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,非凡地,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,集中注重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,程序員們馬上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懼怕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。在布滿格式化代碼的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。
不久人們熟悉到同時應用JSP和Servlets兩種技術開發Web應用是一種不錯的選擇。究竟,Servlets擅優點理業務邏輯的編程,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(經常表現為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可以通過一個配置治理器(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。
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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的開發更加輕易,Struts提供了一整套JSP自定義的tag庫。這些tag庫使我們能很輕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。假如用標准的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輕易出錯。Structs應用FormBean使表單處理和校驗變得輕易。FormBean與Struts的tag庫結合,使帶form的View開發變得輕易而自然。
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。注重<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。值得炫耀的好處是,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。假如可能的話,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輕易地重用它們。
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)。
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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。
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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"。假如輸入正確,action指明要調用的下一個view。
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action類還包含一個方法:validate。本例中,validate方法檢查username 和password的輸入,假如輸入有誤,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答應我們具體化應用代碼中的string類型,好處是輕易國際化。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。