基于J2EE輕量級(jí)框架的教研室信息化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

［摘要］ 本文根據(jù)教研室工作的特點(diǎn)和需求，設(shè)計(jì)基于J2EE輕量級(jí)框架下的教研室信息化管理系統(tǒng)。采用Spring框架作為業(yè)務(wù)層框架，采用Hibernate框架作為持久層框架。整合集成后的系統(tǒng)層次清晰，代碼耦合度降低，有利于系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)展。

［關(guān)鍵詞］ Spring； Hibernate； 信息化系統(tǒng)； J2EE； 教研室信息化

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2011 . 19. 055

［中圖分類號(hào)］G642 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A ［文章編號(hào)］1673 - 0194（2011）19- 0095- 03

１引言

教研室是教育管理體制中的最基層單位。搭建教研室信息化平臺(tái)，開展教研室信息化管理建設(shè)，可以大力推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)評(píng)價(jià)以及師生交流、學(xué)生之間交流等方面的全面創(chuàng)新。在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，合理進(jìn)行信息化教學(xué)，可充分發(fā)揮教師和學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，能有效地促進(jìn)“教為主導(dǎo)”與“學(xué)為主體”的有機(jī)結(jié)合，并且，教研室的最新動(dòng)態(tài)也可在第一時(shí)間通過系統(tǒng)網(wǎng)站展示，達(dá)到宣傳教研室的目的。

鑒于此，本文進(jìn)行了基于Ｊ２ＥＥ的教研室信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用Ｂ／Ｓ結(jié)構(gòu)，技術(shù)框架選用Ｓｐｒｉｎｇ和Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ這兩個(gè)輕量級(jí)框架，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)過程，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

２系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)分析

２．１Ｊ２ＥＥ及輕量級(jí)Ｗｅｂ框架

Ｊ２ＥＥ是一種利用Ｊａｖａ平臺(tái)來簡化諸多與企業(yè)解決方案的開發(fā)、部署和管理相關(guān)的復(fù)雜問題的體系結(jié)構(gòu)，核心是一組技術(shù)規(guī)范與指南，其中所包含的組件、服務(wù)架構(gòu)及技術(shù)層次，均有共通的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格，使各種采用Ｊ２ＥＥ架構(gòu)的不同平臺(tái)之間具有良好的兼容性。

Ｊ２ＥＥ框架有許多無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是在項(xiàng)目開發(fā)中卻存在著如下的困擾：（１）有時(shí)在項(xiàng)目開發(fā)中采用ＥＪＢ等重量級(jí)框架并不是最好的選擇，原因是這些組件提供了許多服務(wù)，往往顯得多余。（２）ＥＪＢ學(xué)習(xí)曲線陡峭，事實(shí)上很少人能完全把握或和理解ＥＪＢ，因此擴(kuò)展比較困難。（３）ＥＪＢ建立在各種平臺(tái)之上，造成ＥＪＢ內(nèi)部比較復(fù)雜，令人難以把握和理解。

針對(duì)上述問題，類似于Ｓｐｒｉｎｇ和Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ的輕量級(jí)框架由此產(chǎn)生。所謂的輕量級(jí)，并不是功能弱、比重量級(jí)差的代名詞。它的設(shè)計(jì)思想是許多應(yīng)用不需要分布式、不需要重量級(jí)的技術(shù)，針對(duì)最常見、最簡單的場景而設(shè)計(jì)，等到有特殊需求的時(shí)候，再想辦法解決。

２．２Ｓｐｒｉｎｇ和Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ框架

Ｓｐｒｉｎｇ是一個(gè)以依賴注入（ＩｏＣ）原則和面向方面編程思想（ＡＯＰ）為基礎(chǔ)的輕量級(jí)框架。ＩｏＣ是一個(gè)用于“基于組件的體系結(jié)構(gòu)”的設(shè)計(jì)模式，它將“判斷依賴關(guān)系”的職責(zé)移交給容器，而不是由組件本身來判斷彼此之間的依賴關(guān)系。當(dāng)在Ｓｐｒｉｎｇ內(nèi)實(shí)現(xiàn)組件時(shí)，容器輕量級(jí)的方便就展現(xiàn)出來了：針對(duì)Ｓｐｒｉｎｇ開發(fā)的組件不需要任何外部庫，并且ＡＯＰ讓開發(fā)人員可以創(chuàng)建非行為性的橫切關(guān)注點(diǎn)，并將它們插入到應(yīng)用程序代碼中。Ｓｐｒｉｎｇ可以很容易地替換業(yè)務(wù)對(duì)象，只要用Ｊａｖａ Ｂｅａｎ屬性和配置文件加入依賴性，然后就可以很容易地在需要時(shí)替換具有類似接口的協(xié)作對(duì)象。

Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ是一個(gè)面向Ｊａｖａ環(huán)境的對(duì)象／關(guān)系數(shù)據(jù)庫映射工具。對(duì)象／關(guān)系數(shù)據(jù)庫映射用來把對(duì)象模型表示的對(duì)象映射到基于ＳＱＬ的關(guān)系模型結(jié)構(gòu)中去。Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ不僅僅管理Ｊａｖａ類到數(shù)據(jù)庫表的映射，還提供數(shù)據(jù)查詢和獲取數(shù)據(jù)的方法，可以大幅度減少開發(fā)時(shí)人工使用ＳＱＬ和ＪＤＢＣ處理數(shù)據(jù)的時(shí)間。Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ本質(zhì)上是一個(gè)提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)的中間件，它利用數(shù)據(jù)庫和其他一些配置文件來為應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)持久服務(wù)。

３系統(tǒng)設(shè)計(jì)

建設(shè)教研室信息化管理系統(tǒng)是為了達(dá)到教學(xué)科研信息化、師生交流信息化、對(duì)外展示信息化的目的。系統(tǒng)分為前臺(tái)和后臺(tái)，前臺(tái)是用戶訪問的頁面，主要是新聞頁面、師資隊(duì)伍、學(xué)生班級(jí)、教學(xué)資料管理、教研室活動(dòng)、資源共享、ＢＢＳ、留言板等內(nèi)容；后臺(tái)是系統(tǒng)管理員管理系統(tǒng)信息的平臺(tái)。系統(tǒng)功能模塊較多，但業(yè)務(wù)流程較簡單，應(yīng)采用能夠快速開發(fā)，后期易于維護(hù)和擴(kuò)展的框架技術(shù)。根據(jù)這些特點(diǎn)，使用Ｓｐｒｉｎｇ＋Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ框架是最佳選擇。

為了集成兩種框架，必須明確架構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)以及每一層次的職責(zé)，允許使用接口在層之間進(jìn)行通信。根據(jù)分層原則，把層次分成：表示層、業(yè)務(wù)層和持久層。各層的職責(zé)劃分如圖１所示。

３．１表示層設(shè)計(jì)

Ｗｅｂ應(yīng)用的前端是表示層，這里沒有使用現(xiàn)在流行的Ｓｔｒｕｔｓ作為表示層框架，因?yàn)槭褂盟鼤?huì)使表示層過于死板和臃腫，而是設(shè)計(jì)一個(gè)適合項(xiàng)目的類Ｓｔｒｕｔｓ框架來提供相應(yīng)的功能。利用控制器Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ攔截過濾請(qǐng)求；模型組件Ａｃｔｉｏｎ處理請(qǐng)求并返回響應(yīng)數(shù)據(jù)；視圖ＪＳＰ負(fù)責(zé)格式化數(shù)據(jù)并呈現(xiàn)給用戶。同一個(gè)模型可以被不同的視圖重用，并且模型與控制器和視圖保持相對(duì)獨(dú)立，可以方便地改變應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)規(guī)則。表示層序列圖如圖２所示。

３．２業(yè)務(wù)層設(shè)計(jì)

Ｗｅｂ應(yīng)用的中間組件是業(yè)務(wù)層。用Ｓｐｒｉｎｇ作為業(yè)務(wù)層框架，它提供的功能有：處理應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯；管理事務(wù)；管理與其他層進(jìn)行交互的接口；管理業(yè)務(wù)級(jí)對(duì)象之間的依賴性；實(shí)現(xiàn)表示層的請(qǐng)求。業(yè)務(wù)層對(duì)表示層的統(tǒng)一接口表現(xiàn)為Ｓｅｒｖｉｃｅ。兩層的交互通過Ｓｐｒｉｎｇ ＩｏＣ控制。當(dāng)Ａｃｔｉｏｎ的請(qǐng)求到達(dá)后，根據(jù)配置文件ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＣｏｎｔｅｘｔ．ｘｍｌ中的配置，查找相對(duì)應(yīng)的Ｂｅａｎ類，即Ｓｅｒｖｉｃｅ接口。在Ｓｅｒｖｉｃｅ 接口類中定義所需業(yè)務(wù)方法，在它的實(shí)現(xiàn)類ＳｅｒｖｉｃｅＩｍｐｌ中實(shí)現(xiàn)具體的業(yè)務(wù)方法。由于采用Ｓｅｔｔｅｒ注入方式對(duì)Ｂｅａｎ進(jìn)行管理，這樣Ｂｅａｎ不再自己查找它們依賴的類而是由容器提供。業(yè)務(wù)層序列圖如圖３所示。

３．３持久層設(shè)計(jì)

使用Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ作為架構(gòu)的持久層框架，提供的功能有：查詢對(duì)象中的關(guān)系信息；存儲(chǔ)、更新和刪除存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的信息；完成對(duì)象關(guān)系映射。持久層也按照業(yè)務(wù)層的設(shè)計(jì)方式，設(shè)置了接口、實(shí)現(xiàn)類和配置文件的機(jī)制來方便代碼的解耦。持久層中各個(gè)模塊的業(yè)務(wù)入口是ＤＡＯ（Ｄａｔａ Ａｃｃｅｓｓ Ｏｂｊｅｃｔ）接口，ＤＡＯＩｍｐｌ類是ＤＡＯ接口的實(shí)現(xiàn)類，得到具體業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，為業(yè)務(wù)層提供數(shù)據(jù)來源。所有ＤＡＯＩｍｐｌ都繼承于ＨｉｂｅｒｎａｔｅＤａｏＳｕｐｐｏｒｔ類，封裝了必要的方法，如ｇｅｔ／ｓｅｔ方法。持久層序列圖如圖４所示。

３．４配置文件設(shè)計(jì)

從系統(tǒng)總體架構(gòu)可以看出，表示層、業(yè)務(wù)層和持久層都是通過配置文件ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＣｏｎｔｅｘｔ．ｘｍｌ聯(lián)系起來的，下面分析一下配置文件的設(shè)計(jì)。

建立Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ的持久層，首先要將域?qū)ο蟪志没＃龋椋猓澹颍睿幔簦逋ㄟ^ＸＭＬ文件來映射（Ｏ／Ｒ）對(duì)象，包括各種關(guān)系的映射，如一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多子類映射等。以數(shù)據(jù)庫中的Ｕｓｅr表為例，具體配置如下：

＜ｈｉｂｅｒｎａｔｅ－ｍａｐｐｉｎｇ＞

＜ｃｌａｓｓ ｎａｍｅ＝＂Ｕｓｅｒ＂ ｔａｂｌｅ＝＂ＵＳＥＲ＂ ｓｃｈｅｍａ＝＂ＴｏｎｇｘｉｎＤＢ ＂＞

＜ｉｄ ｎａｍｅ＝＂ｉｄ＂ ｔｙｐｅ＝＂ｓｔｒｉｎｇ＂＞

＜ｃｏｌｕｍｎ ｎａｍｅ＝＂ＩＤ＂ ｌｅｎｇｔｈ＝＂３２＂ ／＞

＜ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｃｌａｓｓ＝＂ｕｕｉｄ．ｈｅｘ＂ ／＞

＜／ｉｄ＞

＜ｍａｎｙ－ｔｏ－ｏｎｅ ｎａｍｅ＝＂Ｃｌａｓｓ＂ ｃｌａｓｓ＝＂Ｃｌａｓｓ＂ ｆｅｔｃｈ＝＂ｓｅｌｅｃｔ＂＞

＜ｃｏｌｕｍｎ ｎａｍｅ＝＂ＣＬＡＳＳ＿ＩＤ＂ ｌｅｎｇｔｈ＝＂３２＂ ／＞

＜／ｍａｎｙ－ｔｏ－ｏｎｅ＞

……

＜／ｃｌａｓｓ＞

＜／ｈｉｂｅｒｎａｔｅ－ｍａｐｐｉｎｇ＞

當(dāng)系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)庫開始會(huì)話Ｓｅｓｓｉｏｎ時(shí)，由于數(shù)據(jù)庫操作是被Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ封裝起來的，所以數(shù)據(jù)源不需要注入到具體的邏輯類中，只會(huì)被注入給Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ的ＳｅｓｓｉｏｎＦａｃｔｏｒｙ。具體配置如下：

＜ｂｅａｎ ｉｄ＝＂ｓｅｓｓｉｏｎＦａｃｔｏｒｙ＂ ｃｌａｓｓ＝＂ｏｒｇ．ｓｐｒｉｎｇｆｒａｍｅｗｏｒｋ．ｏｒｍ．ｈｉｂｅｒｎａｔｅ３．ＬｏｃａｌＳｅｓｓｉｏｎＦａｃｔｏｒｙＢｅａｎ＂ ｓｉｎｇｌｅｔｏｎ＝＂ｔｒｕｅ＂＞

＜ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｎａｍｅ＝＂ｄａｔａＳｏｕｒｃｅ＂＞

＜ｒｅｆ ｂｅａｎ＝＂ｄａｔａＳｏｕｒｃｅ＂ ／＞

＜／ｐｒｏｐｅｒｔｙ＞

＜ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｎａｍｅ＝＂ｈｉｂｅｒｎａｔｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ＂＞

＜ｐｒｏｐｓ＞

＜ｐｒｏｐ ｋｅｙ＝＂ｈｉｂｅｒｎａｔｅ．ｄｉａｌｅｃｔ＂＞￥｛ｈｉｂｅｒｎａｔｅ．ｄｉａｌｅｃｔ｝＜／ｐｒｏｐ＞＜ｐｒｏｐ ｋｅｙ＝＂ｈｉｂｅｒｎａｔｅ．ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ．ｐｒｏｖｉｄｅｒ＿ｃｌａｓｓ＂＞ｏｒｇ．ｈｉｂｅｒｎａｔｅ．ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ． Ｃ３Ｐ０ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＰｒｏｖｉｄｅｒ＜／ｐｒｏｐ＞

……

＜／ｐｒｏｐｓ＞

＜／ｐｒｏｐｅｒｔｙ＞

＜ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｎａｍｅ＝＂ｍａｐｐｉｎｇＲｅｓｏｕｒｃｅｓ＂＞

＜ｌｉｓｔ＞

＜ｖａｌｕｅ＞ｃｏｍ／ｈｉｂｅｒｎａｔｅ／Ｕｓｅｒ．ｈｂｍ．ｘｍｌ＜／ｖａｌｕｅ＞

＜／ｌｉｓｔ＞

＜／ｂｅａｎ＞

ｍａｐｐｉｎｇＲｅｓｏｕｒｅｓ定義了所要加載的域?qū)ο蟮奈募驅(qū)ο蟮呐渲梦募荚谶@個(gè)屬性中被加載。

業(yè)務(wù)層中的實(shí)現(xiàn)類和持久層中的實(shí)現(xiàn)類的配置，如下所示：

＜！—— 配置持久化實(shí)現(xiàn)類 ——＞

＜ｂｅａｎ ｉｄ＝＂ＵｓｅｒＤＡＯ＂ｃｌａｓｓ＝＂ｃｏｍ．ｄａｏ．ｉｍｐｌ．ＵｓｅｒＤＡＯＩｍｐｌ＂＞

＜ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｎａｍｅ＝＂ｓｅｓｓｉｏｎＦａｃｔｏｒｙ＂＞

＜ｒｅｆ ｂｅａｎ＝＂ｓｅｓｓｉｏｎＦａｃｔｏｒｙ＂ ／＞

＜／ｐｒｏｐｅｒｔｙ＞

＜／ｂｅａｎ＞

＜！—— 配置業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)類 ——＞

＜ｂｅａｎ ｉｄ＝＂ＵｓｅｒＳｅｒｖｉｃｅ＂ ｐａｒｅｎｔ＝＂ｔｘＰｒｏｘｙＴｅｍｐｌａｔｅ＂＞

＜ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｎａｍｅ＝＂ｔａｒｇｅｔ＂＞

＜ｂｅａｎ ｃｌａｓｓ＝＂ｃｏｍ． ｓｅｒｖｉｃｅ．ｉｍｐｌ．ＵｓｅｒＳｅｒｖｉｃｅＩｍｐｌ＂ｓｉｎｇｌｅｔｏｎ＝＂ｆａｌｓｅ＂＞

＜ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｎａｍｅ＝＂ｕｓｅｒＤＡＯ＂ ｒｅｆ＝＂ｕｓｅｒＤＡＯ＂ ／＞

……

＜／ｂｅａｎ＞

＜／ｐｒｏｐｅｒｔｙ＞

＜／ｂｅａｎ＞

可以看出，業(yè)務(wù)層實(shí)現(xiàn)類ＵｓｅｒＳｅｒｖｉｃｅＩｍｐｌ通過配置文件調(diào)用ＵｓｅｒＤＡＯ接口完成了具體業(yè)務(wù)對(duì)象的操作流程。業(yè)務(wù)層就和持久層中的ＤＡＯ數(shù)據(jù)操作聯(lián)系了起來。

表示層的ＵｓｅｒＡｃｔｉｏｎ通過配置文件方法ｃｔｘ（）調(diào)用ＵｓｅｒＳｅｒｖｉｃｅ接口，業(yè)務(wù)邏輯就調(diào)用了業(yè)務(wù)對(duì)象，完成了業(yè)務(wù)操作，表示層和業(yè)務(wù)層就聯(lián)系起來了。

綜上，通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的配置文件，以及各層接口和接口實(shí)現(xiàn)類的關(guān)系，就可以清楚地了解到，系統(tǒng)的三層框架是如何低耦合地聯(lián)系在一起的。

４結(jié)束語

本文將兩個(gè)輕量級(jí)的Ｊ２ＥＥ框架Ｓｐｒｉｎｇ和Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ集成在一起，設(shè)計(jì)了一個(gè)符合具體項(xiàng)目要求的教研室信息化管理系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)踐證明，這兩個(gè)開源框架可以很好地實(shí)現(xiàn)表示層、業(yè)務(wù)層及持久層的分離，使系統(tǒng)具有很好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。本系統(tǒng)現(xiàn)已通過測(cè)試，運(yùn)行穩(wěn)定、效果良好，下一步可在在教研室內(nèi)部及本專業(yè)學(xué)生中推廣使用，逐步實(shí)現(xiàn)教研室的管理信息化、教學(xué)科研信息化、師生交流信息化、對(duì)外展示信息化。

主要參考文獻(xiàn)

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