張烈超 胡迎九

(武漢交通職業(yè)學(xué)院, 湖北 武漢 430065)

當(dāng)前，信息技術(shù)是推動經(jīng)濟活動的重要引擎，作為信息技術(shù)的核心，軟件應(yīng)用程序開發(fā)的重要性不言而喻。Java Web是軟件開發(fā)的主要模式之一，Java Web采用流行的J2EE架構(gòu)，即采用基于MVC(Model,View,Controller)的分層設(shè)計思想，對數(shù)據(jù)持久層(Model層，即對數(shù)據(jù)庫的存取)、業(yè)務(wù)邏輯控制層(Controller層，即業(yè)務(wù)邏輯請求)及視圖層(View層，即用戶顯示)實行分開處理模式[1]。隨著開發(fā)技術(shù)發(fā)展及軟件應(yīng)用業(yè)務(wù)需求復(fù)雜性的提升，Java Web后臺框架技術(shù)也隨之快速發(fā)展，流行的Java Web框架較多，繁雜的框架及多種與框架相關(guān)的新理念令開發(fā)學(xué)習(xí)者無所適從。此外，中大型的項目開始采用分布式技術(shù)、微服務(wù)技術(shù)等，對開發(fā)者的要求更高,越是如此，越要學(xué)習(xí)底層的基本原理[2]。鑒于此，作者選擇Java Web框架中幾種典型的Java Web框架開發(fā)模型加以介紹，有以下幾種：(1)EJB；(2)JSP/Servlet; (3)SSH(Struts+Spring+Hibernate); (4)SSM(Spring+SpringMVC+Mybatis);(5)SpringBoot。EJB因其復(fù)雜性被其他模型替代；SpringBoot及后續(xù)的框架目前是較多軟件開發(fā)人員學(xué)習(xí)者首選的框架開發(fā)模式，為軟件開發(fā)帶來便捷性的同時并大大縮短了軟件開發(fā)周期，但它是由SSM框架發(fā)展而來，故開發(fā)者需要重點掌握SSM框架模型運行機制。鑒于以上原因，本文重點討論JSP/Servlet、SSH、SSM三種框架模型，通過此三種模型基于MVC分層設(shè)計思路及實現(xiàn)過程的對比，給出各種模型的優(yōu)缺點及其適應(yīng)性，并分析各模型在分層實現(xiàn)過程中需要注意的要點及關(guān)鍵步驟，為開發(fā)人員學(xué)習(xí)提供借鑒思路。

1 JSP/Servlet、SSH、SSM三種模型技術(shù)特點及適應(yīng)性

JSP/Servlet是Java Web早期的開發(fā)模型，就個人觀點，同SSH、SSM框架比較，JSP/Servlet算不上真正的框架模型，因為使用該模型所涉及的MVC分層業(yè)務(wù)及邏輯編碼工作均由用戶完成，而使用SSH、SSM框架，相應(yīng)環(huán)節(jié)中開發(fā)人員只需清晰系統(tǒng)參數(shù)配置流程并按模型要求正確配置模型所需的參數(shù)，系統(tǒng)便可自動幫助開發(fā)人員完成數(shù)據(jù)持久層(Model層，對數(shù)據(jù)庫的操作)的封裝，并按需求完成與業(yè)務(wù)邏輯控制層(Controller層)的無縫對接，即將數(shù)據(jù)層注入至業(yè)務(wù)邏輯控制層，讓模型自動完成復(fù)雜數(shù)據(jù)存取及業(yè)務(wù)管理工作，無需編寫大量代碼。后階段開發(fā)者則可將重心放至業(yè)務(wù)邏輯控制層(Controller層)與視圖層(View層)相關(guān)工作，即完成數(shù)據(jù)提取及頁面展示的工作，從而大大縮短開發(fā)流程及時間。需要強調(diào)是，SSH、SSM模型功能較JSP/Servlet模型要強大，但透徹理解JSP/Servlet模型中的Servlet運行機制并靈活運用是學(xué)習(xí)SSH、SSM模型的基礎(chǔ);此外，選擇SSH、SSM這兩種組合方式的模型使項目的開發(fā)具有高度的可維護性和可擴展性，同時可極大提高開發(fā)效率，降低開發(fā)和維護成本；SSH、SSM模型均以Spring框架為核心，兩者的主要不同之處在于MVC的實現(xiàn)方式(Struts與SpringMVC)及ORM持久化方面(Hibernate與Mybatis)：SSH注重配置開發(fā)，其中的Hibernate對JDBC的完整封裝更加面向?qū)ο蠡?，對增、刪、改、查的數(shù)據(jù)維護更自動化，但SQL優(yōu)化方面較弱，對學(xué)習(xí)者要求高；SSM更注重注解式開發(fā)，且ORM實現(xiàn)更加靈活，SQL優(yōu)化更簡便，入門容易。故當(dāng)前傳統(tǒng)企業(yè)項目的開發(fā)，使用SSH框架比較多，而對性能要求較高的互聯(lián)網(wǎng)項目，通常會選用SSM框架[3]。

下表1給出了三種模型特點的對照表，通過表格對比可知，開發(fā)人員若掌握了以上三種模型并熟練運用，對于其他模型的學(xué)習(xí)或應(yīng)用也能起到觸類旁通之效。在實際應(yīng)用中可靈活選擇合適的開發(fā)模型。

表1 JSP/Servlet、SSH、SSM三種模型適用性對照表

2 JSP/Servlet、SSH、SSM三種模型實現(xiàn)的要點及關(guān)鍵步驟

基于MVC分層模型中的示圖層是與用戶交互的界面，主要為其他層(數(shù)據(jù)持久層或者業(yè)務(wù)邏輯控制層)傳遞數(shù)據(jù)(根據(jù)業(yè)務(wù)的不同，可分為傳入數(shù)據(jù)或讀取數(shù)據(jù)兩種方式)，用前臺相關(guān)工具如Bootstrap、JQuery作JSP頁面展示交互處理,與模型的選擇具有無關(guān)性。另外，使用經(jīng)典框架與微應(yīng)用中跨平臺數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換(如將后端數(shù)據(jù)換轉(zhuǎn)成JSON)等問題學(xué)習(xí)者可查閱相關(guān)資料。此處重點討論數(shù)據(jù)持久層、業(yè)務(wù)邏輯控制層、視圖層各層的核心內(nèi)容，并分析各模型在分層實現(xiàn)過程中需要注意的要點及關(guān)鍵步驟。最后根據(jù)各模型思路分別實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)庫中表Student訪問的功能(各模型分析時以圖或代碼予以展示)。

2.1 JSP/Servlet模型實現(xiàn)的要點及關(guān)鍵步驟

圖1 利用JDBC實現(xiàn)的StudentDAO類

圖2 Servlet類的創(chuàng)建

JSP/Servlet是早期Java Web開發(fā)框架模型。該模型因簡單實用并按MVC三層開發(fā)思想實現(xiàn)了相應(yīng)層的業(yè)務(wù)，適合初學(xué)者。因此，替代繁瑣而笨重的EJB并迅速成為開發(fā)模型利器。該模型中，數(shù)據(jù)持久層利用JDBC實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫表操作，由于頻繁訪問數(shù)據(jù)庫，實際開發(fā)中通常將這些操作封裝到類中(不同的表，創(chuàng)建獨立的DAO類，如圖1)，每一個操作對應(yīng)一個獨立方法，當(dāng)需要使用該操作時，調(diào)用相應(yīng)的方法來完成；業(yè)務(wù)邏輯控制層主要由Servlet來完成，在Servlet中完成參數(shù)的接收，然后使用參數(shù)調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層，根據(jù)調(diào)用結(jié)果的不同跳轉(zhuǎn)到不同的頁面,需注意的是，由于安全運行機制需要，每創(chuàng)建一個Servlet業(yè)務(wù)請求類，必須在web.xml中注冊，而生成的Servlet類文件，雖然是由java代碼編寫，但必須發(fā)布至后臺tomcat下通過瀏覽器訪問才能正常運行(圖2—圖3)，由于Servlet處理邏輯層業(yè)務(wù)優(yōu)秀特色，部分功能被SSH、SSM框架借鑒；JSP程序主要是做顯示層，從頁面發(fā)送請求至業(yè)務(wù)邏輯控制層，邏輯層作出響應(yīng)，并將處理后的結(jié)果(數(shù)據(jù))回送至JSP頁面進行展示(圖4)。

圖3 Servlet類的注冊

圖4 由業(yè)務(wù)層提取結(jié)果至視圖層JSP頁面展示

雖然 JSP/Servlet模型具有簡單易學(xué)特點，由于需要開發(fā)者手動編寫所有代碼以實現(xiàn)相應(yīng)的功能，對于功能復(fù)雜的系統(tǒng)采用該模型則需更長的開發(fā)周期。故被更為優(yōu)秀模型如SSH所取代。

2.2 SSH模型實現(xiàn)的要點及關(guān)鍵步驟

圖5 數(shù)據(jù)庫配置

圖6 操作對象

圖7 設(shè)置生成DAO及相關(guān)類

圖8 逆向工程生成相關(guān)類

圖9 逆向工程DAO類

圖10 Hibernate與Spring對接

SSH框架也是流行的Java Web開發(fā)框架模型，是JSP/Servlet升級模型。該模型側(cè)重于配置開發(fā)，以Spring框架作為核心，Spring充當(dāng)粘合劑的角色，在持久數(shù)據(jù)層與業(yè)務(wù)層之間通過配置界面方式(以Myeclipse作為開發(fā)工具)完成相關(guān)參數(shù)的設(shè)置步驟(圖5—圖6)，通過Hibernate框架逆向工程方式自動生成以數(shù)據(jù)表為操作對象DAO及相關(guān)類(圖7—圖9)，免除了大量代碼的編寫，生成的持久層相關(guān)數(shù)據(jù)通過注入Spring與進行整合，從而實現(xiàn)Spring與模型層的對接(圖10)。需要注意的是，Hibernate框架逆向工程生成的DAO類不能實現(xiàn)事務(wù)管理，對接后由Spring框架實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理機制，事務(wù)管理分編程式和聲明式兩種，如果在 DAO程序中有嚴(yán)格的方法命名規(guī)則，在Spring框架配置文件中需予以聲明，否則只需遵循開發(fā)規(guī)則命名即可；在業(yè)務(wù)層與視圖層之間，Spring和Struts整合主要的目的就是讓Spring管理Struts中的Action(與Servlet功能類似)，并將業(yè)務(wù)邏輯注入到Action中，可參考相關(guān)資料按照Struts框架的整合步驟即可完成參數(shù)配置，但需重點關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯層注入到Aciton中配置步驟，可采用通用Setter方法注入的方式完成(圖11—圖13)。通過對應(yīng)層間的整合，最終SSH實現(xiàn)基于MVC相關(guān)層的完美整合。

圖11 Struts與Spring對接配置

圖12 DAO以Setter的方式注入Spring

圖13 Action實現(xiàn)代碼

SSH框架是Java Web應(yīng)用開發(fā)中被選用較多的框架，曾一度成為事實上應(yīng)用開發(fā)的首選，直至由于未更新Struts的安全漏洞而被SSM所替代。

2.3 SSM模型實現(xiàn)的要點及關(guān)鍵步驟

圖14 Mybatis框架執(zhí)行流程圖

如前面所述，SSM框架是當(dāng)前最流行的Java Web框架模型，它充分吸收了SSH的優(yōu)勢，比如繼續(xù)保留了Spring框架作為核心。該模型中Spring層實現(xiàn)業(yè)務(wù)對象的管理，示圖層使用Spring MVC負責(zé)請求轉(zhuǎn)發(fā)和視圖管理，模型層則以Mybatis實現(xiàn)數(shù)據(jù)對象的持久化引擎管理。用SpringMVC替代有安全漏洞的Struts；以Mybatis替代Hibernate；與JSP/Servlet模型、SSH模型操作數(shù)據(jù)庫必須花費精力編寫JDBC繁雜操作數(shù)據(jù)的過程代碼不同，Mybatis則通過xml或注解的方式將JDBC操作數(shù)據(jù)庫的過程進行封裝，開發(fā)者只需重點關(guān)注SQL本身，最后由Mybatis框架執(zhí)行sql并將結(jié)果映射成Java對象并返回(如圖14)。此外，對數(shù)據(jù)庫中所有需要操作的每一張表都變成以表名+Mapper.xml的文件，xml文件中以表的命名空間包括對該表操作的sql語句，建議開發(fā)者采用Mybatis逆向工程方式生成表名+Mapper.xml(如圖15)，表名+Mapper.xml相當(dāng)于JSP/Servlet模型、SSH模型中的DAO類文件(數(shù)據(jù)表操作對象，包含該表的增刪改查的操作)，采用xml標(biāo)簽與sql結(jié)合方式，解除了sql和程序代碼的耦合，適合中大型項目開發(fā)，不需編寫過多的Java代碼，省卻了編譯過程，便于統(tǒng)一管理和優(yōu)化。實現(xiàn)數(shù)據(jù)對象持久化的Mybatis以注入方式完成與Spring框架的整合參數(shù)配置及實現(xiàn)(圖16—圖18)，由Spring框架實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的注解事務(wù)管理機制，開啟對Mapper代理開發(fā)及自動掃包模式。從而實現(xiàn)Spring框架與Mybatis的優(yōu)化整合，開發(fā)人員后期通過進一步完善，為SpringMVC層提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

圖16 Spring框架配置文件1

圖18 Spring與Mybatis整合注解測試

對以上三種基于MVC分層設(shè)計思路模型的實現(xiàn)過程的要點及關(guān)鍵步驟加以分析可知，SSH、SSM這兩種組合方式的模型在項目的開發(fā)中都實現(xiàn)了MVC設(shè)計模式的低耦合、易維護和可擴展的分層思想，可極大提高開發(fā)效率，降低開發(fā)和維護成本，需透徹理解模型才能事半功倍；JSP/Servlet模型則簡單易學(xué)，適合初學(xué)者。掌握了以上三種基本模型，開發(fā)人員在學(xué)習(xí)或者應(yīng)用中可根據(jù)實際需要靈活選擇合適的開發(fā)模型。

3 結(jié)語

本文分析了三種基于MVC分層設(shè)計思路的Java Web框架開發(fā)經(jīng)典模型優(yōu)缺點及適應(yīng)性，并給出各模型實現(xiàn)過程的要點及關(guān)鍵步驟。通過分析可知，JSP/Servlet模型簡單容易學(xué)習(xí)，但采用該模型后開發(fā)者后續(xù)工作量較大；SSH、SSM這兩種模型需要開發(fā)者有較好的基礎(chǔ)知識，正確配置相關(guān)參數(shù)，可為開發(fā)帶來較多的便捷性，并在項目的開發(fā)中實現(xiàn)了MVC設(shè)計模式的低耦合、易維護和可擴展的分層思想，可極大提高開發(fā)效率，降低開發(fā)和維護成本?？傊?，掌握了以上三種經(jīng)典開發(fā)模型并熟練運用，對于其他模型的學(xué)習(xí)或應(yīng)用也能起到觸類旁通之效。