Struts2教程中文版.chm 本章要点 — Web应用的发展

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详细说明：本章要点 — Web应用的发展 — Model 1和Model 2 — MVC思想 — MVC模式的优势 — 常用MVC框架及其特征 — Struts 1的基本结构及其存在的问题 — WebWork的基本结构 — Struts 2的起源 — Struts 2的框架架构 — Struts 2的标签库 — Struts 2的控制器组件 — Struts 1和Struts 2的对比 Struts 1是全世界第一个发布的MVC框架，它由Craig McClanahan在2001年发布，该框架一经推出，就得到了世界上Java Web开发者的拥护，经过长达6年时间的锤炼，Struts 1框架更加成熟、稳定，性能也有了很好的保证。因此，到目前为止，Struts 1依然是世界上使用最广泛的MVC框架。目前，基于Web的MVC框架非常多，发展也很快，每隔一段时间就有一个新的MVC框架发布，例如像JSF、Tapestry和Spring MVC等。除了这些有名的MVC框架外，还有一些边缘团队的MVC框架也很有借鉴意义。对于企业实际使用MVC框架而言，框架的稳定性则应该是最值得考虑的问题。一个刚刚起步的框架，可能本身就存在一些隐藏的问题，会将自身的BUG引入自己的应用。这也是笔者不推荐开发者自己实现框架的原因。虽然Struts 2号称是一个全新的框架，但这仅仅是相对Struts 1而言。Struts 2与Struts 1相比，确实有很多革命性的改进，但它并不是新发布的新框架，而是在另一个赫赫有名的框架：WebWork基础上发展起来的。从某种程度上来讲，Strut2没有继承Struts 1的血统，而是继承了WebWork的血统。或者说，WebWork衍生出了Struts 2，而不是Struts 1衍生了Struts 2。因为Struts 2是WebWork的升级，而不是一个全新的框架，因此稳定性、性能等各方面都有很好的保证；而且吸收了Struts 1和WebWork两者的优势，因此，是一个非常值得期待的框架。 1.1 MVC思想概述今天，我们见到的绝大部分应用，都是基于B/S（浏览器/服务器）架构的，其中的服务器就是Web服务器。可见，Web应用是目前广泛使用的应用模式，而Struts 2是一个具有很好的实用价值的Web MVC框架。介绍Struts MVC框架之前，我们首先介绍Web应用的发展历史和MVC思想。 1.1.1 Web技术的发展随着Internet技术的广泛使用，Web技术已经广泛应用于Internet上，但早期的Web应用全部是静态的HTML页面，用于将一些文本信息呈现给浏览者，但这些信息是固定写在HTML页面里的，该页面不具备与用户交互的能力，没有动态显示的功能。很自然地，人们希望Web应用里应该包含一些能动态执行的页面，最早的CGI（通用网关接口）技术满足了该要求，CGI技术使得Web应用可以与客户端浏览器交互，不再需要使用静态的HTML页面。CGI技术可以从数据库读取信息，将这些信息呈现给用户；还可以获取用户的请求参数，并将这些参数保存到数据库里。 CGI技术开启了动态Web应用的时代，给了这种技术无限的可能性。但CGI技术存在很多缺点，其中最大的缺点就是开发动态Web应用难度非常大，而且在性能等各方面也存在限制。到1997年时，随着Java语言的广泛使用，Servlet技术迅速成为动态Web应用的主要开发技术。相比传统的CGI应用而言，Servlet具有大量的优势： — Servlet是基于Java语言创建的，而Java语言则内建了多线程支持，这一点大大提高了动态Web应用的性能。 — Servlet应用可以充分利用Java语言的优势，例如JDBC（Java DataBase Connection）等。同时，Java语言提供了丰富的类库，这些都简化了Servlet的开发。 — 除此之外，Servlet运行在Web服务器中，由Web服务器去负责管理Servlet的实例化，并对客户端提供多线程、网络通信等功能，这都保证Servlet有更好的稳定性和性能。 Servlet 在Web应用中被映射成一个URL（统一资源定位），该URL可以被客户端浏览器请求，当用户向指定URL对应的Servlet发送请求时，该请求被 Web服务器接收到，该Web服务器负责处理多线程、网络通信等功能，而Servlet的内容则决定了服务器对客户端的响应内容。图1.1显示了Servlet的响应流程。正如图1.1所显示的，浏览器向Web服务器内指定的Servlet发送请求，Web服务器根据Servlet生成对客户端的响应。实际上，这是后来所有的动态Web编程技术所使用的模型，这种模型都需要一个动态的程序，或者一个动态页面，当客户端向该动态程序或动态页面发送请求时，Web服务器根据该动态程序来生成对客户端的响应。图1.1 Servlet的响应流程到了1998年，微软发布了ASP 2.0。它是Windows NT 4 Option Pack的一部分，作为IIS 4.0的外接式附件。它与ASP 1.0的主要区别在于它的外部组件是可以初始化的，这样，在ASP程序内部的所有组件都有了独立的内存空间，并可以进行事务处理。标志着ASP技术开始真正作为动态Web编程技术。当ASP技术在世界上广泛流行时，人们很快感受到这种简单的技术的魅力：ASP使用VBScript作为脚本语言，它的语法简单、开发效率非常高。而且，世界上已经有了非常多的VB程序员，这些VB程序员可以很轻易地过渡成ASP程序员——因此，ASP技术马上成为应用最广泛的动态Web开发技术。随后，由Sun带领的Java阵营，立即发布了JSP标准，从某种程度上来看，JSP是Java阵营为了对抗ASP推出的一种动态Web编程技术。 ASP 和JSP从名称上如此相似，但它们的运行机制存在一些差别，这主要是因为VBScript是一种脚本语言，无需编译，而JSP使用Java作为脚本语句 ——但Java从来就不是解释型的脚本语言，因此JSP页面并不能立即执行。因此，JSP必须编译成Servlet，这就是说：JSP的实质还是 Servlet。不过，书写JSP比书写Servlet简单得多。 JSP的运行机理如图1.2所示。图1.2 JSP的运行机理对比图1.1和图1.2，发现不论是Servlet动态Web技术，还是JSP动态Web技术，它们的实质完全一样。可以这样理解：JSP是一种更简单的Servlet技术，这也是JSP技术出现的意义——作为一个和ASP对抗的技术，简单就是JSP的最大优势。随着实际Web应用的使用越来越广泛，Web应用的规模也越来越大，开发人员发现动态Web应用的维护成本越来越大，即使只需要修改该页面的一个简单按钮文本，或者一段静态的文本内容，也不得不打开混杂的动态脚本的页面源文件进行修改——这是一种很大的风险，完全有可能引入新的错误。这个时候，人们意识到：使用单纯的ASP，或者JSP页面充当过多角色是相当失败的选择，这对于后期的维护相当不利。慢慢地开发人员开始在Web开发中使用MVC模式。随后就是Java阵营发布了一套完整的企业开发规范：J2EE（现在已经更名为Java EE），紧跟着微软也发布了ASP.NET技术，它们都采用一种优秀的分层思想，力图解决Web应用维护困难的问题。动态Web编程技术大致有如图1.3所示的路线。 1.1.2 Model 1和Model 2 对于Java阵营的动态Web编程技术而言，则经历了所谓的Model 1和Model 2时代。图1.3 动态Web编程技术的发展历史所谓Model 1就是JSP大行其道的时代，在Model 1模式下，整个Web应用几乎全部由JSP页面组成，JSP页面接收处理客户端请求，对请求处理后直接做出响应。用少量的JavaBean来处理数据库连接、数据库访问等操作。图1.4显示了Model 1的程序流程。 Model 1模式的实现比较简单，适用于快速开发小规模项目。但从工程化的角度看，它的局限性非常明显：JSP页面身兼View和Controller两种角色，将控制逻辑和表现逻辑混杂在一起，从而导致代码的重用性非常低，增加了应用的扩展性和维护的难度。早期有大量ASP和JSP技术开发出来的Web应用，这些Web应用都采用了Model 1架构。 Model 2已经是基于MVC架构的设计模式。在Model 2架构中，Servlet作为前端控制器，负责接收客户端发送的请求，在Servlet中只包含控制逻辑和简单的前端处理；然后，调用后端 JavaBean来完成实际的逻辑处理；最后，转发到相应的JSP页面处理显示逻辑。其具体的实现方式如图1.5所示。图1.4 Model 1的程序流程图1.5显示了Model 2的程序流程。图1.5 Model 2的程序流程正如图1.5中看到的，Model 2下JSP不再承担控制器的责任，它仅仅是表现层角色，仅仅用于将结果呈现给用户，JSP页面的请求与Servlet（控制器）交互，而Servlet负责与后台的JavaBean通信。在Model 2模式下，模型（Model）由JavaBean 充当，视图（View）由JSP页面充当，而控制器（Controller）则由Servlet充当。由于引入了MVC模式，使Model 2具有组件化的特点，更适用于大规模应用的开发，但也增加了应用开发的复杂程度。原本需要一个简单的JSP页面就能实现的应用，在Model 2中被分解成多个协同工作的部分，需花更多时间才能真正掌握其设计和实现过程。 Model 2已经是MVC设计思想下的架构，下面简要介绍MVC设计思想的优势。注意对于非常小型的Web站点，如果后期的更新、维护工作不是特别大，可以使用Model 1的模式来开发应用，而不是使用Model 2的模式。虽然Model 2提供了更好的可扩展性及可维护性，但增加了前期开发成本。从某种程度上讲，Model 2为了降低系统后期维护的复杂度，却导致前期开发的更高复杂度。 1.1.3 MVC思想及其优势 MVC并不是Java语言所特有的设计思想，也并不是Web应用所特有的思想，它是所有面向对象程序设计语言都应该遵守的规范。 MVC思想将一个应用分成三个基本部分：Model（模型）、View（视图）和Controller（控制器），这三个部分以最少的耦合协同工作，从而提高应用的可扩展性及可维护性。起初，MVC模式是针对相同的数据需要不同显示的应用而设计的，其整体的效果如图1.6所示。图1.6 MVC结构在经典的MVC模式中，事件由控制器处理，控制器根据事件的类型改变模型或视图，反之亦然。具体地说，每个模型对应一系列的视图列表，这种对应关系通常采用注册来完成，即：把多个视图注册到同一个模型，当模型发生改变时，模型向所有注册过的视图发送通知，接下来，视图从对应的模型中获得信息，然后完成视图显示的更新。从设计模式的角度来看，MVC思想非常类似于一个观察者模式，但与观察者模式存在少许差别：观察者模式下观察者和被观察者可以是两个互相对等的对象，但对于MVC思想而言，被观察者往往只是单纯的数据体，而观察者则是单纯的视图页面。概括起来，MVC有如下特点。 — 多个视图可以对应一个模型。按MVC设计模式，一个模型对应多个视图，可以减少代码的复制及代码的维护量，一旦模型发生改变，也易于维护。 — 模型返回的数据与显示逻辑分离。模型数据可以应用任何的显示技术，例如，使用JSP页面、Velocity模板或者直接产生Excel文档等。 — 应用被分隔为三层，降低了各层之间的耦合，提供了应用的可扩展性。 — 控制层的概念也很有效，由于它把不同的模型和不同的视图组合在一起，完成不同的请求。因此，控制层可以说是包含了用户请求权限的概念。 — MVC更符合软件工程化管理的精神。不同的层各司其职，每一层的组件具有相同的特征，有利于通过工程化和工具化产生管理程序代码。相对于早期的MVC思想，Web模式下的MVC思想则又存在一些变化，因为对于一个应用程序而言，我们可以将视图注册给模型，当模型数据发生改变时，即时通知视图页面发生改变；而对于Web应用而言，即使将多个JSP页面注册给一个模型，当模型发生变化时，模型无法主动发送消息给JSP页面（因为Web应用都是基于请求/响应模式的），只有当用户请求浏览该页面时，控制器才负责调用模型数据来更新JSP页面。注意 MVC思想与观察者模式有一定的相似之处，但并不完全相同。经典的MVC思想与Web应用的MVC思想也存在一定的差别，引起差别的主要原因是因为Web应用是一种请求/响应模式下应用，对于请求/响应应用，如果用户不对应用发出请求，视图无法主动更新自己。 1.1.4 常用的MVC框架目前常用的MVC框架，除了Struts 2的两个前身外，还有一些非常流行的MVC框架，这些框架都提供了较好的层次分隔能力。在实现良好的MVC 分隔的基础上，还提供一些辅助类库，帮助应用的开发。目前常用的MVC框架还有如下一些。 1．JSF 准确地说，JSF是一个标准，而不是一个产品。目前，JSF已经有两个实现产品可供选择，包含Sun的参考实现和Apache的MyFaces。大部分的时候，我们所说的JSF都是指Sun的参考实现。目前，JSF是作为JEE 5.0的一个组成部分，与JEE 5.0一起发布。 JSF的行为方法在POJO中实现，JSF的Managed Bean无需继承任何特别的类。因此，无需在表单和模型对象之间实现多余的控制器层。JSF中没有控制器对象，控制器行为通过模型对象实现。当然，JSF也允许生成独立的控制器对象。在Struts 1中，Form Bean包含数据，Action Bean包含业务逻辑，二者无法融合在一起。在JSF中，既可以将二者分开，也可以合并在一个对象中，提供更多灵活的选择。 JSF的事件框架可以细化到表单中每个字段。JSF依然是基于JSP/Servlet的，仍然是JSP/Servlet架构，因而学习曲线相对简单。在实际使用过程中，JSF也会存在一些不足： — 作为新兴的MVC框架，用户相对较少，相关资源也不是非常丰富。 — JSF并不是一个完全组件化的框架，它依然是基于JSP/Servlet架构的。 — JSF的成熟度还有待进一步提高。 2．Tapestry Tapestry并不是一种单纯的MVC框架，它更像MVC框架和模板技术的结合，它不仅包含了前端的MVC框架，还包含了一种视图层的模板技术，使用Tapestry完全可以与Servlet/JSP API分离，是一种非常优秀的设计。通过使用Tapestry，开发者完全不需要使用JSP技术，用户只需要使用Tapestry提供的模板技术即可，Tapestry实现了视图逻辑和业务逻辑的彻底分离。 Tapestry 使用组件库替代了标签库，没有标签库概念，从而避免了标签库和组件结合的问题。Tapsetry是完全组件化的框架。Tapestr只有组件或页面两个概念，因此，链接跳转目标要么是组件，要么是页面，没有多余的path概念。组件名，也就是对象名称，组件名称和path名称合二为一。 Tapestry 具有很高的代码复用性，在Tapestry中，任何对象都可看作可复用的组件。JSP开发者是真正面向对象，而不是URL解析。对于对页面要求灵活度相当高的系统，Tapestry是第一选择。精确地错误报告，可以将错误定位到源程序中的行，取代了JSP中那种编译后的提示。因此，笔者一直对Tapestry情有独钟：如果技术允许，使用Tapestry会带给整个应用更加优雅的架构，更好的开发效率。但是，在实际开发过程中，采用Tapestry也面临着一些问题必须考虑： — Tapestry的学习曲线相对陡峭，国内开发群体不是非常活跃，文档不是十分丰富。官方的文档太过学院派，缺乏实际的示例程序。 — Tapestry的组件逻辑比较复杂，再加上OGNL表达式和属性指定机制，因而难以添加注释。 3．Spring MVC Spring 提供了一个细致完整的MVC框架。该框架为模型、视图、控制器之间提供了一个非常清晰的划分，各部分耦合极低。Spring的MVC是非常灵活的，它完全基于接口编程，真正实现了视图无关。视图不再强制要求使用JSP，可以使用Velocity、XSLT或其他视图技术。甚至可以使用自定义的视图机制—— 只需要简单地实现View接口，并且把对应视图技术集成进来。Spring的Controllers由IoC容器管理。因此，单元测试更加方便。 Spring MVC框架以DispatcherServlet为核心控制器，该控制器负责拦截用户的所有请求，将请求分发到对应的业务控制器。 Spring MVC还包括处理器映射、视图解析、信息国际化、主题解析、文件上传等。所有控制器都必须实现Controller接口，该接口仅定义 ModelAndView handleRequest（request，response）方法。通过实现该接口来实现用户的业务逻辑控制器。 Spring MVC框架有一个极好的优势，就是它的视图解析策略：它的控制器返回一个ModelAndView对象，该对象包含视图名字和Model，Model提供了Bean的名字及其对象的对应关系。视图名解析的配置非常灵活，抽象的Model完全独立于表现层技术，不会与任何表现层耦合：JSP、 Velocity或者其他的技术——都可以和Spring整合。但相对于Tapestry框架而言，Spring MVC依然是基于JSP/Servlet API的。总体上来看，Spring MVC框架致力于一种完美的解决方案，并与Web应用紧紧耦合在一起。这都导致了Spring MVC框架的一些缺点： — Spring的MVC与Servlet API耦合，难以脱离Servlet容器独立运行，降低了Spring MVC框架的可扩展性。 — 太过细化的角色划分，太过烦琐，降低了应用的开发效率。 — 过分追求架构的完美，有过度设计的危险。 1.2 Struts 2的起源和背景 Struts 2以WebWork优秀的设计思想为核心，吸收了Struts 1的部分优点，建立了一个兼容WebWork和Struts 1的MVC框架，Struts 2的目标是希望可以让原来使用Struts 1、WebWork的开发人员，都可以平稳过渡到使用Struts 2框架。 1.2.1 Struts 1简介及存在的问题从过去的岁月来看，Struts 1是所有MVC框架中不容辩驳的胜利者，不管是市场占有率，还是所拥有的开发人群，Struts 1都拥有其他MVC框架不可比拟的优势。Struts 1的成功得益于它丰富的文档、活跃的开发群体。当然，Struts 1是世界上第一个发布的MVC框架：Struts 1.0在2001年6月发布，这一点可能是使它得到如此广泛拥戴的主要原因。为了使读者可以明白Struts 1的运行机制，下面将简要介绍Struts 1的基本框架。 Struts 1框架以ActionServlet作为核心控制器，整个应用由客户端请求驱动。当客户端向Web应用发送请求时，请求将被Struts 1的核心控制器ActionServlet拦截，ActionServlet根据请求决定是否需要调用业务逻辑控制器处理用户请求（实际上，业务逻辑控制器还是控制器，它只是负责调用模型来处理用户请求），当用户请求处理完成后，其处理结果通过JSP呈现给用户。对于整个Struts 1框架而言，控制器就是它的核心，Struts 1的控制器由两个部分组成：核心控制器和业务逻辑控制器。其中核心控制器就是ActionServlet，由Struts 1框架提供；业务逻辑控制就是用户自定义的Action，由应用开发者提供。对于大部分用户请求而言，都需要得到服务器的处理。当用户发送一个需要得到服务器处理的请求时，该请求被ActionServlet拦截到，ActionServlet将该请求转发给对应的业务逻辑控制器，业务逻辑控制器调用模型来处理用户请求；如果用户请求只是希望得到某个URL资源，则由ActionServlet将被请求的资源转发给用户。 Struts 1的程序运行流程如图1.7所示。图1.7 Struts 1的程序运行流程下面就Struts 1程序流程具体分析MVC中的三个角色。（1）Model部分 Struts 1的Model部分主要由底层的业务逻辑组件充当，这些业务逻辑组件封装了底层数据库访问、业务逻辑方法实现。实际上，对于一个成熟的企业应用而言，Model部分也不是一个简单的JavaBean所能完成的，它可能是一个或多个EJB组件，可能是一个WebService服务。总之，Model 部分封装了整个应用的所有业务逻辑，但整个部分并不是由Struts 1提供的，Struts 1也没有为实现Model组件提供任何支持。（2）View部分 Struts 1的View部分采用JSP实现。Struts 1提供了丰富的标签库，通过这些标签库可以最大限度地减少脚本的使用。这些自定义的标签库可以输出控制器的处理结果。虽然Struts 1提供了与Ties框架的整合，但Struts 1所支持的表现层技术非常单一：既不支持FreeMarker、Velocity等模板技术，也不支持JasperReports等报表技术。（3）Controller部分 Struts 1的Controller由两个部分组成。 — 系统核心控制器：由Struts 1框架提供，就是系统中的ActionServlet。 — 业务逻辑控制器：由Struts 1框架提供，就是用户自己实现的Action实例。 Struts 1的核心控制器对应图1.7中的核心控制器（ActionServlet）。该控制器由Struts 1框架提供，继承HttpServlet类，因此可以配置成一个标准的Servlet，该控制器负责拦截所有HTTP请求，然后根据用户请求决定是否需要调用业务逻辑控制器，如果需要调用业务逻辑控制器，则将请求转发给Action处理，否则直接转向请求的JSP页面。业务逻辑控制器负责处理用户请求，但业务逻辑控制器本身并不具有处理能力，而是调用Model来完成处理。 Struts 1提供了系统所需要的核心控制器，也为实现业务逻辑控制器提供了许多支持。因此，控制器部分就是Struts 1框架的核心。有时候，我们直接将MVC层称为控制器层。提示对于任何的MVC框架而言，其实只实现了C（控制器）部分，但它负责用控制器调用业务逻辑组件，并负责控制器与视图技术（JSP、FreeMarker和Velocity等）的整合。对于Struts 1框架而言，因为它与JSP/Servlet耦合非常紧密，因而导致了许多不可避免的缺陷，随着Web应用的逐渐扩大，这些缺陷逐渐变成制约Struts 1发展的重要因素——这也是Struts 2出现的原因。下面具体分析Struts 1中存在的种种缺陷。（1）支持的表现层技术单一 Struts 1只支持JSP作为表现层技术，不提供与其他表现层技术，例如Velocity、FreeMarker等技术的整合。这一点严重制约了Struts 1框架的使用，对于目前的很多Java EE应用而言，并不一定使用JSP作为表现层技术。虽然Struts 1处理完用户请求后，并没有直接转到特定的视图资源，而是返回一个ActionForward对象（可以理解ActionForward是一个逻辑视图名），在struts-config.xml文件中定义了逻辑视图名和视图资源之间的对应关系，当ActionServlet得到处理器返回的 ActionForword对象后，可以根据逻辑视图名和视图资源之间的对应关系，将视图资源呈现给用户。从上面的设计来看，不得不佩服 Struts 1的设计者高度解耦的设计：控制器并没有直接执行转发请求，而仅仅返回一个逻辑视图名——实际的转发放在配置文件中进行管理。但因为Struts 1框架出现的年代太早了，那时候还没有FreeMarker、Velocity等技术，因而没有考虑与这些FreeMarker、Velocity等视图技术的整合。提示 Struts 1已经通过配置文件管理逻辑视图名和实际视图之间的对应关系，只是没有做到让逻辑视图名可以支持更多的视图技术。虽然Struts 1有非常优秀的设计，但由于历史原因，它没有提供与更多视图技术的整合，这严重限制了Struts 1的使用。 ...展开收缩

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