SSH架構結構分析

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2012-03-29 18:10 1511人閱讀 

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最近在弄j2ee,發現還是學到了很多東西，心情happy啊！昨天看到了一個文章是關于ssh的，就弄下來了，後面加點自己的東西，很感謝網上的各位前輩的總結。一個spring2.5+hibernate3.2+struts2.0組合架構，使用spring的IoC來管理應用的所有bean，包括struts2的action，充分發揮了spring輕量級架構的優勢。

摘 要:針對目前Web應用程式開發面臨的問題，結合目前比較流行的開源架構Spring、Struts和Hibernate，提出了一種開發J2EE Web應用的輕量級解決方案，以幫助開發人員在短期内搭建結構清晰、可複用性好、維護友善的Web應用程式。并且，通過案例具體說明了如何将這一方案應用到實際項目中。

關鍵詞:J2EE  MVC  Struts  Spring  Hibernate

    大型企業級Web應用系統的開發通常要求有一個良好的軟體架構、便于協作開發和擴充更新，而傳統的開發模式不能很好地滿足這些要求。本文針對目前Web應用程式開發面臨的問題，結合目前比較流行的開源架構SSH（Spring、Struts、Hibernate)，提出一種開發J2EE 企業級Web應用的輕量級解決方案，并通過案例具體說明如何将這一方案應用到實際項目中。

1 架構技術

    著名的軟體大師Ralph Johnson對架構(Framework)進行了如下的定義： 架構是整個系統或系統的一部分的可重用設計，由一組抽象的類及其執行個體間的互相作用方式組成[1]。

    架構一般具有即插即用的可重用性、成熟的穩定性以及良好的團隊協作性。J2EE複雜的多層結構決定了大型的J2EE項目需要運用架構和設計模式來控制軟體品質。目前，市場上出現了一些商業的、開源的基于J2EE的應用架構，其中主流的架構技術有：基于MVC模式的Struts架構和基于IoC模式的Spring架構以及對象/關系映射架構Hibernate等。

1.1  表示層架構Struts

     Struts是一個在JSP Model2基礎上實作的MVC架構，主要分為模型(Model)、視圖(Viewer)和控制器(Controller)三部分，其主要的設計理念是通過控制器将表現邏輯和業務邏輯解耦，以提高系統的可維護性、可擴充性和可重用性[2]。Struts架構的體系結構如圖1所示。

     圖一

　　下面就圖1所示的體系結構圖分析Struts架構中的MVC元件。

    （1）視圖：視圖部分主要由JSP頁面組成，其中沒有流程邏輯、業務邏輯和模型資訊，隻有标記。Struts自身包含了一組标記庫(TagLib)，這也是Struts的精華之一，靈活運用它們可以簡化JSP頁面的代碼，提高開發效率。

    （2）控制器：Struts中的Controller主要是其自身提供的ActionServlet。ActionServlet接收所有來自用戶端的請求并根據配置檔案(struts-config.xml)中的定義将控制轉移到适當的Action對象。

    （3）模型：Struts沒有定義具體Model層的實作，Model層通常是和業務邏輯緊密相關的，有持續化的要求。目前在商業領域和開源世界，都有一些優秀的工具可以為Model層的開發提供便利。

1.2  業務邏輯層架構Spring

    Spring是一個解決了許多J2EE開發中常見問題并能夠替代EJB技術的強大的輕量級架構。這裡所說的輕量級指的是Spring架構本身，而不是指Spring隻能用于輕量級的應用開發。Spring的輕盈展現在其架構本身的基礎結構以及對其他應用工具的支援和裝配能力。與EJB這種龐然大物相比，Spring可使程式研發人員把各個技術層次之間的風險降低。

    Spring架構的核心是控制翻轉IoC(Inversion of Control)/依賴注入DI(Dependence Injection)機制。IoC是指由容器中控制元件之間的關系（這裡，容器是指為元件提供特定服務和技術支援的一個标準化的運作時的環境）而非傳統實作中由程式代碼直接操控，這種将控制權由程式代碼到外部容器的轉移，稱為“翻轉”[3]。DI是對IoC更形象的解釋，即由容器在運作期間動态地将依賴關系(如構造參數、構造對象或接口)注入到元件之中[3]。Spring采用設值注入(使用Setter方法實作依賴)和構造子注入(在構造方法中實作依賴)的機制，通過配置檔案管理組建的協作對象，建立可以構造元件的IoC容器。這樣，不需要編寫工廠模式、單例模式或者其他構造的方法，就可以通過容器直接擷取所需的業務元件。Spring架構的結構如圖2所示。

          圖2

  Spring架構由七個定義明确的子產品組成，且每個子產品或元件都可以單獨存在，或者與其他一個或多個子產品聯合實作。Spring Core Container是一個用來管理業務元件的IoC容器，是Spring應用的核心；Spring DAO和Spring ORM不僅提供資料通路的抽象子產品，還內建了對Hibernate、JDO和iBatis等流行的對象關系映射架構的支援子產品，并且提供了緩沖連接配接池、事務處理等重要的服務功能，保證了系統的性能和資料的完整性；Sprnig Web子產品提供了Web應用的一些抽象封裝，可以将Struts、Webwork等Web架構與Spring整合成為适用于自己的解決方案。

    Spring架構可以成為企業級應用程式一站式的解決方案，同時它也是子產品化的架構，允許開發人員自由地挑選适合自己應用的子產品進行開發。Spring架構式是一個松耦合的架構，架構的部分耦合度被設計為最小，在各個層次上具體選用哪個架構取決于開發者的需要。

1.3 資料持久層架構Hibernate

    O/R mapping技術是為了解決關系型資料庫和面向對象的程式設計之間不比對的沖突而産生的。Hibernate是目前最為流行的O/R mapping架構，它在關系型資料庫和Java對象之間做了一個自動映射，使得程式員可以以非常簡單的方式實作對資料庫的操作。Hibernate工作原理如圖3所示。

                         圖3

  Hibernate通過對JDBC的封裝，向程式員屏蔽了底層的資料庫操作，使程式員專注于OO程式的開發，有助于提高開發效率。程式員通路資料庫所需要做的就是為持久化對象編制xml映射檔案[4]。

    底層資料庫的改變隻需要簡單地更改初始化配置檔案(hibernate.cfg.xml或者hibernate.properties)即可，不會對應用程式産生影響。

     Hibernate有自己的面向對象的查詢語言HQL，HQL功能強大，支援目前大部分主流的資料庫，如Oracle、DB2、MySQL、Microsoft SQL Server等，是目前應用最廣泛的O/R映射工具。Hibernate為快速開發應用程式提供了底層的支援。

2 基于SSH組合架構的Web應用模型設計與實作

2.1 內建SSH的新型J2EE架構

　　前面分析了基于J2EE的三種架構技術，下面通過內建以上三種架構技術來對傳統的J2EE Web開發模型加以改進，以形成一種新的、輕量型的J2EE架構。

　　內建SSH架構的系統架構圖如圖4所示，系統從職責上分為四層：表示層、業務邏輯層、資料持久層和域子產品層。其中使用Struts作為系統的整體基礎架構，負責MVC的分離，在Struts架構的模型部分，利用Hibernate架構對持久層提供支援，業務層用Spring支援。具體做法是：用面向對象的分析方法根據需求提出一些模型，将這些模型實作為基本的Java對象，然後編寫基本的DAO接口，并給出Hibernate的DAO實作，采用Hibernate架構實作的DAO類來實作Java類與資料庫之間的轉換和通路，最後由Spring完成業務邏輯。

      圖四

　　系統的基本業務流程是： 在表示層中，首先通過JSP頁面實作互動界面，負責傳送請求(Request)和接收響應(Response)，然後Struts根據配置檔案(struts-config.xml)将ActionServlet接收到的Request委派給相應的Action處理。在業務層中，管理服務元件的Spring IoC容器負責向Action提供業務模型(Model)元件和該元件的協作對象資料處理(DAO)元件完成業務邏輯，并提供事務處理、緩沖池等容器元件以提升系統性能和保證資料的完整性。而在持久層中，則依賴于Hibernate的對象化映射和資料庫互動，處理DAO元件請求的資料，并傳回處理結果。

　　采用上述開發模型，不僅實作了視圖、控制器與模型的徹底分離，而且還實作了業務邏輯層與持久層的分離。這樣無論前端如何變化，模型層隻需很少的改動，并且資料庫的變化也不會對前端有所影響，大大提高了系統的可複用性。而且由于不同層之間耦合度小，有利于團隊成員并行工作，大大提高了開發效率。

2.2 基于SSH架構的Web應用系統的實作

　　下面将通過一個實際的系統來展示如何進行基于SSH架構的Web應用開發。該系統是為某通信公司營運部開發的一個問答式系統，功能類似于百度知道和新浪愛問。由于系統的子產品較多，下面就以一個使用者管理子產品為例來說明系統的開發實作過程，并将按照資料持久層、業務邏輯層、表示層的順序說明系統建構過程。

　　（1）資料持久層

　　資料持久層由Java對象持久化類和資料通路對象(DAO)組成。每個資料庫表都對應着一個持久化對象，這樣就給予了開發者使用OO思想設計和開發的便利，同時也屏蔽了具體的資料庫和具體的資料表、字段，消除了對資料庫操作的寫死在重用性上的弊端。使用者資訊表的部分結構如表1所

　　Hibernate通過映射(Mapping)檔案将對象(Object)與關系型資料(Relational)相關聯，是以需要編寫和資料庫表相對應的Java持久化類以及對應的映射檔案。有了Java持久化類後就可以在此基礎上實作資料通路類。在Spring架構中，資料通路類可以從輔助類HibernateDaoSupport繼承，這極大地友善了Hibernate架構在Spring中的使用，相應的部分代碼如下：

      public class UserDao 

          extends HibernateDaoSupport {

      public int add(User user) {

        return Integer.ParseInt(this.getHibernateTemplate().save(user).toString());

      }

      public List findAll() {

        return this.getHibernateTemplate().loadAll(User.class);

  具體的Hibernate資料源、session工廠、事務管理、緩沖連接配接池等功能都由業務層的Spring容器提供。

　　（2）業務邏輯層

　　業務邏輯層由Spring架構支援，提供了處理業務邏輯的服務元件。開發者需要對業務對象模組化，抽象出業務模型并封裝在Model元件中。由于資料持久層實作了Java持久化類并且封裝了資料通路對象(DAO)，是以可以在Model元件中友善地調用DAO元件來存取資料。Spring的IoC容器負責統一管理Model元件和DAO元件以及Spring所提供的事務處理、緩沖連接配接池等服務元件。

　　在使用者管理子產品中，通過業務模組化建立了使用者模型UserService類，封裝了對使用者的權限管理以及積分管理等功能。UserService類通過調用資料通路類UserDao實作對使用者資料的操作。這些元件的關系将通過配置Spring架構的applicationContext.xml聯系起來，配置檔案的主要内容如下：

     （3）表示層

     表示層結合JSP和Struts的TagLib庫處理顯示功能，利用ActionServlet将請求(*.do)映射到相應的Action，并由Action調用業務邏輯的服務元件，然後根據處理結果跳轉到Forword對象指定的響應頁面。

     業務流程的部署由struts-config.xml完成。下面以一個顯示所有使用者資訊的請求(ListUser.do)為例來說明配置檔案的使用。

    基于J2EE的Web應用以其層次性、平台無關性的優勢已經逐漸成為了電子商務、電子政務主要的解決方案。本文針對傳統的J2EE Web應用開發的弊端，提出了一種利用輕量級架構來快速搭建Web應用的解決方案，并且通過其在實際項目中的應用，證明了采用此方案可以幫助開發人員在短時間内建立結構清晰、可重用性好、維護擴充友善的Web應用程式。

參考文獻

[1]  GAMMA E, HELM R, JOHNSON R, et al. Design patterns:Elements of reusable object-oriented software[M]. Addison  Wesley, 1994.

[2]  孫衛琴.精通Struts:基于MVC的Java Web設計與開發[M]. 北京：電子工業出版社,2004.

[3]  JOHNSON R, HOELLER J, ARENDSEN A, et al. Java/J2EE application framework reference document. V1.1.

2004.

[4]  徐長盛,戴超.一種快速開發Web應用程式方法的研究[J]. 計算機工程與設計,2004,(12):2237-2239.

[5]  夏昕,曹曉鋼,唐勇.深入淺出Hibernate[M]. 北京：電子工業出版社,2005.

[6]  JOHNSON R.Expert one-on-one J2EE design and development[M]. 魏海萍譯.北京：電子工業出版社,2003.

在用ssh開發web應用時，需要對生成的各個類檔案進行組織，下面就對一個可行的目錄方案進行介紹：

譬如應用中有一個使用者管理子產品，則在公共包下建立一個user包，如該公共包可以為com.simon.oa，

在user包下包括如下子包

1、controler包

該包放置各種struts的action。

2、dao包

該包放置各類dao（data access object），也就是放置對資料庫通路的實作類，在用myeclipse中的“Hibernate Reverse Engineering”進行反向操作時在某一個目錄中就會生成對應某個表的DAO，生成後可将該DAO拖到dao包中。在某些應用中将DAO作為接口，在該接口中包括所有對資料庫的操作方法，然後在dao包建立一個hibernate包，在hibernate包中放置對DAO接口的實作，譬如：UserDAO接口有一個實作類為UserDaoImpl，将該類放置到hibernate包中，實際的開發傾向于後一種方式，因為對這個DAO接口可以實作spring的IoC操作。(不知道myeclipse對此是怎麼考慮的，這個問題讓我糾纏了很久，誤将DAO了解成一個能夠進行實際操作的類，而不是一個接口，以後開發要注意)

3、model包

該包中放置hibernate反向工程生成的bean和該bean對應的.hbm.xml檔案。

4、service包

該包放置業務操作類，譬如使用者服務類，一般情況将該使用者操作類提取一個接口，然後在service包下生成一個impl包，在impl包中才放置使用者操作接口的實作類。該使用者接口實作類中調用DAO接口對資料庫進行操作，而調用該實作類的方法在struts的action中。

5、vo包（value object）

vo包中的中包括struts中使用的POJO及actionform等資訊。

VO:  Value Object

DTO: Data Transfer Object

個人了解VO和DTO是類似的東西，原則上VO和DTO隻有Public Fields，主要用于程序之間資料傳遞的問題，VO和DTO不會傳遞到表示層，在業務層就會被吸收。但看到很多人在建立VO和DTO時，也含有Setter,Getter屬性和一些其它的輔助方法，這也無可厚非，我自己也不能确定這對不對。