用Struts開發基於MVC的Web應用

MVC介紹

MVC模式是一種非常理想化的設計模式，應用MVC模式完成兩個以上項目的人都有同樣的體會，他們已經對以前的工作方法進行了徹底的改造。工作模式的改變要付出痛苦的代價，但現在你有現成的技術架構可以采用，避免在項目中自己開發、摸索。它就是開源Apache Struts framework，它提供了實現MVC設計模式最好的實現工具。

在本文中，我們將簡單了解、體會一下模型-視圖-控制器（MVC）設計模式，特別地，我們來看看如何用Struts架構來完美地實現MVC模式。我們先從理論上簡單地描述MVC模式，然後用我們一個簡單的例子來實現我們自己的MVC架構。在對MVC模式有了了解後，我們用Struts來看這個新技術是如何幫助我們迅速、簡單地創建基於MVC的Web應用。

模型-視圖-控制器(Model-View-Controller)模式

MVC模式最早是在Smalltalk(一種面向對象的語言)這種程序語言設計中被提出來的。我們暫時先忽略它的歷史，集中注意力在關注它怎樣被應用在Web應用開發中。

當Java的Servlets技術最開始出現的時候，程序員們立刻意識到這是一項極其有用的技術。與同時代的CGI Web開發技術相比，Servlets更快，更靈活，更可靠，更強大。然而，開發基於Servlets技術的Web應用有一個巨大的缺陷--需要使用例如out.println之類的語句來輸出浏覽器識別的HTML。頻繁使用這個方法是個錯誤的傾向，開發極其浪費時間（程序員需要經常退出所有應用程序進行重新編譯）。並且這也使修改Web頁面的工作也變得很困難，因為Web的表現和邏輯在一堆令人恐懼的代碼中摻乎在一起。

於是作為解決方法的JavaServer Pages（JSP）出現了，它們將Servlets變成它們運行的結果。應用JSP技術，我們將業務邏輯用一系列夾雜在HTML中的＜%＞標識來表達。以開發JSP為核心的應用盡管比以Servlet為核心的應用有進步，但看起來仍然是雜亂無章的，仍然需要用額外的代碼來控制應用頁面的流轉。在充滿格式化代碼的JSP頁面上，沒有地方來增加這樣額外的控制代碼。顯然需要尋找別的出路。

不久人們認識到同時應用JSP和Servlets兩種技術開發Web應用是一種不錯的選擇。畢竟，Servlets擅長處理業務邏輯的編程，處理請求，控制功能頁面的流轉，而JSP則是格式化請求處理結果，通過浏覽器獲得用戶輸入。這種工作機制後來變成了人們長說的Model2（用JSP或Servlets中單獨的一種實現web應用被稱做Model 1）.

Model 2不是一項革命性的新模式，其實它是來自於Smalltalk語言研發過程中出現的MVC模式。大多數情況下，Java程序員趨向於可完全互換地使用這兩個名詞。

什麼是MVC模式？

此前我們已對MVC在開發基於Java技術Web應用中的使用歷史有了初步的了解，現在讓我們來看看這種模式的細節。本節中，我們來准確地了解一下Models、Views、Controllers的確切含義，它們實現的任務，以及如何利用它們實現一個簡單的MVC框架。我們先來看看Model、View、Controller是如何交互工作的。

圖SM01

Figure 1 : Model 2/MVC架構

如上圖所示，用戶通過提交requests與Controller組件（通常表現為Servlets）交互。接著Controller組件實例化Model組件（通常表現為JavaBeans或者類似技術），並且根據應用的邏輯操縱它們。一旦Model被創建，Controller決定下一個為用戶顯示的View（常常表現為JSP），同時View與Model交互操作，獲得並為用戶顯示相關數據。在它被提交到Controller重新開始此操作之前，View可以修改Model的狀態。

為了更全面得理解組件之間的交互，我們來看一個應用這種框架實現的簡單例子。這是一個完成提交、記錄用戶登陸信息的簡單應用。

View

本例的View由兩個簡單的JSP頁面組成。請參考代碼 (login.jsp、welcome.jsp)。

1＞login.jsp只是簡單地提供了用戶輸入姓名和口令的操作界面。輸入完成後，登陸頁提交輸入到controller Servlet（代碼如後Controller部分說明），告訴它需要調用"登陸操作（login action）"（操作參數通過form來傳遞）；

2＞welcome.jsp頁面利用用戶前頁提供的用戶姓名顯示一個歡迎信息。這裡只是簡單地調用了session中的JavaBean（從userBean的tag標識可以看到）。這個Bean是被Controller置於session中，我們接下來可以看到。

Controller

樣例中的controller由一個Servlet構成，代碼參見（Controller.class）。實現了我們應用中的Controller。

這是個簡單的controller，僅僅根據一個request參數（action）決定調用哪一個action。本例中，頁面將login action作為參數傳遞進來，所以LoginAction被調用。該action實現了一個標准接口（Action），定義了將Request和Response對象作為參數的execute方法。這個action類返回被調用的下一頁的路徑，於是用戶重定向到此頁面。

LoginAction類從request中獲得username參數，創建一個新的model對象（UserBean），並將其傳至Session，並返回"/welcome.jsp"標識流轉的下一頁面是welcome.jsp.

Model.

我們示例中的model也很簡單，僅由一個JavaBean構成。代碼參考UserBean.class。

Action的擴展應用

如你所示，這是一個很簡單的Model 2應用，但它可以被在更大程度擴展。比如，我們可以動態配置映射request參數的action，我們也可以具體化controler的流轉控制（比如action可以通過一個配置管理器（configuration manager）來動態獲得需要返回的頁面，而不是象現在這樣寫死在程序裡）。

然而，事實上有一個現成的框架提供所有這些控制、MVC組裝相關的可配置項，甚至更多。

這個現成的框架就是Struts。

Struts介紹

Struts項目作為一個設想是Craig McClanahan2000年提出的，目標是為利用Java技術開發基於MVC模式的Web應用提供一個標准模式。Struts 1.0在2001年中期被最終發布，現在成為Apache Foundation的Jakarta項目的一部分。Structs應用范圍極廣，可以用在不同的項目，不同的行業（我所見到的從電信到電子商務都有應用實例）。

Struts是一個高度可配置、高度擴展性的MVC框架，我們幾乎可以用它開發任何能想到的用Java技術的Web應用。MVC模式的每一部分在Structs中都有相關對應部分。

Struts的安裝

可以在http://apache.get-software.com/jakarta/struts/binaries/jakarta-struts-1.1.zip下載獲得Struts的最新版本（目前是1.1）。下載後解壓zip文件。發布包中包含了所有開發Struts應用所需的類庫。發布包的Webapps目錄下有一個空白的Struts Web應用（struts-blank.war），它已經包含了一個Web應用的骨架，非常有用，在這個基礎上建立自己的應用顯然對初學者能很快得到成就感。

自己的代碼放在WEB-INF/classes 目錄下，根據自己的需要修改配置文件WEB-INF/struts-config.xml,做到這步，Struts的配置就完成了。現在就擁有了一個完全有效的Struts應用了。

讓我們來看看Struts提供的組件

View層

大多數Struts應用的view層是由JSP組成的。為了使view的開發更加容易，Struts提供了一整套JSP自定義的tag庫。這些tag庫使我們能很容易地提供完全國際化的用戶界面，這些界面通常是與Struts應用中的Model組件交互。

通常Web應用的動態前端都是基於HTML表單的，這些應用的用戶需要應用的可靠性得到保證，這樣就需要表單校驗。如果用標准的JSP，記錄表單的內容和從一個JavaBean獲得表單內容簡單乏味而且容易出錯。Structs應用FormBean使表單處理和校驗變得容易。FormBean與Struts的tag庫結合，使帶form的View開發變得容易而自然。

下面是一個Struts的JSP頁面樣例。

＜%@ taglib uri="/WEB-INF/struts-html.tld" prefix="html" %＞
＜html:html＞
＜head＞＜/head＞
＜body bgcolor="white"＞
＜html:errors/＞
＜html:form action="/logon"＞
＜table border="0" width="100%"＞
＜tr＞
＜td＞
Username:
＜/td＞
＜td＞
＜html:text property="username"/＞
＜/td＞
＜/tr＞
＜tr＞
＜td＞
Password:
＜/td＞
＜td＞
＜html:password property="password"/＞
＜/td＞
＜/tr＞
＜tr＞
＜td＞
＜html:submit/＞
＜/td＞
＜td＞
 
＜/td＞
＜/tr＞
＜/table＞
＜/html:form＞
＜/body＞
＜/html:html＞

從以上JSP樣例可以看出，這與標准的HTML 表單不同。頁面中沒有雜亂無章的JSP＜%＞代碼，然而它卻能完成更多的功能。此JSP引入了Struts的HTML tag 庫，它增加了能夠完成收集提供了校驗、錯誤處理、model交互功能的表單。注意＜html:errors＞ tag，它可以顯示model或者controller已經注冊的錯誤。＜html:form＞ tag則創建了一個基於ActionForm對象的HTML表單。上例中表單的action被置於 /login，我們用這個值到配置文件（示例如後）中去找對應的ActionForm。這種映射關系由表單對象的名字和它被存儲的范圍（session,頁面，應用等等）組成。對象的屬性用＜html:text＞ 、＜html:password＞ tag來表示，構成表單。值得誇耀的好處是，ActionForm被提交時可以自動拾獲對應的表單數據，無須我們操心。

從前面我們提到的ActionForm的用處來看，它似乎應該被視為應用的Model，然而事實上他們應當被當作應用中controller的一部分。ActionForm bean中顯示了model的屬性，但它們不包含任何持續性邏輯或者業務邏輯。ActionForm只是用來在Model、View之間傳遞Model信息。

因為ActionForm屬於controller中的一部分，我們將在後面controller的部分來具體了解它。

Model層

Struts應用中的model層可以應用任何基於Java的技術實現，比如EJB，Hibernate，或者JDO。通常，model是作為包含數據和業務邏輯的簡單JavaBean出現的。如前所述ActionForm對象不是真正model層的體現，同時Model層應當獨立於HTML的表單對象。如果可能的話，model對象的開發應當是與使用的開發技術和開發環境(Struts或者其他)無關的，這樣我們就可以在不同的環境和應用中很容易地重用它們。

為了演示，我們開發了一個簡單的基於JavaBean的model層對象，它不包含持續性邏輯。這個對象與我們的ActionForm對象映射，未來使用model層對象時，我們只需用更復雜的邏輯來代替它。

Controller層

Struts內置一個實現了controller主要功能的Servlet，它提供將需要調用的URL與一個action對象對應起來的功能。這個Servlet被稱作ActionServlet，完成下列功能：

1＞根據用戶要求決定需要的action；

2＞為View提供View需要的數據；

3＞決定要顯示的下一個View。

ActionServlet(強調：該Servlet已由Struts實現，是Struts架構的核心所在，開發者無須關心)的重頭工作是調用一系列簡單的Action類。Struts開發人員的工作主要是提供這些actions來實現應用的邏輯。創建action必須實現action接口。此接口包含以下方法：

public ActionForward execute(ActionMapping mapping,
ActionForm form,HttpServletRequest request,HttpServletResponse response)
throws Exception;

如上所示，該方法將ActionForm作為它的一個參數。上面提到的ActionServlet保證了正確的form傳遞給這個方法。在View層我們說過，ActionForms在Model層和View之間傳遞數據。

ActionForms是一個非常簡單的對象；以下代碼顯示了我們將在一個簡單的HTML表單中用到的ActionForms：

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.apache.struts.action.ActionForm;
import org.apache.struts.action.ActionMapping;
public class Login extends ActionForm {
　protected String username;
　protected String password;
　public void setUsername(String username) {
　　this.username = username;
　}
　public String getUsername() {
　　return username;
　}
　public void setPassword(String password) {
　　this.password=password;
　}
　public String getPassword() {
　　return password;
　}
}

Action還包含一個ActionMapping對象。它被ActionServlet自動處理，體現應用的配置。具體配置可以從一個XML文件獲得，通常就是struts-config.xml文件，下面將會提到。

action運行方法將標准的request 、response作為參數，應用可以利用這些調用參數。action類處理完畢後，將ActionMapping所映射的要調用的下一個頁面作為參數返回給ControllerServlet（Struts內置）。

集成Struts組件

我們來看Struts是如何將這三層的組件組合在一起構成完整的應用。Struts應用用struts-config.xml來完成配置。這個配置文件包含了應用的所有可配置信息，包括：
　　1＞要用到的controller
　　 2＞ActionForms和他們對應的HTML forms
　　3＞Actions
　　4＞ActionMappings，它控制應用的整個功能流轉
　　struts-config.xml的重要配置元素都包含在＜struts-config＞標識下。
＜?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1" ?＞
＜!DOCTYPE struts-config PUBLIC
"-//Apache Software Foundation//DTD Struts Configuration 1.2//EN"
"http://jakarta.apache.org/struts/dtds/struts-config_1_2.dtd"＞
＜struts-config＞

配置ActionForm對象：

＜form-beans＞
＜form-bean
name="logonForm"
type="com.samjdalton.struts.LogonForm"/＞
＜/form-beans＞

以上配置聲明一個"logonForm"的表單，接著說明需要用com.samjdalton.struts.LogonForm class來完成該表單設置。

下一步，我們聲明ActionMappings。

＜action-mappings＞
＜action
path="/Login"
forward="/login.jsp"/＞
＜action
path="/Welcome"
forward="/welcome.jsp"/＞
＜action
path="/ProcessLogin"
type="com.samjdalton.struts.LoginAction"
name="logonForm"
scope="request"
validate="true"
input="/Login.do"＞
＜forward
name="success"
path="/Welcome.do"/＞
＜forward
name="failure"
path="/Logon.do"/＞
＜/action＞
＜/action-mappings＞

這段配置聲明了我們應用中的三個action。前兩個（/Login 、/Welcome）很簡單，他們的前向都是JSP頁面。第三個復雜一些，它在一個表單提交時被調用，它創建一個利用logonForm 元素構建的ActionForm，然後調用LoginAction類來處理信息。我們可以看到兩個＜forward＞元素，這些定義了應用的功能流轉控制。應用參考他們的名字（成功或者失敗），然後控制被交到相關資源。

實例學習Struts

簡單看過了Struts的組成及組裝，現在來實現一個簡單的應用，它實現與本文開頭例子中相同的功能，即用戶登陸並顯示歡迎信息。

應用中的view由2個簡單JSP構成，第一個為登陸頁，如下：

＜%@ taglib uri="/WEB-INF/struts-html.tld" prefix="html" %＞
＜html:html＞
＜head＞＜/head＞
＜body bgcolor="white"＞
＜html:errors/＞
＜html:form action="/ProcessLogin"＞
＜table border="0" width="100%"＞
＜tr＞
＜td＞
Username:
＜/td＞
＜td＞
＜html:text property="username"/＞
＜/td＞
＜/tr＞
＜tr＞
＜td＞
Password:
＜/td＞
＜td＞
＜html:password property="password"/＞
＜/td＞
＜/tr＞
＜tr＞
＜td＞
＜html:submit/＞
＜/td＞
＜td＞
 
＜/td＞
＜/tr＞
＜/table＞
＜/html:form＞
＜/body＞
＜/html:html＞

這個與不用Struts的例子中的頁面非常類似，不同之處僅僅是用Struts ＜html＞ tags定義了表單和調用的Action是配置中定義的"/ProcessLogin"。表單提交後相應的ActionForm將被創建，同時相應的action被調用處理該輸入。我們還可以看到＜html:errors＞ tag被用到，這個是為了自動顯示表單中定義的校驗錯誤信息（下面將提到）。

第二個JSP如下：

＜%@ taglib uri="/WEB-INF/struts-html.tld" prefix="html" %＞
＜%@ taglib uri="/WEB-INF/struts-bean.tld" prefix="bean" %＞
＜html:html＞
＜h1＞Welcome ＜bean:write name="loginForm" property="username" /＞＜/h1＞
＜/html:html＞

本頁簡單地顯示了一個命名為"loginForm"的ActionForm bean的一個屬性（username）.

接著是controller層。controller層由ActionForm、Action兩個類實現。ActionForm類很簡單，主要是對應model(本例中是一個簡單的JavaBean對象)。

package com.samjdalton.struts;
import org.apache.struts.action.ActionForm;
public class LoginForm extends ActionForm {
　private LoginBean bean;
　public LoginForm() {
　　this.bean=new LoginBean();
　}
　public LoginForm(LoginBean bean) {
　　this.bean = bean;
　}
　public void setUsername(String username) {
　　bean.setUsername(username);
　}
　public String getUsername() {
　　return bean.getUsername();
　}
　public void setPassword(String password) {
　　bean.setPassword(password);
　}
　public String getPassword() {
　　return bean.getPassword();
　}
}

Action類用上面的ActionForm從view獲得信息，並且修改model狀態。

Action類代碼如下：

package com.samjdalton.struts;
import org.apache.struts.action.Action;
import org.apache.struts.action.ActionForward;
import org.apache.struts.action.ActionMapping;
import org.apache.struts.action.ActionForm;
public class LoginAction extends Action {
　public ActionForward execute(ActionMapping actionMapping, ActionForm actionForm, 　javax.servlet.http.HttpServletRequest httpServletRequest, 　javax.servlet.http.HttpServletResponse httpServletResponse) throws Exception {
// check the username
　LoginForm form = (LoginForm) actionForm;
　if (form.getUsername().equalsIgnoreCase("sam") && 　　　　　form.getPassword().equals("password")) {
　// we are in
　　return actionMapping.findForward("success");
　} else {
　// not allowed
　　return actionMapping.findForward("failure");
　}
}
public ActionErrors validate(ActionMapping actionMapping
HttpServletRequest httpServletRequest) {
　ActionErrors errors = new ActionErrors();
　if ( getUsername() == null || getUsername().length() ＜ 1 ) {
　　errors.add("name",new ActionError("error.name.required"));
　}
　if ( getPassword() == null || getPassword().length() ＜ 1 ) {
　　errors.add("pw",new ActionError("error.pw.required"));
　}
　return errors;
}

可以看到，action檢查用戶在username、password是否輸入了"sam"、"password"。如果輸入正確，action指明要調用的下一個view。

action類還包含一個方法：validate。本例中，validate方法檢查username 和password的輸入，如果輸入有誤，返回錯誤信息。這些錯誤信息包含在一個資源文件（為了支持國際化）中，該文件信息在配置文件中被配置。

應用的model是一個不包含持續邏輯的標准JavaBean對象，如下所示：

package com.samjdalton.struts;
public class LoginBean {
　private String username;
　private String password;
public void setUsername(String username) {
　this.username=username;
}
public String getUsername() {
　return username;
}
public void setPassword(String password) {
　this.password = password;
}
public String getPassword() {
　return password;
}
}

應用的struts-config.xml配置文件：

＜?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1" ?＞
＜!DOCTYPE struts-config PUBLIC
"-//Apache Software Foundation//DTD Struts Configuration 1.2//EN"
"http://jakarta.apache.org/struts/dtds/struts-config_1_2.dtd"＞
　＜struts-config＞
　　＜form-beans＞
　　　＜form-bean name="loginForm" type="com.samjdalton.struts.LoginForm"/＞
　　＜/form-beans＞
　　＜action-mappings＞
　　　＜action path="/Login" forward="/login.jsp"/＞
　　　　＜action path="/Welcome" forward="/welcome.jsp" name="loginForm" scope="request"/＞
　　　　＜action path="/ProcessLogin" type="com.samjdalton.struts.LoginAction"
name="loginForm" scope="request" validate="true" input="/Login.do"＞
　　　　＜forward name="success" path="/Welcome.do"/＞
　　　　＜forward name="failure" path="/Login.do"/＞
　　　＜/action＞
　＜/action-mappings＞
　＜message-resources parameter="ApplicationResources" null="false" /＞
　＜/struts-config＞

大多數文件與上例所示相同，僅有的區別是＜message-resources＞ tag。此tag允許我們具體化應用代碼中的string類型，好處是容易國際化。上例中，資源包含在名字為"ApplicationResources.properties"的文件中，它必須存在於應用的classpath(萬無一失的方法是將它配置到你的WEB-INF/classes路徑下)。

配置成功後，IE中輸入如下URL（Tomcat）：

http://localhost:8080/＜war-file-name＞/Login.do

應用運行的顯示結果如下：

The login page

The welcome page

The error page

小結

本文中，我們先介紹了MVC模式，用兩種技術完成可一個MVC模式的簡單實現，包括Struts，這項可以開發更靈活、擴展性更強的基於MVC模式的Web應用。顯然這已經遠遠超出了Struts所覆蓋的。