J2EE开发n层应用

摘要:在这篇文章中,我们将介绍13种J2EE(Java 2平台企业版)的核心技术:JDBC,JNDI,EJBs,RMI,JSP,Java servlets,XML,JMS,Java IDL,JTS,JTA,JavaMail和JAF。为了更好地说明这些技术在实际中的应用,本文将通过BEA System的WebLogic Server来介绍。

  Java起初是运用在浏览器和客户计算机上的,当时,很多人都怀疑它是否适合用作服务端的开发。现今,随着越来越多的第三方对Java 2平台企业版(J2EE)的支持,Java已经被广泛用来开发企业级的服务器端应用。

  J2EE平台包含有一整套的服务、应用编程接口(API)和协议,可用于开发多层的基于Web的应用。

  在这篇文章中,我们将讨论构成J2EE的13种核心技术:JDBC, JNDI, EJBs, RMI, JSP, Java servlets, XML, JMS, Java IDL, JTS, JTA, JavaMail和JAF。我们将介绍每种技术适合用在哪里;我们还将介绍每种不同的技术之间是如何通信的。

  为了更好地说明J2EE在现实中的应用,我们将通过WebLogic Server来介绍其中主要的技术,WebLogic Server来自BEA Syetem,它是一个广泛使用的J2EE工具。要注意的是,这篇介绍性文章的阅读对象是对WebLogic Server和J2EE不熟悉的开发者、以及对J2EE感兴趣的项目经理和商业分析者。

  分布式体系和J2EE

  以前,两层的应用--也称为客户/服务器应用是很常见的。图1表示的就是一个典型的两层体系。在一些情况下,服务器提供的唯一服务就是数据库服务。在这种情形下,客户端负责数据访问、应用商业逻辑、将结果转换为一个格式以便显示,为用户显示内部的接口,以及接受用户的输入。客户/服务器的体系在开始的时候很容易配置,不过难于升级或者扩展,而且通常基于私有的协议--典型的是私有的数据库协议。商业和表现逻辑的重新使用也很难。在Web领域中,可能最重要的就是扩展,而两层的应用不便于升级扩展,因此不适合用在Internet。








**************图1***************
(两层的应用体系)


  为了解决这个两层体系的不足,Sun设计了J2EE。J2EE定义了一套标准,可轻松地开发n层的企业应用。它定义了一套标准化、模块化的组件;并为这些组件提供了一整套完整的服务;以及自动处理应用行为的许多细节---例如安全和多线程。

  使用J2EE来开发n层的应用,要将原来的2层体系细分为多个不同的层。一个n层的应用能够为以下的每个服务提供独立的层:

  表现:在一个典型的Web应用中,运行在客户机器上的浏览器负责处理表现

  动态产生表现:虽然浏览器可以处理一些动态产生的表现,不过为了支持多种不同的浏览器,大部分的动态产生都应该在Web服务器进行,通过使用JSP,servlet或者XML(Extensible Markup Language,扩展标记语言)和XSL(Extensible Stylesheet Language,扩展样式表语言)。

  商业逻辑:实现商业逻辑的最佳方法是通过Session EJB(下文将会提及)。

  数据访问:实现数据访问的最佳方法是在Entity EJB(下文将会提及),以及使用JDBC。

  Backend系统集成:可使用各种不同的技术来与backend系统集成。最佳的选择在于backend系统的确切种类。

  你也许会问:为什么要这么多层呢?这是由于分层的方法可得到一个更便于扩展的企业应用。它可让每个层集中在一个特定的角色上--例如,让一个Web服务器提供网页服务,一个应用服务器来提供应用服务,以及一个数据库服务器来提供数据库服务。

  由于J2EE构建在Java 2平台标准版本上(J2SE),因此它可提供与J2SE一样的所有优点和特色。包括有“写一次,到处运行”的便利、用作数据库访问的JDBC,与现有企业资源交互的CORBA技术,以及一个经过验证的安全模型。在这个基础上,J2EE还加入了对企业JavaBean(EJB)组件、Java servlets, JavaServer Pages (JSPs)和XML技术的支持。

  WebLogic Server的分布式体系

  J2EE提供了一个框架--一个标准的API--用作开发分布式的体系。实现这个框架的引擎工具留给第三方厂商完成。一些厂商将着重于实现J2EE体系中的某些组件。例如,Apache的Tomcat为JSP和servlet提供支持。BEA System通过它的WebLogic Server产品实现了J2EE的全部特性。

  通过提供J2EE规范的一个完整实现,WebLogic Server可用来建立及配置易于扩展和分布式的应用。WebLogic Server和J2EE为你处理一些常见的编程任务。包括有提供事务服务,安全领域、认证信息、命名和目录服务、数据库访问和连接池、线程池、负载均衡和容错。

  通过以一种易于使用和标准的方式提供这些常见的服务,类似WebLogic Server的产品可提供更富扩展性和便于维护的应用。结果是可为大量的用户提供可用性更强的应用。

  J2EE技术

  在以下的部分中,我们将讨论构成J2EE的每一种技术,并且看看WebLogic Server如何在一个分布式的应用中支持它们。最常用的J2EE技术可能是:JDBC, JNDI, EJB, JSPs和servlets,因此我们也着重讨论这些方面。

  图2表示了在一个分布式的应用中,每项J2EE技术最常用在哪里。








*****************图2*********************
(n层应用体系的一个例子)


  Java数据库连接(JDBC)

  JDBC API以一个统一的方式访问各种数据库。与ODBC类似,JDBC将开发者和私有数据库之间的问题隔离开来。由于它建立在Java上,因此JDBC可以提供平台无关的数据库访问。

  JDBC定义了4种不同的驱动,具体来说,包括有:

  类型1:JDBC-ODBC桥

  在JDBC刚产生时,JDBC-ODBC桥是非常有用的。通过它,开发者可以使用JDBC来访问一个ODBC数据源。缺点是,它需要在客户机器上安装有一个ODBC驱动,该机器通常是应该运行微软Windows系统的。使用这一类的驱动器,你就会失去JDBC平台无关的好处。此外,ODBV驱动器需要客户端的管理。

  类型2:JDBC-native驱动桥

  JDBC-native驱动桥提供了一个建筑在本地数据库驱动上的JDBC接口--没有使用ODBC。JDBC驱动将标准的JDBC调用转变为对数据库API的本地调用。使用类型2的驱动也会失去JDBC平台无关性的好处,并且需要安装客户端的本地代码。

  类型3:JDBC-network桥

  JDBC-network桥不需要客户端的数据库驱动。它们使用网络-服务器中层来访问一个数据库。这会引出诸如负载均衡、连接池等技术,数据缓冲也是可能的。由于类型3的驱动通常可带来相对小的下载时间,它是平台无关的,并且不需要客户端的安装和管理,因此很适合用作Internet的应用。

  类型4:纯Java驱动

  类型4使用纯Java数据库驱动来提供直接的数据库访问。由于类型4驱动运行在客户端,并且直接访问数据库,因此运行在这个模式暗示要使用一个两层的体系。要在一个n层的体系中使用类型4的驱动,可以通过一个包含有数据访问代码的EJB,并且让该EJB为它的客户提供一个数据库无关的服务。

  WebLogic Server为一些很常用的数据库提供了JDBC驱动器,包括有Oracle、Sybase、Microsoft SQL Server, 和Informix。它还带有一个Cloudscape的JDBC驱动,这是一个纯Java DBMS,不过WebLogic Server自带的是一个评估版本。

  接着我们来看一个例子。

  JDBC例子

  在例子中,我们假设你已经在Cloudscape中设置了一个PhoneBook数据库,该数据库包含有一个CONTACT_TABLE表,里面有NAME和PHONE字段。我们首先载入Cloudscape的JDBC驱动,接着向driver manager请求获得一个到PhoneBook Cloudscape数据库的一个连接。使用这个连接,我们建立了一个Statement对象,并且使用它来执行一个简单的SQL查询。最后,循环得到结果集的所有项目,将NAME和PHONE字段的内容写入到标准的输出中。






import java.sql.*;

public class JDBCExample
{
public static void main( String args[] )
{
try
{
Class.forName("COM.cloudscape.core.JDBCDriver");
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:cloudscape:PhoneBook");
Statement stmt = conn.createStatement();
String sql = "SELECT name, phone FROM CONTACT_TABLE ORDER BY name";
ResultSet resultSet = stmt.executeQuery( sql );

String name;
String phone;
while ( resultSet.next() )
{
name = resultSet.getString(1).trim();
phone = resultSet.getString(2).trim();
System.out.println( name  ", "  phone );
}
}
catch ( Exception e )
{
// Handle exception here
e.printStackTrace();
}
}
}

接着,我们将介绍JDBC在企业应用中的使用。

  企业应用中的JDBC

  上面的例子是很简单的。它使用的仍然是一个两层的体系。在一个n层的企业应用中,客户将与一个EJB通信,并且会进行数据库的连接。为了提高扩展性和性能,WebLogic Server提供连接池(connection pools)的支持。

  通过在服务器启动的时候建立一个数据库的连接池,连接池可减少建立和中断数据库连接时的系统开销。如果有数据库连接的需求,WebLogic Server可从池中选择一个,而不是创建一个。WebLogic Server的连接池在weblogic.properties中定义(具体可参考你的weblogic.properties中的例子和Weblogic Server中的文档)。

  另一个企业应用中经常用到的数据库特性是支持事务。事务是一组语句,不过为了保持数据的完整性,这组语句都被看成是一个单一的语句。默认的情况下,JDBC工作在自动提交(auto-commit)的事务模式。你可以使用Connection类的setAutoCommit()方法来覆盖它。

  现在我们对JDBC已经有一个了解了。接着我们将介绍JNDI。

  Java命名和目录接口(Java Naming and Directory Interface,JNDI)

  JNDI API被用来访问命名和目录服务。它提供一个相容的模式来访问和操作企业范围大的资源,例如一个应用服务器中的DNS、LDAP、本地文件系统或者对象。

  在JNDI中,一个目录结构中的每一个节点被称为context。每一个JNDI的名字都是与一个context相对的,没有一个绝对名字的概念。一个应用可以使用InitialContext类来得到它的第一个context:

  Context ctx = new InitialContext();

  通过这个初始的context,应用就可以经过目录树定位到需要的资源或者对象。例如,假定你已经在WebLogic Server中配置了一个EJB,并且在myApp.myEJB中绑定了home接口。EJB的客户端,在得到这样一个初始的context后,然后就可以使用以下的代码来定位到home接口:

  MyEJBHome home = ctx.lookup( "myApp.myEJB" );

  一旦你得到你所需对象的一个引用--在这个例子中,就是EJB的home接口--然后你可以调用它上面的方法。我们将在后面的“企业Java Beans(Enterprise Java Beans)”中进一步讨论它。

  以上关于JNDI的讨论,只是它的冰山一角。为了在一个context中查找到一个对象,JNDI还提供方法可以做到:

  插入或者绑定一个对象到一个context中。在你配置一个EJB时,这是非常有效的方法;
  
  从一个context中移去一个对象

  列出一个context中的所有对象

  创建和删除subcontexts

  接着,我们将介绍EJB

  企业Java Beans(Enterprise Java Beans,EJB)

  J2EE其中一个引人注目的技术是EJB。它提供了一个架构来开发和配置到客户端的分布式商业逻辑,因此可以明显减少开发扩展性、高度复杂企业应用的难度。EJB规范定义了EJB组件应该如何及何时与它们的容器交互。由容器来负责提供普通的服务,例如目录服务、事务管理、安全、资源池和容错。

  EJB规范定义了三类基本的bean:

  无状态的session beans(Stateless session beans):这是一个单一使用的服务,不维护任何的状态,在服务器崩溃时也不再存在,而且生存期也相对地短。例如,一个无状态的session bean可能用作执行温度转换。

  有状态的session bean:它提供了一个传统的与客户端交互的方法,存储客户端的状态。在线购物车就是这样一个有状态session ean的典型例子。有状态session beans在服务器崩溃时也不再存在,而且生存期也相对地短,并且每个实例只可以用在一个单一的线程中。

  实体bean(Entity beans):这是持久保存数据的代表--典型的是存储在数据库中--因此在服务器崩溃后数据仍然存在。多个客户端可以使用EJB来表示同样的数据。实体EJB的例子是:一个用户的帐号信息。

  虽然它们有不同,不过所有的EJB也有不少相同的地方。它们都有一个home的接口,用来定义一个客户如何创建和消除EJB;一个远程的接口,定义客户端可以调用哪些bean上的方法;以及一个实现主商业逻辑的bean类。

  至于如何开发一个EJB,这已经超出了这篇文章的讨论范围。不过,如果已经开发或者由第三方得到了一个EJB,你就需要在你的应用服务器上配置它。WebLogic Server 5.1带有一个EJB Deployer Tool来帮助你配置EJB。当你使用EJB Deployer Tool来配置一个EJB时,你需要指定JNDI的名字,以便客户端可以找到这个EJB。然后 Deployer Tool会产生封装的类来处理与容器的通信,并且与一些必要的Java类绑定在一起到一个jar文件中。

  一旦EJB配置好,客户端就可以使用它的JNDI名字来查找到该EJB。首先,它必须获得到home接口的一个引用。然后,使用这个接口,客户端就可以调用bean的create()方法,以获得服务器上运行的bean实例的一个句柄。最后,客户端就可以使用这个句柄来调用bean上的方法。

  接着,我们将讨论JSP。

  JavaServer Pages (JSPs)

  或许你已经对微软的Active Server Pages (ASPs)非常熟悉;JSP也是类似的技术,不过它是平台无关的。它们都是设计来帮助web内容开发者使用相对较少的代码就可以创建动态的网页。web设计者即使不懂得编程,也可以使用JSP来创建动态的网页。JavaServer Page是HTML代码和Java代码的混合。在客户请求页面的时候,服务器就会处理Java代码,然后返回HTML页面给浏览器。

  让我们看一个JSP的简单例子,它用来显示服务器的当前日期和时间。至于具体的细节讲解,已经超出了本文的讨论范围;不过,你要注意到在< %和%>符号间的是Java代码,< %= 和 %>间的是Java表达式,表示输出。





< html>
< head>
< title>Sample JSP Page< /title>
< /head>
< body>
< h1>Date JSP sample< /h1>

< h2>
< % response.setHeader("Refresh", 5); %>
The current date is < %= new Date() %>.
< /h2>

< /body>
< /html>


  你可以也听过JHTML,它是一个旧的标准,现在已经被JSP取代了。WebLogic Server不但支持JSP,还支持JHTML。不过,在默认设置下,WebLogic Server是不支持JSP的(对于5.1版本)。你必须编辑weblogic.properties来激活web服务器,对于JSPServlet来说,也是这样。

  Java servlets

  servlets提供的功能大部分JSP相同,它采用的是一个有点不同的方法。JSP中大部分是HTML代码,其中只有少量的Java代码,而servlets则相反,它完全使用Java编写,并且产生HTML代码。

  servlet是一个在服务器上运行的Java小程序,它可以扩展Web服务器的功能。这些服务器端的应用可以在被请求时动态执行,与传统Web服务器上的CGI Perl脚本差不多。CGI脚本和servlet的一个主要不同是:CGI脚本对于每次请求都启动一个全新的进程--需要额外的系统开销--而servlet的执行只要在servlet引擎内启动一个独立的线程就性了。因此Servlet的扩展性也更好。

  在开发servlet时,你通常都要扩展javax.servlet.http.HttpServlet类,并且覆盖它的一些方法。感兴趣的方法包括有:

  service(): 作为command-specific方法的一个调度程序

  doGet(): 处理来自一个客户的HTTP GET请求

  doPost(): 处理来自一个客户的HTTP POST请求

还有一些其它的方法来处理不同类型的HTTP请求--可参考HttpServlet API的文本来得到更多相关的信息。

  以上讨论的方法是标准的J2EE Servlet API全部标准的部分。WebLogic Server实现了所有的API。一旦你开发了自己的servlet,通过在weblogic.properties文件中注册,你就可以在WebLogic Server中配置它。

  以上我们已经介绍了J2EE主要的技术,在下面的部分,我们将简要地介绍余下的技术,包括有RMI, Java IDL and CORBA, JTA和XML。

  Java IDL/CORBA

  通过Java的IDL支持,开发者可以将Java与CORBA集成。他们可以创建能配置在一个CORBA ORB中的Java对象,也可以创建作为配置在其它ORB内的CORBA对象客户端的Java类。对于通过Java将你的新应用和以前的系统集成,后者提供了一个另外的方法。

  Java事务体系(JTA)/Java事务服务(JTS)

  JTA定义了一个标准的API,应用可以通过它来访问事务监控器。

  JTS是CORBA OTS事务监控器的一个基本实现。JTS指定了一个事务管理器的实现(Transaction Manager),这个管理器在一个高级别上支持Java事务API(JTA)规范,并且在一个低级别上实现了OMG OTS规范的Java映射。一个JTS事务管理器为应用服务器、资源管理器、standalone应用和通信资源管理器提供事务服务。

  JavaMail和JavaBeans激活架构(JavaBeans Activation Framework,JAF)

  JavaMail是一个用来访问邮件服务器的API。JavaMail API提供了一套抽象类来模型化一个邮件系统。支持SMTP和IMAP服务器。

  JavaMail通过使用JavaBeans Activation Framework (JAF) 来处理MIME加密的邮件附件。MIME字节流和Java对象间可以互相转化。大多数的应用无需要直接使用JAF。

  Java信使服务(Java Messaging Service,JMS)

  JMS是一个用来和面向信息的中层通信的API。它不但支持点对点的域,也支持发布/订阅域,并且提供对担保信息传送、事务信息传送、持久信息和durable subscribers的支持。对于将你的应用和以前的backend系统集成,JMS提供了另外一个方法。

  扩展标记语言(Extensible Markup Language,XML)

  XML是一个用来定义其它标记语言的的语言。它可被用作商业之间的数据共享。XML的发展是与Java分开的;不过,它的目标和Java类似,都是为了与平台无关。通过将Java与XML结合,你可以得到一个完全平台无关的解决方案。多个公司都为在Java和XML间开发一个紧密的集成而工作。具体的信息,可浏览Sun站点的Java-XML部分(http://java.sun.com/xml),以及IBM的developerWorks的XML Zone部分(http://www.ibm.com/developer/xml/)。

  结论

  在这篇文章中,我们介绍了建立在J2EE上的分布体系,对于WebLogic Server对J2EE的支持,我们也作了介绍。当然,对于J2EE的介绍,以上只是冰山一角。

  我们集中介绍了你通常要使用的J2EE技术:JDBC, JNDI, EJBs, JSPs和servlets。我们也介绍了一些没有那么知名的J2EE技术的背景信息。不论你是一个开发者、商业分析家或者项目经理,对于J2EE和WebLogic Server可为你、你的企业或者你的企业应用带来些什么,现在你将有一个不错的概念了。

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