（计算机科学与技术专业论文）北京市精品课程集成平台的设计与实现.pdf

瓤 卑 j j_1 t0，l，1争t， 独创性声明 本人声明所呈交的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。尽我所知，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工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：垒! ! 塞鱼日期：塑卫罐 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：锂l j 、双导师签名：醴亟 日期： 如矽工 飞 t 口镳嚣“泓。j尊 砟鼋 摘要 摘要 随着现代信息技术和网络技术的发展，高等教育呈现国际化、共享化趋势。 在高等教育课程与教学方面，开放共享的课程建设理念逐渐被人们接受。因此， 2 0 0 3 年北京市启动了精品课程建设项目，目前已评审发布了7 0 0 多门精品课程， 这些优质的教学资源在促进高校教学质量的提高、推动教育信息化方面取得了 显著的成效。但是，随着精品课程数量的增多和建设工作的深入开展，在优质 教学资源共享、后期维护更新方面出现了问题。造成这些问题的原因是精品课 程资源存储分散，而且部分学校课程网站服务器对外服务情况不稳定，对于教 师来说，在更新课程资料方面缺少灵活的平台和技术支持。在这种背景下，北 京市提出了“北京市精品课程集成平台与资源库建设”项目，并委托北京工业 大学现代教育技术中心开发。本论文完成的课题就是该项目中的技术研发部分。 本文主要研究了以下内容：( 1 ) 对国内外开放课程的现状做了具体地分析， 结合优质教学资源共享这一需求，提出“共建共享的平台构建原则，并确立 了平台的建设目标；( 2 ) 在学习研究了m v c 设计模式、s t r u t s 框架和d a o 设计 模式的基础上，提出了本平台的开发框架；( 3 ) 完成了对北京市精品课程集成平 台的需求分析、平台设计、编程实现和平台测试各个阶段的工作，最终建成了 一个教师和学生共建共享的精品课程集成平台。 该平台不仅解决了用户获取课程资源困难、教师更新维护课程资源困难等 问题，还具有以下特色：( 1 ) 提供比较全面的课程搜索功能，方便用户对课程内 容的快速访问；( 2 ) 建立了视频教学资源库，方便用户查找、点播观看、学习： ( 3 ) 引入社会化标签，并结合标签为用户提供个性化知识推荐服务。这些特色功 能提高了平台的个性化、实用性和共享性。 目前，该平台已经试运行，并且已有部分学校的精品课程录入到平台中， 可供师生学习使用，后期的课程录入工作正在进行。平台取得了较好的应用效 果，得到了北京市教委和学校相关领导的好评与肯定。 关键词精品课程；共建共享；s t r u t s 框架；个性化推荐 北京t 业人学t 学硕i ：学位论文 i i “ 蔓1 爹 a b s t r a c t a b s tr a c t w i t l lt h ed e v e l o p m e n to fm o d e mi n f o r m a t i o na n dn e t v v o r kt e c h n o l o g y , h i g h e r e d u c a t i o nh a sb e c o m em o r ea n dm o r ei n t e r n a t i o n a la n ds h a r i n g i nt h er e s p e c to f c u r r i c u l u ma n dt e a c h i n gi nh i g h e re d u c a t i o n ，t h ei d e ao fc o n s t r u c t i n go p e na n d s h a r i n gc u r r i c u l u mh a sb e e ng r a d u a l l ya c c e p t e db yp e o p l e t h u s ，b e i j i n gi n i t i a t e d t h ee l a b o r a t ec o u r s ec o n s t r u c t i o np r o j e c ti n2 0 0 3 m o r et h a n7 0 0c o u r s e sh a v eb e e n p u b l i s h e dt h r o u g ht h ep r o j e c tu pt on o w a n dt h e s eh i g h q u a l i t yt e a c h i n gr e s o u r c e s h a v em a d er e m a r k a b l ea c h i e v e m e n t si ni m p r o v i n gt h et e a c h i n gq u a l i t yo fc o l l e g e s a n du n i v e r s i t i e sa n dp r o m o t i n gi n f o r m a t i z a t i o no fe d u c a t i o n h o w e v e r , w i mt h e i n c r e a s ei nq u a n t i t yo fe l a b o r a t ec o u r s e sa n dt h ec o n s t r u c t i o np r o j e c tc a r r i e df u r t h e r , t h e r ea r es o m ep r o b l e m si nt h es h a r i n g ，m a i n t e n a n c ea n du p d a t i n go ft h e m g h - q u a l i t yt e a c h i n gr e s o u r c e s t h er e a s o n sf o rt h e s ep r o b l e m sa r er e s o u r c e so f e l a b o r a t ec o u r s e ss t o r e ds e p a r a t e l ya n ds o m ee l a b o r a t ec o u r s ew e b s i t e s s e r v i c e i n s t a b l e a l s o ，t h e r eh a sn of l e x i b l ep l a t f o r ma n dt e c h n i c a ls u p p o r ti nu p d a t i n g c o u r s er e s o u r c e sf o rt e a c h e r s u n d e rt h i sb a c k g r o u n d ，b e i j i n gp u t sf o r w a r dt h e i n t e g r a t e d p l a t f o r mo f b e i ji n g e l a b o r a t ec o u r s ea n dr e s o u r c el i b r a r y c o n s t r u c t i o n ”p r o j e c t ，a n dc o m m i s s i o n sm o d e mt e c h n o l o g i c a lc e n t e ri ne d u c a t i o n o fb e i j i n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g yt od e v e l o pt h ep r o j e c t t h es u b j e c to ft h i sp a p e r i sr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n ts e c t i o no ft h ep r o j e c t t h em a i ns t u d i e so ft h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ：f i r s t ，t h ep a p e ra n a l y s e st h e s t a t u so fo p e nc o u r s e sa th o m ea n da b r o a dc o n c r e t e l y , a n dc o m b i n e st h en e e do f s h a r i n gh i g h q u a l i t yt e a c h i n gr e s o u r c e s ，t h e np u t sf o r w a r dt h e “c o c o n s t r u c t i n g s h a r i n g ”p r i n c i p l e ，a n df i n a l l ys e t st h eg o a lo fb u i l d i n gt h ep l a t f o r m ；s e c o n d ，b a s e d o nt h es t u d ya n dr e s e a r c ho ft h em v cd e s i g np a t t e r n s ，s t r u t sf r a m e w o r ka n dt h e d a od e s i g np a t t e r n s ，t h ep a p e rp r o p o s e st h es o l u t i o no ft h ep l a t f o r m ；t h i r d ，t h i s p a p e rc o m p l e t e st h en e e d sa n a l y s i s ，p l a t f o r md e s i g n ，p r o g r a m m i n ga n dt e s t i n gw o r k o ft h ei n t e g r a t e dp l a t f o r mo fb e i j i n ge l a b o r a t ec o u r s e ，a n de v e n t u a l l yb u i l d sa c o c o n s t r u c t i n gs h a r i n gi n t e g r a t e dp l a t f o r mo fe l a b o r a t ec o u r s e f o rt e a c h e r sa n d s t u d e n t s t h ep l a t f o r mn o to n l ys o l v e st h ed i f f i c u l t i e si na c c e s s i n gc o u r s er e s o u r c e sf o r u s e r sa n dm a i n t a i n i n gc o u r s ef o rt e a c h e r s ，b u ta l s oh a st h ef o l l o w i n gf e a t u r e s ：f i r s t l y , t h ep l a t f o r mp r o v i d e sc o m p r e h e n s i v ec o u r s es e a r c hf u n c t i o n s ，m a k i n gu s e r st o a c c e s st oc o u r s ec o n t e n tq u i c k l y ；s e c o n d l y , t h ep l a t f o r me s t a b l i s h e sat e a c h i n gv i d e o i i i 北京工业大学1 二学硕七学位论文 l i b r a r y , p r o v i d i n gc o n v e n i e n c ei ns e a r c h i n gv i d e o ，v i d e o o n d e m a n da n dl e a r n i n g ； t h i r d l y , t h ep l a t f o r m c a n p r o v i d e u s e r sw i t h p e r s o n a l i z e dk n o w l e d g e r e c o m m e n d a t i o ns e r v i c ea c c o r d i n gt os o c i a lt a g s a l lt h e s ef e a t u r e sm a k et h e p l a t f o r mm o r ep e r s o n a l i z e d ，p r a c t i c a la n d s h a r a b l e a tp r e s e n t ，t h ep l a t f o r mh a sr u ns t a b l y , a n ds o m ee l a b o r a t ec o u r s e sh a v eb e e n p u ti n t ot h ep l a t f o r m t e a c h e r sa n ds t u d e n t sc a nu s et h e s e 1 c o u r s e sf r e e l y a n dt h e w o r ko fp u t t i n gt h er e s te l a b o r a t ec o u r s e si n t ot h ep l a t f o r mi sp r o g r e s s i n g t h e p l a t f o r ma c h i e v e ss a t i s f a c t o r yr e s u l t sa n dg e t sa p p r e c i a t i o nf r o mt h e l e a d e r so f b e i j i n ga n du n i v e r s i t y k e y w o r d s e l a b o r a t e c o u r s e s ；c o - c o n s t r u c t i n gs h a r i n g ；s t r u t sf r a m e w o r k ； p e r s o n a l i z e dr e c o m m e n d a t i o n i v 气翘礴罐娶o_懂”；，矿，q1； 。0：，：， 掣， t14”￥ 。铡吲引谨运 ，“孽 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第1 章绪论1 1 1 课题研究背景1 1 2 国内外开放课程现状分析1 1 3 课题来源及研究意义2 1 4 论文工作3 1 5 论文组织结构4 第2 章研发技术需求分析与解决方案5 2 1j 2 e e 体系结构与m v c 设计模式5 2 1 1j 2 e e 体系结构5 2 1 2m v c 设计模式6 2 2s t r u t s 框架7 2 2 1 s t r u t s 框架的体系结构7 2 2 2s t r u t s 框架的工作流程8 2 3d a o 设计模式9 2 4 解决方案9 2 5 本章小结1 l 第3 章精品课程集成平台的设计1 3 3 。1 平台架构与目标1 3 3 2 平台功能需求1 4 3 2 1 平台的使用者1 4 3 2 2 普通用户功能需求_ 1 5 3 2 3 课程负责人功能需求1 7 3 2 。4 管理员功能需求1 9 3 3 数据库设计2 1 3 4 平台特色2 4 3 5 平台开发工具与运行环境2 6 3 6 本章小结2 7 第4 章精品课程集成平台的实现与测试2 9 4 1 视图层的实现2 9 v = 4 2 = 竺竺三= 3 1 皇曼皇暑曼曼蔓量量曼曼曼曼皇皇曼曼曼曼量量曼岂曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼曼詈曼曼曼曼舅舅舅基皇曼曼量曼量皇量曼曼皇曼舅量曼鲁量鼍曼曼曹- 控制层的实现1 4 6 2 性能测试3 9 4 7 本章小结4 0 第5 章开发中遇到的问题与解决办法4 1 5 1 中文乱码问题4 1 5 2 自动发送邮件4 1 5 3 测试精品课程网站连通性4 2 5 4 安全性问题4 3 5 5 本章小结4 4 结论4 5 参考文献4 7 附录1 in d e x js 文件代码51 附录2 定时器代码5 7 攻读硕士学位期间发表的学术论文5 9 致j 射6 1 v i 第1 章绪论 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 进入2 1 世纪以来，随着现代信息技术和网络技术的发展，高等教育呈现国 际化、科技化、共享化、全球化趋势。在高等教育课程与教学方面，如何适应 现代信息技术的挑战，实现优质教学资源的共享，提升教学质量，弥补教育区 域发展不平衡，体现教育公平，已经成为近几年世界高等教育课程与教学改革 的热点问题。 为了迎接以互联网为代表的信息技术给高等教育带来的挑战与变革，2 0 0 1 年，美国麻省理工学院推出开放课程( o p e n c o u r s e w a r e ，简称o c w ) ，即向社会 公布其从本科生到研究生教育的全部课程【i 】，供全世界免费使用。麻省理工学 院的开放共享的理念、运作模式被全世界诸多高校和教育机构关注、认同和效 仿。中国、日本、法国、英国、越南等各国高校、国际教育组织纷纷效仿，实 施类似的开放课程，以各种形式在教育资源开放与共享方面展开实践探索【2 1 。 目前，开放共享的课程建设理念逐渐被人们接受，在全球高等教育界已呈 现优质课程、优质教学资源开放、共享的趋势。开放课程的重要载体是网络资 源，随着课程丌放和国际交流合作扩展，各平台之间兼容性差、技术实现难度 高成为影响开放课程资源能否得以充分利用和推广的主要问题。对于非计算机 专业的教师来说，教学资料上网的技术实现简单与否，也是影响其对此项工作 投入程度和热情的重要因素。因此，如何建立兼容性良好的平台，降低网络资 源制作、上网等操作技术的难度是开放课程得以推进的重要问题。 1 2 国内外开放课程现状分析 自麻省理工学院的o c w 项目启动以来，经过8 年的建设，已有1 9 5 0 门课 程上网( 截至2 0 0 9 年) p 】，涉及麻省理工学院各个学科各个领域、从本科生到研 究生的所有层次的课程。2 0 0 5 年5 月，日本的早稻田大学、东京大学、京都大 学等6 所大学宣布成立开放式课程同盟，致力于推动r 本教育资源的共享【4 】。 至2 0 0 7 年1 0 月，已有1 9 个学校或组织加入该同盟，而且每个学校都建设了专 门的开放课程网站，提供自己的开放课程。2 0 0 5 年1 2 月，“巴黎高科”启动了 p a r i st e c ho c w 项目。至2 0 0 7 年l o 月，该网站提供了2 1 7 6 个开放课程资源、 2 1 1 2 个课程介绍和1 2 1 个教学培训方案，内容涉及工程学等各领域【5 。另外， 国际大学联盟、中国开放教育资源共享协会等机构或组织都开展了对现有课程 北京t 业人学t 学f 砂! l ：学位沦艾 的翻译与应用推广工作，这是o c w 扩展与资源应用于国内的主要形式。 2 0 0 3 年我国教育部也启动了“高等学校教学质量和教学改革工程”，其中 的“精品课程建设工程 计划在2 0 0 3 - - 2 0 0 7 年建设1 5 0 0 门国家级精品课程， 其建设理念是建设具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、流教 材、一流教学管理特点的示范性课程们，并利用现代化的教育信息技术手段 将精品课程上网并免费向社会开放，以实现优质教学资源共享。截止2 0 0 9 年9 月，在“教学质量2 期工程 的推进中，全国已有3 1 4 7 门课程被评为国家级精 品课程【1 1 1 ，同时，各省市、各学校也积极推动省市级、校级精品课程建设。目 前，我国精品课程已经形成了“国家一省( 市) 一学校 三级连动的局面和多层 次的信息化教学资源体系。作为精品课程建设主体的各高校均建立了专门的精 品课程网站，向社会各界免费丌放精品课程资源。通过开展国家精品课程建设， 凝聚了一大批优秀教师投身于教育教学的改革，有力地推动了高校师资队伍结 构的优化、教学内容的更新、教学方法和手段的创新。精品课程建设已在优质 教学资源共享、促进高校教学质量的提高、推动教育信息化方面产生了良好的 示范效应。 但是，随着精品课程建设工作的开展与深入以及缺乏后期的维护和更新， 精品课程共享应用存在的问题显得越来越突出。比如，课程资源加工缺乏标准， 重用性差、各校课程平台设计水平参差不齐、大部分精品课程资源更新率较低、 部分课程网站连通性差，不能保证服务质量、精品课程资源分散存储，课程资 源获取困难等【1 2 1 4 1 。精品课程建设工作出现了部分的“重评审，轻共享”、“重 建设，轻服务 的矛盾。这些问题和矛盾违反了精品课程建设工程的初衷。随 着精品课程资源规模和影响的不断扩大，对于高水平的课程资源共享服务的需 求也显得越来越迫切，实现从课程资源建设到建设和共享应用并重的战略转移 成了当前首要解决的问题。 1 3 课题来源及研究意义 本课题是北京市教委委托项目“北京市精品课程集成平台与资源库建设 中的技术研发部分。目前，北京市精品课程集成平台已经试运行，而且运行稳 定，部分精品课程资源已被录入到平台中，可供教师、学生免费学习使用，取 得了较好的应用效果，并得到了北京市教委和学校相关领导的较高评价和肯定。 北京市精品课程建设项目自2 0 0 3 年启动实施以来，已取得了较大进展，参 建学校和参评课程数量逐年增多，经评审发布的北京市级精品课程数量逐年增 加，在社会上的积极影响逐渐扩大。截至2 0 0 8 年，经评审发布的北京市级精品 课程数量达7 6 7 门，并有1 8 8 门被评为国家级精品课程( 数据来源于北京市精品 第l 币绪论 课程资源网h t t p ：j p k c b j e d u c n ) 。精品课程网上资源是我国高校精品课程实现优 质资源开放共享的主要载体，也是目前我国名校名师精品课程实现全社会共享 的主要渠道。 但是，在北京市关于“北京市精品课程网上资源运行情况专题调研 中的 研究发现：对于9 8 门精品课程获取情况调查结果表明，6 0 以上认为资源获取 困难，多是“内容显示速度太慢，响应等待时间过长 、“部分内容无法浏览 等。对内容更新检测结果表明，仅有l o 门课程更新达到提倡标准( 占l o 呦，2 0 门课程达到基本标准( 占2 0 ) 。实施更新的困难是多方面的，其中1 6 6 认为 “现有技术方案对于更新维护不方便，1 4 o 表示“掌握更新的操作技术存在 困难” 1 s o 造成这种问题的原因是精品课程资源存储分散，而且各个学校课程 平台设计水平参差不齐，部分学校课程网站服务器对外服务情况不稳定、连通 性差，教师更新课程资源缺少灵活的平台和技术支持等。本课题目的就是通过 建立一个北京市精品课程集成平台，降低教师上传、更新课程资源的技术难度， 方便师生获取课程资源，从而解决精品课程共享应用中存在的各种问题，更好 地为北京市各高校师生服务，推动北京市精品课程建设工作的丌展。 1 4 论文工作 本论文设计并实现了北京市精品课程集成平台，论文主要进行了以下工作： ( 1 ) 需求分析。通过分析国内外开放课程的应用现状，根据我国精品课程建 设的初衷，以共建共享为原则，确定系统的设计需求与设计目标。 ( 2 ) 体系结构选择。首先确定系统采用b s 结构。然后，基于s t r u t s 框架和 d a o 设计模式，按照分层设计原则，确定系统的模型层、表示层和控制层，最 终确定系统的体系结构。 ( 3 ) 系统设计。分析丌发平台所用的技术，提出设计方案，包括平台架构、 平台功能需求和数据库设计。 ( 4 ) 系统实现。本平台是基于s t r u t s 框架实现的，因此，论文重点对s t r u t s 框架各个层次的具体实现做详细描述。另外，为了平台界面友好和操作方便， 平台引入了a j a x 技术，本文对a j a x 的实现也做了详细描述。 ( 5 ) 系统测试。为了保证软件质量的可靠性，在平台投入运行前，对平台进 行了功能测试和性能测试。 ( 6 ) 在开发和测试过程中，遇到了各类棘手问题，本文对遇到的问题进行了 汇总，并对问题的解决方案进行详细说明。 北京丁业人学t 学硕i ：学位论义 1 5 论文组织结构 本论文由摘要、正文、结论、参考文献、附录和致谢等部分组成，其中论 文的正文用5 个章节来整体论述。 论文的绪论介绍了课题的研究背景、国内外开放课程的应用现状、课题的 来源及其研究意义以及本课题研究的主要内容。 论文的正文首先介绍了平台的研发技术路线及其解决方案；然后对平台的 架构与目标、功能需求、数据库、开发工具与运行环境进行详细的分析和设计； 在分析和设计的基础上，对平台的实现和测试进行了详细的阐述；最后，列出 了开发过程中遇到的问题以及解决办法。 论文的结论总结了整个课题的研究情况，包括目前平台的运行使用情况以 及该平台在精品课程资源共享应用中的解决的问题，并对课题的深入开展提出 了相关的建议。 第2 章研发技术需求分析。j 斛决方案 第2 章研发技术需求分析与解决方案 2 1j 2 e e 体系结构与m v o 设计模式 2 1 1j 2 e e 体系结构 目前，j a v a2 平台有3 个版本，分别是：适用于小型设备和智能卡的j a v a2 平台m i c r o 版( j a v a2p l a t f o r mm i c r oe d i t i o n ，j 2 m e ) 、适用于桌面系统的j a v a2 平台标准版( j a v a2p l a t f o r ms t a n d a r de d i t i o n ，j 2 s e ) 、适用于创建服务器应用程 序和服务的j a v a2 平台企业版( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ，j 2 e e ) t 1 6 】。 北京市精品课程集成平台采用j 2 e e 体系结构，是因为它是一种简化企业 解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构。j 2 e e 具备许多优点， 例如“编写一次、随处运行的特性、方便存取数据库的j d b ca p i 、c o r b a 技术以及能够在i n t e m e t 应用中保护数据的安全模式等，提供了对 e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n ) 、j a v as e r v l e ta p i 、j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) 以及x m l 技术的全面支持【1 7 啦】。其最终目的就是成为一个能够使企业歼发者大幅缩短投 放市场时间的体系结构。 下面简单介绍一下开发平台所使用的相关的j 2 e e 技术： ( 1 ) j s p 技术 j s p ( j a v as e r v e r p a g e s ) 是由s u nm i c r o s y s t e m s 公司倡导、许多公司参与一起 建立的一种动态网页技术标准【2 3 刀】。j s p 技术是在传统的网页h t m l 文件中插 入j a v a 程序段和j s p 标记，从而形成j s p 文件。因此，它能将网页逻辑与网页 设计和显示分离。j s p 具有与硬件平台无关、编译后随处运行、支持可重用的 基于组件设计等优点，使基于w 曲的应用程序的开发变得迅速和容易，也是目 前互联网上的主流开发工具。 ( 2 ) j d b c 技术 j d b c ( j a v ad a t ab a s ec o n n e c t i v i t y ) 即j a v a 数据库连接，是一种用于执行 s q l 语句的j a v a a p i ，可以为多种关系数据库提供统一访问，它由一组用j a v a 语言编写的类和接口组成【2 5 2 6 1 。平台开发中，通过j d b c 与数据库建立连接、 发送s q l 语句并处理结果，从而实现对数据库的增加、查找、删除和修改等操 作。 ( 3 ) j a v as e r v l e t 技术 s e r v l e t 是运行在w e b 服务器或者应用服务器上的j a v a 程序段。它是一个 中间层，负责接收客户端的请求和连接h t t p 服务器上的数据库或者应用程序。 5 北京t 业人掌丁学坝i ：学位论义 s e r v l e t 与传统的w e b 开发技术相比有着许多优越之处：支持多线程、动态加载、 跨平台、独立于协议、面向对象、可扩展等【2 7 。 ( 4 ) j a v a m a i l 技术 j a v a m a i l 是提供给开发者处理电子邮件相关的编程接口。它是s u n 发布的 用来处理e m a i l 的a p i 。它可以方便地执行一些常用的邮件传输。平台中，为 了保证课程信息的安全性和真实性，课程信息由管理员导入，同时系统会随机 生成用户名和密码并通过电子邮件发送给课程负责人。系统找回密码功能也是 通过电子邮件把新密码发送给用户。另外，在课程负责人子平台中，负责人需 要申请f t p 空间以上传授课录像，在负责人提出申请以后；由管理员开通f t p 空间，同时通过电子邮件把f t p 地址、用户名和密码发送给负责人。系统通过 自动发送邮件来传输信息，既方便又保证了传输信息的安全。 2 1 2m v c 设计模式 2 0 世纪7 0 年代，m v c ( m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ) 模式在s m a l l t a l k 8 0 的g u i 设计中被提出，体现了将状态与表示分离的思想【2 8 1 。m v c 模式应用广泛，不 仅可以应用于组件的构造，而且随着面向对象技术的发展，也可用于大型面向 对象系统的设计。特别是最近几年被推荐为j 2 e e 平台的设计模式，受到w e b 开发者的青睐。 m v c 将整个应用系统的输入、处理、输出分开。这3 个部分分别对应着 m v c 中3 个核心的模块：模型( m o d e l ) 、视i 壅t ( v i e w ) 和控制器( c o n t r o l l e r ) 。模型 是应用程序的主体部分，表示业务数据和业务逻辑，视图是用户看到并与之交 互的界面，控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求。这样 设计的好处是：首先，多个视图能共享一个模型，使模型得到重用，大大提高 了代码的可重用性。其次，模型与控制器和视图保持相对独立，所以可以方便 地改变应用程序的数据层和业务规则。此外，控制器可以用来连接不同的模型 和视图去完成用户的需求。给定一些可重用的模型和视图，控制器可以根据用 户的需求选择适当的模型进行处理，然后选择适当视图将处理结果显示给用户， 从而提高应用程序的灵活性【2 9 1 。总之，m v c 把一个应用分为3 个独立的部分， 降低各个部分之间的耦合程度，便于设计、实施和维护。 m v c 的处理过程如下：首先控制器接收用户的请求，并决定应该调用哪 个模型来进行处理，然后模型根据用户请求进行相应的业务逻辑处理并返回数 据，最后控制器用相应的视图格式化模型返回的数据，并通过视图呈现给用户。 m v c 中模型、视图、控制器的功能以及它们之间的相互关系如图2 1 所示。 第2 章研发技术需求分析1 j 舻f 决方案 2 2s t r u t s 框架 图2 。1m v c 设计模式图 f i g u r e2 1m v cd e s i g np a t t e r n s 从采用j 2 e e 技术构建w e b 应用的角度来看，选择使用性能良好、经过验 证的系统框架，可以提高软件开发过程中的复用率和效率。s t r u t s 框架就是一 个很好的选择，它使得用可重用组件构建和维护w e b 应用程序变得更加容易。 s t r u t s 是a p a c h es o f t w a r ef o u n d a t i o n 支持j a k a r t a 项目的一部分【3 0 】，它提供了一 个基于m v c 设计模式的w e b 应用程序框架，可以说是m v c 设计模式的一种 具体实现。 2 2 1s t r u t s 框架的体系结构 在s t r u t s 框架中，模型是由实现业务逻辑的j a v a b e a n 或e j b 组件组成，控 制器由a c t i o n s e r v l e t 和a c t i o n 来实现，视图就是一组j s p 文件。s t r u t s 框架的 体系结构如图2 2 。 下面简单介绍一下s t r u t s 框架的各个组件： ( 1 ) 视图 视图由j s p 和s t r u t s 标签来实现，此外，通常把s t r u t s 框架中的a c t i o n f o r m b e a n 也划分到视图模块中。s t r u t s 框架利用a c t i o n f o r mb e a n 来进行视图和控 制器之间表单数据的传递。视图只用来收集用户数据和显示模型信息，没有业 务逻辑。 ( 2 ) 模型 模型由j a v a b e a n 或e j b 组件来实现，也可以自己定义业务处理的b e a n 。 模型是应用中重要的一部分，它包含了业务实体和业务规则，负责访问和更新 持久化数据。 北京t 业人学t 学硕一 = 学位论文 早一 浏 请求叫 一a c t i o n ( 模蓟 览 服务器卜 控制器 j a v a b e a n 或e j b a e t i o n s e r v l e t 器 卜_ 响应一 i 组件 。j r 匕_ 、1 竺r ( 视图l j s p 和s t r u t s 标签 库 图2 - 2s t r u t s 框架的体系结构图 f i g u r e2 - 2s y s t e ms t r u c t u r eo fs t r u t sf r a m e w o r k ( 3 ) 控制器 控制器由a c t i o n s e r v l e t 类和a c t i o n 类来实现。a c t i o n s e r v l e t 类在m v c 模 型中扮演中央控制器的角色，是s t r u t s 框架中的核心组件p 1 3 2 1 。a c t i o n s e r v l e t 主要负责接收h t t p 请求，然后根据配置文件把请求信息转发给适当的a c t i o n 对象。a c t i o n 类负责调用模型的方法，更新模型的状态，并帮助控制应用程序 的流程。 ( 4 ) s t r u t s 的配置文件s t r u t s c o n f i g x m l s t r u t s c o n f i g x m l 是整个s t r u t s 框架的控制调配中心，用来组装各个组件， 建立应用程序的总体脉络 3 3 , 3 4 。它的工作是完成配置数据源、a c t i o n f o r mb e a n 、 异常处理、a c t i o n f o r w a r d 、a c t i o n b e a n 、消息资源包和s t r u t s 插件等。 2 2 2s t r u t s 框架的工作流程 s t r u t s 框架的工作流程如下： ( 1 ) 浏览器发出请求，a c t i o n s e r v l e t 接收客户请求。a c t i o n s e r v l e t 中的 r e q u e s t p r o c e s s o r 根据提交过来的w l ，如宰d o ，从a c t i o n m a p p i n g 中找到相应的 a c t i o n f o r m 和a c t i o n ； ( 2 ) 如果相应的a c t i o n f o r m 实例不存在，就创建一个a c t i o n f o r m 对象，把 客户提交的表单数据保存到a c t i o n f o r m 对象中； ( 3 ) 如果相应的a c t i o n 实例不存在，就先创建这个实例，然后调用a c t i o n 的e x e c u t e 0 方法处理请求，也可调用其他j a v a b e a n 实现业务逻辑，然后返回一 个a c t i o n f o r w a r d 对象给a c t i o n s e r v l e t ； ( 4 ) 根据a c t i o n f o r w a r d 对象封装的信息，a c t i o n s e r v l e t 将请求再次转发给 一 ，- 第2 市研发技术需求分析i j 解决方案 曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇! 曼曼曼岂曼曼皇曼! 曼曼曼曼! ! 曼曼曼曼曼曼! 曼! ! 曼曼曼曼曼量曼蔓曼曼曼皇l - - 皇 a c t i o n 或者j s p 组件； ( 5 ) j s p 组件生成动态页面，发送给客户端。 2 3d a o 设计模式 d a o 模式是标准j 2 e e 设计模式之一，它可以将底层的数据访问操作和高 层业务逻辑分开，从而构建功能强大的数据访问层【3 5 1 。应用程序中使用数据访 问对象( d a o ) 使我们可以将底层数据访问逻辑与业务逻辑分离开来。 一个典型的d a o 实现包含以下四个部分：一个d a ot 厂类、一个d a o 接口、一个实现了d a o 接口的具体类和数据传输对象( 或者叫值对象， v a l u e o b j e c t ) p6 。d a o 工厂类用于实例化一个d a o 类，d a o 类中提供了对每 个数据源的创建、读取、更新、删除( c r u d ) 操作，数据传输对象用于业务对象 和数据访问对象之间传递数据。d a o 中各种关系的类如图2 3 所示。 封装倡 图2 3d a o 类结构图 f i g u r e2 - 3s t r u c t u r eo fd a oc l a s s e s d a t a a c c e s s o b j e c t ( 数据访问对象) 是d a o 模式中的核心部分，封装和实现 了对数据源( d a t a s o u r c e ) 的访问，并通过值对象( v a l u e o b j e c t ) 在业务对象 ( b u s i n e s s o b j e c t ) 和数据访问对象之间传递数据。 值对象用于业务对象和数据访问对象之间传递数据。数据访问对象使用它 向业务对象提供查询、更新等处理后的数据，而业务对象通过使用它把需要插 入、删除和更新的数据提交给数据访问对象，从而完成对数据库存储的访问和 更改。 2 4 解决方案