從Java EE的三個層次看高質(zhì)量的系統(tǒng)標準
我們從一個發(fā)展角度來對J2EE/Java EE的這些框架誕生進行一番考量,可能對我們的選擇有很大幫助。
首先我們需要明白一個高質(zhì)量的J2EE系統(tǒng)是什么樣子?高質(zhì)量的J2EE/Java EE系統(tǒng)標準實際就是OO設(shè)計的標準,松耦合是OO設(shè)計的主要追求目標之一,那么無疑解耦性成為衡量J2EE/JEE質(zhì)量的首要標準。實際選擇中,還需要兼顧可伸縮性/性能/開發(fā)效率等方面綜合考慮。
J2EE/Java EE號稱多層結(jié)構(gòu),為什么多層比兩層好?因為多層結(jié)構(gòu)解耦性好,帶來維護拓展方便靈活。
典型的J2EE/Java EE至少劃分三個層次:表現(xiàn)層/業(yè)務(wù)邏輯組件層/持久層。
表現(xiàn)層英文是Presentation Layer,是實現(xiàn)顯示功能的,這部分一般使用B/S結(jié)構(gòu)來完成,當然你也可以使用專門遠程客戶端來實現(xiàn);
業(yè)務(wù)邏輯層因為是由大量組件(Components)組成的,也可稱為組件層,組件從不同角度又可分為各種類型,然后又有不同的流派,目前占主要位置的是Model+Service,模型加服務(wù),所以這一層又稱為業(yè)務(wù)服務(wù)層Business Service;也有稱為Model業(yè)務(wù)層;
持久層是負責對象持久化也就是數(shù)據(jù)庫操作的層次,英文Persistence Layer。
SUN伙伴們推出J2EE標準時,分別對這三個層次規(guī)定了標準實現(xiàn),表現(xiàn)層使用Jsp/Servlet技術(shù);業(yè)務(wù)組件層使用EJB的會話Bean;持久層使用實體Bean。同時,標準將業(yè)務(wù)層和持久層在物理上組成一個新的容器EJB容器,與表現(xiàn)層技術(shù)完全一樣的容器,這樣,J2EE技術(shù)被細化為Web和EJB,物理上有Web容器和Web應(yīng)用程序;以及EJB容器和EJB應(yīng)用程序。
當然,J2EE/JEE的發(fā)展不止這些,這三個層次技術(shù)分別獨立發(fā)展,高歌猛進,下面分別單獨陳述,當你了解某種框架技術(shù)為什么誕生時,你可能就知道你該在什么情況下選擇它們了,工具總是因目的而生!
Java EE的三個層次之表現(xiàn)層框架
J2EE/Java EE雖是多層結(jié)構(gòu),但它不是一種強制性多層結(jié)構(gòu),也就是說,你也可能做成傳統(tǒng)兩層結(jié)構(gòu),有的初學者直接使用Jsp嵌入Java代碼調(diào)用數(shù)據(jù)庫這樣結(jié)構(gòu)實際不是多層結(jié)構(gòu),還是以前的兩層結(jié)構(gòu)。
在Jsp中嵌入大量代碼,一旦報空指針錯誤就很難找出問題,很多初學者下載JiveJdon 2.5后就經(jīng)常碰到這個問題,因此大量有關(guān)空指針錯誤問題出現(xiàn)論壇里,為什么他們不能自己解決呢? 那是因為無法定位錯誤在Jsp中的位置,Tomcat等服務(wù)器只告訴我們錯誤在index_jsp.java(Jsp的java文件)位置,搞得一些人經(jīng)常會跑到Tomcat服務(wù)器內(nèi)部翻找Jsp的Java文件,這一過程無比痛苦(為了減少初學者這種痛苦,本站暫停了JiveJdon2.5的下載)。
J2EE/Java EE的發(fā)展就是降低這種痛苦,首先想到的方式是:在Jsp調(diào)試上下苦功,要求Tomcat等服務(wù)器提供詳細的錯誤定位;可惜到Tomcat 5.5我們也沒看到這種功能;實際上,根本解決之道就是將Jsp的調(diào)試變成java組件的調(diào)試。
首先通過MVC模式規(guī)定Jsp只能等同于Html,不能包含Java代碼,將Jsp和Java代碼分離,可是這樣分離之后,它們結(jié)合起來又麻煩了,所以,雖然你使用MVC模式,但是還是直接基于Jsp技術(shù),帶來的是開發(fā)效率的降低。
Struts框架解決了這個問題,通過ActionForm可以將Jsp和JavaBeans方便快速地結(jié)合起來,但是有人又抱怨Struts的ActionForm限制太死,與Jsp雖能對應(yīng),只能一個ActionForm一個表單對應(yīng),而不能任意組件JavaBeans都可以和Jsp任意字段對應(yīng),這時就出來了組件型框架JSF/Tapestry。
Java EE的三個層次至業(yè)務(wù)邏輯層框架
可伸縮性
因為EJB標準的推出,業(yè)務(wù)組件層以前基本是EJB的天下,但是EJB功能實在太強大,它考慮了世界頂級大型系統(tǒng)需求,因此免不了顯得很復雜,當初,基本上所有的大型企業(yè)高端都是選用J2EE,選用J2EE實際是選用EJB。EJB強調(diào)的高可伸縮性為大型企業(yè)日益發(fā)展提供最大的發(fā)展空間,不再因為企業(yè)快速發(fā)展導致整個企業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都要發(fā)生根本變化,這是使用EJB的現(xiàn)實優(yōu)勢。
這種企業(yè)系統(tǒng)的可伸縮性不是因為EJB存在才顯得重要,而是我們企業(yè)架構(gòu)選擇需要考量的基本因素。換句話說,無論我們使用EJB與否,這個問題都需要考慮:一臺服務(wù)器不夠用怎么辦?如果這臺服務(wù)器死機會對企業(yè)運營帶來什么影響?如果每個星期這臺服務(wù)器停機維護升級會不會對企業(yè)帶來打擊?我的企業(yè)系統(tǒng)是不是需要可靠的、幾乎不當機的7x24運行?當企業(yè)系統(tǒng)面對大量外部訪問用戶時,一臺服務(wù)器是否夠用?多臺服務(wù)器聯(lián)動的需求是否涉及軟件技術(shù)更換?
在這個現(xiàn)實因素考量后,如果覺得不是很重要,或者說將來一段時間內(nèi)這些因素無所謂,那么可以不選用EJB了。
為什么有不選用EJB的理由?因為它復雜,學習起來比較困難,EJB幫助我們考慮企業(yè)中可能碰到的大部分問題,實際上,有的我們不需要,這也就是為什么說EJB是一個重量級解決方案所在。
與重量級相比的是輕量,業(yè)務(wù)組件層輕量級解決方案有Spring/HiveMidn/Jdon Framework等,輕量一詞曾經(jīng)因為EJB的出現(xiàn)而變得時髦,給人造成的感覺是:EJB花了老鼻子力氣完成的那些功能,使用我輕量級解決方案可以輕而易舉也能解決,舉重若輕啊,其實這是一種誤解。
當曾經(jīng)以輕量自居的Spring將事務(wù)機制納入自己懷抱中時,它也開始低調(diào)輕量了,實際是不輕不重了;當然如果它把分布式計算和事務(wù)再次加入時,天平砝碼也會沉下去的。
初學者總是愿意使用簡單的解決方案,學習使用方便,因此比較喜歡輕量級框架技術(shù),這是正常的,但是在使用輕量級別框架之前必須明白:你的系統(tǒng)將來真的只需要一臺服務(wù)器即可?你的項目完成期真的非常緊急?
如果只需要一臺巨強服務(wù)器,就不必選擇EJB,EJB是因分布式多服務(wù)器而生,對于單臺服務(wù)器,缺乏本地透明性,也就是說:你無法透過EJB直接和本地JVM或文件系統(tǒng)等打交道,透明性也是衡量一個框架的重要指標。
當然,重量和輕量并不完全對立,EJB3就是為了簡化J2EE的使用,使得EJB不只是擅長處理大型企業(yè)系統(tǒng),中小型系統(tǒng)也使用很方便,這實際上也是EJB輕量化的一種努力。什么是Java EE 5?
所以,對于架構(gòu)選擇來說,根本前提是需要明白你的系統(tǒng)現(xiàn)在或?qū)硪欢螘r間(注意需要考慮將來一段時間,不能只看眼前)是中小型系統(tǒng)還是大型系統(tǒng)?
靈活性/定制性/透明性
當然這個答案有時我們自己也可能很難給出,那么我們還需要從其他角度來考量EJB和非EJB之選,例如筆者曾經(jīng)經(jīng)歷一個大型實時娛樂平臺社區(qū)系統(tǒng),從規(guī)模上說肯定是大型系統(tǒng),設(shè)計目標10萬人在線,從這個角度非選用EJB不可!
但是,EJB因為還有事務(wù)機制,雖然應(yīng)用程序可以選擇失效EJB事務(wù),但是EJB容器設(shè)計因為考慮了事務(wù),所以在其內(nèi)核上總是會顯得臃腫,是一種累贅,這也是一種重量表示,不需要的東西存在肯定會影響效率,那么難道我不能根據(jù)我的需求,對EJB整體包括EJB容器進行可配置式的切割?也就是說,我上面這個案例只需要EJB的分布式計算功能,其他的功能我都拆除,只剩余我需要的功能能運行就可以了,輕裝上陣。
可惜,這種任意切割,應(yīng)需而定的目標在EJB3標準還沒有被重視,所幸的是,Ioc/AOP技術(shù)為這種目標實現(xiàn)提供了實現(xiàn)可能,但是,只有Ioc/AOP還是不夠,特別是看Ioc的范圍,如果你只把應(yīng)用系統(tǒng)組件納入Ioc管理時,自由解耦只屬于應(yīng)用系統(tǒng),我上面案例的目標還是無法達到,當你把框架本身組件也納入Ioc管理時,任意切割,應(yīng)需而定的目標才真正實現(xiàn)。
Spring和EJB3屬于“只把應(yīng)用系統(tǒng)組件納入Ioc管理”,這從JBoss 4.0版本可以看出;那什么框架會把框架本身組件也納入Ioc管理呢?Apache的Hivemind和筆者開發(fā)的Jdon框架。
什么樣的組件可以被納入Ioc管理呢?POJO組件,POJO這個概念其實當初是針對EJB缺點而推出,EJB要求應(yīng)用系統(tǒng)的組件必須繼承或依賴EJB容器,這樣使得調(diào)試變的不方便,但是后來,POJO的概念已經(jīng)不只最初這些概念,POJO代表那種與周圍完全脫離關(guān)系、自由自在的Object了,如果應(yīng)用系統(tǒng)的Model或者Service都是POJO,意味著你的應(yīng)用系統(tǒng)不依賴任何其他系統(tǒng),解耦性靈活性高。
POJO是因為EJB而提出的,當EJB自己傾向POJO時,大家都在宣稱自己是POJO時,POJO概念就沒有立足點了,這也是Java領(lǐng)域哭笑不得的現(xiàn)象,但是我個人更傾向把非EJB的JavaBeans組件通稱為POJO。
Hivemind的Ioc依賴注射部分功能和Jdon框架非常類似,當上百個POJO組件配置時,完全不必指定它們之間的依賴關(guān)系;你可以將自己應(yīng)用程序的組件注冊到Registry中,這樣Hivemind將幫助你啟動這些組件,正如你在Jdon框架中將你的組件寫入mycontainer.xml中,Jdon框架也將自動啟動你這些組件,并解決它們之間的互相調(diào)用,包括和框架本身組件互動。
HiveMind和Jdon框架定義的POJO Service有如下特點:
不象EJB那樣缺乏本地透明化(location transparency)概念,這些POJO Service總是能定位到同樣一個JVM;也不象基于XML的Web服務(wù)web services那樣沒有語言透明(language transparency)概念,這些POJO Service總是可以被一組Java接口來概括替代(通過調(diào)用Java interface來替代調(diào)用這些具體Service);當然,更不會類似JMX或Jini,不能進行service的熱裝載( hot-loading)。
注意:當Ioc/AOP提供高度靈活的同時,已經(jīng)有初學者開始抱怨Spring的過分靈活,那么比Spring在組件上更靈活的Jdon框架只能算是一種追求極端,它不一定構(gòu)成你進行架構(gòu)選擇的主要依據(jù)!
上面這些討論只是表明在靈活性(解耦性/透明性)這條需求道路上深究下去的選擇,你自己的應(yīng)用系統(tǒng)需求會產(chǎn)生各種不同的要求,有些要求甚至是極致的,這種偏向程度就成為你架構(gòu)選擇的目標,如果你的這種極致要求在目前Java世界里還沒有可選框架時,那么你就要動手自己做了,這也說明什么時候你開始自己做框架(如Jdon框架),雖然在大多數(shù)情況下我們是不必要自己發(fā)明輪子的。
快速構(gòu)建性
前面是從靈活性和定制性這個角度討論架構(gòu)選擇目標,但是在一般情況下,我們還是從上手難易、開發(fā)效率這個角度來進行架構(gòu)選擇,從這個角度來說,就是需要我們將選用的框架盡可能的多幫助我們實現(xiàn)一些功能,但這又是和使用難易是矛盾的,因此有個取舍問題,取舍有個準則:這個框架盡量能提供越多功能;盡量需要我們少寫代碼,甚至不寫代碼(使用XML配置),少動腦筋。
關(guān)于XML配置這里也涉及難易問題,XML配置語法不能太復雜,有太多小開關(guān)Switch也增加學習成本。
從這個角度看,EJB無論是EJB2或EJB3提供的功能是最齊全的,但是XML配置開關(guān)太多 ,Spring屬于中等,組件XML配置不算簡單,但是因為有不少Struts+Spring+Hibernate之類現(xiàn)成開源代碼可供參考,因此學習起來難度也不大,Spring越來越象一個J2EE API(注意,JDK是J2SE API) ,Spring除不能提供分布式計算外,也因為過分靈活降低了一些開發(fā)效率,例如它的組件依賴關(guān)系一般需要逐步指定,auotwiring功能還沒有深入骨髓成為核心功能。Ioc容器的革命性優(yōu)點。
Spring除了提供組件層功能以外,還有表現(xiàn)層支持Spring MVC;也有持久層實現(xiàn)的JDBC模板,這樣,整個J2EE/Java EE系統(tǒng)各個層次Spring都提供了缺省實現(xiàn),在這方面無疑提高了開發(fā)效率,但是Spring提供豐富API目的好像不是為了快速開發(fā),而是為了建立一個完整的功能齊全的API功能庫。正如它網(wǎng)頁上開頭文字所述:As the leading full-stack Java/J2EE application framework,注意full-stack(完整齊全)是它突出的名詞。
那么,還有另外一個空白,就是以開發(fā)效率為主要考慮,這類框架除了必須考慮足夠靈活性和豐富功能以外,宗旨是為了在一般缺省情況下快速完成一個J2EE/Java EE系統(tǒng),這非常類似MDA工具了,但是一個完全喪失靈活性和定制性的MDA工具也不是我們歡迎的。
Jdon框架的發(fā)展目標是為了填補這個空白,相信也會越來越多框架向這個目標邁進,當然不可否認,Spring也可能調(diào)轉(zhuǎn)槍頭走入這個領(lǐng)域,EJB2/EJB3正依靠JBuilder等這樣商業(yè)化開發(fā)工具向這個領(lǐng)域靠攏,這個發(fā)展方向?qū)嶋H是4GL RAD Tools。
很多人在快速構(gòu)建方面也很早進行了探索,涌現(xiàn)出各種工具:如何構(gòu)建一個快速業(yè)務(wù)構(gòu)件平臺? 但是如何把快速構(gòu)建和構(gòu)件(組件)靈活性有機結(jié)合在一起?它是考驗一個業(yè)務(wù)構(gòu)件(業(yè)務(wù)組件)平臺好壞的準則。有些構(gòu)件平臺雖然開發(fā)迅速,但是對于特殊情況,可供程序員定制透明操作部分不多,很死,典型的是兩層結(jié)構(gòu)以前的Delphi,開發(fā)很快速,但是無法象J2EE這樣深入到系統(tǒng)各個層次進行定制/維護/拓展!
Java EE的三個層次之持久層框架
持久層框架目前有EJB2/EJB3的實體Bean、Hibernate和各種JDO產(chǎn)品,當然還有直接寫SQL語句的JDBC,如iBatis等。
持久層框架質(zhì)量好與壞區(qū)分就是是否是O/R Mapping,也就是對象和關(guān)系數(shù)據(jù)庫映射,關(guān)系數(shù)據(jù)庫需要實現(xiàn)定義好Schema結(jié)構(gòu);對象因為字段而變的也有一個自己的結(jié)構(gòu),如何將對象數(shù)據(jù)自動持久化到數(shù)據(jù)庫中,首先我們得定義兩者結(jié)構(gòu)的對應(yīng),這實際是數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)定義。
因為Hiberante/Toplink/JDO這樣O/R Mapping工具幫助你實現(xiàn)對象和數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換,克服了對象和數(shù)據(jù)庫阻抗現(xiàn)象,O/R Mapping總結(jié) ,所以才使得我們更多的可以對象方式(從模型Model對象)來考慮Java EE/J2EE系統(tǒng),可以完全放棄以前那種以數(shù)據(jù)庫為中心的思維方式:數(shù)據(jù)庫時代的終結(jié)。
所以,是否選用好的持久層框架,取決于你整個團隊思維是否徹底OO了,是否需要真正OO,當然,對于一些小型項目,有時我們覺得直接使用JDBC模板反而更加輕松快捷一點,這也是Spring的JDBC模板/iBatis/Jdon的Jdbc模板存在的理由了。
例如新增一個數(shù)據(jù)表,在Jdon框架只需要下面幾行代碼即可:
- String sql = "INSERT INTO testuser (userId , name) VALUES (?, ?)";
- List queryParams = new ArrayList();
- queryParams.add(userTest.getUserId());
- queryParams.add(userTest.getName());
- jdbcTemp.operate(queryParams,sql);
這種方式和O/R Mapping興師動眾的多個XML配置和關(guān)系映射思考相比,對于習慣SQL語句的程序員反而更加迅速。
從以上可以看出,靈活性/快速性/簡單性/可伸縮性是我們進行架構(gòu)選擇的主要幾個依據(jù),架構(gòu)選擇實際就是在這幾個策略之間做一個平衡。當然,還有一個非常重要的因素,因為它不屬于某個層次的技術(shù),性能/緩存是必須和上面因素綜合考慮的因素。
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