基于struts spring ibatis的轻量级J2EE开发

JpetStore 4.0是ibatis的最新示例程序，基于StrutsMVC框架（注：非传统Struts开发模式），以ibatis作为持久化层。该示例程序设计优雅，层次清晰，可以学习以及作为一个高效率的编程模型参考。本文是在其基础上，采用Spring对其中间层（业务层）进行改造。使开发量进一步减少，同时又拥有了Spring的一些好处…
JpetStore 4.0是ibatis的最新示例程序。ibatis是开源的持久层产品，包含SQL Maps 2.0 和 DataAccess Objects 2.0 框架。JpetStore示例程序很好的展示了如何利用ibatis来开发一个典型的J2EEweb应用程序。JpetStore有如下特点：
ibatis数据层
POJO业务层
POJO领域类
Struts MVC
JSP 表示层
以下是本文用到的关键技术介绍，本文假设您已经对Struts，SpringFramewok，ibatis有一定的了解，如果不是，请首先查阅附录中的参考资料。
Struts 是目前Java Web MVC框架中不争的王者。经过长达五年的发展，Struts已经逐渐成长为一个稳定、成熟的框架，并且占有了MVC框架中最大的市场份额。但是 Struts某些技术特性上已经落后于新兴的MVC框架。面对Spring MVC、Webwork2 这些设计更精密，扩展性更强的框架，Struts受到了前所未有的挑战。但站在产品开发的角度而言，Struts仍然是最稳妥的选择。本文的原型例子 JpetStore 4.0就是基于Struts开发的，但是不拘泥于Struts的传统固定用法，例如只用了一个自定义Action类，并且在form bean类的定义上也是开创性的，令人耳目一新，稍后将具体剖析一下。
Spring Framework 实际上是Expert One-on-One J2EE Design and Development 一书中所阐述的设计思想的具体实现。Spring Framework的功能非常多。包含AOP、ORM、DAO、Context、Web、MVC等几个部分组成。Web、MVC暂不用考虑， JpetStore 4.0用的是更成熟的Struts和JSP；DAO由于目前Hibernate、JDO、ibatis的流行，也不考虑，JpetStore 4.0用的就是ibatis。因此最需要用的是AOP、ORM、Context。Context中，最重要的是Beanfactory，它能将接口与实现 分开，非常强大。目前AOP应用最成熟的还是在事务管理上。
ibatis 是一个功能强大实用的SQL Map工具，不同于其他ORM工具（如hibernate），它是将SQL语句映射成Java对象，而对于ORM工具，它的SQL语句是根据映射定义生成 的。ibatis 以SQL开发的工作量和数据库移植性上的让步，为系统设计提供了更大的自由空间。有ibatis代码生成的工具，可以根据DDL自动生成ibatis代 码，能减少很多工作量。




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最初是Sun公司的J2EEpetstore，其最主要目的是用于学习J2EE，但是其缺点也很明显，就是过度设计了。接着Oracle用J2EEpetstore来比较各应用服务器的性能。微软推出了基于.Net平台的 Pet shop，用于竞争J2EEpetstore。而JpetStore则是经过改良的基于struts的轻便框架J2EEweb应用程序，相比来说，JpetStore设计和架构更优良，各层定义清晰，使用了很多最佳实践和模式，避免了很多"反模式"，如使用存储过程，在java代码中嵌入SQL语句，把HTML存储在数据库中等等。最新版本是JpetStore 4.0。
1、开发环境
Java SDK 1.4.2
Apache Tomcat 4.1.31
Eclipse-SDK-3.0.1-win32
HSQLDB 1.7.2
2、Eclipse插件
EMF SDK 2.0.1：Eclipse建模框架，lomboz插件需要，可以使用runtime版本。
lomboz 3.0：J2EE插件，用来在Eclipse中开发J2EE应用程序
Spring IDE 1.0.3：Spring Bean配置管理插件
xmlbuddy_2.0.10：编辑XML，用免费版功能即可
tomcatPluginV3：tomcat管理插件
Properties Editor：编辑java的属性文件,并可以预览以及自动存盘为Unicode格式。免去了手工或者ANT调用native2ascii的麻烦。
3、示例源程序
ibatis示例程序JpetStore 4.0 http://www.ibatis.com/jpetstore/jpetstore.html
改造后的源程序（+spring）（源码链接）

图1是JPetStore架构图，更详细的内容请参见JPetStore的白皮书。参照这个架构图，让我们稍微剖析一下源代码，得出JpetStore4.0的具体实现图（见图2），思路一下子就豁然开朗了。前言中提到的非传统的struts开发模式，关键就在struts Action类和formbean类上。
strutsAction类只有一个：BeanAction。没错，确实是一个！与传统的struts编程方式很不同。再仔细研究BeanAction类，发现它其实是一个通用类，利用反射原理，根据URL来决定调用formbean的哪个方法。BeanAction大大简化了struts的编程模式，降低了对struts的依赖（与struts以及WEB容器有关的几个类都放在com.ibatis.struts包下，其它的类都可以直接复用）。利用这种模式，我们会很容易的把它移植到新的框架如JSF，spring。
这样重心就转移到form bean上了，它已经不是普通意义上的formbean了。查看源代码，可以看到它不仅仅有数据和校验/重置方法，而且已经具有了行为，从这个意义上来说，它更像一个BO(BusinessObject)。这就是前文讲到的，BeanAction类利用反射原理，根据URL来决定调用form bean的哪个方法（行为）。formbean的这些方法的签名很简单，例如：
public String myActionMethod() { //..work return "success"; }
方法的返回值直接就是字符串，对应的是forward的名称，而不再是ActionForward对象，创建ActionForward对象的任务已经由BeanAction类代劳了。
另外，程序还提供了ActionContext工具类，该工具类封装了request 、response、formparameters、request attributes、session attributes和 applicationattributes中的数据存取操作，简单而线程安全，form bean类使用该工具类可以进一步从表现层框架解耦。
在这里需要特别指出的是，BeanAction类是对struts扩展的一个有益尝试，虽然提供了非常好的应用开发模式，但是它还非常新，一直在发展中。

下面就让我们开始进一步分析JpetStore4.0的源代码，为下面的改造铺路。
BeanAction.java是唯一一个Struts action类，位于com.ibatis.struts包下。正如上文所言，它是一个通用的控制类，利用反射机制，把控制转移到form bean的某个方法来处理。详细处理过程参考其源代码，简单明晰。
Form bean类位于com.ibatis.jpetstore.presentation包下，命名规则为***Bean。Form bean类全部继承于BaseBean类，而BaseBean类实际继承于ActionForm，因此，Form bean类就是Struts的 ActionForm，Form bean类的属性数据就由struts框架自动填充。而实际上，JpetStore4.0扩展了struts中ActionForm的应用： Form bean类还具有行为，更像一个BO,其行为（方法）由BeanAction根据配置（struts-config.xml）的URL来调用。虽然如此， 我们还是把Form bean类定位于表现层。
Struts-config.xml的配置里有3种映射方式，来告诉BeanAction把控制转到哪个form bean对象的哪个方法来处理。
以这个请求连接为例http://localhost/jpetstore4/shop/viewOrder.do
1. URL Pattern

此种方式表示，控制将被转发到"orderBean"这个form bean对象 的"viewOrder"方法（行为）来处理。方法名取"path"参数的以"/"分隔的最后一部分。
2. Method Parameter

此种方式表示，控制将被转发到"orderBean"这个form bean对象的"viewOrder"方法（行为）来处理。配置中的"parameter"参数表示form bean类上的方法。"parameter"参数优先于"path"参数。
3. No Method call

此种方式表示，form bean上没有任何方法被调用。如果存在"name"属性，则struts把表单参数等数据填充到form bean对象后，把控制转发到"success"。否则，如果name为空，则直接转发控制到"success"。
这就相当于struts内置的org.apache.struts.actions.ForwardAction的功能

Service类位于com.ibatis.jpetstore.service包下，属于业务层。这些类封装了业务以及相应的事务控制。Service类由form bean类来调用。
com.ibatis.jpetstore.persistence.iface 包下的类是DAO接口，属于业务层，其屏蔽了底层的数据库操作，供具体的Service类来调用。DaoConfig类是工具类（DAO工厂类）， Service类通过DaoConfig类来获得相应的DAO接口，而不用关心底层的具体数据库操作，实现了如图2中{耦合2}的解耦。
com.ibatis.jpetstore.persistence.sqlmapdao 包下的类是对应DAO接口的具体实现，在JpetStore4.0中采用了ibatis来实现ORM。这些实现类继承BaseSqlMapDao类，而 BaseSqlMapDao类则继承ibatis DAO 框架中的SqlMapDaoTemplate类。ibatis的配置文件存放在 com.ibatis.jpetstore.persistence.sqlmapdao.sql目录下。这些类和配置文件位于数据层
Domain类位于com.ibatis.jpetstore.domain包下，是普通的javabean。在这里用作数据传输对象（DTO），贯穿视图层、业务层和数据层，用于在不同层之间传输数据。
剩下的部分就比较简单了，请看具体的源代码，非常清晰。
JpetStore4.0的关键就在struts Action类和formbean类上，这也是其精华之一（虽然该实现方式是试验性，待扩充和验证），在此次改造中我们要保留下来，即控制层一点不变，表现层获取相应业务类的方式变了（要加载spring环境），其它保持不变。要特别关注的改动是业务层和持久层，幸运的是JpetStore4.0设计非常好，需要改动的地方非常少，而且由模式可循，如下：
1. 业务层和数据层用Spring BeanFactory机制管理。
2. 业务层的事务由spring 的aop通过声明来完成。
3. 表现层（form bean）获取业务类的方法改由自定义工厂类来实现（加载spring环境）。




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其中红色部分是要增加的部分，蓝色部分是要修改的部分。下面就让我们逐一剖析。
为了在Struts中加载Spring Context，一般会在struts-config.xml的最后添加如下部分：

Spring在设计时就充分考虑到了与Struts的协同工作，通过内置的StrutsPlug-in在两者之间提供了良好的结合点。但是，因为在这里我们一点也不改动JPetStore的控制层(这是JpetStore4.0的精华之一)，所以本文不准备采用此方式来加载ApplicationContext。我们利用的是spring framework的BeanFactory机制,采用自定义的工具类（bean工厂类）来加载spring的配置文件，从中可以看出Spring有多灵活，它提供了各种不同的方式来使用其不同的部分/层次，您只需要用你想用的，不需要的部分可以不用。
具体的来说，就是在com.ibatis.spring包下创建CustomBeanFactory类，spring的配置文件applicationContext.xml也放在这个目录下。以下就是该类的全部代码，很简单：
public final class CustomBeanFactory { static XmlBeanFactory factory = null; static { Resource is = new InputStreamResource( CustomBeanFactory.class.getResourceAsStream("applicationContext.xml")); factory = new XmlBeanFactory(is); } public static Object getBean(String beanName){ return factory.getBean(beanName); } }
实际上就是封装了Spring的XMLBeanFactory而已，并且Spring的配置文件只需要加载一次，以后就可以直接用CustomBeanFactory.getBean("someBean")来获得需要的对象了(例如someBean)，而不需要知道具体的类。CustomBeanFactory类用于{耦合1}的解耦。
CustomBeanFactory类在本文中只用于表现层的form bean对象获得service类的对象，因为我们没有把formbean对象配置在applicationContext.xml中。但是，为什么不把表现层的formbean类也配置起来呢，这样就用不着这CustomBeanFactory个类了，Spring会帮助我们创建需要的一切？问题的答案就在于formbean类是struts的ActionForm类！如果大家熟悉struts，就会知道ActionForm类是struts自动创建的：在一次请求中，struts判断，如果ActionForm实例不存在，就创建一个ActionForm对象，把客户提交的表单数据保存到ActionForm对象中。因此formbean类的对象就不能由spring来创建，但是service类以及数据层的DAO类可以，所以只有他们在spring中配置。
所以，很自然的，我们就创建了CustomBeanFactory类，在表现层来衔接struts和spring。就这么简单，实现了另一种方式的{耦合一}的解耦。
上
面分析到，struts和spring是在表现层衔接起来的，那么表现层就要做稍微的更改，即所需要的service类的对象创建上。以表现层的AccountBean类为例：
原来的源代码如下
private static final AccountService accountService = AccountService.getInstance(); private static final CatalogService catalogService = CatalogService.getInstance();
改造后的源代码如下
private static final AccountService accountService = (AccountService)CustomBeanFactory.getBean("AccountService"); private static final CatalogService catalogService = (CatalogService)CustomBeanFactory.getBean("CatalogService");
其他的几个presentation类以同样方式改造。这样，表现层就完成了。关于表现层的其它部分如JSP等一概不动。也许您会说，没有看出什么特别之处的好处啊？你还是额外实现了一个工厂类。别着急，帷幕刚刚开启，spring是在表现层引入，但您发没发现：
presentation 类仅仅面向service类的接口编程，具体"AccountService"是哪个实现类，presentation类不知道，是在spring的配置 文件里配置。（本例中，为了最大限度的保持原来的代码不作变化，没有抽象出接口）。Spring鼓励面向接口编程，因为是如此的方便和自然，当然您也可以 不这么做。
CustomBeanFactory这个工厂类为什么会如此简单，因为其直接使用了Spring的 BeanFactory。Spring从其核心而言，是一个DI容器，其设计哲学是提供一种无侵入式的高扩展性的框架。为了实现这个目标，Spring 大量引入了Java 的Reflection机制，通过动态调用的方式避免硬编码方式的约束，并在此基础上建立了其核心组件BeanFactory，以此作为其依赖注入机制的 实现基础。org.springframework.beans包中包括了这些核心组件的实现类，核心中的核心为BeanWrapper和 BeanFactory类。
在讨论业务层之前，我们先看一下持久层，如下图所示：

在上文中，我们把iface包下的DAO接口归为业务层，在这里不需要做修改。ibatis的sql配置文件也不需要改。要改的是DAO实现类，并在spring的配置文件中配置起来。
1、修改基类
所有的DAO实现类都继承于BaseSqlMapDao类。修改BaseSqlMapDao类如下：
public class BaseSqlMapDao extends SqlMapClientDaoSupport { protected static final int PAGE_SIZE = 4; protected SqlMapClientTemplate smcTemplate = this.getSqlMapClientTemplate(); public BaseSqlMapDao() { } }
使BaseSqlMapDao类改为继承于Spring提供的SqlMapClientDaoSupport类，并定义了一个保护属性smcTemplate，其类型为SqlMapClientTemplate。关于SqlMapClientTemplate类的详细说明请参照附录中的"Spring中文参考手册"
2、修改DAO实现类
所有的DAO实现类还是继承于BaseSqlMapDao类，实现相应的DAO接口，但其相应的DAO操作委托SqlMapClientTemplate来执行，以AccountSqlMapDao类为例，部分代码如下：
public List getUsernameList() { return smcTemplate.queryForList("getUsernameList", null); } public Account getAccount(String username, String password) { Account account = new Account(); account.setUsername(username); account.setPassword(password); return (Account) smcTemplate.queryForObject("getAccountByUsernameAndPassword", account); } public void insertAccount(Account account) { smcTemplate.update("insertAccount", account); smcTemplate.update("insertProfile", account); smcTemplate.update("insertSignon", account); }
就这么简单，所有函数的签名都是一样的，只需要查找替换就可以了！
3、除去工厂类以及相应的配置文件
除去DaoConfig.java这个DAO工厂类和相应的配置文件dao.xml，因为DAO的获取现在要用spring来管理。
4、DAO在Spring中的配置（applicationContext.xml）
org.hsqldb.jdbcDriver jdbc:hsqldb:hsql://localhost/xdb sa classpath:com\ibatis\jpetstore\persistence\sqlmapdao\sql\sql-map-config.xml
具体的语法请参照附录中的"Spring中文参考手册"。在这里只简单解释一下：
1.我们首先创建一个数据源dataSource，在这里配置的是hsqldb数据库。如果是ORACLE数据库，driverClassName的值是"oracle.jdbc.driver.OracleDriver"，URL的值类似于"jdbc:oracle:thin:@wugfMobile:1521:cdcf"。数据源现在由spring来管理，那么现在我们就可以去掉properties目录下database.properties这个配置文件了；还有不要忘记修改sql-map-config.xml，去掉对它的引用。
2. sqlMapClient节点。这个是针对ibatisSqlMap的SqlMapClientFactoryBean配置。实际上配置了一个sqlMapClient的创建工厂类。configLocation属性配置了ibatis映射文件的名称。dataSource属性指向了使用的数据源，这样所有使用sqlMapClient的DAO都默认使用了该数据源，除非在DAO的配置中另外显式指定。
3. TransactionManager节点。定义了事务，使用的是DataSourceTransactionManager。
4.下面就可以定义DAO节点了，如AccountDao，它的实现类是com.ibatis.jpetstore.persistence.sqlmapdao.AccountSqlMapDao，使用的SQL配置从sqlMapClient中读取，数据库连接没有特别列出，那么就是默认使用sqlMapClient配置的数据源datasource。
这样，我们就把持久层改造完了，其他的DAO配置类似于AccountDao。怎么样？简单吧。这次有接口了：） AccountDao接口－>AccountSqlMapDao实现。
业务层的位置以及相关类，如下图所示：

在这个例子中只有3个业务类，我们以OrderService类为例来改造，这个类是最复杂的，其中涉及了事务。
1、在ApplicationContext配置文件中增加bean的配置：
PROPAGATION_REQUIRED
定义了一个OrderService，还是很容易懂的。为了简单起见，使用了嵌套bean，其实现类是com.ibatis.jpetstore.service.OrderService，分别引用了ItemDao，OrderDao，SequenceDao。该bean的insert*实现了事务管理(AOP方式)。TransactionProxyFactoryBean自动创建一个事务advisor， 该advisor包括一个基于事务属性的pointcut,因此只有事务性的方法被拦截。
2、业务类的修改
以OrderService为例：
public class OrderService { /* Private Fields */ private ItemDao itemDao; private OrderDao orderDao; private SequenceDao sequenceDao; /* Constructors */ public OrderService() { } /** * @param itemDao 要设置的 itemDao。 */ public final void setItemDao(ItemDao itemDao) { this.itemDao = itemDao; } /** * @param orderDao 要设置的 orderDao。 */ public final void setOrderDao(OrderDao orderDao) { this.orderDao = orderDao; } /** * @param sequenceDao 要设置的 sequenceDao。 */ public final void setSequenceDao(SequenceDao sequenceDao) { this.sequenceDao = sequenceDao; } //剩下的部分 ……. }
红色部分为修改部分。Spring采用的是Type2的设置依赖注入，所以我们只需要定义属性和相应的设值函数就可以了，ItemDao，OrderDao，SequenceDao的值由spring在运行期间注入。构造函数就可以为空了，另外也不需要自己编写代码处理事务了（事务在配置中声明），daoManager.startTransaction();等与事务相关的语句也可以去掉了。和原来的代码比较一下，是不是处理精简了很多！可以更关注业务的实现。




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ibatis是一个功能强大实用的SQLMap工具，可以直接控制SQL,为系统设计提供了更大的自由空间。其提供的最新示例程序JpetStore4.0,设计优雅，应用了迄今为止很多最佳实践和设计模式，非常适于学习以及在此基础上创建轻量级的J2EE WEB应用程序。JpetStore4.0是基于struts的，本文在此基础上，最大程度保持了原有设计的精华以及最小的代码改动量，在业务层和持久化层引入了Spring。在您阅读了本文以及改造后的源代码后，会深切的感受到Spring带来的种种好处：自然的面向接口的编程，业务对象的依赖注入，一致的数据存取框架和声明式的事务处理，统一的配置文件…更重要的是Spring既是全面的又是模块化的，Spring有分层的体系结构，这意味着您能选择仅仅使用它任何一个独立的部分，就像本文，而它的架构又是内部一致。