基于組件庫(kù)技術(shù)的JAVA EE 實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

2020-09-29 05:49:40陳科

實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理 2020年6期

陳科

（四川大學(xué)錦城學(xué)院計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院，四川成都 611731）

據(jù)權(quán)威編程語(yǔ)言排行榜TIOBE[1]統(tǒng)計(jì)，目前JAVA仍然是世界上使用范圍最廣、使用人數(shù)最多、影響力最大的編程語(yǔ)言。各大高校計(jì)算機(jī)專業(yè)都開(kāi)設(shè)了JAVA編程相關(guān)的課程，并分配了大量的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，以培養(yǎng)和提高學(xué)生JAVA 編程能力。通過(guò)一學(xué)期（約64 學(xué)時(shí)）的理論加實(shí)踐學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生可以掌握J(rèn)AVA 標(biāo)準(zhǔn)版（JAVA SE）的核心內(nèi)容，包括JAVA 基礎(chǔ)語(yǔ)法、面向?qū)ο蠡靖拍詈驮O(shè)計(jì)思想、JAVA 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)調(diào)用方法等。常見(jiàn)的JAVA 課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法包括微課教學(xué)、案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)、CDIO 模式教學(xué)等[2-4]。

JAVA SE 一般不能直接應(yīng)用到項(xiàng)目研發(fā)和工程實(shí)踐中。在JAVA SE 基礎(chǔ)上、以輕量級(jí)MVC 模式為核心的JAVA 企業(yè)版（JAVA EE）[5-8]是主流的JAVA 平臺(tái)開(kāi)發(fā)架構(gòu)，許多學(xué)校也開(kāi)設(shè)了JAVA EE 的實(shí)驗(yàn)課程，并研究了一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法[9-12]，主要集中于案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中的新方法探索。但JAVA EE 架構(gòu)復(fù)雜、代碼量大、能力要求高，大部分JAVA EE 實(shí)驗(yàn)由于學(xué)時(shí)限制，再加上學(xué)生大多沒(méi)有企業(yè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程效果不佳，很難在短期內(nèi)培養(yǎng)和提高學(xué)生的JAVA EE 實(shí)踐能力，因此迫切需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

本文通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，積極探索新型JAVA EE 開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，將基于MVC 模式的輕量級(jí)JAVA EE架構(gòu)進(jìn)行組件化設(shè)計(jì)，并通過(guò)自動(dòng)構(gòu)建技術(shù)，快速完成JAVA EE 應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程，避免了傳統(tǒng)逐行代碼的編程方式，既提高了實(shí)驗(yàn)課程效率，又提升了學(xué)生JAVA EE 的編程實(shí)踐能力，取得了較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

1 組件與組件庫(kù)設(shè)計(jì)

1.1 組件定義與設(shè)計(jì)

基于“模型—視圖—控制（MVC）”模式的輕量級(jí)JAVA EE 是目前主流的軟件體系，JAVA EE 實(shí)驗(yàn)也基于MVC 層次架構(gòu)開(kāi)展。要實(shí)現(xiàn)全棧MVC 體系，必然需要編寫前端界面（常常基于HTML 和JavaScript等技術(shù)）、后臺(tái)控制邏輯和數(shù)據(jù)庫(kù)模型，因此采用MVC實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的業(yè)務(wù)邏輯，包括常見(jiàn)的數(shù)據(jù)增、刪、改、查操作，需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間和較大的精力，短短的實(shí)驗(yàn)課時(shí)很難高質(zhì)量地完成全部操作過(guò)程，學(xué)生普遍感覺(jué)知識(shí)點(diǎn)多、編程復(fù)雜、上手困難，因此實(shí)踐效果不佳。

為了改革JAVA EE 實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們提出了創(chuàng)新的MVC 組件概念，摒棄從底層開(kāi)始直接編寫代碼的傳統(tǒng)模式，將復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯組件化，再通過(guò)積木式的組件拼接和組合，形成組件庫(kù)，從而構(gòu)建出完整的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，達(dá)到了更高效的實(shí)踐效果。

JAVA EE 組件，簡(jiǎn)稱組件，是符合MVC 規(guī)范的細(xì)粒度的業(yè)務(wù)模塊，包含前端界面和后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯。一個(gè)MVC 組件由組件名、組件描述和組件代碼實(shí)現(xiàn)三部分構(gòu)成。

按照規(guī)模劃分，組件可分為小型組件，如刪除、新增等功能按鈕；以及大型組件，如查詢列表、數(shù)據(jù)表單等組件。一些小型組件可組合成為大型組件。

組件的標(biāo)識(shí)符稱為組件名，各組件的名稱必須唯一，且組件命名應(yīng)當(dāng)符合JAVA 標(biāo)識(shí)符命名規(guī)范，如數(shù)據(jù)新增按鈕組件可命名為：dataAddButton。

組件描述是對(duì)組件功能和屬性的形式化定義，我們采用了XML 語(yǔ)言對(duì)組件進(jìn)行描述，將每個(gè)組件映射為一個(gè)XML 標(biāo)簽（tag），既增加了可讀性，又便于編寫計(jì)算機(jī)程序解析。典型的組件定義如圖1 所示。

圖1 組件XML 定義

不同組件通過(guò)定義不同的屬性，具有不同的功能和表現(xiàn)形式，同一組件的不同實(shí)例具有不同的屬性值，也能表現(xiàn)出不同的界面和功能。以文本輸入框（textbox）組件為例，XML 定義如圖2 所示。組件的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖3 所示。

首先將組件XML 定義輸入到XML 解析器中，一般可采用開(kāi)源框架Dom4J 作為解析器[13-15]，然后根據(jù)組件樣式編寫前端界面，再根據(jù)組件功能編寫后臺(tái)JAVA 邏輯代碼。在編寫過(guò)程中，需要讀取XML 的組件屬性作為參數(shù)，最終生成完整的組件邏輯，輸出可用的JAVA EE 組件供使用。

圖2 textbox 組件XML 定義

圖3 JAVA EE 組件實(shí)現(xiàn)過(guò)程

一個(gè)完整的JAVA EE 組件至少包括前端HTML頁(yè)面和后臺(tái)JAVA 代碼，結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 JAVA EE 組件結(jié)構(gòu)示意圖

前端頁(yè)面主要包括標(biāo)準(zhǔn)HTML 標(biāo)簽（如按鈕對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽為

基于組件庫(kù)技術(shù)的JAVA EE 實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

1 組件與組件庫(kù)設(shè)計(jì)

1.1 組件定義與設(shè)計(jì)

1.2 組件庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2 組件引擎設(shè)計(jì)

3 JAVA EE 教學(xué)實(shí)踐

3.1 傳統(tǒng)JAVA EE 編程實(shí)驗(yàn)教學(xué)

3.2 基于組件庫(kù)的JAVA EE 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

3.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)