1.2 JavaEE核心技術

JavaEE為了適應大型企業級系統開發的需要，制定和規范了大量的技術，JavaEE核心技術平臺如圖1.5所示。

圖1.5 JavaEE核心技術平臺

下面對JavaEE所涉及的核心技術進行簡要講解。

1.2.1 JSP（Java服務頁面）

JSP（Java Server Pages）是由Sun公司組織其他公司一起建立的一種動態網頁技術標準。JSP技術的推出是為了對抗ASP，但它又有點類似ASP技術，它可以在傳統的網頁HTML文件中插入Java程序段和腳本文件及JSP標記。用JSP開發的Web應用是跨平臺的，既能在Linux下運行，也能在其他操作系統上運行。

JSP的運行方式是：當客戶端向服務器發出請求時，被請求的JSP首先被Web應用服務器編譯成Servlet并執行，然后將所產生的結果作為一個HTML文件傳給瀏覽器。如果該JSP文件沒有被修改過，當客戶端再次向服務器發出請求時，JSP文件將不會再被編譯，而是直接執行已編譯好的Servlet，從而加快了訪問速度。

JSP內置了6種對象，它們分別是：

● Request，該對象封裝了用戶提交的信息，通過調用該對象相應的方法可以獲取用戶提交的信息。

● Response，該對象對客戶的請求做出動態的響應，向客戶端發送數據。

● Session，該對象在第一個JSP頁面被裝載時自動創建，同時產生一個ID號，JSP引擎同時將這個ID號發送到客戶端，存放在Cookie中，當客戶再次訪問連接該服務器的其他頁面時，不再分配給客戶新的Session對象，這樣Session對象和客戶之間就建立了一一對應的關系。直到客戶關閉瀏覽器后，服務器端該客戶的Session對象才被取消，并且和客戶的會話對應關系消失，當客戶重新打開瀏覽器再次連接到該服務器時，服務器為該客戶再創建一個新的Session對象。

● Application，當服務器啟動時該對象自動創建，當客戶在所訪問網站的各個頁面之間瀏覽時，共享同一個Application對象，直到服務器關閉。與Session對象不同的是所有客戶端共享一個Application對象，而Session對象是一個客戶共享一個Session對象。

● Out，該對象是一個輸出流，用來向客戶端輸出各種數據。

● Cookie，該對象是服務器保存在客戶端硬盤上的一段文本，它以“關鍵字=值”的格式來保存內容，并且允許用戶自己創建和讀取它。

1.2.2 Servlet

借助Java的跨平臺特性，Servlet被設計成一種獨立于平臺和協議的服務器端的Java應用程序，可以生成動態的Web頁面。Servlet由Web服務器進行加載，該Web服務器必須包含支持Servlet的Java虛擬機。Servlet不是獨立的Java應用程序，沒有main方法，它不是由用戶直接調用，而是由容器調用的。

JSP編譯后就是Servlet，但它并沒有增強Servlet的功能，只是比直接使用Servlet進行編程更加方便。Servlet采用請求響應的工作方式，Servlet技術作為Web服務器功能的增強器，其功能涵蓋了從客戶端請求響應動態生成文檔到保證會話安全、訪問后臺數據庫服務器等。

每個Servlet都有自己的生命周期，都包含init和destroy方法，每個Servlet都需要實現Servlet接口，其主要的邏輯將集中在service方法中。當一個請求映射到一個Servlet時，該容器執行下列步驟：

01 如果一個Servlet的實例并不存在，Web容器將加載Servlet類，創建一個Servlet類的實調用init方法初始化Servlet實例。

02 調用service方法，傳遞一個請求和響應對象。

03 如果該容器要移除這個Servlet，可調用Servlet的destroy方法來結束該Servlet。Servlet的生命周期包括加載、初始化、處理客戶端請求及服務結束。

1.加載和初始化

在Servlet的生命周期中，僅執行一次init方法，它是在服務器裝入Servlet時執行的?？梢耘渲梅掌鳎员阍趩臃掌骰蚩蛻魴C首次訪問Servlet時裝入Servlet。無論有多少客戶機訪問Servlet，都不會重復執行init方法。

2.處理客戶端請求

每一個請求由ServletRequest類型的對象代表，而Servlet使用ServletResponse返回該請求。這些對象被作為service方法的參數傳遞給Servlet，service方法是Servlet的核心。每當一個客戶請求一個ServletRequest對象時，該對象的service方法就要被調用。

當一個客戶通過HTML表單發出一個HTTP POST請求時，doPost方法被調用；當一個客戶通過HTML表單發出一個HTTP GET請求或直接請求一個URL時，doGet方法被調用。與GET請求相關的參數添加到URL的后面，并與這個請求一起發送。

在HTTP請求的情況下，容器必須提供代表請求和響應的HttpServletRequest和HttpServletResponse的具體實現。

3.服務結束

destroy方法和init方法一樣，僅執行一次，即在服務器停止且卸載Servlet時執行該方法。當服務器卸載Servlet時，將在所有service方法調用完成后，或在指定的時間間隔過后調用destroy方法。一個Servlet在運行service方法時可能會產生其他的線程，因此請確認在調用destroy方法時，這些線程已終止或完成。一旦destroy方法被調用，容器就不會再向該實例發送任何請求；如果容器需要再使用該Servlet，則必須創建新的實例。

1.2.3 EJB（企業級JavaBean）

EJB是一個Java服務器端組件開發的規范，定義了一個用來開發面向對象分布式應用組件的標準方法，軟件廠商根據它來實現EJB服務器。EJB主要由3種Bean組成：

● 會話Bean，用于實現業務邏輯，它可以是有狀態的，也可以是無狀態的。每當客戶端請求時，容器就會選擇一個會話Bean來為客戶端服務。

● 實體Bean，用于實現O/R（對象/關系）映射，負責將數據庫中的表記錄映射為內存中的Entity對象，事實上，創建一個實體Bean對象相當于新建一條記錄；修改一個實體Bean時，容器會自動將Entity Bean的狀態和數據庫同步；刪除一個實體Bean會同時從數據庫中刪除對應記錄。

● 消息驅動Bean，它基于JMS消息，只能接收客戶端發送的JMS消息然后處理。它實際上是一個異步的無狀態會話Bean，客戶端調用消息驅動Bean后無須等待，立刻返回，消息驅動Bean將異步處理客戶端請求。

Java程序員可以將一些EJB組件組合起來，從而方便、快捷地構建起分布式應用程序。EJB規范在簡化分布式應用程序開發復雜性方面也做了大量的工作，EJB程序員不必太擔心事務處理、多線程、資源管理等方面的問題，可以專注于支持應用所需的商業邏輯，而不用擔心周圍框架的實現問題。使用EJB可以使整個程序分塊明確，并且EJB可以使用其他EJB或JDBC等服務，從而增強了分布式應用程序的可擴展性和性能；另外，EJB的使用增強了整個系統程序的可靠性、可管理性和可移植性。

EJB的調用過程由如下幾步組成：先初始化上下文InitialContext，然后獲取遠程的或者本地的Home接口，再進行Home.create()，獲取遠程EJB對象，最后通過EJB對象調用業務方法。

1.2.4 JDBC（Java數據庫連接）

JDBC是Java提供的用來執行SQL語句的Java API，可以為多種關系數據庫提供統一訪問。它由一組用Java語言編寫的類和接口組成，是用于Java應用程序連接數據庫的標準方法。有了JDBC，向各種關系數據發送SQL語句就是一件很容易的事了。像ODBC一樣，JDBC對開發者屏蔽了一些細節問題；另外，JDBC對數據庫的訪問也具有平臺無關性，JDBC使用已有的SQL標準并支持與其他數據庫連接標準。

JDBC用來和數據庫打交道的一般步驟是：加載驅動程序、與數據庫建立連接、發送SQL語句、處理結果。示意代碼如下：

      //加載驅動程序
      Class.forName("com.ibm.db2.jcc.DB2Driver");
      //建立連接
      Connection con = DriverManager.getConnection (" jdbc:db2://10.1.1.10:50000/ db2 ","db2admin"," db2admin ");
      //創建Statement，發送SQL語句
      Statement stmt = con.createStatement();
      //獲取結果集
      ResultSet rs = stmt.executeQuery(" select ＊ from user ");
      //循環獲取結果集中的值
      while(r.next()){
          String s=r.getString("name");
      }

目前，比較常見的JDBC驅動程序可分為以下4類。

● JDBC-ODBC橋+ODBC驅動程序：JDBC橋產品利用ODBC驅動程序提供JDBC訪問。這種類型的驅動程序最適合于企業網，或者用Java編寫的具有三層結構的應用程序服務器。

● 本地API：這種類型的驅動程序把客戶機API上的JDBC調用轉換為Oracle、Sybase、Informix、DB2或其他DBMS的調用。

● JDBC網絡純Java驅動程序：這種驅動程序將JDBC轉換為與DBMS無關的網絡協議，之后這種協議又被某個服務器轉換為一種DBMS協議。這種網絡服務器中間件能夠將它的純Java客戶機連接到多種不同的數據庫上，所用的具體協議取決于提供者。這是最為靈活的JDBC驅動程序，有可能所有的這種解決方案的提供者都提供適合于Intranet用的產品。

● 本地協議純Java驅動程序：這種類型的驅動程序將JDBC調用直接轉換為DBMS所使用的網絡協議。這將允許從客戶機上直接調用DBMS服務器，是Intranet訪問的一個很實用的解決方法。由于許多這樣的協議都是專用的，因此數據庫提供者自己將是主要來源。

1.2.5 JTA（Java事務）

一般來說，事務處理由若干個步驟組成。作為一個整體的操作過程，所有步驟必須同時操作成功或者失敗。當所有的步驟都操作成功時，事務就算操作成功了；而當其中某一個步驟操作失敗時，該步驟之前的操作就必須撤銷。簡單來說，所謂事務就是一系列必須都成功的操作，只要有一步操作失敗，所有其他的步驟將都被撤銷。因此，事務中有提交和回滾兩個概念。

● 提交（Commit）：當所有的操作步驟都被完整執行后，稱該事務被提交。

● 回滾（RollBack）：由于某一操作步驟執行失敗，導致所有步驟都沒有被提交，則事務必須回滾，即回到事務執行前的狀態。

在JavaEE中，事務主要有Bean-Managed Transaction和Container-Managed Transaction兩大類，其中在Bean-Managed Transaction中還會分為JDBC Transaction和JTA Transaction兩種。JTA的英文全稱是Java Transaction API，它為JavaEE平臺提供了分布式事務服務。要用JTA進行事務界定、提交和回滾，應用程序需調用javax.transaction.UserTransaction接口中的begin、commit和rollback方法。JTA接口包含在javax.transaction和javax.transaction.xa這兩個包中，進行JTA事務處理的示意代碼如下：

      public void test() {
          //獲取事務
          UserTransaction ut = context.getUserTransaction();
          try {
              //事務開始
              ut.begin();
              //執行業務代碼
      …
      //提交事務
      ut.commit();
          } catch (Exception ex) {
              try {
                  //事務回滾
                  ut.rollback();
              } catch (SystemException syex) {
                  throw new EJBException
                      ("Rollback failed: " + syex.getMessage());
              }
              //拋出異常
              throw new EJBException
                  ("Transaction failed: " + ex.getMessage());
          }
      }

JTA可以實現同一事務對應不同的數據庫，但它無法實現事務的嵌套。JTA只定義了一組Java接口用于描述JavaEE中事務管理器與應用程序、資源管理器及應用服務器之間的事務通信。它主要包括高層接口（即面向應用程序的接口）、XAResource接口（即面向資源的接口）及事務管理器的接口，JTA沒有具體的實現，JTS是服務OTS的JTA的實現。簡單地說，JTS實現了JTA接口，并且符合OTS的規范。

1.2.6 JavaMail（Java郵件服務）

JavaMail是Sun公司提供給開發者處理電子郵件的編程接口，它可以方便地執行一些常用的郵件傳輸。在使用JavaMail開發郵件系統之前，有必要先了解幾個常用的郵件傳輸協議。

● SMTP：英文全稱是Simple Mail Transfer Protocol，中文意思是“簡單郵件傳輸協議”，它由RFC821定義，定義了發送郵件的機制。在JavaMail環境中，基于JavaMail的程序將和因特網服務供應商（ISP）的SMTP服務器通信，SMTP服務器會將郵件消息發送給接收方SMTP服務器，以便最終讓用戶經由POP或者IMAP獲得。

● POP：英文全稱是Post Office Protocol，中文意思是“郵局協議”，它一般被稱為POP3，代表目前的版本號是3。這個協議是由RFC1939定義的。POP是一種機制，因特網上大多數用戶用它得到郵件。

● IMAP：英文全稱是Internet Message Access Protocol，中文意思是“因特網消息訪問協議”，它是更高級的用戶接收消息的協議。這個協議由RFC2060定義，它一般被稱為IMAP4，代表目前的版本號是4。在用到IMAP時，郵件服務器必須支持這個協議。

● MIME：英文全稱是Multipurpose Internet Mail Extensions，中文意思是“多用途的因特網郵件擴展”標準，它不是郵件傳輸協議，只是定義了被傳輸內容、附件及其他信息的格式。

核心JavaMail API由7個類組成：Session、Message、Address、Authenticator、Transport、Store及Folder。通過上述類，可以完成包括發送消息、接收消息、認證、回復消息、轉發消息、管理附件等功能。使用JavaMail來發送郵件的示意代碼如下：

      //創建一個格式為“mail.smtp.host”的文件用來發送信息
      Properties props = new Properties();
      props.put("mail.smtp.host", "smtp.jspinsider.com");
      //基于JavaMail的程序都至少需要一個或全部的對話目標
      Session sendMailSession;
      sendMailSession = Session.getInstance(props, null);
      //郵件的傳輸只有送出或收到兩種狀態，傳輸將送出郵件，而存儲將收取郵件
      Transport transport;
      transport = sendMailSession.getTransport("smtp");
      //封裝郵件信息
      Message newMessage = new MimeMessage(sendMailSession);
      //設定郵件內容
      newMessage.setSubject("subject");
      newMessage.setSentDate(new Date());
      newMessage.setText("text");
      //發送郵件
      transport.send(newMessage);

1.2.7 JMS（Java消息服務）

JMS是JavaEE中有關面向消息中間件的技術規范，它提供創建、發送、接收和讀取消息的服務。它的英文全稱是Java Message Service，即Java消息服務。

JMS的消息傳遞機制分為兩種：點對點式（P2P）和發布訂閱式（P/S）。兩種消息的傳遞機制都實現了異步傳遞模式，點對點式通過Queue的形式，在Consumer（消費者）和Producer （制造者）之間進行了安全連接，使得消息傳遞只在這兩者之間進行。如果應用程序開發者希望每一條消息都能夠被處理，那么應該使用P2P消息模型；發布訂閱式通過Topic的形式，實現一到多的消息廣播，如果一定程度的消息傳遞的不可靠性可以被接受的話，那么應用程序開發者也可以使用P/S消息模型。

JMS中的消息由兩部分組成：報頭和消息主體。報頭由路由信息及有關該消息的元數據組成；消息主體則攜帶著應用程序的數據或有效負載。消息可以分為5種類型：簡單文本（TextMessage）、可序列化的對象（ObjectMessage）、屬性集合（MapMessage）、字節流（BytesMessage）和原始值流（StreamMessage）。

JMS的運行機制是：客戶機將消息發送給一個主題或隊列，而其他的JMS客戶機則預訂或監聽這個虛擬通道，當JMS客戶機發送消息后，它并不等待回應，而是繼續執行下一條指令，消息可能最終轉發到一個或多個客戶機，這些客戶機都不需要做出回應。發送一個消息隊列的示意代碼如下：

      TextMessage message = queueSession.createTextMessage();
      //設定要發送的消息
      message.setText(msg_text);
      //發送消息
      queueSender.send(message);

接收一個消息隊列的示意代碼如下：

      Message m = queueReceiver.receive();
      //判斷接收到的消息類型是否是文本類型
      if (m instanceof TextMessage) {
          TextMessage message = (TextMessage) m;
      } else {
          //進行其他類型的處理
      }

1.2.8 RMI（遠程方法調用）

RMI允許開發人員使用Java編寫分布式對象，它大大增強了Java開發分布式應用的能力。RMI的英文全稱是Remote Method Invocation，即遠程方法調用，它支持存儲于不同地址空間的程序級對象之間彼此進行通信，實現遠程對象之間的無縫遠程調用。

RMI用來進行通信的協議是JRMP（Java Remote Messaging Protocol，Java遠程消息交換協議）， JRMP是專為Java的遠程對象制定的協議，是分布式應用系統的Java解決方案，但RMI對于用非Java語言開發的應用系統的支持不足，不能與用非Java語言書寫的對象進行通信。

使用RMI的步驟如下：

01 定義和實現遠端接口中的參數。

02 定義和實現遠端接口。

03 編寫服務端代碼。

04 編寫客戶端代碼。

05 生成stub和skeltion，并將stub打包到客戶端JAR中，將skeltion打包到服務器端JAR中。

06 啟動rmiregistry，并將服務注冊到rmiregistry中，然后運行代碼。

1.2.9 JNDI（Java命名和目錄服務）

JNDI是Sun公司提供的一種標準的Java命名系統接口，它的英文全稱為Java Naming and Directory Interface，即Java命名和目錄服務。它是一個應用程序設計的API，為開發人員提供了查找和訪問各種命名和目錄服務的通用、統一的接口，類似于JDBC，都是構建在抽象層上。使用JNDI的示意代碼如下：

      Connection conn=null;
      try {
          //初始化上下文
          Context ctx=new InitialContext();
          //根據JNDI獲取數據源
          DataSource ds =(Datasource)ctx.lookup("java:comp/env/jdbc/mydb");
          //獲取連接
          Connection c=ds.getConnection();
          //進行業務處理
          ...
          //關閉連接
          c.close();
      }
      catch(Exception e) {
          e.printStackTrace();
      }
      finally {
          //關閉連接
          if(conn!=null) {
              try {
                  conn.close();
              } catch(SQLException e) { }
          }
      }

為了讓JNDI解析java:comp/env/jdbc/mydb，必須把＜resource-ref＞標簽插入到web.xml文件中。web.xml文件中的示意代碼如下：

      ＜resource-ref＞
          ＜description＞JNDI＜/description＞
          //設定數據源
          ＜res-ref-name＞jdbc/mydb＜/res-ref-name＞
          ＜res-ref-type＞javax.sql.DataSource＜/res-ref-type＞
          ＜res-auth＞Container＜/res-auth＞
      ＜/resource-ref＞

1.2.10 XML（擴展標識語言）

XML的英文全稱是eXtensible Markup Language，它是一種簡單的數據存儲語言，使用一系列簡單的標記描述數據，而這些標記可以用方便的方式建立。雖然XML比二進制數據要占用更多的空間，但XML極其簡單且易于掌握和使用。與數據庫不同的是，XML不提供數據索引、排序、查找等功能，它僅僅是展示數據。下面展示一個XML的示例：

      ＜?xml version="1.0"?＞
      ＜employees＞
          ＜employee＞
              ＜name＞志學＜/name＞
              ＜sex＞男＜/sex＞
              ＜age＞28＜/age＞
              ＜department＞信息化部＜/department＞
              ＜head＞項目經理＜/head＞
          ＜/employee＞
      ＜/employees ＞

SGML是所有標記語言的母語言，HTML和XML都派生自SGML，這三者之間的關系如圖1.6所示。

圖1.6 HTML、XML和SGML之間的關系

HTML、SGML和XML將憑借各自的特點繼續用于其合適的地方，它們中的任何一個都不會使其他的廢棄。HTML仍是在Web上快速發布數據的最簡單的方法；SGML在高端復雜結構的應用及規范制定方面將繼續適用；而對于數據廣泛性和靈活性有特定要求的用戶，XML則是最好的選擇。

1.2.11 JMX（Java分布式管理）

JMX是一個為應用程序、設備、系統等植入管理功能的框架，它的英文全稱是Java Management Extensions，即Java分布式管理。JMX可以跨越一系列異構操作系統平臺、系統體系結構和網絡傳輸協議，靈活地開發無縫集成的系統、網絡和服務管理應用。

JMX的體系結構圖如圖1.7所示。

圖1.7 JMX的體系結構圖

JMX的體系結構分為以下4個層次。

● 設備層：主要定義了信息模型。在JMX中，各種管理對象以管理構件的形式存在，需要管理時，向MBean服務器進行注冊。

● 代理層：主要定義了各種服務及通信模型。該層的核心是一個MBean服務器，所有的管理構件都需要向它注冊，才能被管理。

● 分布服務層：主要定義了能對代理層進行操作的管理接口和構件，這樣管理者就可以操作代理了。

● 附加管理協議API：定義的API主要用來支持當前已經存在的網絡管理協議，如SNMP、TMN、CIM/WBEM等。

1.2.12 JACC（Java容器授權合同）

JACC為了將各種授權認證服務器置入到JavaEE產品中，它在JavaEE應用服務器和特定的授權認證服務器之間定義了一個連接協議。JACC的英文全稱是Java Authorization Service Provider Contract for Containers，它是一種基于標準的方法，用于將外部安全管理器與應用服務器集成。JACC提供了將安全授權的權限檢查委托給外部提供程序的功能。由于授權檢查是在容器將控制權交給應用程序前進行的，因此JACC具有能夠清楚區分自定義授權邏輯和應用程序邏輯的優勢，從而滿足了關注點分離的需求。

1.2.13 JCA（Java連接器體系）

JCA定義了一種使JavaEE應用程序與EIS用一種安全和事務性的方式進行通信的方法。JCA的英文全稱是Java Connector Architecture，即Java連接器體系，它幫助開發者進行不同種類的EIS之間的無縫集成，用一種安全和事務性的方法連接JavaEE應用程序和非JavaEE環境。JCA連接器一方面與JavaEE應用服務器建立系統級連接，另一方面與訪問EIS資源的應用組件建立應用級連接。

JCA規范中定義了兩種級別的編程接口：

● 公共客戶機接口，任何JavaEE組件都可以用這種接口與EIS進行交互。

● 系統編程接口，它們只在應用程序服務器內部使用。

JCA的體系結構圖如圖1.8所示。

圖1.8 JCA的體系結構圖

使用JCA比使用JMS能更好地結合JavaEE應用程序和EIS，使用JCA和JMS連接JavaEE和EIS的示意圖如圖1.9所示。

圖1.9 使用JCA和JMS連接JavaEE和EIS的示意圖