（管理科学与工程专业论文）基于mvc架构的web系统开发的研究与应用.pdf

北京交通大学硕士学位论文 摘要 随着互联网技术的发展和新的商业模式的出现，必然会出现大量 基于网络的应用系统。而基于b s 结构的w e b 系统应用，因其具有易 用性、通用性和良好的可扩展性等优点而发展迅速，正在逐渐成为各 类应用信息系统的主流。 然而，在以往的w e b 应用系统开发中，往往存在着程序可重用程 度低、维护工作繁琐、困难、系统应变能力弱等缺点。为了有效地提 高w e b 应用系统的可重用性、可维护性和可扩展性，经过不断的实践 与总结，人们对于如何科学合理的设计这些w e b 系统，逐渐有了一些 深刻和统一的认识。人们开始认识到，最主要的是系统采用的体系结 构要台理、开放。系统需求的变化永远会比技术和设计思想发展快， 所咀，要想使将来系统的升级和维护付出的代价最小。研究软件系统 体系结构在开发过程中的应用是非常有必要的。 本文在结构上分为两部分：第一部分通过研究网络计算模式的 发展状况及当今较为流行的w e b 系统体系结构，全面阐述了应用成 熟的体系结构进行w e b 系统开发的基本理论与方法。第二部分为实 例应用部分，以当今流行的m v c 架构为基础，以s t r u t s 框架为典型 应用，结合实际开发项目，从系统分析、体系结构设计、设计模式 应用和关键技术的应用等方面对应用实例的设计开发过程进行了全 面详细的分析。同时，还根据该系统的特点，就如何合理的应用设计 原则和m v c 架构提出了一些设计思路，并对该系统的应用架构进行评 价和改进分析。 本文的特点在于，在分析w e b 系统开发体系结构的理论框架和 方法的基础上，提出如何将经典的m v c 架构理论与实际系统开发相 结合，并依据此机制和系统开发实例，对如何科学、合理、有效的 利用这一设计架构来改善系统进行了详细、深刻的阐述与分析。 关键词：w e b 系统：m v c ；体系结构；s t r u t s 框架；设计模式 一垒堕! ! 竺 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n t e m e tt e c h n o l o g ya n dt h ea p p e a r a n c eo f t h en e wb u s i n e s sm o d e ，a l a r g en u m b e ro fa p p l i c a t i o ns y s t e m sb a s e do n n e t w o r ki n e v i t a b l e l yc o m ei n t oo u rl i f e t o d a y , t h ew e b a p p l i c a t i o nb a s e d o nb sc o m p u t i n gs t m c t u r ei sd e v e l o p i n gi nh i g hs p e e d ，a n di th a sb e c o m e t h em a i n s t r e a mo fa l lk i n d so f a p p l i c a t i o ni n f o r m a t i o ns y s t e m sg r a d u a l l y f o ri t s c h a r a c t e r i s t i c ss u c ha s e a s y u s i n g c o m m o n a b i l i t y a n d g o o d e x p a n s i b i l i t y , e t c h o w e v e r , al o to fd i s a d v a n t a g ee x i s t e di nt h ed e v e l o p m e n to fw e b a p p l i c a t i o ns y s t e mi nt h ep a s ty e a r s ，s u c ha sl o wp r o c e d u r er e u s a b l i l y , b a d a n dt e d i o u sm a n t a i n a b i l i t y , w e a ka d a p t a b i l i t yt o c h a n g e sa n ds oo n i n o r d e rt oi m p r o v et h er e u s a b l i t y ，m a i n t a i n a b i l i t ya n de x p a n s i b i l i t yo fw e b a p p l i c a t i o ns y s t e me f f e c t i v e l y , t h r o u g hc o n s t a n tp r a c t i c ea n ds u m m a r y , p e o p l ea c c u m u l a t e dm o r ed e e pa n du n i f i e du n d e r s t a n d i n go fh o wt o d e s i g nt h e s ew e bs y s t e m si nar a t i o n a la n ds c i e n t i f i cw a y p e o p l er e a l i z e t h a tt h em o s t i m p o r t a n tt h i n gi st h a tt h ea r c h i t e c t u r ea d o p t e db yt h es y s t e m m u s tb er e a s o n a b l ea n do p e n t h ec h a n g eo f r e q u i r e m e n ti s e v e rf a s t e r t h a nt h ed e v e l o p m e n to f t e c h n o l o g ya n dd e s i g ni d e a r s i fy o uw a n tt o m i n i m i z et h ec o s tf o rs y s t e mu p d a t ea n dm a i n t a i n a n c ei nt h ef u t u r e t h e r e s e a r c ha n da p p l i c a t o no fs o f t w a r e s y s t e m a r c h i t e c t u r ei nt h e s y s t e m d e v e l o p m e n ti sv e r yn e c e s s a r y t h ep a p e ri sd i v i d e di n t ot w o p a r t s i ns t r u c t u r e t h ef i r s t p a r t c o m p r e h e n s i v e l ye x p o u n d st h ef u n d a m e n t a lt h e o r i e sa n dm e t h o d so nh o w t o d e v e l o p m e tw e bs y s t e mw i t ht h ea d v a n c e da r c h i t e c t u r et h r o u g ht h e r e s e a r c ho nt h e d e v e l o p m e n t s t a t eo fn e t w o r kc o m p u t i n gm o d ea n d p o p u l a rw e bs y s t e ma r c h i t e c t u r en o w a d a y s t h es e c o n dp a r ti s f o rt h e a p p l i c a t i o ne x a m p l e w i t ht h ep o p u l a rm v c a r c h i t e c t u r ea st h ef o u n d a t i o n a n ds t r u t sf r a m e w o r ka st h e t y p i c a la p p l i c a t i o nf r a m e w o r k ，t a k i n gt h e a c t u a l d e v e l o p m e n tp r o j e c t a st h e e x a m p l e ，t h i sp a r tg i v e s ad e t a i l e d a n a l y s i so nt h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to fw e ba p p l i c a t i o ns y s t e mf r o m t h e r e s p e c t s o f s y s t e ma n a l y s i s ，a r c h i t e c t u r ed e s i g n ，d e s i g np a t e m s 北京交通大学硕士学位论文 a p p l i c a t i o na n dk e yt e c h n o l o g y m e a n w h i l e ，i t s t i l l g i v e ss o m ed e g i g n i d e a r so nh o wt o a p p l ys o m ed e s i g np r i n c i p l e sa n dm v c a r c h i t e c t u r e r e a s o n a b l ya c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so f t h es y s t e m ，a n d 百v e ss o m e a p p r a i s ea n da n a l y s i so n t h es y s t e ma p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r e ， t h ec h a r a c t e r i s t i co ft h i sp a p e ri st h a t ，o nt h eb a s i ca n a l y s i so fw e b s y s t e md e v e l o p m e n tt h e o r yf r a m e w o r ka n dm e t h o d ，i tf o c u s e so nh o w t o c o m b i n et h e t y p i c a l m v ca r c h i t e c t u r e t h e o r y w i t ha c t u a l s y s t e m d e v e l o p m e n t ，a n dg i v e sad e t a i l e d ，d e e pe x p o s i t i o na n da n a l y s i so n h o wt o u s et h i sd e s i g nf r a m e w o r kt oi m p r o v es y s t e ma c c o r d i n gt om v c t h e o r y a n da c t u a lp r o j e c t e x a m p l e k e y w o r d s ：w e bs y s t e m m v ca r c h i t e c t u r e ：s t r u t sf r a m e w o r k ；d e s i g n p a t e m s 独创性声明 y7 4 1 9 2 2 独创i 生声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽本人所知，除了文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得北京交通大学或其他教学机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一起_ t 作的同志对本研究所做的任何贡献已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 本人签名： 日期：生堕年三月上日 背景与意义 i 背景与意义 1 1 引言 网络时代的到来，使得基于网络计算的管理信息系统在经济和社 会生活中获得了广泛、深入的应用。其中，基于8 s 结构的w e b 信息 系统应用成为应用的主流。另一方面，随着信息系统应用领域的不断 扩大，软件系统的规模和复杂性也在不断增长，在系统开发中，软件 工程思想的应用越来越重要。在大量的实践中，人们进一步深刻地认 识到，系统总体结构设计的重要性已远远超过开发过程中具体特定算 法和数据结构的选择，良好的系统架构设计对保证系统歼发的成功至 关重要。 如同建筑一样，每个软件系统也都应该具有一定的体系结构，尤 其是对于大型系统的开发，一个良好的系统架构就更加重要。然而。 在过去很多的软件工程实践中，体系结构设计往往是被非形式化的采 用，带有极大程度的主观随意色彩，这就给系统的分析、设计、开发 和维护带来了很大的困难。同时，也带米一些消极的后果：_ 丌发者对 于体系结构的设计理解模糊；蹩个系统的开发都建立在直觉和经验、 而不是科学的原则之上；在系统维护中难以保持系统设计的一致性和 完整性 随着系统需求的变化，系统难以在原来的架构基础上加以完 善和维护。从而系统难以得到扩展。因此，对于软件体系结构进行研 究和探讨，对于当今流行的w e b 应用系统的开发具有深远而重要的意 义。 当然，软件体系结构并不是最近才出现的。经过多年的研究和实 践，软件开发人员已经总结出很多好的体系结构，并已经在很多领域 中得到应用。例如，i s o o s l 的网络层次参考模型，人工智能中的黑 板系统，以及图形用户界面编程的事件驱动模型等，它们都从系统、 宏观的角度表达了关于复杂系统的整体架构以及系统所具有的各种 特性信息。如系统的演化方式、总体的计算模式、同其他类似系统的 关系等。 北京交通大学硕士学位论文 因此，对于w e b 系统应用的开发，我们应该通过研究和实践，力 求遵循科学、合理的软件体系结构设计原则，学习先进的设计思想， 不断的改进我们的系统设计和开发过程，从而提高系统开发的质量。 1 2 网络计算模式的演变 w e b 系统的应用是以网络计算模式的发展为基础的。网络计算是 指以网络为中心的计算或是基于网络的计算，它把计算功能和负荷合 理地分配到联网的各台计算机上。而网络计算模式就是完成网络上 的计算任务或应用服务所采用的使用共享资源的形式和方法。 回顾计算机网络的发展历史，我们可以看到：网络计算模式主要 经历了七八十年代的集中式计算模式、9 0 年代的分布式计算模式的发 展历程。 1 2 1 集中式计算模式 集中式计算模式包括：主机终端结构和工作站文件服务器结 构，前一种模式的各种计算主要集中在主机上；而后一种的各种计算 主要集中在工作站上完成。 a 主机终端结构 主机终端结构又简称主机系统，是六七十年代以来形成的以一 台计算机为中心的多用户系统。在该系统中，用户通过终端与主机相 连，在主机操作系统的管理下麸享主机的硬件资源。其特点是可同时 为多个用户服务。在主机终端系统中，所有数据和程序都在主机上， 进行集中管理，各终端只相当于一个显示器加键盘的功能。这种系统 便于集中处理大量的信息，如大型科学计算、人口普查和航空购票系 统等。 该系统的主要缺点是：( 1 ) 主机负担过重，所有的计算、存储都 集中在主机上，一旦主机出故障，系统将全面瘫痪；( 2 ) 扩充不易。 当用户量不断增加时，必须更换主机，否则服务质量就要受到影响： ( 3 ) 系统的购置、安装、维护费用较高，不易普及。 b 。工作站文件服务器结构 8 0 年代初，随着局域网的兴起，连网的微机被分为两类：一类称 背景与意义 为服务器，专门为网络上的其他用户提供共享文件( 或数据) ，被称 为文件服务器，它是网络的核心，管理网络通信，网络操作系统也安 装在文件服务器中；另一类称为工作站，它可访问文件服务器中的数 据和文件，而本工作站的资源不被其他工作站或服务器共享。每个局 域网中可有一台或多台文件服务器。工作站用户通过磁盘映像，使用 文件服务器上的硬盘。网络上传递的只有文件，计算任务在工作站上 完成。在工作站文件服务器中，数据库和全部应用程序都存储在文 件服务器上，但应用程序的执行是在微机工作站上进行，从而增加了 网络传输负荷。同时当服务器负荷超过某个限度后，其效率会明显下 降。这种系统由于数据的安全性较差，无法发挥服务器的信息处理能 力，现在已很少采用。 1 2 2 分布式计算模式 分布性主要指数据分杯和计算分靠，其中数据分郴是指数据可分 散存储在网络上的不同计算机中：计算分布则是把操作计算分散给不 同的机器进行处理。在物理上分布式数据库的资源结构与分布式的 组织结构相吻合；而逻辑上的相关性，又使它们可以利用计算机网络 集成为功能强大的系统。分布式计算模式在系统可靠性、可扩展性、 可用性和并行处理等方面具有明显的优羚”。 分布式汁算模式主要指客户机服务器结构和w e b 计算结构，其 目的是将计算工作分摊到多台计算机中，降低集中在单台计算机上运 算的负载及可能的风险。w e b 计算结构包括浏览器服务器结构和浏览 器应用服务器数据库服务器三层结构。 a 客户机服务器结构 8 0 年代后期和9 0 年代初，随着数据库技术和局域网技术的发展， 客户机服务器( c l i e n t s e r v e r ，简称c s ) 结构应运而生。c s 结构 与工作站文件服务器结构在硬件组成、网络拓扑结构、通信连接等 方面基本相同。但文件服务器变成了数据库服务器，工作站改称为客 户机。它们的最大区别在于在c s 结构中，服务器控制管理数据的能 力上升为数据库管理方式，原先在工作站文件服务器中由工作站所 承担的数据处理任务，现在改由服务器来完成，从而使整个系统的 北京交通人学硕士学位论文 性能有了很大的飞跃。一方面高档微机组成的数据库服务器的效率得 到了充分的发挥：另一方面数据经服务器加工后在局域网中传输的仅 仅是客户机所需的那一小部分处理结果而不是整个文件，从而大大降 低了网络流通量。 但是，随着应用的深入和规模的不断扩大，应用程序日趋复杂， c s 结构又暴露出许多问题：客户机需要安装更多的软件，客户机的 管理越来越困难，这不仅给应用软件的实现带来了不便，而且使得软 件维护的费用越来越高。另外，c s 结构的软件产品大都缺乏开放的 标准，一般不能跨平台运行。当把c s 结构的软件应用于广域网时就 会暴露出许多问题。相对而言，w e b 计算结构可以比较圆满地解决以 上问题。 b w e b 计算结构 2 0 世纪9 0 年代中期，随着i n t e r n e t 的广泛应用和普及，人们能 够方便、快捷的从i n t e r n e t 上得到多样化的信息，而且不必了艇列 络内部实现的细节。浏览器n 务器( b r o w s e r s e r v e r ，简称b s ) 结构 就是在这种背景下产生的。 在b s 结构中，客户机变“瘦”了。统一采用易于操作的浏览器 界面。“瘦”客户机的形成实现了主机系统的集中式管理，挞个系统 可控性更好，系统维护也极为方便。b s 结构下。系统的应用程序集 中在服务器端，无需单独_ 丌发客户端程序，服务器上所有应用程序都 可以通过w e b 浏览器在客户机上执行。通过在网上建立自己的w e b 服 务器，并将服务器与数据库连接。就可以实现访问w e b 数据库的功能。 这样，不仅能够统一用户界面，而且可以实现系统的跨平台操作。 b s 结构的最大特色在于为用户提供良好的交互界面。w e b 服务 器把各种形式的信息，如文本、图像、声音和视频等集成在一起，并 提供与网络数据库动态交互的功能，用户只需要提出自己的查询要 求，其他的处理细节都由w e b 服务器自动完成。 基于w e b 计算结构的信息系统应用非常广泛，适用于局域网、广 域网和国际互联网。 1 3 网络计算解决方案 随着对应用系统的分布性、可扩展性和异构性等要求越来越高， 4 背景与意义 以及分布对象计算技术和构件技术的不断发展，各软件生产商和研究 机构纷纷推出各自的网络计算解决方案，比较典型的有 a c t i v e x d c o m 、j a v a r m i 和c o r b a 等。 1 3 1 a c t i v e x 模型 a c t i v e x 模型是m i c r o s o f t 公司分布式计算的基础。1 9 9 5 年， m i c r o s o f t 提出了e o m ( 组件对象模型) 和d c o m ( 分布式组件对象模 型) 。c o m 模型用于在异构网络和操作系统中创建、使用和加入可重复 使用的组件对象，这些组件可以相互通信和交互，而与它们的平台、 语言和分布无关。d c o m 是一套用于分布式环境中的c o m 对象，在d c o m 环境中，位于一个网络上的c o m 对象能与位于另个网络上的c o m 对 象进行通信。a c t i v e x 模型符合c 0 m d c o m 标准“。 从总体来看，a c t i v e 平台可包括三个方面的内容：a c t i v e 服务 器、a c t i v e 桌面和a c t i v e 技术。 a c t i v e 服务器是a c t i v e 平台所有服务技术的总称，也是构成整 个a c t i v e 平台的主体。它负责信息的处理、存储、管理及传递，并 提供一套完按的a c t i r e 服务器端的应用开发环境，主要包括 m i c r o s o f t 的i n t e r n e t 信息服务( i i s ) 、a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 、 i n d e x ( 文件索引) 等。 a c t i v e 桌面是a c t i v e 平台的客户端，它直接面对网络用户。用 户可利用m i c r o s o f t 的i n t e r n e te x p l o r e r 获得一般的硼w 服务和 a c t i r e 服务器的服务。 a c t i v e x 是一群联系a c t i v e 服务器和a c t i v e 桌面的所有技术的 总称。a c t i v e x 技术主要由传统的h t m l 、脚本程序( s c r i p t ) 语言和 a c t i v e x 组件构成。a c t i v e x 技术具有跨平台、与程序语言无关、面 向文件及组件的特点。 1 3 2 c o r b a 技术 c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 定义了 一种面向对象的软件构件构造方法，不同的应用可以共享由此构造出 来的软件构件。每个对象都将其内部操作细节封装起来，同时又向外 北京变通大学硕士学位论文 界提供了精确定义的接口，从而降低了应用系统的复杂性，也降低了 软件开发费用“1 。 c o r b a 的平台无关性实现了对象的跨平台引用，开发人员可以在 更大的范围内选择最实用的对象加入到自己的应用系统之中。c o r b a 的语言无关性使开关人员可以在更大的范围内相互利用别人的编程 技能和成果，成为实现软件复用的实用化工具。 c o r b a 规范的突出特点有以下几个方面： ( 1 ) 引入了代理的概念。一个代理至少可以有三个方面的作用： 完成对客户方提出的抽象服务请求的映射；自动发现和寻找服务器； 自动设定路由，实现到服务器方的执行。 ( 2 ) 增加代理机制后，实现了客户程序与服务器程序的完全分 离。这与面向过程调用机制为基础的客户n 务器模式根本不同。 ( 3 ) c o r b a 规范定义的基础是面向对象的设计思想和实现方法。 把分布式计算与丽向对蒙的概念相结合有很多好处，能够将冗余度控 制在最低，一个对象既能被客户程序使用，也能被服务器程序使用， 对蒙实现的修改不会影响双方程序和软件重用率。 ( 4 ) 提供了软件总线的机制。这使得任务应用程序、软件系统 或工具只要具有与该接口规范相符合的接口定义，就能方便地集成到 c o r b a 系统中，而这个接口规范独立于任何实现语亩和环境。 ( 5 ) 分层的设计原则和实现方式。 c o r b a 规范充分利用了现今各种技术发展的最新成果，在分布环 境下实现应用的集成。使得基于对象的软件成员在分布异构环境中实 现可重用、可移植和可互操作。 1 3 3 j a v a 计算模式 j a v a 是一个应用程序开发平台，它按照高性能、可移植、可解释 的原则，提供面向对象的编程语言和运行环境。j a v a 计算的本质就是 利用分布在网络中的各类对象共同完成相应的任务“3 。 j a v a 的软件构件称为j a v a b e a n ，它是可重用的软件构件。 j a v a b e a n 的组件模型包含组件和容器两个基本要素。 作为典型的组件模型，j a v a b e a n 具有属性、方法、事件、自我检 背景与意义 查、定制和永久性等6 个方面的特征。其中前3 种特征( 属性、方法、 事件) 是面向对象组件必须满足的基本要求，属性和方法保证 j a v a b e a n 成为一个对象，而事件可以描述组件之间的相互作用以及组 件与容器之间相互通信。通过事件的生成、传播和处理，构件相互之 间关联在一起，共同完成复杂的任务。后三种特征( 自我检查、定制 和永久性存储) 主要侧重于对j a v a b e a n s 组件性质的描述。自我检查 用于暴露与发现构件接口。使用自我检查机制，可以使构件的使用者 了解到构件的属性、方法和事件。由于一个构件通常是具有一定性质 和行为的对象的抽象，它往往有很大的通用性。为了在一个具体的应 用环境中使用构件，必须对构件进行定制。j a v a b e a n 的定制通常在一 个可视化生成工具中进行，通过构件的自我检查机制，发现构件的属 性、方法和事件，然后利用生成工具提供的属性编辑器实现定制。永 久性存储是将构件的状态保存在永久存储器中并能够恢复的机制。 j a v a 通过序列化实现定制构件的永久性存储，通过反序列化可以实现 构件状态的恢复。 在网络上，j a v a b e a n 构件可以以三种方式进行活动： ( 1 ) j d b c 使j a v a b e a n 构件眙够访问s q l 数据库。j a v a b e a n 可 以实现给定数据库中的表操作，完成相应的业务逻辑。 ( 2 ) j a v a r l l l i ( 远程方法调用) 使分布在网络不同地点的两个构 件之间实现互操作。构件之间的调用方式采用c 1 i e n t s e r v e r 计算模 型；远程方法调用机制r m i 是构成j a v a 分布对象模型的基础结构。 ( 3 ) j a v a i d l 是一个j a v a 版的c o r b a o r b 。通过它可以实现一 个j a v a b e a n 和一个c o r b a 服务之间的互操作。 1 3 4 三种计算模式的比较 基于c o r b a 的、基于微软a c t i v e x 的和基于s u n 公司的j a v a r m i 的三层w e b 体系结构，它们的主要差别在于层与层之间的通信不同， 即客户端与应用服务器之间、应用服务器与数据库资源之间的通讯协 议不同。 在支持平台方面，基于c o r b a 的w e b 体系适合于多种平台异构环 境下的分布式应用的集成；基于微软a c t i v e x 的w e b 体系适合于 北京交通大学硕= _ i = 学位论文 w i n d o w s 平台上应用的集成；而基于s u n 公司j a v a r i 的w e b 体系只 能访问j a v a 对象，效率高。 从性能上讲，c o m 会超过c o r b a ( 特别是本地调用) 。利用c o m d c o m 和c o r b a 的互操作模型，可以实现两者之间的互操作。r m i 与c o r b a 正相互靠拢，将来两者之间可能会相互融合。 1 4 流行的动态网络开发技术 随着网络应用技术的发展，传统的静态h t m l 已经不能满足需要， 人们更多的需要交互式的w e b 应用模式来方便地对后台数掘实施动态 管理和控制。在这种情况下，动态网络技术应运而生。动态网络技术 能够显示动态的页面，同时可以提高和后台程序交互的能力。 1 4 1 c g i ( c o m m o ng a t e w a y in t e r f a c e ) 技术 早期的动态网络开发解决方案使用c g i b i n 接口，开发人员编写 与接口相关的单独程序，以及基于w e b 的应用程序，后者通过w e b 服 务器来调用前者。 这种技术存在严重的扩展性问题：每个新的c g i 要求在服务器上 新增一个进程。如果多个用户并发地访问该程序，这些进程将消耗掉 该w e b 服务器所有的可用资源，使系统性能降低到极其低下的程序。 1 4 2 a s p ( a c t iv es e r v e rp a g e s ) 技术 微软公司提出的a s p 技术，利用“插件”和a p i 简化了w e b 应用 程序的开发难度。a s p 属于a c t i v e x 技术中的服务器端技术它将 v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t 等脚本语言集成到h t m l 中，可以直接存取数 据库及使用无限扩充的a c t i v e x 控件。 更具体的说。a s p 是一个中间件，这个中间件将w e b 上的请求转 入到一个解释器中，在这个解释器中将所有的a s p 的脚本进行分析， 再进行执行，这时可以在这个中间件中创建一个新的c o m 对象，对这 个对象中的属性和方法进行操作和调用，再通过这些c o m 组件完成更 多的工作。因此，a s p 的强大在于它后台的c o m 组件，这些组件无限 的扩充了a s p 的能力。 背景与意义 a s p 的弱势在于： ( 1 ) w i n d o w s 本身的问题。如安全性、稳定性、跨平台性等都会 在其身上显现出来； ( 2 ) 组件安全性。由于a s p 使用了c o m 组件，如果组件操作不 注意，外部攻击就会取得相当高的权限而导致网站的瘫痪或数据丢 失； ( 3 ) 较低的效率。由于a s p 是一种脚本语言，除了适用大量组 件外，很难提高其工作效率； ( 4 ) 无法实现跨操作系统的应用； ( 5 ) 无法实现大型的企业应用。如完全的集群、负载均衡等。 虽然a s p 具有简单易学、使用方便等优势，但是它的一些弱点， 使得它只适用于w i n d o w s 系列平台、企业内部管理信息系统、中小型 i n t e r n e t 应用和快速数据库开发的应用。 1 4 3 p h p ( h y p e r t e x tp r e p r o c e s s o r ) 技术 p h p 是一种跨平台的服务器端的嵌入式脚本语言，它大嚣地借用 c 、j a v a 和p e r l 语言的语法并耦合自己的特性，使w e b 开发人员能 够快速写出动态页面。 p t l p 的主要优点是：是一种快速学习、跨平台、有良好数据库交 互能力的开发语言；具有很好的扩展性，与a p a c h e 及其扩展库结合 紧密；具有良好的安全性。 但是p h p 也存在一些弱点，主要体现在：p h p 是一种解释型语言， 不支持多线程结构；支持的平台和连接数据库有限：特别是在支持的 标准方面存在先天不足，对于一些电子商务应用来说，p h p 是不适合 的。 p h p 技术的适用人群为：熟悉u n i x 环境，需要在最少的投入下完 成快速的应用开发。适用平台为：l i n u x u n i x 操作系统、i n t e r n e t 高访问量和快速数据库开发的应用。 1 4 4 j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) 技术 j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) 是由s u n 公司倡导、许多公司参与一起 北京交通大学硕士学位论文 建立的一种动态网页技术标准。按照s u n 的说法，j s p 能够适应市场 上包括a p a c h ew e bs e r v e r 、i i s4 0 在内的8 5 的服务器产品，它为 创建高度动态的w e b 应用提供了个独特的开发环境。 j a v as e r v l e t 是一种开发w e b 应用的理想架构，j s p 以s e r v l e t 为基础，又在许多方面做了改进。利用跨平台的j a v a b e a n s 组件，j s p 为分离处理逻辑与显示样式提供了卓越的解决方案。 j s p 技术的主要特点是：能够在任何w e b 应用程序服务器上运行； 能够将应用程序逻辑和页面显示分离；能够快速地开发和测试；简化 了歼发基于w e b 的交互式应用程序的过程。 j s p 的优势主要在于以下几点： ( 1 ) 具有跨平台的可重用性： ( 2 ) 开放的开发过程开放的源代码； ( 3 ) j s p 标签具有可扩充性； ( 4 ) 程序执行效率高； ( 5 ) j a v a 的优越性使得基于j s p 技术的应用程序更易于维护和 管理： ( 6 ) 强大的服务器端组件和数据库支持。 1 。4 5 。几种开发技术的比较 通过以上的介绍。我们认为，其中的j s p 技术在一定程度上具有 的优势，是开发大中型w e b 应用系统可以考虑优先采用的技术。这里， 主要总结了a s p 、p h p 和j s p 在w e b 应用技术方面的特点，进行了比 较，具体内容见表1 - 1 。 表卜i 主要w e b 应用技术对比表【3 】 a s pj s pp h p w e b 服务器 i i s 、p 霄s a p a c h e 、i i s 、p w s 、n e t s c a p ea p a c h e 、i i s 、 s e r v e r 以及大量的企业应用p w s 、n e t s c a p e 服务器( b e aw e b l o g i c 、i 跏 s e r v e r 葬 w e bs p h e r e 等) 运行平台鲥n d o r su n i x 、l i n u x 、耳i n d o f s 、 l a c o su n i x 、l i t l u x 、 背景与意义 等w i n d o w s 组件技术 c 0 l l j a v ab e a n s 、e j bc 训、j a v ab e a n s 自定义标签语法无有无 开发性无多家厂商台作，并得到开放源自由软件 码组织支持 脚本语言支持v b s c r i p tj a v a 、 e m a c s c r i p t 、p a p j a v a s c r i p tj a v a s c r i p t 等 建立大型w e b 应用可以 可以不宣 程序执行速度快 投块极快 s b s s i o n 管理 钉胄有 统一的数据库连接有a d o 、o d b c有j d b c 有 1 5 w e b 系统应用的意义 信息技术的发展过程中，w e b 以其资源丰富、访问方便、界面 友好、无空间距离限制等特点成为当今技术发展关注的焦点。将现有 应用转化到w e b 上或直接开发w e b 应用是当今许多软件开发人员及各 企业管理者的迫切任务。作为一种优秀的网络计算模式，w e b 将是我 们下一代信息系统的基础。w e b 不仅可以减少开发维护费用，而且具 有无缝集成分布计算的优点。例如：将应用逻辑集中在服务器上可以 极大减少应用的维护、发布费用以及不必要的延迟。用户只须使用标 准的浏览器就可以访问网上的应用及分布在各地的资源。如果需要更 新资源、修改应用，只需在服务器端进行即可。 当今的w e b 应用，尤其是大型的w e b 应用系统一般都是在较大 范围内的组织中。组织一般由许多部门组成，部门之间的业务关系复 杂：同时，组织之间不是孤立的，它处在其他组织中间，需要和其他 组织发生各种联系。因此，大部分w e b 应用系统具有以下几个特点： ( 1 ) 功能繁多。由于组织规模较大，可能会包含一系列访问数 据库的程序，而且这些程序相对比较独立。 ( 2 ) 数据多样。包含许多企业经营和业务的各种数据，使用的 可能是不同厂商提供的数据库。 ( 3 ) 业务关系复杂。处理各种业务的程序流程复杂，要求操作 北京交通大学硕士学位论文 的交互性强，必要的时候可能需要能够在一起集成。 ( 4 ) 不同的应用环境。系统一般处在i n t r a n e t 或i n t e r n e t 中， 用户的操作系统平台可能各不相同，因此需要一定程度的适应性。 ( 5 ) 便捷的用户界面。能够为用户提供方便易用的服务，通常 通过标准的w e b 方式来完成系统交互操作。 由此可见，大型的w e b 应用系统的结构复杂，涉及到的内外资源 众多、事务密集、数据量大、用户多、安全性要求高、对系统的适应 性和可扩展性要求高。作为理想的w e b 应用系统，不但要具有强大的 功能，还要能够满足未来业务需求的变化，易于升级和维护。这就需 要我们在实践中研究并采用当今流行的n 层体系架构，才能成功的开 发和部署一个结构复杂的、跨i n t r a n e t 和i n t e r n e t 的w e b 应用系统。 w e b 应用系统的体系结构 w e b 应用系统的体系结构 2 1 w e b 应用体系结构 2 1 1 一般w e b 应用的体系结构 w e b 应用系统，尤其是大型的企业级w e b 应用系统，需要使用优 秀的应用体系结构来支持，而优秀的应用体系结构通常来自优秀的解 决方案。“。应用程序设计开始就要考虑其体系结构的合理性、灵活性、 他壮性，从而既可满足系统应用的复杂需求，也能为今后系统的调整 和升级留有余地。好的体系结构会影响整个应用的生命周期，能够增 强系统在多变的商业社会中的适应性，减小系统维护的开销和难度。 一般情况下，w e b 应用的体系结构如图2 一l 所示： 图2 1 一般w e b 应用的体系结构 在这种结构中，表示逻辑通常提供图形用户界面，负责与用户进 行交互。它通过h t t p 协议从业务层服务器上下载超文本页面，同时 下载并执行内嵌在页面中的客户程序或中间代码。这些客户程序能通 过内部通信机制向应用服务器中有关服务对象发出请求。其中，业务 流程的控制通过流程控制层完成，它负责将客户层的请求转发给业务 层。业务层的服务对象封装了相关的业务逻辑，它们之间可通过内部 北京交通大学硕士学位论文 协议彼此通信，并能访问资源层的数据库对象或其它的应用程序，以 协同完成客户请求。 另外，系统一般会采用分布对象技术，并增加控制层和应用层， 将客户层与资源层分开，从而降低w e b 服务器的负载，避免w e b 服务 器的性能缺陷对整体佳能的影响，并通过连接缓冲、负载均衡、安全 管理等功能，来提高w e b 应用系统整体的灵活性、可伸缩性和可扩展 性。 2 1 2 理想的w e b 系统体系结构的特点 通常情况下，一个理想的w e b 应用系统的体系结构应该具有以下 特点：( i ) 开发、部署和维护方便；( 2 ) 具有较强的健壮性和可靠 性：( 3 ) 具备失败恢复的能力；( 4 ) 能够支持大量的用户；( 5 ) 具备 很高的安全性；( 6 ) 数据交互能力强；( 7 ) 能够快速开发和部署新的 应用程序；( 8 ) 能够简化组件重用；( 9 ) 适用于小、中、大各种规模 的应用系统；( 1 0 ) 能够不断进行技术升级，满足不断涌现的需求。 在实际系统开发中，我们应该以此为参考来选择和构建良好的 w e b 系统架构，为系统的成功奠定基础。 2 2 w e b 应用系统建设中的问题 2 。2 1 伸缩性 伸缩性是指系统能够承受日益增长的业务需求。这就要求系统能 够灵活扩展以满足新的需求，这种扩展有功能上的扩展，也有用户群 上的扩展。当潜在的上百万用户同时使用某个特定的应用时，应用程 序的伸缩性就显得非常重要。此时，系统不仅要处理大量的客户的请 求，同时还要能够有效的使用系统资源。 2 2 2 安全性 由于企业级系统应用中保存的数据往往是关系到本企业生死存 亡的数据，所以随着业务的增加、与外界联系的增多，受到外界安全 的威胁也就越来越多。这就更加需要一个充分安全的保障措施来保证 w e b 应用系统的体系结构 系统的稳定运行和系统数据的安全。没有安全保障的应用是不可用 的。在系统开发中主要考虑以下的安全问题： ( 1 ) 应用程序数据安全。开发的系统程序安全没有漏洞，严格 控制用户的权限，未授权的用户不能获得数据的存取权利。 ( 2 ) 服务器的安全。主要涉及到应用服务器本身的安全，如果 应用服务器本身存在安全漏洞，会很容易遭到黑客的攻击。 ( 3 ) 数据库的安全。数据库本身存储了有价值的企业信息，应 该采取措施对数据库的存储进行严格授权，注意数据库本身的安全漏 洞，防止非法操作数据库。 ( 4 ) 应用服务器操作系统的安全。操作系统同样存在各种安全 漏洞，一般情况下，操作系统要想安全，应该提供给外界最少的服务。 同时关注操作系统方面的信息，对出现的漏洞打补丁。 ( 5 ) 网络安全。系统可能位于复杂的网络环境中，会遭到各种 各样的外来威胁，这就要在防火墙和路由器上