【文章內容簡介】 完全是在應用部署時完成的。這種方式提供了極大的靈活性和更好的安全控制。 J2EE 的組件技術 組件技術是目前較為流行的一種軟件重用技術。組件就是用于構造應用系統(tǒng)的可復用的軟件模塊，它們具有特定的功能和自主能力，按一定的接口規(guī)范可以實現(xiàn)互操作。這些組件可以單獨地開發(fā)和測試，各個組件之間通過接口來交互，實現(xiàn)信息的傳遞和互操作。 組件技術解決了兩個重要問題 ： 一是可復用性，即組件具有通用性，所提供的功能能為不同的系統(tǒng)使用；二是互操作性，即不同來源的組件能夠互相調用、通信，共同完成一個復雜的功能。組件技術的這兩個特性是相輔相成的，復用是目的，交互是手段。 組件技術與傳統(tǒng)開發(fā)技術的比較如表 21 9 表 21 組件技術開發(fā)方法與傳統(tǒng)開發(fā)方法的比較 比較對象 比較項目 傳統(tǒng)開發(fā)方法 組件技術開發(fā)方法 系統(tǒng)結構 及部署 結構簡單，易于理解：由于所有的處理都在 ASP 文件中，部署簡單。 結構復雜，但是具有良好的伸縮性。由于有中間層對象，部署較為麻煩。 但是借助 Windows DNA 的工具，能有效減少部署的復雜性。 程序結構與 可維護性 用于界面處理的代碼與功能邏輯處理代碼往往混在一起。程序結構不清晰，不易維護。 用于界面處理的代碼與功能邏輯處理代碼相互分離。程序結構清晰，易于維護。 性能 由于 ASP 代碼屬于腳本代碼，需要解釋執(zhí)行，影響程序性能。新版 WEB 服務器軟件的代碼緩沖機制部分減低了這種性能問題。 中間層組件一般被編譯成二進制代碼，執(zhí)行速度快。 重用與開發(fā) 環(huán)境調試 開發(fā)的代碼難于重用。 ASP等 WEB腳本程序，公認為是較難調試的。 組件可以重用 ，具有較為完善的開發(fā)調試環(huán)境。 開發(fā)分工 用于界面處理的代碼與功能邏輯處理代碼往往混在一起，開發(fā)人員往往要具有多方面的開發(fā)技能。 可以在開發(fā)人員間進行分工合作，提高開發(fā)效率。例如：界面開發(fā)人員與組件開發(fā)人員精確的領域不一樣，可以各司其職，各盡其能。 保護開發(fā)者 的知識產(chǎn)權 開發(fā)的代碼一般要全部交付給客戶，這樣，不利于保護開 發(fā)者的知識產(chǎn)權。 可以只交付組件的二進制代碼，利于保護開發(fā)者的知識產(chǎn)權。 MVC 模式 設計多層 Web 應用的一個難點是如何創(chuàng)建結構合理整潔的瘦客戶機層。在組合正確的外觀和 行為、包裝表示邏輯的同時，不能和任何業(yè)務邏輯混雜，將用戶界面、流程控制和業(yè)務邏輯進行分離，要在各層創(chuàng)建易于閱讀、易于維護、易于擴展的代碼。這就需要一個能 開 發(fā)出松散耦合應用程序的解決方案：模型 /視圖 /控制器(Model/View/Controller， MVC)設計模式。 MVC 將應用程序系統(tǒng)分為三個組成部分：View：用戶視圖模塊，這是用戶界面部分。與 Web 應用程序一樣，主管應用程序與人之間的接口。一方面它為用戶提供了輸入手段，并觸發(fā)應用邏輯運行；另一方面， 10 它又將邏輯運行的結果以某種形式顯示給用戶。 Controller：流程控制模塊，該部分是用戶界面與 Model 的接口。一方面它解釋來自于 View 的輸入，將其解釋成為系統(tǒng)能夠理解的對象，同時它也識別用戶動作，并將其解釋為對 Model 特定方法的調用；另一方面，它處理來自于 Model 的事件和Model 邏輯執(zhí)行的結果，調用適當?shù)?View 為用戶提供反饋。 Model：事務邏輯模塊，這是整個模型的核心。它表示的是解決方案空間的真正的邏輯。它采用面向對象的方法，將問題領域中的對象抽象為應用程序對象。在這些抽象的對象中封裝了對象的屬性和這些對象所隱含的邏輯。 從圖 24 中我們可以看到， Controller 接收使用者的消息，要求 Model 處理應用領域的資料； Model 告訴 View，讓 View 知道 Model 的內容已更新， View 接獲通知并進行準備工作，就緒了才要求 Model 送來新內容，顯示于視窗里。上圖是典型的MVC 結構，但也有許多衍生出來的結構。因此，針對具體的研究對象，我們在使用MVC 模式時需要對此做進一步的研究。 MVC 設計模式在 Web 中的應用 傳統(tǒng)的 MVC 模式主要針對一般的應用程序，而 Web 開發(fā)向軟件開發(fā)人員提出了一些特有的挑戰(zhàn)，最明顯的就 是客戶機和服務器的無狀態(tài)連接。這種無狀態(tài)行為使得模型很難將更改通知視圖。在 Web 應用中，為了發(fā)現(xiàn)對應用程序狀態(tài)的修改，瀏覽器必須重新查詢服務器。因此，在 Web 中引入 MVC 設計模式需要對其做進一步的改圖 24 MVC動態(tài)協(xié)作關系 11 進以適應 Web 這樣的環(huán)境。 Model2 就是在 Web 這樣的特殊環(huán)境下 MVC 設計模式的一種變體，它把 JSP 和Servlet 組件結合在一起。在 Model2 中， View 是應用程序的外觀，由 JSP 組件實現(xiàn)。Controller 則是由 Servlet 組件來實現(xiàn)，它負責處理導航流，可以調用 Model 并且負責選擇正確的 JSP 頁面 來創(chuàng)建和顯示動態(tài)內容。 Model2 的體系結構如圖 25 所示。 Model2 的目的和 MVC 一樣，也是利用控制器來分離模型和視圖，達到一種層間松散耦合的效果，提高系統(tǒng)靈活性、復用性和可維護性。它確立了開發(fā)人員與網(wǎng)頁設計者的角色分工，減輕了開發(fā)人員的工作量，使得開發(fā)人員不必考慮繁瑣的網(wǎng)頁設計，而只專心于商業(yè)事務的開發(fā)和后臺處理工作。網(wǎng)頁設計者也可以輕松的改變程序的外觀而不需要知道后端 Servlet 的工作方式。在實際應用中，項目越復雜，使用Model2 的優(yōu)勢就越大。 MVC 設計模式的優(yōu)點 MVC 模式常用于以下幾個方面：分布式應用、大型應用、生命周期長的應用；界面和后臺的可移植性非常重要的地方；數(shù)據(jù)必須使用多種方法進行觀察和操作的地方；對多開發(fā)人員支持同步、模塊化開發(fā)；允許根據(jù)技能進行工作的分工；簡化單元測試，使用在不同應用中可重用的企業(yè) Bean。 通過以上分析，可以看到使用 MVC 模式進行系統(tǒng)設計可以獲得以下優(yōu)點： (1)設計清晰：用模型中的方法來操作它的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，很容易理解如何來控制模型的行為。當設計一個應用時，這種方式將使整個程序更加容易執(zhí)行和維護。 (2)模塊的有效性：如果需要，任何組件 甚至整個模塊都可以換進換出，視圖、控制器或模型的程序改變不會都影響到其他方面。不同的組件開發(fā)能夠同時進行。 (3)代碼和設計的復用性：廣泛采用可復用的組件，能夠降低新項目的開發(fā)成本，通過對設計的復用，使得開發(fā)小組之間更易于溝通，設計的系統(tǒng)更易于理解。 (4)易于維護：控制器和視圖可以隨著模型的擴展而進行相應的擴展，只要保持圖 25 Model2 體系結構 12 一種公共的接口，控制器和視圖的舊版本也可以使用。 (5)功能強大的用戶界面：用戶界面與模型方法調用組合起來。發(fā)送給模型的“標準”命令，都是由單個用戶行為觸發(fā)的。這就使得程序可以使用更加清晰 友好的界面發(fā)布給用戶。 (6)允許多種用戶界面的擴展：在 MVC 模式中視圖與模型沒有必然的聯(lián)系，都是通過控制器發(fā)生關系。如果要增加新類型的用戶界面，只需要改動相應的視圖和控制器即可，而模型則無需發(fā)生改動。 Java Server Page (JSP)和 Java Bean JSP 簡介 JSP 全稱是 Java Server Page，是由 Sun 公司推出的動態(tài)網(wǎng)頁技術標準。 JSP 實際上是在 HTML 中混合 Java 程序代碼，由語言引擎解釋執(zhí)行。當客戶端請求 JSP 頁面時，嵌入在 JSP 中的 Java 代碼被首 先轉換成 Java 源文件，再編譯成 Servlet 后，接著由 Java 虛擬機執(zhí)行。第一次請求 JSP 頁面時要進行編譯操作。雖然首次調用需要幾秒的編譯加載時間，但以后對該頁面請求只需調用服務器端緩存的 Servlet 就可以了，這比每次請求都要解釋執(zhí)行的 ASP 代碼要快。 在 JSP 網(wǎng)頁中，把用戶界面和應用邏輯程序分離，可以實現(xiàn)在網(wǎng)頁設計人員和開發(fā)人員之間分工。它允許開發(fā)人員去創(chuàng)建靈活的代碼，網(wǎng)頁設計人員只專注于設計網(wǎng)頁工作。由于 JSP 網(wǎng)頁能夠根據(jù)需要自動進行編譯， Web 設計人員無須重新編譯應用程序邏輯就可以改變表示代碼。這 也使得 JSP 與 Java Servlet 相比成為一種可以更靈活生成動態(tài) Web 內容的方法。 Java Bean Java Bean 有點類似于 Microsoft 的 COM 組件，是用 Java 實現(xiàn)和定義的一種軟件組件模型。在 Java 模型中，通過 JavaBean 來擴充 Java 程序的功能。編程人員可以通過 JavaBean 的組合快速生成新的應用程序。對于編程人員來說，最好的一點就是JavaBean 可以實現(xiàn)代碼的重用。 JSP 對在 Web 應用中集成 JavaBean 組件提供了完善的支持。 開發(fā)工具及服務器 基于 J2EE 平臺的開發(fā)工具和服務器有很多，開發(fā)工具如： Eclipse、 JBuilder 等， 13 服務器有： Tomcat、 Apache 等。由于此次設計主要用到了 Eclipse 和 Tomcat 兩款軟件，因此僅對這兩款軟件做出簡要介紹。 Eclipse 簡介 Eclipse 是一個開放源代碼的、基于 Java 的可擴展開發(fā)平臺。 Eclipse 附帶了一個標準的插件集 ， 包括 Java 開發(fā)工具 (Java Development Tools， JDT)。 Eclipse 還包括插件開發(fā)環(huán)境 (Plugin Development Environment， PDE)，這個組件主要針對希望擴展Eclipse 的軟件開發(fā)人員，因為它允許他們構建與 Eclipse 環(huán)境無縫集成的工具 。 由于Eclipse 中的每樣東西都是插件，對于給 Eclipse 提供插件 ， 以及給用戶提供一致和統(tǒng)一的集成開發(fā)環(huán)境而言，所有工具開發(fā)人員都具有同等的發(fā)揮場所 。 Eclipse 平臺體系結構主要由 5 部分組成 ， 分別是平臺運行庫 、 工作區(qū) 、 工作臺 、團隊支持和幫助。圖 26 為 Eclipse 體系結構圖。 在運行時內核是整個架構的核心，其他部件都是以插件 方式來實現(xiàn)的 。 Eclipse采用動態(tài)加載機制，即只有需要的才加載，這樣可以降低啟動時間，提高資源使用效率 。 圖 26 Eclipse體系結構 14 工作空間插件即所謂的工作區(qū) ， 主要負責管理用戶資源 ， 例如用戶創(chuàng)建項目的管理 、 文件變更等 ， 并負責通知其他插件關于資源變更的信息 。 工作臺插件是 Eclipse 提供的用戶界面 。 它使用標準窗口工具包 (SWT)和一個更高級 AP(JFace)構建的 。 SWT 是 Java 的 Swing/AWT 的非標準替代者 ， JFace 則以 SWT為基礎 ， 但更易于使用 。 團隊支持插件負責提供版本控制和配置管理支持。它允許用戶根據(jù)需要添加視圖， 并與允許用戶使用的任何版本控制系統(tǒng)交互 。 幫助插件允許以 HTML 文件形式添加文檔 ， 并提供了一個附加的導航結構以便用戶使用幫助功能搜索相關信息 。 Tomcat 簡介 Tomcat 服務器是一個免費的開放源代碼的 Web 應用服務器，它是 Apache 軟件基金會 Jakarta 項目中的一個核心項目 。 因為 Tomcat 技術先進、性能穩(wěn)定，而且免費，因而深受 Java 愛好者的喜愛并得到了部分軟件開發(fā)商的認可，成為目前比較流行的Web 應用服務器。 下面給出 Tomcat 服務器接受客戶請求并做出響應的圖例，如圖 27 所示。 ① 客戶端 (通常都是瀏覽器 )訪問 Web 服務器 ， 發(fā)送 HTPP 請求 。 ② Web 服務器接收到請求后 ， 傳遞給 Servlet 容器 。 ③ Servlet 容器加載 Servlet，產(chǎn)生 Servlet 實例后 ， 向其傳遞表示請求和響應的對圖 27 Tomcat服務器接受客戶請求并做出響應的過程 15 象。 ④ Servlet 實例使用請求對象得到客戶端的請求信息 ， 然后進行相應的處理 。 ⑤ Servlet 實例將處理結果通過響應對象發(fā)送回客戶端 ， 容器負責確保響應正確送出 ， 同時將控制返回給 Web 服務器。 16 第 3 章 科研管理 系統(tǒng)的總體分析及設計 需求分析 系統(tǒng) 要 實現(xiàn)對學?？蒲袡C構的有效管理以及對科研活動的全程跟蹤。為科研管理人員和科研工作者服務，使用方便，既能實現(xiàn)對科研信息的高效率管理和控制，又能滿足學校的決策者對科研活動的宏觀管理與決策的需要，還能夠