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詳解J2EE的13種核心技術

編輯:關於JAVA

Java最初是在浏覽器和客戶端機器中粉墨登場的。當時,很多人質疑它是否適合做服務器端的開發。現在,隨著對Java2平台企業版(J2EE(J2EE培訓 ))第三方支持的增多,Java被廣泛接納為開發企業級服務器端解決方案的首選平台之一。J2EE平台由一整套服務(Services)、應用程序接口(APIs)和協議構成,它對開發基於Web的多層應用提供了功能支持。本文將解釋支撐J2EE的13種核心技術:JDBC, JNDI, EJBs, RMI, JSP, Java servlets, XML, JMS, Java IDL, JTS, JTA, JavaMail 和 JAF,同時還將描述在何時、何處需要使用這些技術。當然,還要介紹這些不同的技術之間是如何交互的。此外,為了讓您更好地感受J2EE的真實應用,我們將在WebLogic應用服務器,來自BEA Systems公司的一種廣為應用的產品環境下來介紹這些技術。不論對於WebLogic應用服務器和J2EE的新手,還是那些想了解J2EE能帶來什麼好處的項目管理者和系統分析員,相信本文一定很有參考價值。宏觀印象: 分布式結構和J2EE過去,二層化應用 -- 通常被稱為clIEnt/server應用 -- 是大家談論的最多的。在很多情況下,服務器提供的惟一服務就是數據庫服務。在這種解決方案中,客戶端程序負責數據訪問、實現業務邏輯、用合適的樣式顯示結果、彈出預設的用戶界面、接受用戶輸入等。clIEnt/server結構通常在第一次部署的時候比較容易,但難於升級或改進,而且經常基於某種專有的協議,通常是某種數據庫協議。它使得重用業務邏輯和界面邏輯非常困難。更重要的是,在Web時代,二層化應用通常不能體現出很好的伸縮性,因而很難適應Internet的要求。Sun設計J2EE的部分起因就是想解決二層化結構的缺陷。於是,J2EE定義了一套標准來簡化N層企業級應用的開發。它定義了一套標准化的組件,並為這些組件提供了完整的服務。J2EE還自動為應用程序處理了很多實現細節,如安全、多線程等。用J2EE開發N層應用包括將二層化結構中的不同層面切分成許多層。一個N層化應用A能夠為以下的每種服務提供一個分開的層:顯示:在一個典型的Web應用中,客戶端機器上運行的浏覽器負責實現用戶界面。動態生成顯示: 盡管浏覽器可以完成某些動態內容顯示,但為了兼容不同的浏覽器,這些動態生成工作應該放在Web服務器端進行,使用JSP、Servlets,或者XML(可擴展標記語言)和(可擴展樣式表語言)。業務邏輯:業務邏輯適合用Session EJBs(後面將介紹)來實現。數據訪問:數據訪問適合用Entity EJBs(後面將介紹)和JDBC來實現。後台系統集成: 同後台系統的集成可能需要用到許多不同的技術,至於何種最佳需要根據後台系統的特征而定。

您可能開始詫異:為什麼有這麼多的層?事實上,多層方式可以使企業級應用具有很強的伸縮性,它允許每層專注於特定的角色。例如,讓Web服務器負責提供頁面,應用服務器處理應用邏輯,而數據庫服務器提供數據庫服務。由於J2EE建立在Java2平台標准版(J2SE)的基礎上,所以具備了J2SE的所有優點和功能。包括“編寫一次,到處可用”的可移植性、通過JDBC訪問數據庫、同原有企業資源進行交互的CORBA技術,以及一個經過驗證的安全模型。在這些基礎上,J2EE又增加了對EJB(企業級Java組件)、Java servlets、Java服務器頁面(JSPs)和XML技術的支持。分布式結構與WebLogic應用服務器J2EE提供了一個框架--一套標准API--用於開發分布式結構的應用,這個框架的實際實現留給了第三方廠商。部分廠商只是專注於整個J2EE架構中的的特定組件,例如apache的Tomcat提供了對JSP和servlets的支持,BEA系統公司則通過其WebLogic應用服務器產品為整個J2EE規范提供了一個較為完整的實現。WebLogic服務器已使建立和部署伸縮性較好的分布式應用的過程大為簡化。WebLogic和J2EE代你處理了大量常規的編程任務,包括提供事務服務、安全領域、可靠的消息、名字和目錄服務、數據庫訪問和連接池、線程池、負載平衡和容錯處理等。通過以一種標准、易用的方式提供這些公共服務,象WebLogic服務器這樣的產品造就了具有更好伸縮性和可維護性的應用系統,使其為大量的用戶提供了增長的可用性。J2EE技術在接下來的部分裡,我們將描述構成J2EE的各種技術,並且了解WebLogic服務器是如何在一個分布式應用中對它們進行支持的。最常用的J2EE技術應該是JDBC、JNDI、EJB、JSP和servlets,對這些我們將作更仔細的考察。一、Java Database Connectivity (JDBC)JDBC API以一種統一的方式來對各種各樣的數據庫進行存取。和ODBC一樣,JDBC為開發人員隱藏了不同數據庫的不同特性。另外,由於JDBC建立在Java的基礎上,因此還提供了數據庫存取的平台獨立性。JDBC定義了4種不同的驅動程序,現分述如下:類型 1: JDBC-ODBC Bridge在JDBC出現的初期,JDBC-ODBC橋顯然是非常有實用意義的,通過JDBC-ODBC橋,開發人員可以使用JDBC來存取ODBC數據源。不足的是,他需要在客戶端安裝ODBC驅動程序,換句話說,必須安裝Microsoft Windows的某個版本。使用這一類型你需要犧牲JDBC的平台獨立性。另外,ODBC驅動程序還需要具有客戶端的控制權限。

類型 2: JDBC-native driver bridgeJDBC本地驅動程序橋提供了一種JDBC接口,它建立在本地數據庫驅動程序的頂層,而不需要使用ODBC。 JDBC驅動程序將對數據庫的API從標准的JDBC調用轉換為本地調用。使用此類型需要犧牲JDBC的平台獨立性,還要求在客戶端安裝一些本地代碼。類型 3: JDBC-network bridgeJDBC網絡橋驅動程序不再需要客戶端數據庫驅動程序。它使用網絡上的中間服務器來存取數據庫。這種應用使得以下技術的實現有了可能,這些技術包括負載均衡、連接緩沖池和數據緩存等。由於第3種類型往往只需要相對更少的下載時間,具有平台獨立性,而且不需要在客戶端安裝並取得控制權,所以很適合於Internet上的應用。類型 4: Pure Java driver第4種類型通過使用一個純Java數據庫驅動程序來執行數據庫的直接訪問。此類型實際上在客戶端實現了2層結構。要在N-層結構中應用,一個更好的做法是編寫一個EJB,讓它包含存取代碼並提供一個對客戶端具有數據庫獨立性的服務。WebLogic服務器為一些通常的數據庫提供了JDBC驅動程序,包括Oracle, Sybase, Microsoft SQL Server以及Informix。它也帶有一種JDBC驅動程序用於Cloudscape,這是一種純Java的DBMS,WebLogic服務器中帶有該數據庫的評估版本。以下讓我們看一個實例。JDBC實例在這個例子中我們假定你已經在Cloudscape中建立了一個PhoneBook數據庫,並且包含一個表,名為 CONTACT_TABLE ,它帶有2個字段:NAME 和 PHONE。 開始的時候先裝載Cloudscape JDBC driver,並請求 driver manager得到一個對PhoneBook Cloudscape數據庫的連接。通過這一連接,我們可以構造一個 Statement 對象並用它來執行一個簡單的SQL查詢。最後,用循環來遍歷結果集的所有數據,並用標准輸出將NAME和PHONE字段的內容進行輸出。

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 heree.printStackTrace();}}}

接著我們來看一看JDBC是如何在企業應用中的進行使用。

JDBC在企業級應用中的應用以上實例其實是很基本的,可能有些微不足道。它假定了一個2層結構。在一個多層的企業級應用中,更大的可能是在客戶端和一個EJB進行通信,該EJB將建立數據庫連接。為了實現和改進可伸縮性和系統性能, WebLogic服務器提供了對連接緩沖池connection pool的支持。Connection pool減少了建立和釋放數據庫連接的消耗。在系統啟動以後即可建立這樣的緩沖池,此後如故再有對數據庫的請求,WebLogic服務器可以很簡單地從緩沖池中取出數據。數據緩沖池可以在WebLogic服務器的 weblogic.propertIEs 文件中進行定義。在企業級應用的另一個常見的數據庫特性是事務處理。事務是一組申明statement,它們必須做為同一個statement來處理以保證數據完整性。缺省情況下JDBC使用 auto-commit 事務模式。這可以通過使用Connection類的 setAutoCommit() 方法來實現。現在我們已經對JDBC有了一些認識,下面該轉向 Java Naming and Directory Interface (JNDI)了二、JNDIAPI被用於執行名字和目錄服務。它提供了一致的模型來存取和操作企業級的資源如DNS和LDAP,本地文件系統,後者在應用服務器中的對象。在JNDI中,在目錄結構中的每一個結點稱為context。每一個JNDI名字都是相對於context的。這裡沒有絕對名字的概念存在。對一個應用來說,它可以通過使用 InitialContext 類來得到其第一個context:

Context ctx = new InitialContext();

應用可以通過這個初始化的context經有這個目錄樹來定位它所需要的資源或對象。例如,假設你在Weblogic服務器中展開了一個EJB並將home接口綁定到名字 myApp.myEJB ,那麼該EJB的某個客戶在取得一個初始化context以後,可以通過以下語句定位home接口:

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

在這個例子中,一旦你有了對被請求對象的參考,EJB的home接口就可以在它上面調用方法。以上關於JNDI的討論只是冰山之一角而已。如果要更進一步地在context中查找對象,JNDI也提供了一些方法來進行以下操作:  將一個對象插入或綁定到context。這在你展開一個EJB的時候是很有效的。 從context中移去對象。 列出context中的所有對象。 創建或刪除子一級的context。 接下來,我們要開始關注EJB了。

三、Enterprise Java Beans (EJB)J2EE技術之所以贏得某體廣泛重視的原因之一就是EJB。它們提供了一個框架來開發和實施分布式商務邏輯,由此很顯著地簡化了具有可伸縮性和高度復雜的企業級應用的開發。EJB規范定義了EJB組件在何時如何與它們的容器進行交互作用。容器負責提供公用的服務,例如目錄服務、事務管理、安全性、資源緩沖池以及容錯性。EJB規范定義了3中基本的bean類型:Stateless session beans:提供某種單一的服務,不維持任何狀態,在服務器故障發生時無法繼續存在,生命期相對較短。例如,一個stateless session bean可能被用於執行溫度轉換計算。Stateful session bean: T提供了與客戶端的會話交互,可以存儲狀態從而代表一個客戶。典型例子是購物車。Stateful session bean在服務器故障時無法繼續生存,生命氣相對較短。每一個實例只用於一個單個的線程。Entity beans: 提供了一致性數據的表示-- 通常存放在數據庫中 -- 在服務器故障發生後能繼續存在。多用戶情況下可以使用EJB來表示相同的數據。entity EJB的一個典型例子是客戶的帳號信息。盡管有以上的區別,所有的EJB還是有許多的共同之處。它們都處理home interface。它定義了一個客戶端是如何創建與消亡EJB的。可以在bean中對定義了客戶端方法的遠程接口進行調用;bean類則執行了主要的商務邏輯。描述EJB的開發已經超出了本文的范圍。但是,如果一個EJB已經被開發了或者從第三方進行了購買,它就必須在應用服務器中進行發布。WebLogic Server 5.1帶有一個EJB Deployer Tool來協助處理EJB的發布。當你使用EJB Deployer Tool的時候,你要定義客戶端所用的JNDI名字來定位EJB。Deployer Tool將生成wrapper類來處理和容器的通信以及在一個jar文件中把被請求的Java類綁定在一起。一旦EJB被發布,客戶端就可以使用它的JNDI名字來定位EJB。首先,它必須得到一個到home接口的reference。然後,客戶端可以使用該接口,調用一個 create() 方法來得到服務器上運行的某個bean實例的句柄;最後,客戶端可以使用該句柄在bean中調用方法。了解 EJB後,讓我們再來看JSP。四、JavaServer Pages (JSPs)我們中間可能已經有許多人已經熟悉Microsoft的Active Server Pages (ASP)技術了。JSP和ASP相對應的,但更具有平台對立性。他們被設計用以幫助Web內容開發人員創建動態網頁,並且只需要相對較少的代碼。 即使Web設計師不懂得如何編程也可以使用JSP,因為JSP應用是很方便的。 JSP頁面由HTML代碼和嵌入其中的Java代碼所組成。服務器在頁面被客戶端所請求以後對這些Java代碼進行處理,然後將生成的Html頁面返回給客戶端的浏覽器。下面我們來看一個JSP的簡單實例。它只顯示了服務器的當前日期和時間。雖然,對語法的具體解釋已經超出了本文的范圍,但我們還是可以很直觀地看到,Java代碼被放在符號的中間,而Java的表達式則放在符號之間。

Date JSP sampleThe current date is .

您可能有時候聽說過JHTML。這是JSP以前的一種較老的標准。WebLogic服務器既可支持JSP,又可支持JHTML。請注意,在缺省狀況下,JSP在WebLogic服務器中並沒有處於有效狀態。要使之有效,你可以編輯weblogic.propertIEs文件。如果Web服務器還沒有處於有效狀態,則要先使之有效。Servlet的情況和JSP是一樣的。 五、Java servletsservlet提供的功能大多與JSP類似,不過實現的方式不同。JSP通常是大多數HTML代碼中嵌入少量的Java代碼,而servlets全部由Java寫成並且生成Html。servlet是一種小型的Java程序,它擴展了Web服務器的功能。作為一種服務器端的應用,當被請求時開始執行,這和CGI Perl腳本很相似。Servlets和CGI腳本的一個很大的區別是:每一個CGI在開始的時候都要求開始一個新的進程 -- 而servlets是在servlet引擎中以分離的線程來運行的。因此servlets在可伸縮性上提供了很好的改進。在開發servlets的時候,您常常需要擴展Javax.servlet.http.HttpServlet 類,並且override一些它的方法,其中包括:

service(): 作為dispatcher來實現命令-定義方法doGet(): 處理客戶端的HTTP GET請求。doPost(): 進行HTTP POST操作

其它的方法還包括處理不同類型的HTTP請求 -- 可以參考HttpServlet API文檔。 以上描述的是標准J2EE Servlet API的各種方法。WebLogic服務器提供了一個該API完整的實現途徑。一旦你開發了一個servlet,你就可以在weblogic.propertIEs 中加以注冊並由此可以在WebLogic服務器中對它進行配置。 通過Java servlets,我們已經到達了J2EE主要技術的末尾了。但J2EE所提供的並不止於這些。下面的段落中我們將簡要地看一下現存的一些技術,包括RMI, Java IDL和CORBA, JTA, 以及XML,等。 六、Remote Method Invocation (RMI) 正如其名字所表示的那樣,RMI協議是在遠程對象上調用一些方法。它使用了連續序列方式在客戶端和服務器端傳遞數據。RMI是一種被EJB使用的更下層的協議。 七、Java IDL/CORBA 在Java IDL的支持下,開發人員可以將Java和CORBA集成在一起。 他們可以創建Java對象並使之可在CORBA ORB中展開, 或者他們還可以創建Java類並作為和其它ORB一起展開的CORBA對象的客戶。後一種方法提供了另外一種途徑,通過它Java可以被用於將你的新的應用和legacy系統相集成。

八、Java Transaction Architecture (JTA)/Java Transaction Service (JTS)JTA定義了一種標准的API,應用系統由此可以存取各種事務監控。JTS是CORBA OTS事務監控的基本的實現。JTS規定了事務管理器的實現方式。該事務管理器是在高層支持Java Transaction API (JTA)規范,並且在較底層實現OMG OTS specification的Java映像。JTS事務管理器為應用服務器、資源管理器、獨立的應用以及通信資源管理器提供了事務服務。九、JavaMail and JavaBeans Activation FrameworkJavaMail是用於存取郵件服務器的API,它提供了一套郵件服務器的抽象類。不僅支持SMTP服務器,也支持IMAP服務器。JavaMail利用JavaBeans Activation Framework (JAF)來處理MIME-編碼的郵件附件。MIME的字節流可以被轉換成Java對象,或者轉換自Java對象。由此大多數應用都可以不需要直接使用JAF。十、Java Messaging Service (JMS)JMS是用於和面向消息的中間件相互通信的應用程序接口(API)。它既支持點對點的域,有支持發布/訂閱(publish/subscribe)類型的域,並且提供對下列類型的支持:經認可的消息傳遞,事務型消息的傳遞,一致性消息和具有持久性的訂閱者支持。JMS還提供了另一種方式來對您的應用與legacy backend系統相集成。十一、Extensible Markup Language (XML)XML是一種可以用來定義其它標記語言的語言。它被用來在不同的商務過程中共享數據。XML的發展和Java是相互獨立的,但是,它和Java具有的相同目標正是平台獨立性。通過將Java和XML的組合,您可以得到一個完美的具有平台獨立性的解決方案。目前正有許多不同的公司在為Java和XML的組合而努力。如果要了解更多的這方面的信息,可以訪問Sun的Java-XML頁面,或者IBM developerWorks的XML Zone。

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