详解J2EE的13种核心技术

作者：UML软件工程组织

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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 bridge JDBC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 bridge JDBC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 here e.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、JNDI API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 sample The 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。 下面是： Java servlets 五、Java servlets servlet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 Framework JavaMail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。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/30/2005)