詳解J2EE的13種核心技術

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Java最初是在瀏覽器和用戶端機器中粉墨登場的。當時，很多人質疑它是否適合做伺服器端的開發。現在，隨著對Java2平台企業版（J2EE）第三方支援的增多，Java被廣泛接納為開發企業級伺服器端解決方案的首選平台之一。J2EE平台由一整套服務（Services）、應用程式介面（APIs）和協議構成，它對開發基於Web的多層應用提供了功能支援。本文將解釋支撐J2EE的13種核心技術：JDBC, JNDI, EJBs, RMI, JSP, Java servlets, XML, JMS, Java IDL, JTS, JTA, JavaMail 和 JAF，同時還將描述在何時、何處需要使用這些技術。當然，還要介紹這些不同的技術之間是如何互動的。此外，為了讓您更好地感受J2EE的真實應用，我們將在WebLogic應用伺服器,來自BEA Systems公司的一種廣為應用的產品環境下來介紹這些技術。不論對於WebLogic應用伺服器和J2EE的新手，還是那些想瞭解J2EE能帶來什麼好處的專案管理者和系統分析員，相信本文一定很有參考價值。宏觀印象： 分布式結構和J2EE過去，二層化應用 -- 通常被稱為client/server應用 -- 是大家談論的最多的。在很多情況下，伺服器提供的惟一服務就是資料庫服務。在這種解決方案中，用戶端程式負責資料訪問、實現商務邏輯、用合適的樣式顯示結果、彈出預設的使用者介面、接受使用者輸入等。client/server結構通常在第一次部署的時候比較容易，但難於升級或改進，而且經常基於某種專有的協議，通常是某種資料庫協議。它使得重用商務邏輯和介面邏輯非常困難。更重要的是，在Web時代，二層化應用通常不能體現出很好的伸縮性，因而很難適應Internet的要求。Sun設計J2EE的部分起因就是想解決二層化結構的缺陷。於是，J2EE定義了一套標準來簡化N層企業級應用的開發。它定義了一套標準化的組件，並為這些組件提供了完整的服務。J2EE還自動為應用程式處理了很多實現細節，如安全、多線程等。用J2EE開發N層應用程式套件括將二層化結構中的不同層面切分成許多層。一個N層化應用A能夠為以下的每種服務提供一個分開的層：顯示：在一個典型的Web應用中，用戶端機器上啟動並執行瀏覽器負責實現使用者介面。動態產生顯示： 儘管瀏覽器可以完成某些動態內容顯示，但為了相容不同的瀏覽器，這些動態產生工作應該放在Web伺服器端進行，使用JSP、Servlets，或者XML（可延伸標記語言 (XML)）和（可延伸樣式表語言 (XSL)）。商務邏輯：商務邏輯適合用Session EJBs（後面將介紹）來實現。資料訪問：資料訪問適合用Entity EJBs（後面將介紹）和JDBC來實現。後台系統整合： 同後台系統的整合可能需要用到許多不同的技術，至於何種最佳需要根據後台系統的特徵而定。

您可能開始詫異：為什麼有這麼多的層？事實上，多層方式可以使企業級應用具有很強的伸縮性，它允許每層專註於特定的角色。例如，讓Web伺服器負責提供頁面，應用伺服器處理應用邏輯，而資料庫伺服器提供資料庫服務。由於J2EE建立在Java2平台標準版（J2SE）的基礎上，所以具備了J2SE的所有優點和功能。包括“編寫一次，到處可用”的可移植性、通過JDBC訪問資料庫、同原有企業資源進行互動的CORBA技術，以及一個經過驗證的安全模型。在這些基礎上，J2EE又增加了對EJB（企業級Java組件）、Java servlets、Java伺服器頁面（JSPs）和XML技術的支援。分布式結構與WebLogic應用伺服器J2EE提供了一個架構--一套標準API--用於開發分布式結構的應用，這個架構的實際實現留給了第三方廠商。部分廠商只是專註於整個J2EE架構中的的特定組件，例如Apache的Tomcat提供了對JSP和servlets的支援，BEA系統公司則通過其WebLogic應用伺服器產品為整個J2EE規範提供了一個較為完整的實現。WebLogic伺服器已使建立和部署伸縮性較好的分布式應用的過程大為簡化。WebLogic和J2EE代你處理了大量常規的編程任務，包括提供事務服務、安全領域、可靠的訊息、名字和目錄服務、資料庫訪問和串連池、線程池、Server Load Balancer和容錯處理等。通過以一種標準、易用的方式提供這些公用服務，象WebLogic伺服器這樣的產品造就了具有更好伸縮性和可維護性的應用系統，使其為大量的使用者提供了增長的可用性。J2EE技術在接下來的部分裡，我們將描述構成J2EE的各種技術，並且瞭解WebLogic伺服器是如何在一個分布式應用中對它們進行支援的。最常用的J2EE技術應該是JDBC、JNDI、EJB、JSP和servlets，對這些我們將作更仔細的考察。一、Java Database Connectivity (JDBC)JDBC API以一種統一的方式來對各種各樣的資料庫進行存取。和ODBC一樣，JDBC為開發人員隱藏了不同資料庫的不同特性。另外，由於JDBC建立在Java的基礎上,因此還提供了資料庫存取的平台獨立性。JDBC定義了4種不同的驅動程式，現分述如下：類型 1： JDBC-ODBC Bridge在JDBC出現的初期，JDBC-ODBC橋顯然是非常有實用意義的，通過JDBC-ODBC橋，開發人員可以使用JDBC來存取ODBC資料來源。不足的是，他需要在用戶端安裝ODBC驅動程式，換句話說，必須安裝Microsoft Windows的某個版本。使用這一類型你需要犧牲JDBC的平台獨立性。另外，ODBC驅動程式還需要具有用戶端的控制許可權。

類型 2： JDBC-native driver bridgeJDBC本地驅動程式橋提供了一種JDBC介面，它建立在本機資料庫驅動程式的頂層，而不需要使用ODBC。 JDBC驅動程式將對資料庫的API從標準的JDBC調用轉換為本地調用。使用此類型需要犧牲JDBC的平台獨立性，還要求在用戶端安裝一些本地代碼。類型 3： JDBC-network bridgeJDBC網路橋驅動程式不再需要用戶端資料庫驅動程式。它使用網路上的中間伺服器來存取資料庫。這種應用使得以下技術的實現有了可能，這些技術包括負載平衡、串連緩衝池和資料緩衝等。由於第3種類型往往只需要相對更少的下載時間，具有平台獨立性，而且不需要在用戶端安裝並取得控制權，所以很適合於Internet上的應用。類型 4： Pure Java driver第4種類型通過使用一個純Java資料庫驅動程式來執行資料庫的直接存取。此類型實際上在用戶端實現了2層結構。要在N-層結構中應用，一個更好的做法是編寫一個EJB，讓它包含存取代碼並提供一個對用戶端具有資料庫獨立性的服務。WebLogic伺服器為一些通常的資料庫提供了JDBC驅動程式，包括Oracle, Sybase, Microsoft SQL Server以及Informix。它也帶有一種JDBC驅動程式用於Cloudscape，這是一種純Java的DBMS，WebLogic伺服器中帶有該資料庫的評估版本。以下讓我們看一個執行個體。JDBC執行個體在這個例子中我們假定你已經在Cloudscape中建立了一個PhoneBook資料庫，並且包含一個表，名為 CONTACT_TABLE ，它帶有2個欄位：NAME 和 PHONE。 開始的時候先裝載Cloudscape JDBC driver，並請求 driver manager得到一個對PhoneBook Cloudscape資料庫的串連。通過這一串連，我們可以構造一個 Statement 對象並用它來執行一個簡單的SQL查詢。最後，用迴圈來遍曆結果集的所有資料，並用標準輸出將NAME和PHONE欄位的內容進行輸出。

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 heree.printStackTrace();}}}

接著我們來看一看JDBC是如何在公司專屬應用程式中的進行使用。

JDBC在企業級應用中的應用以上執行個體其實是很基本的，可能有些微不足道。它假定了一個2層結構。在一個多層的企業級應用中，更大的可能是在用戶端和一個EJB進行通訊，該EJB將建立資料庫連接。為了實現和改進延展性和系統效能， WebLogic伺服器提供了對串連緩衝池connection pool的支援。Connection pool減少了建立和釋放資料庫連接的消耗。在系統啟動以後即可建立這樣的緩衝池，此後如故再有對資料庫的請求，WebLogic伺服器可以很簡單地從緩衝池中取出資料。資料緩衝池可以在WebLogic伺服器的 weblogic.properties 檔案中進行定義。在企業級應用的另一個常見的資料庫特性是交易處理。事務是一組申明statement，它們必須做為同一個statement來處理以保證資料完整性。預設情況下JDBC使用 auto-commit 事務模式。這可以通過使用Connection類的 setAutoCommit() 方法來實現。現在我們已經對JDBC有了一些認識，下面該轉向 Java Naming and Directory Interface (JNDI)了二、JNDIAPI被用於執行名字和目錄服務。它提供了一致的模型來存取和操作企業級的資源如DNS和LDAP，本地檔案系統，後者在應用伺服器中的對象。在JNDI中，在目錄結構中的每一個結點稱為context。每一個JNDI名字都是相對於context的。這裡沒有絕對名字的概念存在。對一個應用來說，它可以通過使用 InitialContext 類來得到其第一個context：

Context ctx = new InitialContext();

應用可以通過這個初始化的context經有這個分類樹來定位它所需要的資源或對象。例如，假設你在Weblogic伺服器中展開了一個EJB並將home介面綁定到名字 myApp.myEJB ，那麼該EJB的某個客戶在取得一個初始化context以後，可以通過以下語句定位home介面：

MyEJBHome home = ctx.lookup( "myApp.myEJB" );

在這個例子中，一旦你有了對被請求對象的參考，EJB的home介面就可以在它上面調用方法。以上關於JNDI的討論只是冰山之一角而已。如果要更進一步地在context中尋找對象，JNDI也提供了一些方法來進行以下操作：　 將一個對象插入或綁定到context。這在你展開一個EJB的時候是很有效。 從context中移去對象。 列出context中的所有對象。 建立或刪除子一級的context。 接下來，我們要開始關注EJB了。

三、Enterprise Java Beans (EJB)J2EE技術之所以贏得某體廣泛重視的原因之一就是EJB。它們提供了一個架構來開發和實施分布式商務邏輯，由此很顯著地簡化了具有延展性和高度複雜的企業級應用的開發。EJB規範定義了EJB組件在何時如何與它們的容器進行互動作用。容器負責提供公用的服務，例如目錄服務、交易管理、安全性、資源緩衝池以及容錯性。EJB規範定義了3中基本的bean類型：Stateless session beans：提供某種單一的服務，不維持任何狀態，在伺服器故障發生時無法繼續存在，生命期相對較短。例如，一個stateless session bean可能被用於執行溫度轉換計算。Stateful session bean： T提供了與用戶端的會話互動，可以儲存狀態從而代表一個客戶。典型例子是購物車。Stateful session bean在伺服器故障時無法繼續生存，生命氣相對較短。每一個執行個體只用於一個單個的線程。Entity beans： 提供了一致性資料的表示-- 通常存放在資料庫中 -- 在伺服器故障發生後能繼續存在。多使用者情況下可以使用EJB來表示相同的資料。entity EJB的一個典型例子是客戶的帳號資訊。儘管有以上的區別，所有的EJB還是有許多的共同之處。它們都處理home interface。它定義了一個用戶端是如何建立與消亡EJB的。可以在bean中對定義了用戶端方法的遠程介面進行調用；bean類則執行了主要的商務邏輯。描述EJB的開發已經超出了本文的範圍。但是，如果一個EJB已經被開發了或者從第三方進行了購買，它就必須在應用伺服器中進行發布。WebLogic Server 5.1帶有一個EJB Deployer Tool來協助處理EJB的發布。當你使用EJB Deployer Tool的時候，你要定義用戶端所用的JNDI名字來定位EJB。Deployer Tool將產生wrapper類來處理和容器的通訊以及在一個jar檔案中把被請求的Java類綁定在一起。一旦EJB被發布，用戶端就可以使用它的JNDI名字來定位EJB。首先，它必須得到一個到home介面的reference。然後，用戶端可以使用該介面，調用一個 create() 方法來得到伺服器上啟動並執行某個bean執行個體的控制代碼；最後，用戶端可以使用該控制代碼在bean中調用方法。瞭解 EJB後，讓我們再來看JSP。四、JavaServer Pages (JSPs)我們中間可能已經有許多人已經熟悉Microsoft的Active Server Pages (ASP)技術了。JSP和ASP相對應的，但更具有平台對立性。他們被設計用以協助Web內容開發人員建立動態網頁，並且只需要相對較少的代碼。 即使Web設計師不懂得如何編程也可以使用JSP，因為JSP應用是很方便的。 JSP頁面由HTML代碼和嵌入其中的Java代碼所組成。伺服器在頁面被用戶端所請求以後對這些Java代碼進行處理，然後將產生的HTML頁面返回給用戶端的瀏覽器。下面我們來看一個JSP的簡單一實例。它只顯示了伺服器的當前日期和時間。雖然，對文法的具體解釋已經超出了本文的範圍，但我們還是可以很直觀地看到，Java代碼被放在符號的中間，而Java的運算式則放在符號之間。

Date JSP sampleThe current date is .

您可能有時候聽說過JHTML。這是JSP以前的一種較老的標準。WebLogic伺服器既可支援JSP，又可支援JHTML。請注意，在預設狀況下，JSP在WebLogic伺服器中並沒有處於有效狀態。要使之有效，你可以編輯weblogic.properties檔案。如果Web伺服器還沒有處於有效狀態，則要先使之有效。Servlet的情況和JSP是一樣的。 五、Java servletsservlet提供的功能大多與JSP類似，不過實現的方式不同。JSP通常是大多數HTML代碼中嵌入少量的Java代碼，而servlets全部由Java寫成並且產生HTML。servlet是一種小型的Java程式，它擴充了Web伺服器的功能。作為一種伺服器端的應用，當被請求時開始執行，這和CGI Perl指令碼很相似。Servlets和CGI指令碼的一個很大的區別是：每一個CGI在開始的時候都要求開始一個新的進程 -- 而servlets是在servlet引擎中以分離的線程來啟動並執行。因此servlets在延展性上提供了很好的改進。在開發servlets的時候，您常常需要擴充javax.servlet.http.HttpServlet 類，並且override一些它的方法，其中包括：

service()： 作為dispatcher來實現命令-定義方法doGet()： 處理用戶端的HTTP GET請求。doPost()： 進行HTTP POST操作

其它的方法還包括處理不同類型的HTTP請求 -- 可以參考HttpServlet API文檔。 以上描述的是標準J2EE Servlet API的各種方法。WebLogic伺服器提供了一個該API完整的實現途徑。一旦你開發了一個servlet，你就可以在weblogic.properties 中加以註冊並由此可以在WebLogic伺服器中對它進行配置。 通過Java servlets,我們已經到達了J2EE主要技術的末尾了。但J2EE所提供的並不止於這些。下面的段落中我們將簡要地看一下現存的一些技術，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樣，RMI協議是在遠程對象上調用一些方法。它使用了連續序列方式在用戶端和伺服器端傳遞資料。RMI是一種被EJB使用的更下層的協議。 七、Java IDL/CORBA 在Java IDL的支援下，開發人員可以將Java和CORBA整合在一起。 他們可以建立Java對象並使之可在CORBA ORB中展開, 或者他們還可以建立Java類並作為和其它ORB一起展開的CORBA對象的客戶。後一種方法提供了另外一種途徑，通過它Java可以被用於將你的新的應用和legacy系統相整合。

八、Java Transaction Architecture (JTA)/Java Transaction Service (JTS)JTA定義了一種標準的API，應用系統由此可以存取各種事務監控。JTS是CORBA OTS事務監控的基本的實現。JTS規定了交易管理員的實現方式。該交易管理員是在高層支援Java Transaction API (JTA)規範，並且在較底層實現OMG OTS specification的Java映像。JTS交易管理員為應用伺服器、資源管理員、獨立的應用以及通訊資源管理員提供了事務服務。九、JavaMail and JavaBeans Activation FrameworkJavaMail是用於存取郵件伺服器的API，它提供了一套郵件伺服器的抽象類別。不僅支援SMTP伺服器，也支援IMAP伺服器。JavaMail利用JavaBeans Activation Framework (JAF)來處理MIME-編碼的郵件附件。MIME的位元組流可以被轉換成Java對象，或者轉換自Java對象。由此大多數應用都可以不需要直接使用JAF。十、Java Messaging Service (JMS)JMS是用於和面向訊息的中介軟體相互連信的應用程式介面(API)。它既支援點對點的域，有支援發布/訂閱(publish/subscribe)類型的域，並且提供對下列類型的支援：經認可的訊息傳遞,事務型訊息的傳遞，一致性訊息和具有持久性的訂閱者支援。JMS還提供了另一種方式來對您的應用與legacy backend系統相整合。十一、Extensible Markup Language (XML)XML是一種可以用來定義其它標記語言的語言。它被用來在不同的商務過程中共用資料。XML的發展和Java是相互獨立的，但是，它和Java具有的相同目標正是平台獨立性。通過將Java和XML的組合，您可以得到一個完美的具有平台獨立性的解決方案。目前正有許多不同的公司在為Java和XML的組合而努力。如果要瞭解更多的這方面的資訊，可以訪問Sun的Java-XML頁面，或者IBM developerWorks的XML Zone。