
根據(jù)Model-View-Controller的開發(fā)思想，使用控制器作為處理請求的最初聯(lián)系點(diǎn)。該控制器管理著請求的處理，包括調(diào)用安全服務(wù)，比如驗(yàn)證和授權(quán)、委托業(yè)務(wù)處理、管理合適的視圖選擇、處理錯(cuò)誤，以及管理內(nèi)容創(chuàng)建邏輯的選擇。也可以把前端控制器看成一個(gè)觸發(fā)器，由它來啟動(dòng)流程。
下面是功能代碼的樣本。其中出現(xiàn)的RegisterHelper、Command等類，接下來會(huì)有詳細(xì)介紹。
public void performTask(javax.servlet.http.HttpServletRequest request,
javax.servlet.http.HttpServletResponse response)
throws javax.servlet.ServletException, java.io.IOException
{
RegisterHelper rh=new RegisterHelper(request,response);//啟動(dòng)注冊視圖助手
Command command=rh.getCommand();//由視圖助手中獲得并初始化Command
CustomerBean cb=rh.getCustomerBean();//由視圖助手中獲得并初始化值對(duì)象
request.setAttribute("customerbean",cb);
String dispatcher=rh.getDispatcher();//由視圖助手中獲得并初始化分發(fā)者
request.setAttribute("type",rh.getType());//設(shè)置上下文屬性
try {
command.execute((Helper)rh);//執(zhí)行業(yè)務(wù)代碼
} catch(javax.ejb.DuplicateKeyException de) {
request.setAttribute("errorbean",new ErrorBean("對(duì)不起，已經(jīng)有人注冊了該用戶名!"));//注冊重名處理
dispatch(request,response,dispatcher);//分發(fā)并移交控制權(quán)
return;
} catch(Exception e) {
request.setAttribute("errorbean",new ErrorBean("對(duì)不起，數(shù)據(jù)庫出錯(cuò)!"));//出錯(cuò)處理
dispatch(request,response,dispatcher);
return;
}
dispatch(request,response,dispatcher);
}
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優(yōu)點(diǎn)：通過集中化決策點(diǎn)和控制，控制器有助于減少嵌入在JSP中Java代碼（Scriptlet）的數(shù)量，保持View功能的純潔性。它的位置如圖5中Controller所示。
（2）視圖助手
表示層更改經(jīng)常發(fā)生，而且當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問邏輯和表示格式化邏輯被混雜時(shí)，表示層更改很難開發(fā)和維護(hù)。這使系統(tǒng)靈活性更差，更缺乏可用性，而且對(duì)變化的適應(yīng)性更弱。
圖7 視圖助手
視圖包含格式化代碼，把其處理責(zé)任委托給其助手類。助手也存儲(chǔ)該視圖的中間數(shù)據(jù)，如表單、URL參數(shù)等，并且充當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)適配器。
下面是功能代碼的樣本。
public class RegisterHelper implements Helper {
static String dispatcher = "RegisterDispatcher";
private CustomerBean customer = null;
private String type = null;
public RegisterHelper(
javax.servlet.http.HttpServletRequest request,
javax.servlet.http.HttpServletResponse response) {
setType(request);
setCustomerBean(request);
}
/**
* 定義頁面類型:HTML or XML
*/
public void setType(javax.servlet.http.HttpServletRequest request) {
type = request.getParameter("type");
}
/**
* 獲取Command
*/
public Command getCommand() {
RegisterCommand rc = new RegisterCommand();
return rc;
}
/**
* 向值對(duì)象中填充數(shù)據(jù)
*/
public void setCustomerBean(javax.servlet.http.HttpServletRequest request) {
customer = new CustomerBean();
customer.setUsername(request.getParameter("username"));
customer.setPassword(request.getParameter("password"));
customer.setEmail(request.getParameter("email"));
customer.setTruename(request.getParameter("truename"));
customer.setId(request.getParameter("id"));
customer.setService(this.setService(request));
}
/**
* 獲取值對(duì)象
*/
public CustomerBean getCustomerBean() {
return this.customer;
}
/**
* 獲取分發(fā)者
*/
public String getDispatcher() {
return this.dispatcher;
}
/**
* 獲取類型
*/
public String getType() {
return type;
}
}
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優(yōu)點(diǎn)：在助手中而不是在視圖中封裝業(yè)務(wù)邏輯會(huì)增強(qiáng)應(yīng)用程序的模塊化，并且更有利于組件重用。助手有大量的責(zé)任，包括收集視圖和控制需要的數(shù)據(jù)，以及存儲(chǔ)中間模型。它的位置如圖5中Helper所示。
（3）Command模式
Command中包含純業(yè)務(wù)代碼，如注冊、登陸、檢驗(yàn)等。在樣例模塊中，它的職責(zé)是將注冊信息傳遞給Entity Bean。
圖8 Command
功能代碼如下所示：
public void execute(Helper helper) throws Exception
{
RegisterHelper rh = (RegisterHelper) helper;//獲取視圖助手
CustomerBean cb = rh.getCustomerBean();//從視圖助手中獲取值對(duì)象
ServiceLocator sl = ServiceLocator.getInstance();//初始化服務(wù)定位器
CustomersHome ch = (CustomersHome) sl.getHome(ServiceLocator.Services.CUSTOMERS);//從服務(wù)定位器中獲取Entity Bean本地接口
try {
Customers customers = ch.create(cb);//將注冊信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫
} catch(javax.ejb.DuplicateKeyException e) {
throw new javax.ejb.DuplicateKeyException();
} catch(Exception e) {
throw e;
}
}
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（4）分發(fā)者模式
如果將表示化邏輯和業(yè)務(wù)邏輯混合在視圖中，會(huì)使系統(tǒng)可重用性和靈活性變差，而且一半還會(huì)使更改操作難以實(shí)施。分發(fā)者負(fù)責(zé)視圖管理和導(dǎo)航，選擇下一個(gè)視圖，并且提供分發(fā)資源控制的機(jī)制。分發(fā)者可以提供靜態(tài)的分發(fā)，也能提供更高級(jí)的動(dòng)態(tài)分發(fā)機(jī)制。
在我們的項(xiàng)目中，由于涉及到PC用戶和移動(dòng)手機(jī)用戶的訪問，我們需要針對(duì)不同的用戶返回不同的結(jié)果頁面，因此分發(fā)者的存在就非常有必要。分發(fā)者表現(xiàn)為Servlet形式，它承接Controller的處理結(jié)果，并判斷用戶的類型，把正確的視圖返回給用戶。它的位置如圖5中Dispatcher所示。
圖9 分發(fā)者
功能代碼如下所示：
public void performTask(
javax.servlet.http.HttpServletRequest request,
javax.servlet.http.HttpServletResponse response)
throws javax.servlet.ServletException, java.io.IOException {
String type=(String)request.getAttribute("type");//獲取頁面類型
isError=(request.getAttribute("errorbean")!=null)?true:false;//判斷是否出錯(cuò)
String file=selectType(type,isError,response);//根據(jù)頁面類型和是否出錯(cuò)確定顯示頁面
getServletConfig().getServletContext().getRequestDispatcher(file).forward(request,response);//重定向到顯示頁面
}
public String selectType(String str,boolean isError,javax.servlet.http.HttpServletResponse response) {
if (str.equals("html")) {//HTML類型的頁面
if (isError) {//成功
System.out.println("Some error happens!");
return "register_error.jsp";
} else {//出錯(cuò) return "register_ok.jsp";
}
} else {//WML手機(jī)頁面
if (isError) {//成功
System.out.println("Some error happens!");
return "wml/register_error.jsp";
} else {//出錯(cuò)
response.setContentType("text/vnd.wap.wmlcharset=ISO-8859-1");
return "wml/register_ok.jsp";
}
}
}
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（5）復(fù)合視圖
復(fù)雜的Web頁面可以展示來自多個(gè)數(shù)據(jù)源的內(nèi)容，使用多個(gè)包含單顯示頁面的子視圖。同時(shí)，具有不同技能的多個(gè)開發(fā)人員可以參與這些Web頁面的開發(fā)和維護(hù)。
因此，我們采用有多個(gè)原子視圖組成的復(fù)合視圖。模版中每個(gè)組件是動(dòng)態(tài)結(jié)合在一起的，并且頁面的布局是獨(dú)立于內(nèi)容進(jìn)行管理的。在我們的項(xiàng)目中，采用了<jsp:include page="***" flush="true">嵌入頁面，使導(dǎo)航欄和標(biāo)示獨(dú)立于各個(gè)頁面，使用戶能夠及時(shí)地看到任何變動(dòng)，并使系統(tǒng)更改的代價(jià)降低到最小。
2. 業(yè)務(wù)層模式
（1）值對(duì)象
J2EE應(yīng)用程序把服務(wù)器端業(yè)務(wù)組件實(shí)現(xiàn)為Session Bean和Entity Bean。業(yè)務(wù)組件的一些方法可以向客戶端返回?cái)?shù)據(jù)。通常，客戶端需要多次調(diào)用業(yè)務(wù)對(duì)象的get/set方法直到獲得所有的屬性值。由于EJB的調(diào)用采用RMI-IIOP方式通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，這樣做大大延緩了業(yè)務(wù)層的處理速度，降低了效率。
為了解決這一問題，我們使用值對(duì)象封裝業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。相應(yīng)的方法調(diào)用是設(shè)置和檢索值對(duì)象。當(dāng)客戶端向企業(yè)bean請求業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，該企業(yè)bean可以構(gòu)造值對(duì)象，用屬性值來填充，并且按照值把它傳遞給客戶端，這也符合EJB端粗粒度調(diào)用的需要。
值對(duì)象是可串行化的JavaBean對(duì)象。值對(duì)象類也可以提供接收所有必須的屬性以創(chuàng)建該值對(duì)象的構(gòu)造器。通常，值對(duì)象中的成員被定義為私有的，而其Get/Set方法則是公有的。
圖10值對(duì)象
如圖10所示，作為示例的CutomerBean中包含了對(duì)應(yīng)Entity Bean所需的屬性及其訪問方法。
（2）服務(wù)定位器
J2EE客戶端與EJB組件進(jìn)行交互，這些組件提供業(yè)務(wù)服務(wù)和持久性能力。為了與它們交互，客戶端必須定位（或稱為查找）該服務(wù)組件，或創(chuàng)建一個(gè)新的組件。比如，EJB客戶端必須定位EJB的本地對(duì)象，然后客戶端使用該本地對(duì)象來查找某對(duì)象，或者創(chuàng)建或刪除一個(gè)或多個(gè)EJB。
這樣，對(duì)于所有需要訪問JNDI管理的服務(wù)對(duì)象的客戶端而言，都需要進(jìn)行定位工作。在需要查找服務(wù)的客戶端中，會(huì)導(dǎo)致不必要的代碼重復(fù)現(xiàn)象。同時(shí)，創(chuàng)建最初JNDI環(huán)境和在EJB本地對(duì)象上執(zhí)行查找都會(huì)占用大量的資源。如果多個(gè)客戶端反復(fù)地請求相同的bean本地對(duì)象，這種重復(fù)現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響應(yīng)用程序性能。
我們使用服務(wù)定位器對(duì)象來抽取所有的JNDI應(yīng)用，并且隱蔽最初環(huán)境創(chuàng)建、EJB本地對(duì)象查找和EJB對(duì)象重創(chuàng)建的復(fù)雜性。多個(gè)客戶端可以重新使用服務(wù)定位器對(duì)象來降低代碼的復(fù)雜性，提供單控制點(diǎn)，并且通過提供緩沖機(jī)制來提高性能。
該模式降低了來自于客戶端依賴性的客戶端復(fù)雜性，并且需要執(zhí)行查找和創(chuàng)建過程，這些都是非常消耗資源的。為了消除這些問題，該模式提供了把所有依賴性和網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)抽取到服務(wù)定位器的一種機(jī)制。它的位置如圖11中ServiceLocator所示。
圖11 服務(wù)定位器
功能代碼如下所示：
public class ServiceLocator
{
private static ServiceLocator me;
InitialContext context = null;
/**
* 初始化上下文
*/
public ServiceLocator()
{
try {
context = new InitialContext();
} catch (NamingException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public class Services {
//為EJB設(shè)定請求序號(hào)
final public static int CUSTOMERS=0;
final public static int PARTNERS=1;
final public static int ADMINISTRATORS=2;
final public static int PERMITS=3;
final public static int PAPERBROKER=4;
final public static int CHECK=5;
}
final static Class CUSTOMERS_CLASS=CustomersHome.class;
final static String CUSTOMERS_NAME="CustomersHome";
final static Class PARTNERS_CLASS=PartnersHome.class;
final static String PARTNERS_NAME="PartnersHome";
final static Class ADMINISTRATORS_CLASS=AdministratorsHome.class;
final static String ADMINISTRATORS_NAME="AdministratorsHome";
final static Class PERMITS_CLASS=PermitsHome.class;
final static String PERMITS_NAME="PermitsHome";
final static Class PAPERBROKER_CLASS=PaperBrokerHome.class;
final static String PAPERBROKER_NAME="PaperBrokerHome";
final static Class CHECK_CLASS=CheckHome.class;
final static String CHECK_NAME="CheckHome";
public static ServiceLocator getInstance() {//單線程處理以節(jié)省資源
if (me == null)
me = new ServiceLocator();
return me;
}
static private Class getServiceClass(int service) {
switch(service) {
case Services.CUSTOMERS:
return CUSTOMERS_CLASS;
case Services.PARTNERS:
return PARTNERS_CLASS;
case Services.ADMINISTRATORS:
return ADMINISTRATORS_CLASS;
case Services.PERMITS:
return PERMITS_CLASS;
case Services.PAPERBROKER:
return PAPERBROKER_CLASS;
case Services.CHECK:
return CHECK_CLASS;
}
return null;
}
static private String getServiceName(int service) {
switch(service) {
case Services.CUSTOMERS:
return CUSTOMERS_NAME;
case Services.PARTNERS:
return PARTNERS_NAME;
case Services.ADMINISTRATORS:
return ADMINISTRATORS_NAME;
case Services.PERMITS:
return PERMITS_NAME;
case Services.PAPERBROKER:
return PAPERBROKER_NAME;
case Services.CHECK:
return CHECK_NAME;
}
return null;
}
/**
* 返回EJB本地接口
*/
public EJBHome getHome(int s)
{
EJBHome home = null;
try {
Object objref = context.lookup(getServiceName(s));
home = (EJBHome) PortableRemoteObject.narrow(objref, getServiceClass(s));
} catch (NamingException e) {
e.printStackTrace();
}
return home;
}
}
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缺點(diǎn)：如果增加新的EJB，需要修改服務(wù)定位器的代碼。
以上這些模式都是可以通用的，在實(shí)際應(yīng)用中運(yùn)用這些模式，不僅加快了開發(fā)進(jìn)度，而且開發(fā)人員各司其職，避免了代碼的混亂，取得了比較好的效果。
三、總結(jié)
本文記述了根據(jù)J2EE模式和MVC開發(fā)模型，利用IBM公司的WebSp here應(yīng)用服務(wù)器來組織建設(shè)網(wǎng)站的心得和體會(huì)。大家的項(xiàng)目類型也許會(huì)有不同，但開發(fā)的模式總會(huì)有相通之處。善于根據(jù)實(shí)際情況選擇開發(fā)模式，可以提高開發(fā)效率和代碼質(zhì)量，但也不要一味死抱著模式不放，量體裁衣才能游刃有余。
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