（计算机应用技术专业论文）基于j2ee的企业级应用系统的设计与实现.pdf

ab s t r a c t ab s t r a c t e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n s y s t e m i s d e v e l o p e d f o r e n t e r p r i s e s o r c o m m e r c i a l o r g a n i z a t i o n s . e n t e r p r i s e a p p li c a t i o n s y s t e m o ft e n h a s l a r g e q u a n t i ty o f u s e r s , gr e a t c a p a c i ty o f d a t a p r o c e s s i n g , c o m p li c a t e d b u s i n e s s l o g i c , s t r o n g c o n c u r r e n c e , a n d s h o u l d b e e a s i l y u p d a t e d , e x p a n d e d a n d m a i n t a i n e d . t o r a i s e t h e e ff i c i e n c y o f s y s t e m d e v e l o p m e n t , w e s h o u l d p a y m u c h a tt e n t i o n t o s y s t e m a r c h i t e c t u r e , t e c h n o l o g y a n d d e s i g n p a t t e r n . i n t h i s p a p e r , t h r o u g h t h e a n y l a s i s t o m u lt i - t i e r e d d i s t r i b u t e d a r c h i t e c t u re , m v c d e s i g n p a tt e r n , j 2 e e a n d s t r u t s f r a m e w o r k , w e p r o p o s e a s c h e m e f o r d e v e l o p i n g e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n s y s t e m w i t h j 2 e e t e c h n o l o g y , a n d d e v e l o p e a s y s t e m f o r e x h i b i t i o n m a n a g e m e n t . d u r i n g t h e p r o c e s s o f s y s t e m d e v e l o p m e n t : u s e 3 - t i e r e d s y s t e m a r c h i t e c t u r e , i n c l u d i n g p r e s e n t a t i o n t i e r , b u s i n e s s l o g i c t i e r a n d d a t a s e r v i c e s t i e r , w h i c h e n s u r e s t h e a p p l i c a t i o n s y s t e m c a n b e e a s i l y u p d a t e d , e x p a n d e d a n d m a i n t a i n e d . u s e j 2 e e t e c h n o l o g y t o i m p l e m e n t t h e e x h i b i t i o n m a n a g e m e n t s y s t e m . i n d a t a s e r v i c e s t i e r a n d b u s i n e s s l o g i c t i e r , w e u s e e j b 3 .0 . i n p re s e n t a t i o n t i e r , w e u s e j s p a n d s t r u t s fr a m e w o r k . b y t h e c r o s s - p l a t f o r m f e a t u r e o f j a v a l a n g u a g e , 山 。 s y s t e m c a n r u n i n h e t e r o g e n e o u s e v i r o m e n t s . u s e mv c d e s i g n p a t t e rn a n d s t r u t s f r a m e w o r k t o re d u c e t h e c o m p l e x i ty o f s y s t e m d e v e l o p m e n t . t h r o u g h th e s y s t e m d e v e l o p m e n t , w e e v a l u a t e t h e p o s s i b i l i ty o f d e v e l o p i n g e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n s y s t e m w i t h j 2 e e , a n d m a k e a c o n c l u s i o n t h a t j 2 e e i s a n e ff e c t i v e m e s s u re t o d e v e l o p e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n s y s t e m . ke y w o r d e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n s y s t e m , m u l t i - t i e r e d d i s t r i b u t e d a r c h i t e c t u r e , b / s , j 2 e e , mvc, s t r u t s f r a me wo r k 内容目录 图 目 录 图2 . 1 工作流程示意图6 图2 . 2 展会管理系统功能结构图. . 。 .1 0 n 图2 . 3各模块之间数据流向. . . . . . . 图2 . 4展会管理系统架构层次与各功能模块1 4 图3 . 1 j 2 e e 的4 层模型 。 . 。 . . . . . . 1 8 图3 . 2 w e b 层组件. ， . . . . . . . . . . . 1 9 图3 . 3业务层组件. . . . . . . . . . . . . . . 1 9 2l 图3 . 4 j 2 e e 结构示意图. . . . . . . . . . 27 图3 . 5 m v c 层次与多层系统架构的对应关系. 图 3 . 6结构. 2 9 图3 . 7 s t r u t s 框架结构图.3 2 图3 . 8 s t r u t s 组件关系. . . 3 3 图4 . 1系统管理模块数据表关系图. 3 6 47 图4 . 2报表管理关系图. . . . 图4 . 3主办单位信息添加界面 5 0 讥 内容 目录 4工b -匕-匕 图4 . 4系统登录界面 图4 . 5系统登录模块流程图. ， . vn 内容目录 表 目 录 表3 . 1 s t r u t s 框架核心组件包. 3 3 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下 各项内 容:按照学校要求提交学位论文的印 刷本和电 子版本;学校有权保存学 位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存 论文;学 校有权提供目 录检索以 及提供本学位论文全文或者部分的 阅 览 服务; 学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在 不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术 活动。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 存 么 什 2 。 。 7 年 夕 月2 ) 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。 指导教师签名:学位论文作者签名: 解密时间:年月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下: 内部5 年 c 最长5 年，可少于5 年) 秘密*1 0 年 ( 最长1 0 年，可少于1 0 年) 机密2 0 年 ( 最长2 0 年，可少于2 0 年) 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作 万 取得的成果。除文中己 经注明引用的内 容外，本学位论文的研究成果不包含 壬 何他人创作的、已 公开发表或者没有公开发表的作品的内容。 对本论文所涉 乏 的研究工作做出贡献的 其他个人和集体， 均己 在文中以明确方式标明。本学 立 论文原创性声明的法律责任由 本人承担。 学 位 论 文 作 者 签 名 :将 截 科 2 00 7 年 ” “ ) 日 第一章 绪论 第一章 绪论 第一节 研究背景及意义 1 . 1 . 1论文背景 企业级应用系统是指那些为商业组织、大型企业创建的解决方案和应用系 统。企业级应用系统具有用户数量大、数据量大、并发性强、业务逻辑复杂、 事务密集等特点，同时要求系统能够满足未来业务需要的变化，易于扩展、升 级和维护i l l 构建企业级应用系统，系统架构的选择非常重要. 早期的 企业级应用系统， 大多是采用两层 c / s的架构模式，当业务逻辑规则发生改变时，系统的 修改难 以实现，系统的扩展性也相对有限，同时维护成本也比较高。随着多层分布式 体系架构的发展，实现了 业务逻辑与数据服务以及用户界面分离，极大程度地 提高了系统的可扩展性、可维护性、安全性和对异构运行环境的支持能力。当 前企业级应用系统的开发大多采用这种架构模式. 实现多层分布式架构的企业级应用系统，所采用的技术的选择非常重要。 j 2 e e标准规范是一个构建多 层架构企业级应用系统的 有效的 技 术平台12 1 . 随 着 j a v a 技术的发展， j 2 e e 标准规范得到了迅速的发展， 成为j a v a 语言中最活跃的 分支之一。 j 2 e e 具备 ) a v a 语言的许多优点， 如“ 编写一次、 处处运行” 的 特性、 方便存取数据库的j d b c a p i 以 及能够在网络应用中保护数据的安全模式等等， 同时还提供了对 e j b ( e n t e r p ri s e j a v a b e a n s ) . j a v a s e r v l e t a p i , j s p ( j a v a s e r v e r p a g e s )以 及x m l 技 术的 全 面 支持。 j 2 e e 体 系结 构提 供中 间 层 集成框 架用 来满 足低成本而又需 要高 可用性、 高可 靠性以 及可扩展性的 应用的 需求t i 。 通过 提供 统一的开发平台， j 2 e e降 低了 开发多层应用的费用和复杂性，同时提供对现有 应用程序集成强有力支持， 有良 好的向导支持系统的部署. j 2 e e标准规范的最 终目的就是成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间的技术平台。 实现大规模的企业级应用系统，需要面对系统开发复杂程度较高的问 题。 为加快系统开发速度、提高系统开发效率，需要采用合适的开发模式和开发工 具来降 低系统开发的复杂程度。 m v c开发模式是一种被广泛应用的软件设计模 第 i页 第一章 绪论 式， 采用这种开发模式，可以实现功能模块和显示模块的分离，同时还可以 提 高应用系统的可维护性、可扩展性、可移植性和组件的 可重用性。 j 2 e e开发框 架是开发基于 j 2 e e标准规范的 应用系统的辅助工具， 其主要目 的是通过整合 j 2 e e的底层操作，为j 2 e e体系中的通用性的操作如数据的持久化、事务管理、 系统安全性控制、表现层的页面导航等等提供较为统一的解决方案， 为开发人 员提供简单易用的接口，从而降低开发j 2 e e应用系统的复杂程度。 1 . 1 .2 项目背景 本文所做研究的目 的是企业级应用系统在j 2 e e 平台的实现。 本文实现的系 统由某公司软件研发部提出。该公司的产品研发方向集中在智能卡应用技术、 计算机网络集成、大型企业级应用系统和教育信息化等。 目 前该公司的多数软件产品都是采用两层的 c / s架构。对于系统规模较大 的软件产品，采用 c / s架构时，系统开发、实施以及维护过程的工作量较大， 系统开发效率也比 较低。而b / s 架构的软件系统， 采用 “ 胖” 服务器一 “ 瘦”客 户端的方式，将主要业务都集中 在服务器上实现，客户端只需要通过浏览器软 件做简单处理。系统的维护工作主要集中在服务器端，从提高系统开发效率及 降 低系统维护成本角度来考虑， b / s 架构的系统具备不可比 拟的优势。 该公司的软件产品种类较多，不同的软件产品 在特定模块或功能的实现方 式可能大同小异，如果能够提高软件产品的可重用性，无疑会大大提高软件产 品的开发效率。j 2 e e标准规范所采用的基于组件的开发方式可以很好的解决这 一问题，使得软件系统具备良 好的可重用性。 该公司的软件产品需要面向不同类型的客户，比如学校、企业、政府部门 等等。在软件产品的运行环境方面，不同类型客户的要求存在差异。例如在服 务器方面，客户可能选择不同厂商的服务器产品:在操作系统方面，客户可能 选择u n i x ，也可能选择l i n u x ，或者wi n d o w s 等等;在数据库管理系统方面， 客户可能选择s q l s e r v e r ， 也可能 选择o r a c l e ， 或者选择d b 2 等等。 客户软硬 件设备的差别，导致产品需要面对的运行环境存在多种类型。当然，我们可以 通过在系统的运行环境方面做特定限制的方式来解决这一问 题，例如要求用户 选用指定的服务器品牌、操作系统和数据库管理系统， 但这种方式可能会增加 客户的投资，从而降低公司产品的竞争力。因此，软件产品对异构环境的支持 也成为该公司软件开发过程中一个不可忽视的重要因素。 而基于j 2 e e 技术的 系 第 2页 第一章 绪论 统具备良 好的跨平台 特性， 对于异构运行环境提供了良 好的支持。 该公司的部分软件产品的系统规模比 较大，在系统的设计、实现过程中， 对资源的 有效配置、 系统开发的效率有较高的要求。 而j 2 e e标准体系采用多层 分布式应用系统模型，提供良 好的组件重用机制、一致化的安全模型以 及灵活 的事务控制，从而大大降低软件开发成本，并提高了 系统的开发效率。 基于 对以 上问 题的考虑， 该公司希望提出采用1 2 e e 标准规范开发企业级应 用系统的方案。 1 . 1 .3 论文的主要内容 本文通过对多层分布式系统架构、 j 2 e e 标准规范、m v c开发模式 和s t r u t s 开发框架的 研究， 提出了 一种用于设计和实现企业级应用系统的基于j 2 e e的技 术方案，主要包括以下方面: 通过对多层分布式系统架构的研究和分析，确定系统采用三层b / s 的系 统架构模式，将系统有机地划分为数据服务层、业务逻辑层和表现层， 满足企业级应用系统在可维护性、可扩展性、安全性等方面的要求。 通过对j 2 e e 标准规范的分析和研究， 确定采用j 2 e e标准规范作为实现 系统的技术平台，应用 j 2 e e标准规范下的几种核心技术实现企业级应 用系统，包括 e j b 3 . 0 . s e r v l e t . j s p . j d b c . j n d i 等。并利用 j a v a 语 言的跨平台特性，满足企业级应用系统支持异构运行环境的要求。 通过对m v c开发模式和s t r u t s 开发框架的 研究， 确定采用m v c 开发模 式和 s t r u t s 开发框架实现企业级系统，规范设计和编码的过程，达到降 低系统祸合度、降低系统开发的复杂程度、提高系统开发效率的目的。 本文应用上述基于j 2 e e的技术方案实现了 一个应用于展览会管理的 系统， 系统实现的过程严格按照j 2 e e标准规范的要求，参照m v c开发模式，并采用 了s t r u t s 开发框架作为系统实现的手段。 通过展会管理系统的实现过程， 考察了 应用基于j 2 e e的技术方案开发企业级应用系统的可行性和系统实施的风险。 第二节 论文组织结构 本文其他部分安排如下: 第二章，介绍了展会管理系统的概况; 提出了企业级应用系统的设计目 标， 第 3页 第一章 绪论 并集中介绍了 系统的总体设计和系统架构的设计。 介绍了多层系统架构，对比 分析了c / s 和b / s两种架构模式，并在此基础之上设计了 展会管理系统的系统 架构. 第三章， 介绍了企业级应用系统实现过程中应用的关键技术。 包括j 2 e e 标 准规范的发展、优势和结构，以 及 j 2 e e体系中的核心技术，mv c开发模式和 基于j 2 e e的开发框架，并对s t r u t s 开发框架进行了分析. 第四章， 阐述了应用基于j 2 e e的技术方案实现展会管理系统的过程中解决 的一系列问题，考察了应用此种技术方案实现企业级应用系统的可行性，解决 了系统实施过程中可能遇到的技术问题。 第五章，总结与展望。 第 a页 第二章 系统分析与设计 第二章 系统分析与设计 在这一章中， 首先介绍了本文所实现的展会管理系统，包括系统的服务对 象和工作流程，以 及系统的软硬件环境; 然后提出了企业级应用系统的设计目 标， 并参照设计目 标应用本文提出的基于j 2 e e的技术方案完成了 系统的总体设 计和系统架构的设计，包括系统功能模块和系统架构层次的划分。 第一节 展会管理系统 在传统的展览 会管理方式中， 参观人员收集自己 感兴趣的参展商的 信息或 者产品资料，并留存自己的资料，这个过程比较繁琐而且容易造成资料的遗失， 而且也给参展商带来了收集、整理客户资料的麻烦，同时主办方也无法准确掌 控展会状况。随着目 前国内 各种类型的展览会日 趋增多以 及展会规模的不断扩 大，以 手工方式为主的展会管理模式受到了很大的冲击，展会资源不能得到充 分的利用，参展各方不能实时掌握展会的各项动态资料。因此有必要开发出一 套针对展会组织者专用的计算机辅助管理软件，展会管理系统便应运而生。 2 . 1 . 1系统服务对象及工作流程 展会管理系统服务的对象有三个:参展客户、参展商和展会主办方， 其中 参展客户为参观人员。 针对某次特定的展会的处理，展会管理系统的工作流程分为五个阶段: 展会设置: 参与本阶段的是展会主办方。 在展会正式开始之前， 主办方 管理人员需要设置当 前展会的 基本信息， 包括: 展会的主办方、 承办方 和场馆信息， 参展商的展位信息、 展品信息，以及用于卡片数据收集的 读卡器、窗口 机。 参展客户注册: 参与本阶段是参展客户和主办方。 本阶段分为登记和发 卡两步， 其中登记是指参展客户在进入展会时， 需要提供必要的个人信 息 ( 由专人负责录入展会管理系统) ;发卡是指展会主办方管理人员发 放一张包含参展客户本人信息的卡片，用于标识参展客户身份。 第 5页 第二章 系统分析与设计 客户参观并刷卡: 参与本阶段的是参展客户和参展商。 参展客户在得到 身份标识卡后，可以凭卡片到感兴趣的 参展商的展位去刷卡领取资料， 这样参展客户的个人信息就以刷卡流水的形式记录到各参展商展位上 的读卡器中。 卜 数据回收: 参与本阶段的是参展商和展会主办方。 展会结束后， 参展商 将其展位上的读卡器交到主办方， 由 主办方管理人员通过展会管理系统 将读卡器中的参展客户的刷卡流水信息写入数据库。 报表生成: 参与本阶段的是展会主办方。 主办方管理人员将数据库中的 参展客户刷卡流水信息加以汇总，生成关于本次展会的相关统计报表， 并提交给各参展商和主办方。 这种工作方式既方便了参展商和客户的联系， 实现了客户群的有效管理， 也 方便了客户准确及时地得到参展单位的最新产品信息，同时又方便了展会主办 方对展会历史信息的保存。 参展客户展会管理系统参展商卞办古 i lj - 登 记 夏 万飞司发 卡 图z . 1 工作流程示意图 第 6页 第二章 系统分析与设计 2 . 1 .2 系统架构环境 2 . 1 .2 . 1系统硬件环境 展会管理系统架构在以 企业级为主的网络环境之上，同时需要提供 对外部网络的支持。 对于系统的硬件环境， 可以从服务器端和客户端这两个方面加以 说明。系 统的服务器端相对集中，由 数据库服务器、 应用服务器和w e b 服务器构成 ( 应 用服务器和w e b 服务器可以 是同一台物理服务器) 。系统的客户端则相对分散， 由 分布在系统网络环境中的 系统终端 ( 通常是接入到系统运行网络内的p c 机) 构成。 同时，系统运行过程中涉及了对卡片数据的操作，因此需要相关外部接口 设备的支持，包括: 读卡器、窗口 机、 p c i 转r s - 2 3 2 / 4 8 5 串口 通讯卡。 2 . 1 .2 .2 系统软件环境 对于系统运行的软件环境，同样从服务器和客户端这两个方面加以说明。 在服务器端，数据服务器上需要运行数据库管理系统，负责系统运行过程 中对数据的操作和存储， 在本系统实现过程中， 我们选择了o r a c l e 9 i 数据库管理 系统( 当 然也可以 根据需要选择其他类型的数据库管理系统软件， 如s q l s e r v e r , d b 2 , m y s g l 等等) ; 应 用服务 器和w e b 服务器分别负责 处理展 会管理系统的 业 务逻辑和界面逻辑， 出于降低系统运行成本的考虑， 我们选择了r e d h a t 的开源 应用服务器软件j b o s s 4 . 0 .4 g a ( j b o s s 同时提供应用服务器和w e b 服务器两种功 能) 。 对于客户端，在展会管理系统中，用户的所有操作都是通过浏览器软件来 实现的。因此，安装了浏览器软件并接入系统网 络环境的计算机都可以 作为本 系统的客户端。出 于 对系统易用性方面的 考虑， 我们选择了 安装wi n d o w s 操作 系统的计算机作为系统的客户端 ( 浏览器软件采用操作系统自 带的i e浏览器， 推荐使用i e 6 .0 及以上的版本) 。 第 7页 第二章 系统分析与设计 第二节 系统设计 2 . 2 . 1 系统设计目 标 根据企业级应用系统地需求，企业级应用系统的设计需要实现如下目 标: 分工明确: 组件的开发分工关系明确， 界面代码简洁， 实现代码和界面 设计相分离，并要求系统各功能模块之间的祸合程度较低。 支持异构运行环境: 系统需要支持各种不同的 运行环境， 主要包括不同 类型的操作系统、 数据库管理系统、 应用服务器系统等。 可扩展性:保证系统规模能够易于扩展，以活应0务处理规模的扩大. 同时应该使系统能够适应业务需求的变化，易于增加其他功能模块。 稳定性: 系统应该能够长期稳定运行， 对突发紧急情况具备一定的处理 能力。 组件重用: 开发可重用的系统组件， 应用己开发组件快速构建各种应用 系统。 可维护性:系统应该易于维护，降低系统的 运行成本和维护成本。 安全性: 系统应该具备较高的安全性， 防止非法用户对系统和数据的访 问。 2 .2 . 2 系统的总体设计 系统的总体设计过程是将整个系统根据功能进行模块划分的过程。在这一 过程中，需要将系统划分为多个模块，确定模块实现的 功能 和各个模块之间的 关系。总体设计是系统设计中关键的一环，它决定了 企业级应用系统的质量和 整体特性。系统规模越大，总体设计的影响也越大。 具体到展会管理系统的总体设计，系统模块的划分要满足系统的工作流程 的需求，同时又要降低模块之间 祸合程度. 在系统各功能模块中，需要包含系 统本身信息设置的部分、展会信息设置和管理的部分、参展客户登记注册的部 分、统计报表生成的部分。 展会管理系统被划分为六个主要的功能模块， 共包含2 5 个子功能。 系统管理: 主要负责系统用户管理和系统设置以及数据备份等。 包含五 个子功能，即系统设置、用户管理、更改密码、数据备份和系统日 志。 第 8页 第二章 系统分析与设计 基础信息设置:主要负责系统常规的基础信息设置。包含五个子功能， 即硬件接口 设置、 地区设置、 职业级别设置、 展会行业性质设置和参展 单位性质设置。 展会设置: 主要负责当前展会相关的基础信息设置。 包含十个子功能， 即展会信息设置、主办方信息设置、 承办方信息设置、 场馆信息设置、 窗口机设置、参展商信息设置、参展商展品信息设置、展位设置、展会 登录和展会状态处理。 卡片管理: 用于管理展会所用的卡片。 包含两个子功能，即注册管理和 待注册管理。 读卡器数据回收:实现回收读卡器中客户刷卡流水信息的功能。 报表管理: 主要负责为参展商和主办方提供相关的统计报表。 包含两个 子功能， 即参展商报表统计和主办方报表统计， 分别用于产生提供给参 展商和主办方的各类统计报表。 系统的详细功能划分如图2 . 2 所示。 第 ，页 第二章 系统分析与设计 展会管理信息系统 系统，理 不统设里 用户，理 里改岔曰 吸报各份 砚件接口设皿 地区设， 职业组别设里 盆曲信电设， 展会行业性质设t .展单位性质设里 场馆信盒设t 承办方信盒设t 门会设里 官口机设里 乡展商信息设t 奋尼商展品信息设t 展位设1 展会登陆 展会状右处理 裕注册.理 卡片.理 一 一叫，。 回收读卡粉中客户信息 臼月人员统计分析 ，展商报衰倪计 从位产昌分类调查统计分析 报裹 曹理 主办方报农统计分析 年 季月胜会 状况查询报表 展会乡展商详细查询报衰 同期展会对比衰 历次层会状况统计分析 月会详姻盆姗报襄 月会状况妞计分析 图2 . 2 展会管理系统功能结构图 第 1 0页 第二章 系统分析与设计 系统功能模块之间的联系以 数据库中的数据记录为媒介，即某些模块所处 理的数据将作为其他模块的数据源， 但模块之间不存在直接的调用关系。比 如 卡片管理模块下的注册管理功能 和读卡器数据回收模块所产生的数据表共同构 成报表管理模块下的参展商报表统计功能的数据源。系统各模块之间的数据流 向关系如图2 .3 所示。 图2 .3各模块之间数据流向 2 .2 .3 系统架构设计 系统架构设计是整个企业级应用系统设计过程中的另一个关键点。合理的 系统架构设计需要综合考虑系统的各个方面，包括系统的复杂性、可维护性、 第 u 页 第二章 系统分析与设计 可扩展性、可重用性、可移植性、开发人员的技术水平以及系统的开发计划等。 系统架构设计实现系统逻辑层次的划分。当前的主流系统架构是多层分布 式系统架构.多层系统架构是从传统的两层架构 ( 客户机/ 服务器，即 c li e n t / s e r v e r ) 演变而来，主要的变化可以 认为是将两层架构中的s e r v e r 端进一 步细分为更多的层次。 基于c l i e n t 端实现方式的不同， 又有了b / s 与c / s的区别。 2 .2 .3 . 1多层分布式系统架构 软件系统层次结构的划分经历了从单层系统到两层系统再到多层系统的演 变 过 程 3 1 单层系统架构是最初的基于单机的软件架构模式，在此架构模式下，软件 系统提供的所有服务 ( 包含用户界面、数据处理) 全部位于同一台计算机上， 所有的逻辑应用都位于同一个计算层次。此类系统的缺点是扩展性差，不能满 足大规模共享数据的需求。 两层架构，即将应用系统划分为客户机和服务器的架构体系。早期的企业 级应用系统一般采用两层架构。在网络技术和数据库技术的推动下，两层结构 的软件系统得到了迅速的发展。在两层架构系统中，数据访问、数据管理等业 务逻辑集中在客户端应用程序中，当 业务逻辑规则发生改变时，系统的修改难 以 实现， 系统的扩展性也相对有限，同时维护成本也比 较高4 1 多层架构，即根据功能将系统划分为多个层次，当前常见的主要是三层架 构的应用系统。三层架构的设计模式将应用系统划分为表示层、业务逻辑层和 数据服务层。企业级的应用系统的层次划分不限于三层，可以根据需要将中间 层细分为更多的层次，构建任意多层的应用系统。 多 层架构的 应用系统具 备如下 优点 1 , 可维护性好: 业务逻辑规则发生改变时， 只需对中间层加以 修改即可， 不影响用户界面以 及数据访问 层。 可扩展性好: 处于中间层的业务逻辑通常运行在单独的服务器上， 当用 户规模扩大时， 可以通过提高服务器性能或增加服务器数量的方式来扩 展中间层的处理能力。 安全性好: 将用户与数据库隔离， 用户对数据的所有访问都是通过中间 层来进行， 可以 在中间层设置严格的审查和验证措施来防止用户对数据 的非授权访问和恶意破坏。 互操作性好: 可以在中间层设计针对不同类型用户的接口，以支持异构 第 1 2页 第二章 系统分析与设计 环境下的访问。 2 .2 .3 .2 c / s与b / s c/s ( c l i e n t / s e r v e r ) 架构，即客户书 1j 服务器架构。通过它可以 充分利用两 端硬件环境的优势， 将任务合理分配到c l i e n t 端和s e r v e r 端来实现，降 低了系 统的通讯开销。 c / s 架构无论是c li e n t 端还是s e r v e r 端都需要特定的软件支持， 需要针对不同的操作系统系统开发不同的版本，进而产生了代价高、维护困难 的问题。 b / s ( b r o w s e r / s e r v e r ) 架构即浏览器朋 反 务器架构。它是对 c / s架构的一种 变化或者改进。在 b / s架构下，用户工作界面和少部分业务逻辑通过浏览器 ( b r o w s e r )来实现，主要业务逻辑在服务器端 ( s e r v e r )实现。 对比c / s 架构与b / s 架构， 两种架构 模式 在如下方面具备不同 特点 叭 运行环境。c / s 架构系统主要构建在以局域网为基础的专用网络之上， 网络之间通过专门的服务器进行连接和提供数据交换服务。 b / s 架构系 统构建在广域网之上，支持异构网络环境下的访问。 性能优势。 c / s 架构系统的 优势体现在响应时间短， 执行效率高， 安全 性好. b / s 架构系统的 优势是分布性强，结构灵活，覆盖用户面广。 开发维护。 c / s 架构系统的 祸合性一般较强， 系统的开发、 测试和修改 过程相对复杂， 系统的维护升级成本较高。 b / s 架构系统的开发维护工 作集中在服务器端，系统维护成本较小。 2 .2 . 3 .3展会管理系统的系统架构设计 通过对多层系统架构的 研究，以 及对c / s . b / s 架构的 对比 分析，结合企业 级应用系统的设计目 标，确定展会管理系统的系统架构为三层b / s 架构。 基于降低系统开发复杂程度和提高系统可扩展性、安全性和可维护性的目 的，将整个系统架构分为三个层次: 底层为数据服务层，由 数据库管理系统和 数据持久化层构成，负责管理系统各个功能模块所需要的数据记录;中间层为 业务逻辑层，包含系统各个功能模块的具体业务逻辑;最上层为表示层，负责 用户数据的输入以及处理结果的回馈，主要包括各个功能模块的界面和用于界 面表单数据处理和结果显示的控制器类。系统架构层次和系统功能模块划分的 关系如图2 .4 所示。 第 1 3页 第二章 系统分析与设计 数据服务层 系统 管理 匠 颤i a *a tt 卡片 管理 读卡器数据 回收 报表 管理 控制器 系统管 理界面 基础信息 设置界面 展 会 设 i 置界面 卡片管 理界面翻 1m -pa t to * w1m gc r a e 图2 . 4展会管理系统架构层次与各功能模块 基于降低系统维护成本的要求， 在表现层选择 b / s的实现模式，使用浏览 器 ( b r o w s e r )软件作为客户端，将具体业务逻辑的实现集中到服务器端。 在本文提出的 基于j 2 e e 的技术方案中， 对于系统设计目 标中 提及的 可扩展 性、可维护性、安全性、稳定性等要求，都是通过系统架构的设计来满足。 采用三层的体系架构，将系统业务功能的实现集中在运行在应用服务器上 的业务逻辑层，可以通过改进应用服务器性能的方式提高系统的处理能力，可 以通过在业务逻辑层添加新的业务逻辑来支持新的功能，从而提高了系统的可 扩展性;当系统的 业务逻辑规则发生改变时， 可以 将对程序的修改集中 在业务 逻辑层，对数据服务层和表现层的影响较小，采用 b / s架构， 用浏览器软件来 实现客户端，使系统的安装、运行和维护集中在服务器上，减少了用户维护的 工作量，从而提高了 系统的可维护性;业务逻辑层隔离了 用户和数据库， 使得 用户对数据库中数据的访问都通过业务逻辑层来进行，防止了用户对数据的非 法读取和修改，保证了系统的安全性。 第 1 4页 第三章 系统实现中的关键技术 第三章 系统实现中的关键技术 在本文上一章中，介绍了展会管理系统的概况;划分了系统的功能模块， 并根据企业级应用系统的设计目 标， 根据本文提出的基于j 2 e e的技术方案， 选 择三层b / s 的 架构模式设计了 展会管理系统的系统架构。 在这一章中，将对本文中提出的用于设计和实现企业级应用系统的基于 j 2 e e的技术方案中所选择的三种关键技术，包括j 2 e e标准规范、mv c开发模 式以及 s t r u t s 开发框架。 第一节 概述 3 . 1 . 1系统实现平台 对于实现多层分布式架构的应用系统，主要有三种技术平台可供选择， 即.n e t . c o r b a和j 2 e e 。这三种平台各有优势，适用于不同的 领域: 从执行效率来看， 在wi n d o w s 操作系统之上.n e t具备一定优势， 但在 其它类型的 操作系统之上无法运行。 从对异构运行环境的支持来看，c o r b a和j 2 e e是跨平台的，能运行 于多数操作系统之上。与j 2 e e 相比，c o r b a的最大缺点在于没有统 一的实现标准，造成了不同的c o r b a实现之间的不兼容。 从开发效率来看，.n e t具备良 好的集成开发环境，在表现层设计方面 具备相当大的 优势。对于j 2 e e ，开发环境支持相对较弱，但基本能够 满足开发人员的需求。 综合 考虑企业 级应用系统的 需求 和设计目 标， 确定 采用j 2 e e 标准体系来卖 现企业级应用系统，以保证系统的执行效率、可扩展性、稳定性和对异构运行 环境的支持。 3 . 1 .2 w c开发模式和 s t r u t s 开发框架 mv c开发模式是一种被广汪应用的软件设计模式。应用mv c开发模式可 第 1 5页 第三章 系统实现中的 关键技术 以实现功能模块和显示模块的分离，同时还可以提高应用系统的可维护性、可 扩展性、可移植性和组件的可重用性。 j 2 e e开发框架是开发基于j 2 e e标准规范的应用系统的辅助工具， 其主要日 的是降低开发 j 2 e e应用系统的复杂程度。s t ru t s开发框架是一个稳定成熟的 j 2 e e 开发框架， 是m v c开发模式在j 2 e e 平台的一种实现方式， 能够有效地提 高运用m v c模式开发j 2 e e应用系统的效率。 在实现企业级应用系统的过程中， 应用mv c开发模式和s t r u t s 开发框架来 规范系统设计以 及编码的过程，达到合理配置资源 ( 包括软硬件资源和人力资 源)的目的，进而提高系统开发的效率，并降低系统的维护成本。 第二节 j 2 e e标准体系 3 . 2 . 1 1 2 e e概述 m e , j a v a 2 平台企业版 ( j a v a 2 p l a t f o r m e n t e r p r i s e e d it i o n ) , 是s u n 公司 为企业级应用推出的 标准平台 ( p l a t f o r m ) . j a v a 2 平台包括标准版 ( j 2 s e ) 、企业版 ( j 2 e e ) 和微缩版 ( m e)三个版 本。其中: j 2 s e包含那些构成j a v a 语言核心的 类， 如数据库连接、 接口定义、 输 入/ 输出、网络编程等。 卜 j 2 e e 包含j 2 s e中的 类， 并且还包含用于开发企业级应用的 类， 如e j b , s e r v l e t . j s p . x ml .事务控制等。 j 2 m e包含j 2 s e的 核心类，用于消费 类电 子产品的软件开发， 如智能 卡、手机、p d a 、机顶盒等。 s u n 公司在 1 9 9 8 年发表j d k 1 .2 版本的时候，使用了名称j a v a 2 p l a t f o r m, 即“ j a v a 2 平台” ， 修改后的j d k称为j a v a 2 p l a t f o r m s o ft w a r e d e v e l o p i n g k i t , 即j 2 s d k 。 并 分为 标准版 ( s t a n d a r d e d i t i o n , j 2 s e ) ， 企业 版( e n t e r p ri s e e d i t i o n , j 2 e e ) ， 微型版( m i c r o e d it i o n , j 2 n i e ) . j 2 e e 便由 此 诞生 . 2 0 0 5 年6 月， j a v a o n e 大会召开，s u n公司公开j a v a s e 6 。 此时， j a v a 的 各种版本命名方式中 取消其中的 数字 2 , j 2 e e 更名为j a v a e e , j 2 s e 更名为j a v a s e , j 2 n f更名为j a v a me 。在本文中，仍然使用j 2 e e 这个命名方式。 第 1 6页 第三章 系统实现中的关键技术 3 .2 . 1 . 1 j 2 e e的优势 j 2 e e为开发具有可伸缩性、灵活性、易维护性的企业级应用系统提供了良 好的 机制p l . 继承现存的i t资产。 j 2 e e架构可以充分利用用户原有的投资。j 2 e e 拥有广泛的 业界支持，多数供应商都对现有的客户提供了 不用废弃己 有资源， 直接进入j 2 e e 平台的升级途径。另外基于j 2 e e 平台的跨平 台运行特性，现有的操作系统和硬件设备也能得以保留。 提高开发效率。 j 2 e e允许把一些通用的、繁琐的 服务器端任务交给中 间件供应商去完成。这样开发人员可以集中精力在具体业务逻辑的设 计开发之上，相应地缩短了开发时间。 异构运行环境支持。 基于j 2 e e 的应用程序不依赖任何特定的操作系统、 中间件、 硬件。 因此j 2 e e应用程序只需开发一次就可以 部署到各种平 台。j 2 e e标准体系也允许用户使用与 j 2 e e兼容的第三方组件，节省 了制订整个方案所需的费用。 高度可扩展性。企业可以根据自 身需要选择提供极佳的可扩展性的服 务器端软硬件平台. 基于j 2 e e 平台的应用系统可被部署到各种操作系 统平台之上，例如可被部署到支持多个处理器的高端 u n i x与大型机 系统。j 2 e e系统供应商提供了功能强大的负载平衡策略，能消除系统 中的瓶颈，允许多台服务器集成部署。这种部署方式可支持数千个处 理器，实现具备高度扩展性的系统，满足商业应用的需要。 良 好的稳定性。 j 2 e e部署到可靠的操作环境中，支持长期的可用性。 除了 可以 运行于w i n d o w s 操作系统之外，客户可以 选择健壮性能更好 的操作系统如s u n s o l a r i s , i b m o s / 3 9 0 等，保证服务器端平台的全天 候运转。 3 .2 . 1 .2 j 2 e e 体系结构 j 2 e e采用多层分布式应用系统的模型，其应用逻辑按照功能划分为组件， 各个组件可以 部署在同一台主机之上，也可以根据需要部署在不同主机之上。 以下分别对j 2 e e多层组件模型和j 2 e e系统结构加以介绍。 第 1 7页 第三章 系统实现中的 关键技术 3 .2 . 1 .2 . 1 j 2 e e的多层组件模型 在传统两层模型 ( c l i e n t / s e r v e r ) 中， 客户端承担了 过多的功能。