详解J2EE的13种核心技术

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  j2ee|详解
Java最初是在浏览器和客户端机器中粉墨登场的。当时,很多人质疑它是否适合做服务器端的开发。现在,随着对Java2平台企业版(J2EE)第三方支持的增多,Java被广泛接纳为开发企业级服务器端解决方案的首选平台之一。J2EE平台由一整套服务(Services)、应用程序接口(APIs)和协议构成,它对开发基于Web的多层应用提供了功能支持。本文将解释支撑J2EE的13种核心技术:JDBC, JNDI, EJBs, RMI, JSP, Java servlets, XML, JMS, Java IDL, JTS, JTA, JavaMail 和 JAF,同时还将描述在何时、何处需要使用这些技术。当然,还要介绍这些不同的技术之间是如何交互的。此外,为了让您更好地感受J2EE的真实应用,我们将在WebLogic应用服务器,来自BEA Systems公司的一种广为应用的产品环境下来介绍这些技术。不论对于WebLogic应用服务器和J2EE的新手,还是那些想了解J2EE能带来什么好处的项目管理者和系统分析员,相信本文一定很有参考价值。宏观印象: 分布式结构和J2EE过去,二层化应用 -- 通常被称为client/server应用 -- 是大家谈论的最多的。在很多情况下,服务器提供的惟一服务就是数据库服务。在这种解决方案中,客户端程序负责数据访问、实现业务逻辑、用合适的样式显示结果、弹出预设的用户界面、接受用户输入等。client/server结构通常在第一次部署的时候比较容易,但难于升级或改进,而且经常基于某种专有的协议,通常是某种数据库协议。它使得重用业务逻辑和界面逻辑非常困难。更重要的是,在Web时代,二层化应用通常不能体现出很好的伸缩性,因而很难适应Internet的要求。Sun设计J2EE的部分起因就是想解决二层化结构的缺陷。于是,J2EE定义了一套标准来简化N层企业级应用的开发。它定义了一套标准化的组件,并为这些组件提供了完整的服务。J2EE还自动为应用程序处理了很多实现细节,如安全、多线程等。用J2EE开发N层应用包括将二层化结构中的不同层面切分成许多层。一个N层化应用A能够为以下的每种服务提供一个分开的层:显示:在一个典型的Web应用中,客户端机器上运行的浏览器负责实现用户界面。动态生成显示: 尽管浏览器可以完成某些动态内容显示,但为了兼容不同的浏览器,这些动态生成工作应该放在Web服务器端进行,使用JSP、Servlets,或者XML(可扩展标记语言)和(可扩展样式表语言)。业务逻辑:业务逻辑适合用Session EJBs(后面将介绍)来实现。数据访问:数据访问适合用Entity EJBs(后面将介绍)和JDBC来实现。后台系统集成: 同后台系统的集成可能需要用到许多不同的技术,至于何种最佳需要根据后台系统的特征而定。

您可能开始诧异:为什么有这么多的层?事实上,多层方式可以使企业级应用具有很强的伸缩性,它允许每层专注于特定的角色。例如,让Web服务器负责提供页面,应用服务器处理应用逻辑,而数据库服务器提供数据库服务。由于J2EE建立在Java2平台标准版(J2SE)的基础上,所以具备了J2SE的所有优点和功能。包括“编写一次,到处可用”的可移植性、通过JDBC访问数据库、同原有企业资源进行交互的CORBA技术,以及一个经过验证的安全模型。在这些基础上,J2EE又增加了对EJB(企业级Java组件)、Java servlets、Java服务器页面(JSPs)和XML技术的支持。分布式结构与WebLogic应用服务器J2EE提供了一个框架--一套标准API--用于开发分布式结构的应用,这个框架的实际实现留给了第三方厂商。部分厂商只是专注于整个J2EE架构中的的特定组件,例如Apache的Tomcat提供了对JSP和servlets的支持,BEA系统公司则通过其WebLogic应用服务器产品为整个J2EE规范提供了一个较为完整的实现。WebLogic服务器已使建立和部署伸缩性较好的分布式应用的过程大为简化。WebLogic和J2EE代你处理了大量常规的编程任务,包括提供事务服务、安全领域、可靠的消息、名字和目录服务、数据库访问和连接池、线程池、负载平衡和容错处理等。通过以一种标准、易用的方式提供这些公共服务,象WebLogic服务器这样的产品造就了具有更好伸缩性和可维护性的应用系统,使其为大量的用户提供了增长的可用性。J2EE技术在接下来的部分里,我们将描述构成J2EE的各种技术,并且了解WebLogic服务器是如何在一个分布式应用中对它们进行支持的。最常用的J2EE技术应该是JDBC、JNDI、EJB、JSP和servlets,对这些我们将作更仔细的考察。一、Java Database Connectivity (JDBC)JDBC API以一种统一的方式来对各种各样的数据库进行存取。和ODBC一样,JDBC为开发人员隐藏了不同数据库的不同特性。另外,由于JDBC建立在Java的基础上,因此还提供了数据库存取的平台独立性。JDBC定义了4种不同的驱动程序,现分述如下:类型 1: JDBC-ODBC Bridge在JDBC出现的初期,JDBC-ODBC桥显然是非常有实用意义的,通过JDBC-ODBC桥,开发人员可以使用JDBC来存取ODBC数据源。不足的是,他需要在客户端安装ODBC驱动程序,换句话说,必须安装Microsoft Windows的某个版本。使用这一类型你需要牺牲JDBC的平台独立性。另外,ODBC驱动程序还需要具有客户端的控制权限。

类型 2: JDBC-native driver bridgeJDBC本地驱动程序桥提供了一种JDBC接口,它建立在本地数据库驱动程序的顶层,而不需要使用ODBC。 JDBC驱动程序将对数据库的API从标准的JDBC调用转换为本地调用。使用此类型需要牺牲JDBC的平台独立性,还要求在客户端安装一些本地代码。类型 3: JDBC-network bridgeJDBC网络桥驱动程序不再需要客户端数据库驱动程序。它使用网络上的中间服务器来存取数据库。这种应用使得以下技术的实现有了可能,这些技术包括负载均衡、连接缓冲池和数据缓存等。由于第3种类型往往只需要相对更少的下载时间,具有平台独立性,而且不需要在客户端安装并取得控制权,所以很适合于Internet上的应用。类型 4: Pure Java driver第4种类型通过使用一个纯Java数据库驱动程序来执行数据库的直接访问。此类型实际上在客户端实现了2层结构。要在N-层结构中应用,一个更好的做法是编写一个EJB,让它包含存取代码并提供一个对客户端具有数据库独立性的服务。WebLogic服务器为一些通常的数据库提供了JDBC驱动程序,包括Oracle, Sybase, Microsoft SQL Server以及Informix。它也带有一种JDBC驱动程序用于Cloudscape,这是一种纯Java的DBMS,WebLogic服务器中带有该数据库的评估版本。以下让我们看一个实例。JDBC实例在这个例子中我们假定你已经在Cloudscape中建立了一个PhoneBook数据库,并且包含一个表,名为 CONTACT_TABLE ,它带有2个字段:NAME 和 PHONE。 开始的时候先装载Cloudscape JDBC driver,并请求 driver manager得到一个对PhoneBook Cloudscape数据库的连接。通过这一连接,我们可以构造一个 Statement 对象并用它来执行一个简单的SQL查询。最后,用循环来遍历结果集的所有数据,并用标准输出将NAME和PHONE字段的内容进行输出。

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();}}}

接着我们来看一看JDBC是如何在企业应用中的进行使用。

JDBC在企业级应用中的应用以上实例其实是很基本的,可能有些微不足道。它假定了一个2层结构。在一个多层的企业级应用中,更大的可能是在客户端和一个EJB进行通信,该EJB将建立数据库连接。为了实现和改进可伸缩性和系统性能, WebLogic服务器提供了对连接缓冲池connection pool的支持。Connection pool减少了建立和释放数据库连接的消耗。在系统启动以后即可建立这样的缓冲池,此后如故再有对数据库的请求,WebLogic服务器可以很简单地从缓冲池中取出数据。数据缓冲池可以在WebLogic服务器的 weblogic.properties 文件中进行定义。在企业级应用的另一个常见的数据库特性是事务处理。事务是一组申明statement,它们必须做为同一个statement来处理以保证数据完整性。缺省情况下JDBC使用 auto-commit 事务模式。这可以通过使用Connection类的 setAutoCommit() 方法来实现。现在我们已经对JDBC有了一些认识,下面该转向 Java Naming and Directory Interface (JNDI)了二、JNDIAPI被用于执行名字和目录服务。它提供了一致的模型来存取和操作企业级的资源如DNS和LDAP,本地文件系统,后者在应用服务器中的对象。在JNDI中,在目录结构中的每一个结点称为context。每一个JNDI名字都是相对于context的。这里没有绝对名字的概念存在。对一个应用来说,它可以通过使用 InitialContext 类来得到其第一个context:

Context ctx = new InitialContext();

应用可以通过这个初始化的context经有这个目录树来定位它所需要的资源或对象。例如,假设你在Weblogic服务器中展开了一个EJB并将home接口绑定到名字 myApp.myEJB ,那么该EJB的某个客户在取得一个初始化context以后,可以通过以下语句定位home接口:

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

在这个例子中,一旦你有了对被请求对象的参考,EJB的home接口就可以在它上面调用方法。以上关于JNDI的讨论只是冰山之一角而已。如果要更进一步地在context中查找对象,JNDI也提供了一些方法来进行以下操作:  将一个对象插入或绑定到context。这在你展开一个EJB的时候是很有效的。 从context中移去对象。 列出context中的所有对象。 创建或删除子一级的context。 接下来,我们要开始关注EJB了。

三、Enterprise Java Beans (EJB)J2EE技术之所以赢得某体广泛重视的原因之一就是EJB。它们提供了一个框架来开发和实施分布式商务逻辑,由此很显著地简化了具有可伸缩性和高度复杂的企业级应用的开发。EJB规范定义了EJB组件在何时如何与它们的容器进行交互作用。容器负责提供公用的服务,例如目录服务、事务管理、安全性、资源缓冲池以及容错性。EJB规范定义了3中基本的bean类型:Stateless session beans:提供某种单一的服务,不维持任何状态,在服务器故障发生时无法继续存在,生命期相对较短。例如,一个stateless session bean可能被用于执行温度转换计算。Stateful session bean: T提供了与客户端的会话交互,可以存储状态从而代表一个客户。典型例子是购物车。Stateful session bean在服务器故障时无法继续生存,生命气相对较短。每一个实例只用于一个单个的线程。Entity beans: 提供了一致性数据的表示-- 通常存放在数据库中 -- 在服务器故障发生后能继续存在。多用户情况下可以使用EJB来表示相同的数据。entity EJB的一个典型例子是客户的帐号信息。尽管有以上的区别,所有的EJB还是有许多的共同之处。它们都处理home interface。它定义了一个客户端是如何创建与消亡EJB的。可以在bean中对定义了客户端方法的远程接口进行调用;bean类则执行了主要的商务逻辑。描述EJB的开发已经超出了本文的范围。但是,如果一个EJB已经被开发了或者从第三方进行了购买,它就必须在应用服务器中进行发布。WebLogic Server 5.1带有一个EJB Deployer Tool来协助处理EJB的发布。当你使用EJB Deployer Tool的时候,你要定义客户端所用的JNDI名字来定位EJB。Deployer Tool将生成wrapper类来处理和容器的通信以及在一个jar文件中把被请求的Java类绑定在一起。一旦EJB被发布,客户端就可以使用它的JNDI名字来定位EJB。首先,它必须得到一个到home接口的reference。然后,客户端可以使用该接口,调用一个 create() 方法来得到服务器上运行的某个bean实例的句柄;最后,客户端可以使用该句柄在bean中调用方法。了解 EJB后,让我们再来看JSP。四、JavaServer Pages (JSPs)我们中间可能已经有许多人已经熟悉Microsoft的Active Server Pages (ASP)技术了。JSP和ASP相对应的,但更具有平台对立性。他们被设计用以帮助Web内容开发人员创建动态网页,并且只需要相对较少的代码。 即使Web设计师不懂得如何编程也可以使用JSP,因为JSP应用是很方便的。 JSP页面由HTML代码和嵌入其中的Java代码所组成。服务器在页面被客户端所请求以后对这些Java代码进行处理,然后将生成的HTML页面返回给客户端的浏览器。下面我们来看一个JSP的简单实例。它只显示了服务器的当前日期和时间。虽然,对语法的具体解释已经超出了本文的范围,但我们还是可以很直观地看到,Java代码被放在符号的中间,而Java的表达式则放在符号之间。

Date JSP sampleThe current date is .

您可能有时候听说过JHTML。这是JSP以前的一种较老的标准。WebLogic服务器既可支持JSP,又可支持JHTML。请注意,在缺省状况下,JSP在WebLogic服务器中并没有处于有效状态。要使之有效,你可以编辑weblogic.properties文件。如果Web服务器还没有处于有效状态,则要先使之有效。Servlet的情况和JSP是一样的。 五、Java servletsservlet提供的功能大多与JSP类似,不过实现的方式不同。JSP通常是大多数HTML代码中嵌入少量的Java代码,而servlets全部由Java写成并且生成HTML。servlet是一种小型的Java程序,它扩展了Web服务器的功能。作为一种服务器端的应用,当被请求时开始执行,这和CGI Perl脚本很相似。Servlets和CGI脚本的一个很大的区别是:每一个CGI在开始的时候都要求开始一个新的进程 -- 而servlets是在servlet引擎中以分离的线程来运行的。因此servlets在可伸缩性上提供了很好的改进。在开发servlets的时候,您常常需要扩展javax.servlet.http.HttpServlet 类,并且override一些它的方法,其中包括:

service(): 作为dispatcher来实现命令-定义方法doGet(): 处理客户端的HTTP GET请求。doPost(): 进行HTTP POST操作

其它的方法还包括处理不同类型的HTTP请求 -- 可以参考HttpServlet API文档。 以上描述的是标准J2EE Servlet API的各种方法。WebLogic服务器提供了一个该API完整的实现途径。一旦你开发了一个servlet,你就可以在weblogic.properties 中加以注册并由此可以在WebLogic服务器中对它进行配置。 通过Java servlets,我们已经到达了J2EE主要技术的末尾了。但J2EE所提供的并不止于这些。下面的段落中我们将简要地看一下现存的一些技术,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样,RMI协议是在远程对象上调用一些方法。它使用了连续序列方式在客户端和服务器端传递数据。RMI是一种被EJB使用的更下层的协议。 七、Java IDL/CORBA 在Java IDL的支持下,开发人员可以将Java和CORBA集成在一起。 他们可以创建Java对象并使之可在CORBA ORB中展开, 或者他们还可以创建Java类并作为和其它ORB一起展开的CORBA对象的客户。后一种方法提供了另外一种途径,通过它Java可以被用于将你的新的应用和legacy系统相集成。

八、Java Transaction Architecture (JTA)/Java Transaction Service (JTS)JTA定义了一种标准的API,应用系统由此可以存取各种事务监控。JTS是CORBA OTS事务监控的基本的实现。JTS规定了事务管理器的实现方式。该事务管理器是在高层支持Java Transaction API (JTA)规范,并且在较底层实现OMG OTS specification的Java映像。JTS事务管理器为应用服务器、资源管理器、独立的应用以及通信资源管理器提供了事务服务。九、JavaMail and JavaBeans Activation FrameworkJavaMail是用于存取邮件服务器的API,它提供了一套邮件服务器的抽象类。不仅支持SMTP服务器,也支持IMAP服务器。JavaMail利用JavaBeans Activation Framework (JAF)来处理MIME-编码的邮件附件。MIME的字节流可以被转换成Java对象,或者转换自Java对象。由此大多数应用都可以不需要直接使用JAF。十、Java Messaging Service (JMS)JMS是用于和面向消息的中间件相互通信的应用程序接口(API)。它既支持点对点的域,有支持发布/订阅(publish/subscribe)类型的域,并且提供对下列类型的支持:经认可的消息传递,事务型消息的传递,一致性消息和具有持久性的订阅者支持。JMS还提供了另一种方式来对您的应用与legacy backend系统相集成。十一、Extensible Markup Language (XML)XML是一种可以用来定义其它标记语言的语言。它被用来在不同的商务过程中共享数据。XML的发展和Java是相互独立的,但是,它和Java具有的相同目标正是平台独立性。通过将Java和XML的组合,您可以得到一个完美的具有平台独立性的解决方案。目前正有许多不同的公司在为Java和XML的组合而努力。如果要了解更多的这方面的信息,可以访问Sun的Java-XML页面,或者IBM developerWorks的XML Zone。



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