J2EE集成开源框架在高校课程改革系统中的应用
2009-06-05
作者：李文杰，翁胜利
摘 要：以高校课程改革为应用实例，通过对基于WebWork、Spring和Hibernate的J2EE轻量级集成框架的研究与应用，以及对三种开源软件基础技术的介绍，阐述了集成框架在高校专业课程改革系统开发中代码复用、系统开发效率以及在提高数据预处理和数据挖掘精确度上的优势。
关键词：J2EE;集成开源框架;数据预处理
随着信息技术的发展以及B/S应用程序的广泛使用，为了能简单高效地开发Web项目，迫切需要一个通用、稳定的集成架构，以此提高工作效率、增强程序的可维护性和可扩展性。本文选择开源框架WebWork、Spring和Hibernate，以高校课程改革为应用背景，实现了一套方便灵活、低耦合、易维护的开发方式。
1 J2EE开源框架
1.1 MVC模式
传统的Web项目开发存在诸多不足，MVC (Model View Controller)模式的出现使其得到了改进和完善。在MVC模式中Event导致Controller改变Model或View，或者同时改变两者。当Controller改变了Model的数据或者属性时，所有依赖的View都会自动更新；当Controller改变了View的部分时，View会从Model中获取数据来刷新自己。基于MVC应用程序的开发是由这3个部分共同协作完成，其组件的关系和功能如图1所示。
MVC设计模式是利用控制器来分离模型和视图，从而达到一种层间松散耦合的效果，减弱业务逻辑接口和数据接口之间的耦合性，提高了系统的灵活性、可复用性和可维护性。现在网络开发框架多数都遵循MVC设计模式，效果较好。
1.2 WebWork框架
WebWork是基于Command设计模式的、致力于组件化和代码重用的强大的开源框架[1]。在利用WebWork框架开发的过程中，根据业务逻辑创建的实现方法xAtion担任控制器的角色，其实现了WebWork类库中XWork中的Action接口。其主要功能是从请求中获取前台页面需要传送的参数值，把这些值传递给执行业务逻辑操作的模型对象，由业务对象执行业务逻辑操作，并返回给转向页面用来显示执行的结果。
MVC中的表现层负责页面的显示和业务逻辑的处理，利用WebWork的标签库与JavaScript脚本语言相结合的方式实现。WebWork框架从Web中脱离出来，与框架Struts相比，在Action类的抽象和Web环境的耦合方面具有优势，在开发过程中更加方便和实用。
1.3 Spring框架
Spring框架是一个分层的J2EE应用程序框架，它是一个从实际项目开发经验中抽取出来的，可高度重用的开发框架[2]。Spring模块构建在核心容器之上，核心容器定义了创建、配置和管理 Bean 的方式。Spring通过JavaBean模型提供基于IoC 容器的BeanFactory和基于AOP框架的JavaBean组件，不需要维护组件之间的依赖关系，只要在配置文件applicationContext.xml中设置属性，Spring容器将自动依赖注入到相关的组件，完成业务方法层组件的配置与加载。Spring框架与持久层框架Hibernate集成到一起，实现支持DAO以及事务策略，提高代码的可重用性。从而，在Web应用开发过程中，实现逻辑层和数据访问层的完全分离。
1.4 Hibernate框架
Hibernate是一种实现对象和关系映射的框架，对JDBC进行轻量级对象封装，使程序员利用面向对象的思想来操作关系数据库，可以减轻开发者与大量普通数据持续性相联系的一些编程任务。在开发中，自动生成的SQL，使开发者减少了进行对象转化等繁琐任务，并能使应用程序移植到所有SQL数据库，提供透明的持续性。在使用Hibernate框架时，通过编写O/R映射描述文件，完成对象、关系数据库之间的映射，持久对象则根据映射文件生成，最后，编写业务逻辑类，从而提高实际开发的效率。
2 集成框架原理
整个J2EE轻量级Web集成开发架构选用WebWork、Spring和Hibernate 三种框架技术，实现集成架构。客户端层采用JSP表示，用WebWork的标签库和JavaScript实现客户端的显示和控制，做相应请求和响应；表示层用WebWork统一管理视图和控制器部分，接受客户端的HTTP请求，创建并调用对应的Action实现类，完成与业务逻辑层的交互，并返回执行结果到客户端层；业务逻辑层利用接口与实现相分离的方式编写对应的Service对象，在Spring的IoC容器中登记为业务模型，由Spring负责管理和配置DAO组件，提供对应的Action完成业务逻辑等操作，保证数据完整性；数据持久层采用Hibernate框架，使用导入DAO完成最终的Java类和数据库间的转换和访问；数据层采用关系数据管理系统，如Oracle、MySQL等，整个集成开发架构如图2所示。
采用上述方式，利用这三种框架各自的优势，能有效实现视图、控制器与模型的分离，将业务逻辑层和数据持久层独立出来。其中，框架WebWork在Web程序开发中起到重要作用。
3 集成框架的应用
开发中，有诸多Web项目使用J2EE的开源框架，本文以高校专业课程改革系统为应用实体，重点介绍利用开源框架WebWork、Spring和Hibernate相结合的方式开发Web项目。 选择MyEclipse作为Java的开发平台，直接加载项目所需要的开源框架WebWork、Spring和Hibernate的相关的类以及配置文件。
3.1 前期准备
加载开源框架类。在Web项目中，首先导入Spring开源框架，建立SessionFactory对应的类，MyEclipse开发平台将加载Spring运行的相关类和applicationContext.xml配置文件，然后在Spring的基础之上加载Hibernate，根据关系型数据库所建立的表，依据MyEclipse中的配置，打开数据库连接，导入数据表的对象类和一些基本实现方法。另外，把WebWork相关的类复制到项目中，添加XWork.xml文件，并在web.xml文件中配置我们所用的WebWork框架，使加载类在项目中能够正常的使用。
登录模块的应用。在实际Web项目中，这三种框架相结合使用的事例较多，用法基本相同，只是功能有所差别。以用户登录模块为例，其主要代码如下：
用户名：
密码：
XWork.xml的配置。从JSP页面上将用户输入的用户名和密码提交后，将转入配置文件XWork.xml中，通过这个配置文件寻找Java后台处理登录过程逻辑的类，同时将提交的内容转移到Java逻辑类中进行判断处理。
逻辑处理。与上文中XWrok.xml中的配置相对应，在LoginAction类中，使用UserLogin逻辑处理方法，判断用户名和密码是否与数据库中的数据相符，以此做出不同处理，并回显在页面上。UserLogin方法实现主要代码如下：Userlogin：User user = lb.getLoginUser(username);session. setAttribute ('user', user);
另外，在数据库的导入过程中，根据数据库中表的名称，利用Hibernate框架将对象类User.java和操作类UserDAO.java导入到项目中，在处理逻辑的过程中直接调用，以此加速项目开发的周期。
前台页面响应。在后台根据用户名和密码做出判断，在前台显示结果，主要表现为：一是页面的转向，通过XWork.xml的配置得出要跳转到哪个页面。如上文程序所示，如果返回Action. ERROR，则转向error.jsp；如果返回Action. SUCCESS，则转向index.jsp。另一个是信息的反馈，通过Session或Request将需要传送到前台页面的值放到缓冲区里，然后显示在JSP页面相应的位置。
从上面这个登录流程的简单例子可以看出，在整个集成框架中不存在与业务逻辑无关的垃圾代码，也没有SQL查询语句，整个开发过程完全是面向对象的操作方式和可动态配置、可移植的Xml文件，大大提高了开发效率。
3.2 高校课程改革系统架构
在高校课程改革管理系统的开发中，通过使用基于WebWork、Spring和Hibernate的J2EE轻量级集成框架，加载开源框架类，依据MyEclipse中的配置，打开数据库连接，导入数据表的对象类和一些基本实现方法。特别是将存有高校专业课程的Excel表格中的数据较完整的导入数据库中（本文使用SQL server 2000数据库），以避免人为操作的失误，同时也提高了工作效率，为以后对数据库中存储的“专业课程”数据进行预处理做好铺垫，提高数据挖掘的准确性和真实性。课程改革系统架构如图3所示。
综上所述，将 WebWork、Spring和Hibernate三种开源框架集成在一起，形成一种轻量级Web开发架构，该架构充分发挥三者的优点，层次清晰，具有较高的伸缩性、可扩展性和可复用性，开发简洁、维护方便。通过对J2EE集成开源架构的分析和研究，将其应用在高校专业课程改革管理系统的开发过程中，使Web项目的设计和开发中具有一定的优势和广泛的应用前景。
参考文献
[1] LIGHTBODY P. WebWork in Action[Z].Manning Publications Co,2005.
[2] RAIBLE M. Spring Live[Z].Source Beat Publishing,2004.
[3] 阎宏. Java与模式[M].北京：电子工业出版社,2005.
[4] JOHNSON R. J2EE设计开发编程指南[M].北京: 电子工业出版社,2003.
[5] ECKEL B. Java编程思想[M].侯捷，译.北京: 机械工业出版社, 2002.