Java杂谈（九）－－Struts

J2ee的开源框架很多，笔者只能介绍自己熟悉的几个，其他的目前在中国IT行业应用得不是很多。希望大家对新出的框架不要盲目的推崇，首先一定要熟悉它比旧的到底好在哪里，新的理念和特性是什么？然后再决定是否要使用它。
 
这期的主题是Struts，直译过来是支架。Struts的第一个版本是在2001年5月发布的，它提供了一个Web应用的解决方案，如何让Jsp和servlet共存去提供清晰的分离视图和业务应用逻辑的架构。在Struts之前，通常的做法是在Jsp中加入业务逻辑，或者在Servlet中生成视图转发到前台去。Struts带着MVC的新理念当时退出几乎成为业界公认的Web应用标准，于是当代IT市场上也出现了众多熟悉Struts的程序员。即使有新的框架再出来不用，而继续用Struts的理由也加上了一条低风险，因为中途如果开发人员变动，很容易的招进新的会Struts的IT民工啊，^_^! 
 
笔者之前说的都是Struts-1，因为新出了Struts-2，使得每次谈到Struts都必须注明它是Struts-1还是2。笔者先谈比较熟悉的Struts-1，下次再介绍一下与Struts－2的区别： 
 
1． Struts框架整体结构 
Struts-1的核心功能是前端控制器，程序员需要关注的是后端控制器。前端控制器是是一个Servlet，在Web.xml中间配置所有Request都必须经过前端控制器，它的名字是ActionServlet，由框架来实现和管理。所有的视图和业务逻辑隔离都是应为这个ActionServlet， 它就像一个交通警察，所有过往的车辆必须经过它的法眼，然后被送往特定的通道。所有，对它的理解就是分发器，我们也可以叫做Dispatcher，其实了解Servlet编程的人自己也可以写一个分发器，加上拦截request的Filter，其实自己实现一个struts框架并不是很困难。主要目的就是让编写视图的和后台逻辑的可以脱离紧耦合，各自同步的完成自己的工作。 
 
那么有了ActionServlet在中间负责转发，前端的视图比如说是Jsp，只需要把所有的数据Submit，这些数据就会到达适合处理它的后端控制器Action，然后在里面进行处理，处理完毕之后转发到前台的同一个或者不同的视图Jsp中间，返回前台利用的也是Servlet里面的forward和redirect两种方式。所以到目前为止，一切都只是借用了Servlet的API搭建起了一个方便的框架而已。这也是Struts最显著的特性——控制器。 
 
那么另外一个特性，可以说也是Struts-1带来的一个比较成功的理念，就是以xml配置代替硬编码配置信息。以往决定Jsp往哪个servlet提交，是要写进Jsp代码中的，也就是说一旦这个提交路径要改，我们必须改写代码再重新编译。而Struts提出来的思路是，编码的只是一个逻辑名字，它对应哪个class文件写进了xml配置文件中，这个配置文件记录着所有的映射关系，一旦需要改变路径，改变xml文件比改变代码要容易得多。这个理念可以说相当成功，以致于后来的框架都延续着这个思路，xml所起的作用也越来越大。 
 
大致上来说Struts当初给我们带来的新鲜感就这么多了，其他的所有特性都是基于方便的控制转发和可扩展的xml配置的基础之上来完成它们的功能的。 
下面将分别介绍Action和FormBean， 这两个是Struts中最核心的两个组件。 
 
2． 后端控制器Action 
Action就是我们说的后端控制器，它必须继承自一个Action父类，Struts设计了很多种Action，例如DispatchAction、DynaValidationAction。它们都有一个处理业务逻辑的方法execute()，传入的request, response, formBean和actionMapping四个对象，返回actionForward对象。到达Action之前先会经过一个RequestProcessor来初始化配置文件的映射关系，这里需要大家注意几点： 
 
1) 为了确保线程安全，在一个应用的生命周期中，Struts框架只会为每个Action类创建一个Action实例，所有的客户请求共享同一个Action实例，并且所有线程可以同时执行它的execute()方法。所以当你继承父类Action，并添加了private成员变量的时候，请记住这个变量可以被多个线程访问，它的同步必须由程序员负责。(所有我们不推荐这样做)。在使用Action的时候，保证线程安全的重要原则是在Action类中仅仅使用局部变量，谨慎的使用实例变量。局部变量是对每个线程来说私有的，execute方法结束就被销毁，而实例变量相当于被所有线程共享。 
 
2) 当ActionServlet实例接收到Http请求后，在doGet()或者doPost()方法中都会调用process()方法来处理请求。RequestProcessor类包含一个HashMap，作为存放所有Action实例的缓存，每个Action实例在缓存中存放的属性key为Action类名。在RequestProcessor类的processActionCreate()方法中，首先检查在HashMap中是否存在Action实例。创建Action实例的代码位于同步代码块中，以保证只有一个线程创建Action实例。一旦线程创建了Action实例并把它存放到HashMap中，以后所有的线程会直接使用这个缓存中的实例。 
 
3) <action> 元素的 <roles> 属性指定访问这个Action用户必须具备的安全角色，多个角色之间逗号隔开。RequestProcessor类在预处理请求时会调用自身的processRoles()方法，检查配置文件中是否为Action配置了安全角色，如果有，就调用HttpServletRequest的isUserInRole()方法来判断用户是否具备了必要的安全性角色，如果不具备，就直接向客户端返回错误。(返回的视图通过 <input> 属性来指定) 
 
3． 数据传输对象FormBean 
Struts并没有把模型层的业务对象直接传递到视图层，而是采用DTO（Data Transfer Object）来传输数据，这样可以减少传输数据的冗余，提高传输效率；还有助于实现各层之间的独立，使每个层分工明确。Struts的DTO就是ActionForm，即formBean。由于模型层应该和Web应用层保持独立。由于ActionForm类中使用了Servlet API， 因此不提倡把ActionForm传递给模型层， 而应该在控制层把ActionForm Bean的数据重新组装到自定义的DTO中， 再把它传递给模型层。它只有两个scope，分别是session和request。（默认是session）一个ActionForm标准的生命周期是： 
1) 控制器收到请求 -> 
2) 从request或session中取出ActionForm实例，如不存在就创建一个 -> 
3) 调用ActionForm的reset()方法 -> 
4) 把实例放入session或者request中 -> 
5) 将用户输入表达数据组装到ActionForm中 -> 
6) 如眼张方法配置了就调用validate()方法 -> 
7) 如验证错误就转发给 <input> 属性指定的地方，否则调用execute()方法 
 
validate()方法调用必须满足两个条件： 
1) ActionForm 配置了Action映射而且name属性匹配 
2) <aciton> 元素的validate属性为true 
 
如果ActionForm在request范围内，那么对于每个新的请求都会创建新的ActionForm实例，属性被初始化为默认值，那么reset()方法就显得没有必要；但如果ActionForm在session范围内，同一个ActionForm实例会被多个请求共享，reset()方法在这种情况下极为有用。 
 
4． 验证框架和国际化 
Struts有许多自己的特性，但是基本上大家还是不太常用，说白了它们也是基于JDK中间的很多Java基础包来完成工作。例如国际化、验证框架、插件自扩展功能、与其他框架的集成、因为各大框架基本都有提供这样的特性，Struts也并不是做得最好的一个，这里也不想多说。Struts的验证框架，是通过一个validator.xml的配置文件读入验证规则，然后在validation-rules.xml里面找到验证实现通过自动为Jsp插入Javascript来实现，可以说做得相当简陋。弹出来的JavaScript框不但难看还很多冗余信息，笔者宁愿用formBean验证或者Action的saveErrors()，验证逻辑虽然要自己写，但页面隐藏/浮现的警告提示更加人性化和美观一些。 
 
至于Struts的国际化，其实无论哪个框架的国际化，java.util.Locale类是最重要的Java I18N类。在Java语言中，几乎所有的对国际化和本地化的支持都依赖于这个类。如果Java类库中的某个类在运行的时候需要根据Locale对象来调整其功能，那么就称这个类是本地敏感的(Locale-Sensitive)， 例如java.text.DateFormat类就是，依赖于特定Locale。 
 
创建Locale对象的时候，需要明确的指定其语言和国家的代码，语言代码遵从的是ISO-639规范，国家代码遵从ISO-3166规范，可以从 
http://www.unicode.org/unicode/onlinedat/languages.html 
http://www.unicode.org/unicode/onlinedat/countries.htm 
 
Struts的国际化是基于properties的message/key对应来实现的，笔者曾写过一个程序，所有Jsp页面上没有任何Text文本串，全部都用的是 <bean:message> 去Properties文件里面读，这个时候其实只要指定不同的语言区域读不同的Properties文件就实现了国际化。需要注意的是不同语言的字符写进Properties文件的时候需要转化成Unicode码，JDK已经带有转换的功能。JDK的bin目录中有native2ascii这个命令，可以完成对*.txt和*.properties的Unicode码转换。 
 
OK，今天就说到这里，本文中的很多内容也不是笔者的手笔，是笔者一路学习过来自己抄下来的笔记，希望对大家有帮助！Java杂谈一路走来，感谢大家持续的关注，大概再有个2到3篇续篇就改完结了！笔者尽快整理完成后续的写作吧……^_^ Java杂谈（十）－－

Struts2
    最近业余时间笔者一直Java Virtual Machine的研究，由于实习分配到项目组里面，不想从前那么闲了，好不容易才抽出时间来继续这个话题的帖子。我打算把J2ee的部分结束之后，再谈谈JVM和JavaScript，只要笔者有最新的学习笔记总结出来，一定会拿来及时和大家分享的。衷心希望与热爱Java的关大同仁共同进步……  
 
   这次准备继续上次的话题先讲讲Struts-2，手下简短回顾一段历史：随着时间的推移，Web应用框架经常变化的需求，产生了几个下一代 Struts的解决方案。其中的Struts Ti 继续坚持 MVC模式的基础上改进，继续Struts的成功经验。 WebWork项目是在2002年3月发布的，它对Struts式框架进行了革命性改进，引进了不少新的思想，概念和功能，但和原Struts代码并不兼 容。WebWork是一个成熟的框架，经过了好几次重大的改进与发布。在2005年12月，WebWork与Struts Ti决定合拼， 再此同时， Struts Ti 改名为 Struts Action Framework 2.0,成为Struts真正的下一代。  
 
   看看Struts-2的处理流程：  
   1) Browser产生一个请求并提交框架来处理：根据配置决定使用哪些拦截器、action类和结果等。  
   2) 请求经过一系列拦截器：根据请求的级别不同拦截器做不同的处理。这和Struts-1的RequestProcessor类很相似。  
   3) 调用Action: 产生一个新的action实例，调用业务逻辑方法。  
   4) 调用产生结果：匹配result class并调用产生实例。  
   5) 请求再次经过一系列拦截器返回：过程也可配置减少拦截器数量  
   6) 请求返回用户：从control返回servlet，生成Html。  
 
   这里很明显的一点是不存在FormBean的作用域封装，直接可以从Action中取得数据。 这里有一个Strut-2配置的web.xml文件： 
  

<filter>    
   <filter-name> controller </filter-name>    
   <filter-class> org.apache.struts.action2.dispatcher.FilterDispatcher </filter-class>   
   </filter>   
   <filter-mapping>    
   <filter-name> cotroller </filter-name>    
   <url-pattern> /* </url-pattern>   
   </filter-mapping>   

 
   注意到以往的servlet变成了filter，ActionServlet变成了FilterDispatcher，*.do变成了/*。filter配置定义了名称(供关联)和filter的类。filter mapping让URI匹配成功的的请求调用该filter。默认情况下，扩展名为 ".action "。这个是在default.properties文件里的 "struts.action.extension "属性定义的。  
 
   default.properties是属性定义文件，通过在项目classpath路径中包含一个名为“struts.properties”的文件来设置不同的属性值。而Struts-2的默认配置文件名为struts.xml。由于1和2的action扩展名分别为.do和.action，所以很方便能共存。我们再来看一个Struts-2的action代码：  

  public class MyAction {   
   public String execute() throws Exception {    
   //do the work    
   return "success ";   
   }   
   }  

 
   很明显的区别是不用再继承任何类和接口，返回的只是一个String，无参数。实际上在Struts-2中任何返回String的无参数方法都可以通过配置来调用action。所有的参数从哪里来获得呢？答案就是Inversion of Control技术（控制反转）。笔者尽量以最通俗的方式来解释，我们先试图让这个Action获得reuqest对象，这样可以提取页面提交的任何参数。那么我们把request设为一个成员变量，然后需要一个对它的set方法。由于大部分的action都需要这么做，我们把这个set方法作为接口来实现。  
  

public interface ServletRequestAware {   
   public void setServletRequest(HttpServletRequest request);   
   }   
  
   public class MyAction implements ServletRequestAware {    
   private HttpServletRequest request;    
  
   public void setServletRequest(HttpServletRequest request) {    
   this.request = request;    
   }   
      
   public String execute() throws Exception {   
   // do the work directly using the request    
   return Action.SUCCESS;    
   }    
   }   

 
   那么谁来调用这个set方法呢？也就是说谁来控制这个action的行为，以往我们都是自己在适当的地方写上一句action.setServletRequest(…)，也就是控制权在程序员这边。然而控制反转的思想是在哪里调用交给正在运行的容器来决定，只要利用Java反射机制来获得Method对象然后调用它的invoke方法传入参数就能做到，这样控制权就从程序员这边转移到了容器那边。程序员可以减轻很多繁琐的工作更多的关注业务逻辑。Request可以这样注入到action中，其他任何对象也都可以。为了保证action的成员变量线程安全，Struts-2的action不是单例的，每一个新的请求都会产生一个新的action实例。  
 
   那么有人会问，到底谁来做这个对象的注入工作呢？答案就是拦截器。拦截器又是什么东西？笔者再来尽量通俗的解释拦截器的概念。大家要理解拦截器的话，首先一定要理解GOF23种设计模式中的Proxy模式。  
 
   A对象要调用f()，它希望代理给B来做，那么B就要获得A对象的引用，然后在B的f()中通过A对象引用调用A对象的f()方法，最终达到A的f()被调用的目的。有没有人会觉得这样很麻烦，为什么明明只要A.f()就可以完成的一定要封装到B的f()方法中去？有哪些好处呢？  
 
   1) 这里我们只有一个A，当我们有很多个A的时候，只需要监视B一个对象的f()方法就可以从全局上控制所有被调用的f()方法。  
   2) 另外，既然代理人B能获得A对象的引用，那么B可以决定在真正调A对象的f()方法之前可以做哪些前置工作，调完返回前可有做哪些后置工作。  
 
   讲到这里，大家看出来一点拦截器的概念了么？它拦截下一调f()方法的请求，然后统一的做处理（处理每个的方式还可以不同，解析A对象就可以辨别），处理完毕再放行。这样像不像对流动的河水横切了一刀，对所有想通过的水分子进行搜身，然后再放行？这也就是AOP（Aspect of Programming面向切面编程）的思想。  
 
   Anyway，Struts-2只是利用了AOP和IoC技术来减轻action和框架的耦合关系，力图到最大程度重用action的目的。在这样的技术促动下，Struts-2的action成了一个简单被框架使用的POJO（Plain Old Java Object）罢了。实事上AOP和IoC的思想已经遍布新出来的每一个框架上，他们并不是多么新的技术，利用的也都是JDK早已可以最到的事情，它们代表的是更加面向接口编程，提高重用，增加扩展性的一种思想。Struts-2只是部分的使用这两种思想来设计完成的，另外一个最近很火的框架Spring，更大程度上代表了这两种设计思想，笔者将于下一篇来进一步探讨Spring的结构。