基于J2EE的一种多层框架设计与实现

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一种基于 J2EE 的一种多层框架设计与实现

摘要

随着企业对软件需求的不断增长，应用系统的功能越来越强大，软件的结构

也越来越复杂。软件公司一方面需要实现这些复杂的功能，另一方面需要迅速地

推出产品，以减少成本、应对激烈的市场竞争。因此，如何构造一个既能够响应

大量的客户端用户，又能够安全稳定地运行，同时功能强大，应用灵活，开发简

便的 Web 应用系统是当前 Internet 技术发展的热点之一。

如今，J2EE 平台已经日趋成熟，并得到广泛应用，越来越多的开发人员使用

基于 J2EE 的Web 应用框架。框架为 Web 应用提供了预备的软件架构和相关的软

件包，它大大提高了 Web 开发的速度和效率。在一个优秀的框架上开发应用，而

不是从零开始，可以大量缩短项目的开发周期、降低开发风险、增强应用系统的

稳定性。

本文对 Wicket、Spring、Hibernate 框架进行研究，具体分析各个框架在 Web

应用的不同层次上所发挥的作用。并整合三种框架，设计出一个适合企业 Web 应

用的 Java 通用架构，即将 Wicket 应用中的业务逻辑交给 Spring 管理，相关类用

Spring 的beans 配置完成；由 Hibemate 负责数据的持久化。并对 Spring 和Wicket

整合的耦合性进行深入的分析研究，提出了一种框架整合的解耦方案。最后用一

个实际的项目，实现本文设计的架构。开发结果表明，整个系统具有平台无关性，

并提高了应用系统的可维护性，可扩展性，可移植性和组件的可复用性。

关键词：Web 应用，J2EE，框架，MVC,WebFramework

ABSTRACT

With the increase of the enterprise need for software,the function of application

system is stronger and the structure of software is also complex more and more.

Software companies have to implement these complex functions. On the other hand, it

must accomplish its mission rapidly in order to reduce cost and cope with the cruel

competition. So it is one of the hot spots about Internet technology how to build a Web

application system with strong functions and use flexible which can respond a large

number of clients at the same time and run safely and stably.

Now, J2EE are come to maturity day by day and used widely.More and more

developers are using Web framework based on J2EE. Framework boosts hugely the

rapidity and efficiency of Web development by ready-made soft packages.To develop a

Web application base on one framework but begin from zero, it can shorten the time of

development and reduce development risk and improve the stability of the application

system.

As is stated above，this thesis did research on Wickets，Spring and Hibernate

frameworks ，and analyed each frameworks function in web application layer.

Architecture is integrated with the three frameworks which is suitable for enterprise

Web application.The architecture hands business logic of wickets to Spring;utilize

beans configuration to manage the related classes; manage objects’relation of between

controller and data access object through Spring and make data persistence by

Hibemate. This thesis made did deep analysis and research on coupling of integration

between Spring and wicket and put forward a solution to loose coupling of integratlon.

At last ，a Project is implemented by the designed architecture.The result show the

system doesn’t depend on Platform has the characteristics of high maintainability ，

expansibility and reusability.

Key Word ：Web application, J2EE, framework, MVC,

WebFramework

摘要

ABSTRACT

第一章引言 .......................................................................................................1

§1.1 研究背景 ................................................................................................1

§1.1.1 软件开源 .......................................................................................1

§1.1.2 国内外研究现状 ...........................................................................1

§1.1.3 通用框架 WSHCF 的产生及意义 ................................................2

§1.2 论文结构 ..................................................................................................4

第二章 WSHCF 框架的技术基础 ........................................................................6

§2.1 WEB 层应用框架 .....................................................................................6

§2.1.1 WEB 应用开发的一般模式 ..........................................................6

§2.1.2 MVC 模式 ..................................................................................... 7

§2.1.3 MVC 的优点 ................................................................................. 9

§2.1.4 Wicket 应用框架 ...................................................................... 10

§2.1.5 表现层技术选择 .......................................................................17

§2.2 业务层应用框架 Spring ......................................................................... 20

§2.2.1 Spring 框架简介 .......................................................................21

§2.2.2 Spring 框架的应用场景 ...........................................................22

§2.2.3 Spring 和J2EE 的关系 ............................................................ 23

§2.2.4 Spring 的核心技术 ...................................................................23

§2.3 持久层应用框架 ....................................................................................28

§2.3.1 面向应用程序持久层设计问题 ...............................................28

§2.3.2 Hibernate 持久框架 ..................................................................28

第三章 WSHCF 的设计思想及设计目标 ..........................................................32

§3.1 设计思想 ................................................................................................32

§3.1.1 分层设计 ...................................................................................32

§3.1.2 组件编程 ...................................................................................32

§3.1.3 控制反转 IOC ...........................................................................33

§3.1.4 面向方面的编程 AOP ..............................................................33

§3.2 WSHCF 的设计目标 ...........................................................................34

§3.2.1 域对象层的自动生成和管理 .....................................................34

第一章引言

§1.1 研究背景

§1.1.1 软件开源

开源是开放源代码(OpenSource)的简称，如字面所示，就是公开软件的源代

码，让大家在知道源代码的情况下去应用它，实践它，并且不断的改进它。开放

源码使得软件业正在经历一场深刻的变革，这场变革不仅涉及技术，还涉及新的

经济模式。目前从整个世界的范围来看，开源软件就是全球软件的一个重要发展

方向。而且发展的速度是惊人的，这主要表现在[1-4]：

1. 开源软件发展迅速，成果显著。目前对于企业应用，商业软件不再是唯一

的选择。目前所用到的商业软件几乎都可以找到开源软件的替代品。例如，在个

人PC 领域，Windows 也可以由 Linux 操作系统来代替。Firefox, MyIE(遨游浏览

器)也在抢占着微软 IE 浏览器的市场，开源据库产品 MySQL 和PostgreSQL 以开

始让 Oracle，DB2 这样的商业巨头坐卧不安，Eclipse 更是让 Borland JBuilder 产

品线退出了历史的舞台。

2. 开源产品几乎涉及软件的各个种类。从最底层的操作系统到数据库、中间

件、安全产品再到协同软件、工作流、ERP，CRM，等，种类繁多。

3. 形成了几个大开源基金会与开源公司运作并存的局面。在组织管理上开源

社区并非一盘散沙，著名的开源基金会有 FSF/GNU, Apache, Mozilla 等等，另外

也存在既经营商业软件也维护开源社区的公司，比如运营 MySQL 的MySQLAB

公司和运营 SugarCRM 的公司等。从技术的角度来看，开源软件具有很高的可靠

性和安全性，因为一般而言开源软件有着很优秀的技术架构设计，其开发也是在

大量开发者的共同审视下进行的，软件的缺陷能够很快被查出和修改，这使得软

件的质量得到了保证。开源软件的高质量、高安全性使得其在企业中的应用完全

可能。

§1.1.2 国内外研究现状

1995 年Java 面世后，Sun 便靠 Applet 抢占了 Web 前端市场，但 Flash 的出

现却让 Applet 失去了统治地位。于是 Sun 在1997 年发布了第一个 Web 服务器(Java

基于 J2EE 的一种多层框架设计和实现

Web Server)及应用的 Servlet API。Servlet 可以通过纯 Java 语言来编写企业 Web

应用，Servlet 从厂商急需角度出发，迅速成为了企业应用解决方案的标准。虽然

Servlet 通过 Java 这种高级语言来进行编写，而最终是展示给用户的，需要有良好

的用户界面。这就需要支持 HTML 等Web 脚本，可是 Servlet 却不能良好的嵌入

HTML 等前端代码，开发起来非常复杂。基于此种原因，Sun 在1998 年推出 JSP

(Java Server Pages)。

Sun 凭借 Servlet 和JSP 技术，迅速地占领了绝大部份的企业市场份额。2003

年Sun 推出 JSP 2.0，同时推出的 JSTL (JAVA 标准标记语言)取代 JSP 表达式的弱

点，更进一步简化 JSP 的编写。JSP 慢慢变成一种非常成熟的 Web 技术，JSP 凭

借其技术成熟、稳定，及 Java 的强大功能和跨平台能力成为 Web 企业应用非常

受欢迎的技术[3]。

JSP 是一项成功的技术，它功能强大，具有高稳定性和可靠性[1]。但是它也具

有一定的复杂性，所以在后期维护比较困难。起初，所有的业务方法，数据库连

接、访问的代码都包含在 JSP 页面里。开发人员既是 UI（用户界面）设计者又是

程序员。同时各种各样的业务代码写进 JSP 页面中，相同的功能代码可能需要编

写多次，代码无法重用，如果后期因为业务的变动而进行维护时，对开发人员来

说就非常难以实现。

随后 Web 开发进入 Mode12 时代，也就是 MVC 模式的应用时代，MVC 模

式可以使模型、视图、控制分离出来。Mode12 的运用，对 Web 开发带来了一次

全新的变革，但是仍然面临着许多问题。有太多的 Servlet 类，一个请求对应着一

个Servlet 类。页面流程的控制全部通过硬代码编写在 Servlet 类中，每一个 Servlet

类需要在 Web.XML 中进行配置，不能很好的支持国际化等。后来人们通过前端

控制器模式来解决了这问题，就是由一个 Servlet 来响应所有的请求。根据不同的

请求参数来调用不同的服务方法。这样有效的减少了 Servlet 类。几乎现在所有的

WEB 框架都是采用前端控制器和 MVC 模式的运用。在这样的背景下，Web 框架

应运而生，Struts 最先面世，WebWork，以及 Wicket 等纷纷涌现。开发者采用框

架大大的简化了 Web 应用的开发，加快了开发的速度和质量。

§1.1.3 通用框架 WSHCF 的产生及意义

在Design Paterns Elements of Reusable Object-Oriented Software(设计模式：复

用面向对象软件的基础)一书中，

Gamma 等为框架给出了一个定义：“A framework

is a set of cooperating classes that make up a reusable design for a specific class of

software(一个框架，就是一组相互协作的类，对于特定的一类软件，框架构成了

第一章引言

一种可重用的设计)”。

可以说，一个框架是一个可复用的设计构件，它规定了应用的体系结构，阐

明了整个设计、协作构件之间的依赖关系、责任分配和控制流程，表现为一组抽

象类以及其实例之间协作的方法，它为构件复用提供了上下文关系。而软件构件

化是 21 世纪软件工业发展的大势趋。Gartner Group 认为：“至少 70%的新应用将

主要建立在如软件构件和应用框架这类构造块之上；应用开发的未来就在于提供

一开放体系结构，以方便构件的选择、组装和集成。”与框架相关的另外一个重要

概念就是在前面提到的软件架构；而与框架设计相关的就是具体的应用系统的设

计。

1.1.4.1 框架和架构

软件体系结构通常被称为架构[2]，它尚处在发展期，对于其定义，还未形成

一个统一的意见。软件工程标准词汇对其定义为：体系架构是以构件、构件之间

的关系、构件与环境之间的关系为内容的某一系统的基本组织结构以及知道上述

内容设计与演化的原理。软件架构(Architecture)与框架(Framework)的区别与联系

如下：

1．呈现形式不同。框架是一种特殊的软件，是一个半成品，它并不能提供

完整无缺的解决方案，而是为构建解决方案提供良好的基础：软件架构不是软件，

而是关于软件如何设计的重要决策。软件架构决策涉及到如何将软件系统分解成

不同的部分、各部分之间的静态结构关系和动态交互关系等。经过完整的开发过

程之后，这些架构决策将体现在最终开发出的软件系统(包括应用框架)中。

2．目的不同。体系结构的首要目的是指导一个软件系统的实施与开发；而

框架的首要目的是为复用。因此，一个框架可有其体系结构，用于指导该框架的

开发，反之不然。总之，框架不是架构。框架比架构更具体，更偏重于技术，对

于同一软件体系结构，可以通过多种框架来实现。

1.1.4.2 框架设计和应用设计

一般而言，框架的设计和应用系统的设计的不同主要体现在二者的侧重点

上。

设计应用系统时，要求对特定的专用领域的重要概念和业务逻辑有深入的了

解，这些概念和逻辑通过业务建模演变成类，最终作为实现整个应用的构建块；

而设计框架时，重点在于最大程度地汲取不同企业应用的共性，也就是企业应用

基于 J2EE 的一种多层框架设计和实现

中的“不变项”，因此框架具有很强的普适性和实用性。本文探讨的就是如何现有

各层框架基础上进行框架的整合设计。

1.1.4.3 通用框架 WSHCF 的产生和意义

近几年来，人们对应用软件框架作了深入的研究和探讨。在开放源代码运动

的推动下，Web 应用领域基于 J2EE 体系结构的应用框架层出不穷，其中不乏优

秀的设计，如基于 MVC 模式的 Struts、

Wicket、

Webwork，处理持久层的 Hibernate、

Ibatis 以及服务于所有层面的 Spring 等。由于各种应用框架数目繁多，且没有公

认的最好框架，因此如何更好地复用它们就成为一个迫切的问题。针对该问题，

一个好的解决方法是选择其中优秀的框架，将它们松耦合，形成一个更加通用的

框架，将功能冗余问题、层间框架通信问题向上层屏蔽，从而为界面设计师和应

用程序开发者提供一个透明的、统一的协同开发平台。

该通用框架就是本文所要设计和实现的 WSHCF，简单的说，通用框架 WSHCF

就是一个构建于多个应用框架(如Spring，Wicket 和Hibernate)之上的框架。通用

框架 WSHCF 具有如下意义：

1. 因为 WSHCF 组合了特定问题领域的体系结构性设计决策，业务逻辑开发

者可以简单地复用这些设计并且可将精力集中于应用的特殊性即可；

2. 由于层间实现了松耦合，基于 WSHCF 开发的应用就比较容易理解、测试

和维护，增强了应用系统的可维护性和可扩展性。

3. WSHCF 实现了层间框架通信的透明性，提供了公共的基本功能，能减少重

复开发工作量、缩短开发时间、降低开发成本、提高软件生产率。提高软件开发

的生产率，这也就是通用框架 WSHCF 所追求的最终目标。

§1.2 论文结构

全文共分为五章，主要内容如下：

第一章：引言。简述了本文的研究背景及研究内容，说明了本文的研究意

义，并列出了论文的内容结构。

第二章：WSHCF 框架的技术基础。本章首先分析了 WEB 层框架 Struts 和

Wicket，分析了他们的优缺点。接着分析了 ORM 持久化框架

Hibernate 以及业务层框架 Spring 的有关技术。

第三章：WSHCF的设计思想及设计目标。首先介绍WSHCF的设计思想，选

取并分析实现WSHCF所需的相关基础技术。

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摘要：

一种基于J2EE的一种多层框架设计与实现摘要随着企业对软件需求的不断增长，应用系统的功能越来越强大，软件的结构也越来越复杂。软件公司一方面需要实现这些复杂的功能，另一方面需要迅速地推出产品，以减少成本、应对激烈的市场竞争。因此，如何构造一个既能够响应大量的客户端用户，又能够安全稳定地运行，同时功能强大，应用灵活，开发简便的Web应用系统是当前Internet技术发展的热点之一。如今，J2EE平台已经日趋成熟，并得到广泛应用，越来越多的开发人员使用基于J2EE的Web应用框架。框架为Web应用提供了预备的软件架构和相关的软件包，它大大提高了Web开发的速度和效率。在一个优秀的框架上开发应用，而不...

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