J2EE技术在网络管理系统设计和实现的方式分析

　中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）21-4994-04
　　电子商务和信息技术的快速发展，以及对他们的需求给应用程序开发人员带来了新的压力，必须用更少量的资金和有限的资源，更快的设计和开发企业应用程序，为了降低成本，加快企业应用程序的设计和开发，J2EE是一个基于组件的简化企业应用程序设计、开发、装配以及部署的标准平台。通过参考国内外30余篇相关文献，文章总结了J2EE具有灵活的实现形式、面向对象、跨语言的能力以及良好安全性等特点，并简要介绍了j2EE技术未来的发展趋势，为今后更深入研究和广泛应用此技术提高参考。
　　1 J2EE 体系结构及核心技术简介
　　J2EE英文全称Java 2 Platform Enterprise Edition，是Sun公司推出的为支持java语言服务器端部署而提供的与平台无关的可移植，多用户，安全和标准的企业级平台：
　　客户层：主要负责为系统提供操作界面，可以是Web浏览器或非Web浏览器的应用程序。在一个基于Web的J2EE中， 用户的浏览器在客户层中运行， 并从一个Web 服务器上下载Web 层中的静态HTML页面或由JSP或Servlet等程序生成的动态HTML页面。它通过HTTP协议或RMI-IIOP 协议来访问系统的中间层。在一个不基于Web的J2EE程序中，一个独立的客户程序运行在其他一些基于网络的系统中，而非HTML页面中，在不经过Web层的情况下访问Enterprise Beans。
　　表示层：该层主要提供逻辑视图，系统业务数据通过此视图展现。主要由JSP，Servlet 和Java Bean等组成。
　　业务逻辑层：实现核心业务逻辑服务和对数据库的访问，是整个应用的核心部分， 使用Java Bean组件来处理业务逻辑，负责接收web层传来的请求，并对接收的请求进行处理，同时将处理的结果交给数据层进行存储。J2EE 体系结构的一个主要目的就是简化企业应用系统的设计和开发， 使程序员将主要精力放在商业逻辑的开发上。EJB（ Enterprise JavaBeans） 就是基于这种思想而研发的服务器端技术。EJB其实也叫Enterprise JavaBeans，企业级的Java Bean.它是J2EE体系结构的核心， 其本身也是一种规范， 该规范定义了一个可重用的组件框架来实现分布式的、面向对象的商业逻辑。EJB在功能上分为会话Bean（ Session Bean） 和实体Bean（ Entity Bean） 。会话 Bean 实现业务逻辑和业务规则它代表一种业务操作，是具有事务过程逻辑的可重用组件。实体 Bean 是标准的EJB组件，它将底层数据以对象的形式映射到内存中， 供其他组件使用。这种将事务逻辑与底层数据分离的做法， 使设计者只需关心商业逻辑，通过EJB 容器来实现目录服务、事务处理、持久性、安全性等底层系统逻辑， 从而使应用可以适应不同操作系统的需求， 增强了系统的可移植性和可扩充性。为会话 Bean访问业务数据提供接口。
　　系统数据层：即后台数据库层，该层用来存放系统业务数据及系统支持数据，系统数据库层配置了一个连接池。连接池采用的标准是SUN 的JDBC，以保证业务与数据库的连接的高效性。J2EE体系结构图如图1所示[3]。
　　2 基于J2EE平台分布式运销系统分析与设计[4]
　　在我国大型的煤炭企业由于产销量大，用户分布范围广泛的特性，决定了其销售方式几乎离不开铁路和港口运输。但由于运输和销售业务量繁多，大多数企业通过在主要的铁路中转站和港口设置运销公司或分支机构来处理运销业务。因为地理上的分散的缘故，传统的运销模式造成了企业无法及时获取运销管理数据、数据共享性低和运销成本高效率低等诸多问题。利用一套覆盖范围广阔的分布式运销系统来管理大型煤炭企业的运输和销售业务，不仅能提高管理水平而且也降低了成本，适应企业的管理和发展需求。为了保证系统的可行性和可扩展性，采用组件化的开发技术进行系统研发。Sun 公司推出的J2EE 框架体系结构是当前组件化开发的主流技术，J2EE 分布式应用程序以分层的方式运行在不同的计算机上。本系统采用包括客户层、Web表示层、商业逻辑层和数据库层的四层体系结构。分布式应用程序的客户层以浏览器的形式与Web表示层进行交互，Web层在给不同的客户端发送内容的同时，利用商业逻辑层提供的服务管理在线的交易和服务，商业逻辑层以事务的形式进行管理，确保操作的一致性和数据的完整性，而最底层的数据库层提供了对组织数据的基本存储和访问. 通过调查研究和系统分析，我们规范了大型的煤炭企业的运销业务和流程（如图2所示），建立了与各部门、办事处对应的业务流程并在此基础上开发了一个基于J2EE 标准构建，根据分布式系统的工作模式以及该系统的业务需求，前台采用Windows 2000 Advance Server数据库服务器和应用服务器，后台采用Oracle 9i数据库利用J2EE和BC4J 技术联合开发，最终发布在Weblogic上运行。分布式煤炭运销系统按照业务需求，被分成计划管理子系统，合同管理子系统，调运管理子系统，销售管理子系统，销售信息处理子系统，销售财务处理子系统五个功能子模块和一个用于权限管理的系统管理子模块。
　3 基于J2EE技术的油田专业技能考务培训管理系统设计与研究[5]
　　随着知识经济时代的到来。国内外企业都非常重视自己员工职业技能综合素质培养，近年来，石油企业对员工的专业知识以及技能操作水平的要求越来越高，通过定期对员工的培训考核提升石油工作人员的整体素质，以适应油田未来建设和发展的需要。传统的培训考核从组织授课、出题、组卷、印刷，到试卷的分发，答题、收卷，再到判卷，公布成绩，统计分析考试结果整个过程都需要人工参与，周期长，工作量大，容易出错，还要有适当的保密工作，使得整个培训考试成本较大。无法适应现代社会高效率，快节奏的 工作要求。
　　随着信息化技术的飞速发展，借助计算机和网络技术，解决这一问题有着普遍意义，对于改进油田企业培训考核的质量和效率有着很大的帮助。
　　油田专业技能考务培训管理系统是采用J2EE体系结构的应用软件。其功能目标是完全实现无纸化、网络化、自动化的计算机在线学习考试，具有良好的开放性和兼容性，只要提供数据库接口就能轻易与各种应用软件对接。在许多细节方面均表现得更加人性、更加成熟、更加完善，同时结合用户需求，满足石油企业中各个领域人员的网上学习、网上考试。不但节约了大量的时间、人力、物力与财力，而且还做到了灵活性强，安全性能高的特点。
　　油田考务培训系统采用了采用J2EE技术、B/S架构技术，改善了传统C/S模式用户体验差的缺陷，在产品的易用性、运行速度、可扩展性等方面均实现了重大突破。
　　软件开发环境：jdk6。开发工具：eclipse ，数据库：Oracle，应用服务器： Tomcat。主要用到了基于MVC分层设计模式的三层架构SSH即：Struts+Spring+Hibernate[6]。
　　3.1 JSP 2.0（Web 表示层）
　　JSP（JavaServer Pages）技术是对Servlet的进一步抽象，它由JCP（Java Community Process）开发，是用于生成动态内容的开放式的、可免费获取的规范，也是J2EE规范的重要组成部分。JSP2.0版是对JSP1.2的升级，使动态网页的设计更加容易；简化JSP页。
　　3.2 Spring 2.0（业务层）
　　Spring是一个解决了许多常见J2EE 问题的强大框架。许多Spring的功能也可以被运用于很多超越经典J2EE 的Java环境中。Spring提供了一种以一致方法管理业务对象的方法，并鼓励好的编程习惯，例如针对接口而不是类编程。Spring的架构基础是一个使用JavaBean属性的控制反转容器。可是，这只是Spring全貌的一部分：Spring在将IoC容器作为所有架构层的完整解决方案的基本构建块方面是独一无二的。Spring提供了一个独特的数据访问抽象，包括一个大大改善生产力并降低错误可能的简单而有效的JDBC框架。Spring的数据访问架构还集成了TopLink、Hibernate、JDO 和其他实体/关系映射解决方案。Spring提供了唯一的事务管理抽象，这能够在类似JTA或JDBC这样的不同底层事务技术上使用一致的编程模型。Spring提供了一个用标准Java 写的AOP框架，它提供了声明性事务管理和其他用于POJO 的企业服务或者（如果你希望）也能用于实现你自己的自定义方面。这个框架强大到足以使很多应用程序在享受传统的EJB相关的关键服务的同时放弃EJB的复杂性。Spring还提供了一个可整合到整个IoC容器中的强大且灵活的MVC web框架。
　　目前Spring已经被业界广泛应用在各类应用系统之中，事实上已经成为了应用最广、最受欢迎的J2EE框架之一。在本项目中将以Spring作为整个系统的核心框架，凭借Spring被广泛的支撑及其强大的集成能力，将系统的其它的组件集成到Spring中来，构成一个统一的整体。
　　3.3 Hibernate 3.2GA（持久层）[6]
　　Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架，它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装，使得Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库。 Hibernate可以应用在任何使用JDBC的场合，既可以在Java的客户端程序实用，也可以在Servlet/JSP的Web应用中使用，最具革命意义的是，Hibernate可以在应用EJB的J2EE架构中取代CMP，完成数据持久化的重任。
　　Hibernate是一个被广泛使用的对数据库进行持久化的框架。我们使用Hibernate来持久化数据库，同时Hibernate还提供组件映射的功能，可以通过适配器持久化数据整合功能提供的数据源，建立一个统一的数据持久层。
　　3.4 Struts 1.2（Web控制层）[7]
　　Struts是一个基于Sun J2EE平台的MVC框架，主要是采用Servlet和JSP技术来实现的。由于Struts能充分满足应用开发的需求，简单易用，敏捷迅速，在过去的几年中颇受关注。Struts把Servlet、JSP、自定义标签和信息资源（message resources）整合到一个统一的框架中，开发人员利用其进行开发时不用再自己编码实现全套MVC模式，极大的节省了时间，所以说Struts是一个非常不错的应用框架。
　　Struts做为被应用最为广泛的MVC框架[8]。虽然在开源框架大量涌现的今天，Struts的繁杂和难于控制颇受诟病，但是在Struts 1.2中有了根本性的转变。Struts 1.2中使用Pragmatic Struts风格可以大大降低代码量，其简洁程度不亚于目前的任何一个框架，同时Struts拥有大量用户群，所以选择其作为Web控制层框架。
　　4 一种基于框架结构的网络基础应用的发展[9]
　　电子政务的目的是让政府和市民之间的交流变得舒适而透明。J2EE的独特性使得它在发展任何在线网站方面成为一线完美的技术。这些特性表现在它的恒定性、易移植和构建快速等方面。因为它推动了网络应用发展框架领域的新发展。许多开源构架已经用于网络应用开发。随着科技和通信技术的发展，政府部门的工作也想变得现代化，电子政务网站能通过网络向市民提供服务和重要的信息，它使得政府的工作方式变得更先进和高效。使得电子政务或电子商务适应于任何政府的最主要有点是：免除了地点和供应的限制，时间和金钱花费的减少，加强了客户服务，提供了竞争优势。电子政务提供了一种能帮助政府改善处理、联系市民和构建公民社会的方法。
　　5 基于J2EE技术的网络实验室运行管理信息系统的开发与设计
　　学校实验室资源的合理利用直接影响着教学质量与科研质量， 而实验室的管理水平也反映了一个学校的教学水平、管理水平乃至科研技术水平。为了解决实验室资源紧张的问题，整合各种实验室资源， 最大程度地实现资源的合理使用， 增强实验室的综合管理能力。针对目前实验室管理中存在的普遍问题， 运用实验室管理信息系统（ LMIS） 可以在很大程度上替代以前的纯手工运作， 实现实验室管理自动化， 提高实验室资源的利用率。基于 J2EE 的实验室管理信息系统在继承已有LMIS 传统的基础上， 采用了现今流行的 J2EE 架构和AJAX 技术， 以其强大的功能性、可扩展性及维护性， 很好地解决了实验室存在的各种矛盾和问题[10]。
　　5.1 系统框架
　　系统框架的确立是整个系统设计的重要组成部分， 选择一个优秀的系统框架有利于系统以后的可扩展性和可维护性。传统的web应 用程序采用同步通信交互。用户首先向http服务器发送请求， 等待服务器的处理结果， 服务器执行用户的操作后返回结果， 并刷新整个页面。在请求等待处理返回的循环过程中， 屏幕往往显示都为空白， 用户多数时间都处于这种等待状态。当网络负载量处于一个较低水平时，这种网络延时等待还是能够被接受的， 但当网络负载量大时， 网络延迟也就很严重， 大大超过用户能够忍受的时间范围， 甚至因超时而无法显示页面。为了提高系统程序的可重用性、可维护性、可扩展性， 优化整个系统的设计模式、提高软件的生产效率， J2EE架构是不错的选择。J2EE平台提供了多层的分布式应用模型、组件再用、一致化的安全规范以及灵活的事务控制。它引入了MVC（ 模型、视图、控制器）三层设计模式[9]， 为企业级应用提供了丰富的各类组件，成为各类系统的首选解决方案。它摒弃了以往程序开发人员开发的杂乱无章的程序， 即不管是页面显示、业务逻辑处理还是控制跳转都写在一个文件里面， 导致该文件长且复杂的缺陷， 而以三层架构严格区分， 进一步实现了表示层与业务逻辑的分离， 从而使得系统开发更趋于灵活， 大大提高了系统的维护性和重用性。本系统采用的J2EE三层架构。用户通过浏览器访问系统， 形成一个事件请求， 并到达控制器。控制器是应用程序的行为， 把用户的请求操作转化成对模型的存取、更新等操作， 同时选择合适的视图显示。模型是应用程序的核心部分，负责封装应用程序中的数据和业务逻辑， 返回视图对数据的查询， 并将数据的变化通知给视图。实现模型的接口有多种方式， 应用不同的方式可以连接到不同的数据源。视图就是应用软件中的界面， 主要负责展示模型中的数据，向控制器发送用户的请求动作， 完成应用程序和用户的交互， 同时也允许控制器来选择所要显示的视图。
　　5.2 系统设计
　　根据目前学校的实验室管理机制， 针对其中的具体问题， 提取出共性的需求， 设计出了系统的具体功能模块， 如图3所示。
　　5.3 系统实现
　　本系统采用B/S模式，以Windows 2000 Server （或者更高版本）作为网络服务操作系统， 配合A pache Tomcat 5.0（ 或者更高版本） web 服务平台。因为采用J2EE 架构， 使用JAVA为主要开发语言， 辅以HTML， CSS， JavaScript等标记、脚本语言，开发的程序清晰健壮，便于后期维护。使用开源的MYSQL作为管理数据库，功能方面并不逊于商用的SQL SERVER 2000，伸缩性大，安全性高，有效地实现了数据库的完整性访问控制[10]。
　　5.4 数据库连接
　　对于基于J2EE和AJAX技术的实验室管理信息系统大部分功能通过操作数据库来实现，而数据库连接是其中最基本的工作。为了实现将来维护的最大方便，将数据库连接写在配置文件中，开发人员在程序中调用这个配置即可连接数据库。这样操作的目的是最大限度地防止因为修改而必须重新编译的情况，真正实现无需编译环境即可修改维护系统。利用JDBC连接MYSQL数据库，并采用Struts框架中的数据源类统一管理JDBC连接。
　　基于J2EE和AJAX技术的实验室管理信息系统，继承了传统LMIS的良好特点，采用了目前最流行、稳定的框架和技术，系统稳定性、综合性较好，通用性较强，易于维护。本系统的推出缓解或解决了目前实验室管理普遍存在的问题，在一定程度上实现实验室资源的最优化利用，从而达到实验室信息自动化、无纸化的目标。
　　6 结束语
　　J2EE为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的网络管理系统提供了良好的机制， 通过提供独立性良好的开发平台，J2EE降低了设计实现多层应用程序的成本和复杂性，同时完全支持Enterprise JavaBeans，有良好的向导支持打包和部署应用功能，且安全性良好 [11]。因此，基于J2EE平台的框架技术在企业级应用软件开发中必将得以广泛的应用。是目前以及未来开发网络管理信息系统的主流技术。
　　参考文献：
　　[1] 张嗣文.基于j2EE的系统集成设计[J].科技与企业，2013（3）：126-126.