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實現(xiàn)一個與數(shù)據(jù)庫表字段松耦合的J2EE應(yīng)用

在軟件項目的分析設(shè)計過程中，我們首先分析數(shù)據(jù)實體，例如確定類，類成員變量或者畫ER圖。再詳細設(shè)計UI界面上有哪些輸入框，文本框等，緊接著我們還會確定方法的參數(shù)個數(shù)和類型。這些過程緊密地依賴于數(shù)據(jù)實體的穩(wěn)定性，比如在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，我們需要多少表，每個表的字段有多少，它們的類型是什么等。但是當這個穩(wěn)定性失去了怎么辦？用戶很有可能說目前我只能為我的表大概確定這些字段。項目組是否該等到用戶確定之后再做?如果用戶說字段的變化就是我的一個需求，項目該如何開發(fā)？即使所有客戶能確定字段，不同的客戶確定的字段可能不會是一樣的。由于不同的客戶對字段的需求不是一樣的，項目組有時不得不不厭其煩地構(gòu)造源代碼的版本數(shù)。本文基于java環(huán)境，分析和實現(xiàn)了解決這個問題的方案。首先指出j2ee容器管理持久性實體bean的不足，接著講述了用java實現(xiàn)這個需求的技巧，最后是具體地實現(xiàn)。

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固定字段假設(shè)和CMP實體BEAN類機制

CMP實體BEAN機制也就是容器管理持久性實體bean機制。CMP實體bean的提供者提供的bean類具有持久性字段（或?qū)傩裕┑某橄骻et/set方法。這兩個方法與普通java bean的屬性的get/set方法一樣。下面是一個Personbean實體bean類的name持久性字段的申明。

 
 
 
   
  
  
  Class Personbean extends EntityBean {    
  
  
  Abstract String getName();    
  
  
  Abstract String setName(String vname);    
  
  
  String ebjCreate(String name) { setName(name);};    
  
  
  ------    
  
  
  }    
  
  
  部署時，一般部署工具會產(chǎn)生這個類的子類，子類的申明大概如下：    
  
  
  Class  PersonbeanSubClass extends Personbean{    
  
  
  Private:    
  
  
  String name;    
  
  
  Public:    
  
  
  String getName(){ return name;}    
  
  
  String setName(String vname){name=vname;}    
  
  
  ------    
  
  
  }

至于具體的字類實現(xiàn)機制可參見《Mastering Enterprise JavaBeans Second Edition》。容器創(chuàng)建的是子類的實例。通過父子類的比較可知，子類通過一個私有字段和繼承的兩個屬性get/set方法實現(xiàn)了一個實體bean的持久性屬性。部署工具是根據(jù)java bean的內(nèi)省機制生成這個子類的。這樣bean提供者只需規(guī)定持久性字段的抽象訪問器函數(shù)，其他的持久性實現(xiàn)都有工具輔助完成。但我們必須注意到，為了指定一個持久性字段，提供者必須硬編碼兩個訪問方法。同樣我們注意到為了創(chuàng)建一個實體Bean，我們?yōu)閑jbCreate方法提供了一個類型為String的參數(shù)。這樣的代碼無疑建立在這個實體bean只有一個持久性字段的前提之下。類似假設(shè)下的語句還有訪問數(shù)據(jù)庫時的Statement語句：

 
 
 
   
  
  
  Statement st = conn.createStatement();    
  
  
  St.execuate("insert into person (name) value('John')");

廣泛使用類似假設(shè)的例子還有Struts的視圖-模型數(shù)據(jù)交換機制中ActionForm和HTMLTag定制標簽處理類的數(shù)據(jù)交互。我暫且稱這種假設(shè)為固定字段假設(shè)，基于這個假設(shè)的代碼實現(xiàn)機制為CMP實體BEAN類機制，目的在于重視j2ee中的這個特征。

不定字段假設(shè)和腳本語言類技術(shù)

固定字段假設(shè)和CMP實體BEAN類機制硬編碼持久性字段，把字段的名字，個數(shù)和類型（本文稱為持久性字段的三屬性）三個中至少一個固定下來了，使得更改持久性字段的工作必然影響源代碼，這就產(chǎn)生了一系列令人討厭的代碼樹。不定字段假設(shè)和腳本語言類技術(shù)就是要把持久性字段的三屬性和源代碼分開，最終達到客戶可以訂制持久性字段的目的。典型的實現(xiàn)技術(shù)有XML，動態(tài)編譯技術(shù)，元數(shù)據(jù)技術(shù)，字典集合技術(shù)等。這些技術(shù)有一個共同點就是不固定持久性字段，有一個持久性字段的數(shù)據(jù)容器和一部分分析代碼。分析代碼解釋數(shù)據(jù)容器中的持久性字段，最后執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作。動態(tài)編譯技術(shù)是一個過渡技術(shù)，它可根據(jù)客戶配置，動態(tài)生成源代碼，接著及時編譯生成字節(jié)代碼，部署到應(yīng)用中。

3.1 XML

XML是一個非常好的數(shù)據(jù)交換格式，它具有很好的模式定義（DTD）,DTD是XML文檔的元數(shù)據(jù)，定義了文檔中數(shù)據(jù)的格式和組成。XML文檔中同時包含了數(shù)據(jù)名稱（元素名或?qū)傩悦┖蛿?shù)據(jù)值（元素文本或?qū)傩灾担?。另外JAVA中有很強的XML文檔分析和使用API，包括JAXP，JAXM等。JAXP集合了基于事件分析的簡單XML編程接口SAX和節(jié)點數(shù)的DOM分析技術(shù)。JAXM則是利用XML進行消息發(fā)送接收和消息處理的編程接口。XSLT能很容易地把XML文檔轉(zhuǎn)為其他格式的文檔如HTML，JAVA源代碼等。

3.2 動態(tài)編譯技術(shù)

利用XML表達用戶配置信息，XSLT把這些信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的JAVA源代碼，接著是用java.lang.Compiler類及時編譯產(chǎn)生字接代碼。當然你也可以生成其他的輔助類，sql語句等。詳細描述請參照 http://www.javaworld.com/javaworld/jw-02-2002/jw-0201-xslt.html

3.3 元數(shù)據(jù)技術(shù)

元數(shù)據(jù)技術(shù)把關(guān)于數(shù)據(jù)的描述放在數(shù)據(jù)字典中，使用者訪問數(shù)據(jù)字典可以得到關(guān)于數(shù)據(jù)的信息。數(shù)據(jù)字典可以放在xml文檔中，也可以在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。在客戶配置了持久性字段后，開發(fā)者訪問數(shù)據(jù)字典可以得到客戶的當前持久性字段，并生成正確的代碼。

3.4 字典集合技術(shù)

java中的哈西表等字典類集合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以在方法調(diào)用之間傳遞變化的持久性字段。平常我們的方法調(diào)用是表中有多少字段，填充數(shù)據(jù)庫的函數(shù)一般要接收多少參數(shù)，這樣就把持久性字段硬編碼入了源代碼中，持久性字段變化必會造成源代碼的變動。字典集合技術(shù)使這樣的函數(shù)的接口是固定的。

一個簡單任務(wù)

為了應(yīng)用上面的分析，具體體現(xiàn)如何實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫表字段松散耦合的j2ee應(yīng)用，在這里提出一個簡單的任務(wù)：做一個采集人員信息的應(yīng)用程序。

我們粗略分析一下便可得到一個人員類，暫且命名為Person，但字段我們確定不了。采用WAF框架來設(shè)計。關(guān)于WAF框架可參見 http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/l-j2eeArch/index.shtml

4.1 設(shè)計一、字典集合技術(shù)和元數(shù)據(jù)技術(shù)

下面設(shè)計圖（圖一）表示：客戶發(fā)出http請求，容器定位到person.jsp，這個網(wǎng)頁分成服務(wù)器部分和客戶端部分，服務(wù)器部分為在容器中運行的指令，這些指令會build在客戶瀏覽器上顯示頁面的客戶端部分，客戶端部分聚集（包含）了一個html表單，表單有一個提交按鈕，客戶可以點擊此按鈕發(fā)出提交請求。根據(jù)WAF的框架流程，我們設(shè)計一個personHTMLAction的類來處理用戶的提交請求。下面是這個關(guān)鍵類的設(shè)計說明：字段：

Connection conn 保存了從容器連接池中獲取的數(shù)據(jù)庫連接；
Hashtable reqHashNameValue 保存了從用戶提交的表單中提取的名字-值對；
Hashtable targetHashNameType 保存了從數(shù)據(jù)庫中獲得的關(guān)于數(shù)據(jù)表persion_table的元數(shù)據(jù)--字段名-類型對；
Hashtable finalHashNameValue保存了最后插入到數(shù)據(jù)庫中的名字-值對；
函數(shù)或方法：
Connect getConnect() 從容器的連接池中獲取數(shù)據(jù)庫連結(jié)；
Hashtable getReqHashNameValue（）從用戶提交的表單中提取名字-值對;
Hashtable getTargetHashNameType（）從數(shù)據(jù)庫中獲得關(guān)于數(shù)據(jù)表persion_table的元數(shù)據(jù)--字段名-類型對；
Hashtable getFinalHashNameValue（）根據(jù)targetHashNameType中的字段過濾掉reqHashNameValue中過多的字段，
得到最后插入到數(shù)據(jù)庫中的名字-值對；
Void insert（）根據(jù)targetHashNameType中的類型和finalHashNameValue中的名字-值對構(gòu)造sql語句，操作數(shù)據(jù)庫。
這些函數(shù)統(tǒng)一由WAF框架中的這個類的父類HTMLAction的一個函數(shù)perform來調(diào)用。

圖一：字典集合技術(shù)和元數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)計

圖二表達了這個設(shè)計達到的松散耦合效果。第一處在表單和處理類之間，它們間的數(shù)據(jù)傳遞充分利用了哈西字典類。達到的直接好處是我們可以開發(fā)出定制表單的工具讓客戶自己定制應(yīng)用的輸入界面，客戶可以增加各種輸入元素到表單上卻不會影響后臺的處理類。第二處在處理類和數(shù)據(jù)庫表格之間，它們間的數(shù)據(jù)傳遞充分利用了數(shù)據(jù)庫中的元數(shù)據(jù)信息,達到的直接好處是我們可以開發(fā)出定制數(shù)據(jù)表的工具讓客戶自己定制數(shù)據(jù)表的多數(shù)字段，客戶可以增加減少或修改字段卻不會影響處理類。

4.2 設(shè)計二、xml技術(shù)、哈西技術(shù)和元數(shù)據(jù)技術(shù)

設(shè)計圖（圖三）于圖二不同的是我們在控制層內(nèi)部加上了JMS技術(shù)，用XML作為數(shù)據(jù)的交換格式。 XMLpersonHTMLAction的類來處理用戶的提交請求，PersonMDB把數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫中去。下面是這兩個關(guān)鍵類的設(shè)計說明：

XMLpersonHTMLAction類
函數(shù)或方法：
String getReqXML() 調(diào)用getParameters()獲得客戶的提交數(shù)據(jù)，產(chǎn)生xml文檔；
Void sendXML() 生成一個臨時隊列作為消息的反饋隊列，利用JMS API把getReqXML()返回的xml文檔作為JMS的消息體發(fā)送出去。

PersonMDB類
字段：
Connect conn 保存了從容器連接池中獲取的數(shù)據(jù)庫連接；
Hashtable XMLHashNamue 保存了從處理類的發(fā)送來的消息中提取的名字-值對；
Hashtable targetHashNameType 保存了從數(shù)據(jù)庫中獲得的關(guān)于數(shù)據(jù)表persion_table的元數(shù)據(jù)--字段名-類型對；
Hashtable finalHashNamue保存了最后插入到數(shù)據(jù)庫中的名字-值對；

函數(shù)或方法：
Connect getConnect() 從容器的連接池中獲取數(shù)據(jù)庫連結(jié)；
Hashtable getXMLHashNamue（）從處理類的發(fā)送來的消息中提取名字-值對;
Hashtable getTargetHashNameType（）從數(shù)據(jù)庫中獲得關(guān)于數(shù)據(jù)表persion_table的元數(shù)據(jù)--字段名-類型對；
Hashtable getFinalHashNamue（）根據(jù)targetHashNameType中的字段過濾掉XMLHashNamue中過多的字段，得到最后插入到數(shù)據(jù)庫中的名字-值對；
Void insert（）根據(jù)targetHashNameType中的類型和finalHashNamue中的名字-值對構(gòu)造sql語句，操作數(shù)據(jù)庫；
Void sendReply() 發(fā)送反饋消息給處理類。
這些函數(shù)統(tǒng)一由EBJ 2.0 中的消息驅(qū)動BEAN的onMessage函數(shù)統(tǒng)一調(diào)用。

圖四表達了這個設(shè)計達到的松散耦合效果。與圖二相比，這個設(shè)計增加了一個松散耦合，從而增強了設(shè)計的分布特性。

總結(jié)

不能確定數(shù)據(jù)庫表的字段是一個普遍的需求不確定性問題，本文通過對J2EE技術(shù)的分析總結(jié)出兩個假設(shè)：固定字段假設(shè)和不定字段假設(shè)。有好多關(guān)鍵技術(shù)是基于固定字段假設(shè)的如CMP的實體BEAN技術(shù)，眾多框架的視圖-模型數(shù)據(jù)交換技術(shù)。這個假設(shè)和基于這個假設(shè)的技術(shù)往往造成項目的需求不確定風險，而且往往使項目組生成枝葉繁盛的源代碼版本數(shù)。不定字段假設(shè)把這種不確定性作為一個需求來處理，利用了XML技術(shù)、集合技術(shù)、元數(shù)據(jù)技術(shù)甚至動態(tài)編譯技術(shù)解決這個問題，達到數(shù)據(jù)庫字段和應(yīng)用松散耦合的最終目的。本文還給出了兩個設(shè)計方案供參考。

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