長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院碩士研究生作業(yè)簿年級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)S151專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)課程名稱計(jì)算機(jī)新技術(shù)專題姓名熊魏交作業(yè)時(shí)間2016年10月8日

基于SSM整合框架的快速開(kāi)發(fā)技術(shù)研究熊魏長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院S151班學(xué)號(hào):2015713901引言框架，即framework。其實(shí)就是某種應(yīng)用的半成品，把不同應(yīng)用程序中有共性的一些東西抽取出來(lái)，做成一個(gè)半成品程序，這樣的半成品就是所謂的程序框架。軟件系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)很復(fù)雜了，特別是服務(wù)器端軟件，涉及到的知識(shí)、內(nèi)容、問(wèn)題太多，在某些方面使用別人成熟的框架，就相當(dāng)于讓別人幫你完成一些基礎(chǔ)工作。你只需要集中精力，完成系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)，這樣每次開(kāi)發(fā)就不用白手起家，而是可以在這個(gè)基礎(chǔ)上開(kāi)始搭建。使用框架的最大好處：減少重復(fù)開(kāi)發(fā)工作量、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、降低開(kāi)發(fā)成本，同時(shí)，還有其它的好處，如：使程序設(shè)計(jì)更合理，程序運(yùn)行更穩(wěn)定等。基于這些原因，基本上現(xiàn)在在開(kāi)發(fā)中，都會(huì)選用某些合適的開(kāi)發(fā)框架，來(lái)幫助快速高效的開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)?？蚣艿倪x擇，就是看哪個(gè)框架最合適，從而減少開(kāi)發(fā)的工作量，提高開(kāi)發(fā)的效率和質(zhì)量，并有效減少維護(hù)的工作量，最終達(dá)到節(jié)約綜合開(kāi)發(fā)成，本獲取更多的收益。下面簡(jiǎn)單了解一下SpringMVC+Spring+Mybatis三大框架。2.技術(shù)架構(gòu)系統(tǒng)采用以spring為核心并整合了Springmvc和mybatis的3個(gè)輕量級(jí)框架技術(shù)的組合，即SSM整合框架。利用SSM整合框架可開(kāi)發(fā)出分層、易擴(kuò)展、易維護(hù)的企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)。，能夠極大地滿足系統(tǒng)的需求。SSM框架結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。隨著web應(yīng)用的規(guī)模、復(fù)雜度不斷升級(jí)，對(duì)軟件架構(gòu)的復(fù)用性、可靠性、可擴(kuò)展性都提出了較高的要求。本課題采用了MVC這一軟件架構(gòu)模式，該模式成功實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)的程序設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了后續(xù)對(duì)程序的修改以及擴(kuò)展，使部分程序的重復(fù)利用成為可能。此外，此模式簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序的復(fù)雜度，使程序結(jié)構(gòu)更直觀?；贛VC架構(gòu)模式，本系統(tǒng)采用SSM框架，即Struct2，spring3.0，mybatis框架組合，采用此框架技術(shù)可以提高開(kāi)發(fā)效率、降低程序的復(fù)雜度。圖4Spring框架架構(gòu)圖4Spring框架架構(gòu)其核心模塊為IOC容器和AOP。4.1IOC（InversionofControl控制反轉(zhuǎn)，又名依賴注入）IOC即依賴注入，利用java里的反射機(jī)制在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)的去創(chuàng)建、調(diào)用對(duì)象，Spring框架就是在運(yùn)行的時(shí)候，根據(jù)Spring的applicationContext.xml配置文件來(lái)動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建對(duì)象并調(diào)用對(duì)象的方法的，所以使用Spring框架后不需要用new方法創(chuàng)建而是通過(guò)框架自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象，只需要在xml文件中對(duì)bean進(jìn)行定義。Spring發(fā)展到3.0后，不需要在xml文件中逐個(gè)定義bean對(duì)象，只需在調(diào)用的文件中使用@Autowired來(lái)聲明所調(diào)用的對(duì)象即可，使開(kāi)發(fā)更加簡(jiǎn)潔方便。4.2AOP（Aspect-OrientedProgramming，面向方面編程）AOP即面向切面編程，其原理是利用代理的設(shè)計(jì)模式，未使用Spring時(shí)，開(kāi)發(fā)人員需要編寫大量的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)AOP，現(xiàn)在有了Spring對(duì)AOP的支持，不僅減輕了開(kāi)發(fā)的工作量提高了開(kāi)發(fā)的效率，也增強(qiáng)了程序的可靠性。本系統(tǒng)中Spring的AOP主要用于對(duì)事務(wù)的管理。Spring框架主要用于降低系統(tǒng)模塊之間的耦合度。其主要技術(shù)包括控制反轉(zhuǎn)（IOC）和面向切面編程（AOP）兩大方面。Spring降低耦合度的功能主要通過(guò)IOC來(lái)實(shí)現(xiàn)，IOC是Spring框架的核心，其原理可以理解為程序的所有組件都是被動(dòng)的，初始化和調(diào)用都有容器（Spring）的負(fù)責(zé)。另外Spring提供了AOP技術(shù)，利用AOP可以對(duì)業(yè)務(wù)邏輯的各個(gè)部分進(jìn)行隔離,如:日志記錄、事務(wù)處理等，從而使得業(yè)務(wù)邏輯各部分的耦合度降低，提高程序的可重用性和開(kāi)發(fā)效率。4.3spring的主要特性。（1）降低組件之間的耦合度，實(shí)現(xiàn)軟件各層之間的解耦。（2）可以使用容器提供的眾多服務(wù)，如：事務(wù)管理服務(wù)、消息服務(wù)、JMS服務(wù)、持久化服務(wù)等等。（3）容器提供單例模式支持，開(kāi)發(fā)人員不再需要自己編寫實(shí)現(xiàn)代碼。（4）容器提供了AOP技術(shù)，利用它很容易實(shí)現(xiàn)如權(quán)限攔截，運(yùn)行期監(jiān)控等功能。（5）容器提供的眾多輔作類，使用這些類能夠加快應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，如：JdbcTemplate、HibernateTemplate.（6）對(duì)主流的應(yīng)用框架提供了集成支持。6Hibernate與Mybatis技術(shù)研究MyBatis是一個(gè)基于Java的持久層框架。iBATIS提供的持久層框架包括SQLMaps和DataAccessObjects（DAO）。MyBatis是支持普通SQL查詢，存儲(chǔ)過(guò)程和高級(jí)映射的優(yōu)秀持久層框架。MyBatis消除了幾乎所有的JDBC代碼和參數(shù)的手工設(shè)置以及結(jié)果集的檢索。MyBatis使用簡(jiǎn)單的XML或注解用于配置和原始映射，將接口和Java的POJOs（PlainOldJavaObjects，普通的Java對(duì)象）映射成數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄。每個(gè)MyBatis應(yīng)用程序主要都是使用SqlSessionFactory實(shí)例的，一個(gè)SqlSessionFactory實(shí)例可以通過(guò)SqlSessionFactoryBuilder獲得。SqlSessionFactoryBuilder可以從一個(gè)xml配置文件或者一個(gè)預(yù)定義的配置類的實(shí)例獲得。用xml文件構(gòu)建SqlSessionFactory實(shí)例是非常簡(jiǎn)單的事情。推薦在這個(gè)配置中使用類路徑資源（classpathresource)，但你可以使用任何Reader實(shí)例，包括用文件路徑或file://開(kāi)頭的url創(chuàng)建的實(shí)例。MyBatis有一個(gè)實(shí)用類----Resources，它有很多方法，可以方便地從類路徑及其它位置加載資源。6.1功能架構(gòu)Mybatis的功能架構(gòu)分為三層，如圖5所示：圖4Mybatis架構(gòu)圖4Mybatis架構(gòu)(1)API接口層：提供給外部使用的接口API，開(kāi)發(fā)人員通過(guò)這些本地API來(lái)操縱數(shù)據(jù)庫(kù)。接口層一接收到調(diào)用請(qǐng)求就會(huì)調(diào)用數(shù)據(jù)處理層來(lái)完成具體的數(shù)據(jù)處理。(2)數(shù)據(jù)處理層：負(fù)責(zé)具體的SQL查找、SQL解析、SQL執(zhí)行和執(zhí)行結(jié)果映射處理等。它主要的目的是根據(jù)調(diào)用的請(qǐng)求完成一次數(shù)據(jù)庫(kù)操作。(3)基礎(chǔ)支撐層：負(fù)責(zé)最基礎(chǔ)的功能支撐，包括連接管理、事務(wù)管理、配置加載和緩存處理，這些都是共用的東西，將他們抽取出來(lái)作為最基礎(chǔ)的組件。為上層的數(shù)據(jù)處理層提供最基礎(chǔ)的支撐。6.2工作流程(1)加載配置：配置來(lái)源于兩個(gè)地方，一處是配置文件，一處是Java代碼的注解，將SQL的配置信息加載成為一個(gè)個(gè)MappedStatement對(duì)象（包括了傳入?yún)?shù)映射配置、執(zhí)行的SQL語(yǔ)句、結(jié)果映射配置），存儲(chǔ)在內(nèi)存中。(2)SQL解析：當(dāng)API接口層接收到調(diào)用請(qǐng)求時(shí)，會(huì)接收到傳入SQL的ID和傳入對(duì)象（可以是Map、JavaBean或者基本數(shù)據(jù)類型），Mybatis會(huì)根據(jù)SQL的ID找到對(duì)應(yīng)的MappedStatement，然后根據(jù)傳入?yún)?shù)對(duì)象對(duì)MappedStatement進(jìn)行解析，解析后可以得到最終要執(zhí)行的SQL語(yǔ)句和參數(shù)。（3）SQL執(zhí)行：將最終得到的SQL和參數(shù)拿到數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行執(zhí)行，得到操作數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)果。(4)結(jié)果映射：將操作數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)果按照映射的配置進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以轉(zhuǎn)換成HashMap、JavaBean或者基本數(shù)據(jù)類型，并將最終結(jié)果返回。6.3動(dòng)態(tài)SQLMyBatis最強(qiáng)大的特性之一就是它的動(dòng)態(tài)語(yǔ)句功能。如果您以前有使用JDBC或者類似框架的經(jīng)歷，您就會(huì)明白把SQL語(yǔ)句條件連接在一起是多么的痛苦，要確保不能忘記空格或者不要在columns列后面省略一個(gè)逗號(hào)等。動(dòng)態(tài)語(yǔ)句能夠完全解決掉這些痛苦。盡管與動(dòng)態(tài)SQL一起工作不是在開(kāi)一個(gè)party，但是MyBatis確實(shí)能通過(guò)在任何映射SQL語(yǔ)句中使用強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)SQL來(lái)改進(jìn)這些狀況。動(dòng)態(tài)SQL元素對(duì)于任何使用過(guò)JSTL或者類似于XML之類的文本處理器的人來(lái)說(shuō)，都是非常熟悉的。在上一版本中，需要了解和學(xué)習(xí)非常多的元素，但在MyBatis3中有了許多的改進(jìn)，現(xiàn)在只剩下差不多二分之一的元素。MyBatis使用了基于強(qiáng)大的OGNL表達(dá)式來(lái)消除了大部分元素。MyBatis是一個(gè)可以自定義SQL、存儲(chǔ)過(guò)程和高級(jí)映射的持久層框架。只使用簡(jiǎn)單的XML和注解來(lái)配置和映射基本數(shù)據(jù)類型、MAP接口和POJO（簡(jiǎn)單的JAVA對(duì)象）到數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。相比另一流行的持久層框架Hibernate，MyBatis是一種“半自動(dòng)化”的ORM（對(duì)象關(guān)系映射）實(shí)現(xiàn)，可以進(jìn)行更為細(xì)致的SQL優(yōu)化減少查詢字段。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)主要是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而且數(shù)據(jù)量會(huì)比較大，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，因此對(duì)SQL語(yǔ)句應(yīng)進(jìn)行更高度的優(yōu)化，所以本系統(tǒng)選擇MyBatis作為數(shù)據(jù)庫(kù)持久層框架。相對(duì)Hibernate的全自動(dòng)化，Mybatis是半自動(dòng)化的ORM框架，雖然不如全自動(dòng)化更節(jié)省開(kāi)發(fā)人員時(shí)間，但是對(duì)于對(duì)性能要求較高的系統(tǒng)，Mybatis可以對(duì)SQL語(yǔ)句自由進(jìn)行優(yōu)化，而且現(xiàn)在有MybatisGenerateCode等插件工具可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成實(shí)體類和基本的select，insert,delete及update語(yǔ)句。減少了Mybatis與Hibernate在開(kāi)發(fā)復(fù)雜度上面差距。表1是使用zakisoft工具對(duì)Hibernate和Mybatis的執(zhí)行效率進(jìn)行的測(cè)試數(shù)據(jù)，其中執(zhí)行時(shí)間為平均每條數(shù)據(jù)的執(zhí)行時(shí)間，insert測(cè)試數(shù)據(jù)為10000條，select、delete、update每次測(cè)試均為隨機(jī)選擇、刪除、更新一條數(shù)據(jù)，執(zhí)行次數(shù)100次。根據(jù)以上調(diào)研及測(cè)試，綜合考慮，本系統(tǒng)采用Mybatis框架。7.管理員及權(quán)限模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)建立初期，只有超級(jí)管理員一個(gè)角色和用戶，超級(jí)管理員可以創(chuàng)建其他角色，并為角色分配不同的權(quán)限，例如:web菜單維護(hù)角色、新聞內(nèi)容管理角色、web布局管理角色以及文件管理等角色。然后創(chuàng)建web智能管理系統(tǒng)的后臺(tái)管理員用戶，每個(gè)用戶有其對(duì)應(yīng)的權(quán)限角色。例如擁有菜單維護(hù)的權(quán)限的用戶，可以創(chuàng)建前臺(tái)網(wǎng)站菜單并分配該菜單對(duì)應(yīng)的主頁(yè)。不同角色的管理員擁有不同的權(quán)限，在很大程度上保證了前臺(tái)web系統(tǒng)的安全性。7框架組合經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)框架的研究，系統(tǒng)采用SSM框架組合，分別取Springmvc、spring3.0、Mybatis各框架中優(yōu)秀模塊進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)MVC架構(gòu)模式。取Springmvc中的Action層與JSP頁(yè)面之間的交互響應(yīng)、攔截器，過(guò)濾器等功能作為view層和controller層；Mybatis作為model層，負(fù)責(zé)實(shí)例、JDBC連接以及數(shù)據(jù)持久層的功能；Spring作為一個(gè)輕量級(jí)的框架，采用其核心模塊IOC、AOP、Test，其中，IOC依賴翻轉(zhuǎn)用來(lái)連接各個(gè)層之間對(duì)象，簡(jiǎn)化各個(gè)對(duì)象之間調(diào)用；由于基于反射及代理模式的面向切面編程開(kāi)銷比較大，本系統(tǒng)中只用來(lái)進(jìn)行事務(wù)管理，負(fù)責(zé)事務(wù)的回滾機(jī)制，Spring的Test機(jī)制使得測(cè)試變得不再?gòu)?fù)雜，可以采用非容器依賴的編程方式進(jìn)行大部分測(cè)試工作，此外Spring還擔(dān)當(dāng)著MVC各個(gè)層之間的無(wú)縫連接工作，否則即使各個(gè)框架都很優(yōu)秀也無(wú)法發(fā)揮出其最大的作用。在SSM整合框架中，每一個(gè)框架都發(fā)揮著自己最擅長(zhǎng)的方面:Springmvc注重于降低表現(xiàn)層與邏輯層的耦合度，在視圖層和控制層發(fā)揮作用；Spring作為整個(gè)框架的核心部分，起到了橋梁的作用，對(duì)業(yè)務(wù)層的層次深化，在業(yè)務(wù)層通過(guò)其IOC技術(shù)的對(duì)象依賴注入和AOP技術(shù)的事務(wù)分離，更深層次的降低了耦合程度；MyBatis框架主要負(fù)責(zé)Java對(duì)象和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之間的映射，在數(shù)據(jù)持久層上提供數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。通過(guò)應(yīng)用SSM整合框架，可以將整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)大致分為如圖2所示。圖6SSM框架結(jié)構(gòu)圖6SSM框架結(jié)構(gòu)3.1框架組合實(shí)現(xiàn)通過(guò)web.xml，Structs.xml，applicationContext.xml，mybatis-config.xml這４個(gè)配置文件搭建web系統(tǒng)的整體框架，使之符合MVC架構(gòu)模式。web.xml文件中通過(guò)context-param配置了Spring的上下文位置，并通過(guò)listener配置，通知容器加載Spring及Struct2的配置文件。Structs.xml主要是對(duì)頁(yè)面提交的請(qǐng)求以及Action返回的頁(yè)面進(jìn)行對(duì)應(yīng)。applicationContext.xml是Spring的配置文件，其中<context:component-scanbase-package=”ject”/>，可以實(shí)現(xiàn)使用annotation自動(dòng)注冊(cè)bean，并檢查@Required，@Autowired的屬性是否已經(jīng)被注入。使用AOP定義了事務(wù)，除了以get，find，select方法名開(kāi)頭的方法外，其他service層的方法均有回滾機(jī)制，保證了事務(wù)的原子性、一致性、持久性。此外還配置了mybatis文件位置以及數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)信息，將業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層分離并聯(lián)系起來(lái)。mybatis-config.xml文件中配置了MAPPER的加載方式，本系統(tǒng)中采用非懶漢式加載，即在系統(tǒng)初始化時(shí)加載所有的MAPPER文件，防止出現(xiàn)初始化并發(fā)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)編寫各配置文件組合3個(gè)框架，完成了系統(tǒng)的整體架構(gòu)的搭建。SSM框架的組合分別是Springmvc、Spring3.0、MyBatis，三者組合實(shí)現(xiàn)MVC架構(gòu)模式。Springmvc的主要功能是使用action層與JSP頁(yè)面進(jìn)行交互。Mybatis是半自動(dòng)化的ORM框架，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)持久層的功能，可以對(duì)SQL語(yǔ)句進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化，并且可以使用插件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成實(shí)體類及基本的語(yǔ)句。Spring核心模塊IOC依賴反轉(zhuǎn)各個(gè)層之間的對(duì)象，簡(jiǎn)化對(duì)象的調(diào)用。SSM框架在Web應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中具有以下優(yōu)勢(shì):（1）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率提升。框架可以提供高效的組件和視圖處理，而且以配置文件的方式定義程序邏輯。需求改變僅需修改控制邏輯的配置文件，無(wú)需關(guān)心底層框架的實(shí)現(xiàn)，從而提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率。（2）模塊間相互獨(dú)立。SSM框架具有“低耦合高內(nèi)聚”的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員可以按功能將系統(tǒng)劃分為不同的功能模塊，模塊之間相互獨(dú)立，每個(gè)模塊的修改不影響其他模塊。（3）角色分離?？蚣転殚_(kāi)發(fā)者提供不同的接口，前端頁(yè)面設(shè)計(jì)人員只需關(guān)注JSP頁(yè)面的設(shè)計(jì)，后臺(tái)邏輯開(kāi)發(fā)者對(duì)業(yè)務(wù)邏輯開(kāi)發(fā)程序。前端和后臺(tái)的人員相互獨(dú)立，互不影響。（4）縮短開(kāi)發(fā)周期，降低項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成本?？蚣芸梢赃m用于各種類型開(kāi)發(fā)人員協(xié)同工作，降低了對(duì)開(kāi)發(fā)人員知識(shí)和技能的要求，加快了開(kāi)發(fā)速度。8結(jié)束語(yǔ)文章結(jié)合高校項(xiàng)目管理的特點(diǎn)，提出采用Strut2、Spring、Mybatis三者整合框架SSM的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了高校項(xiàng)目管理系統(tǒng)。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程與結(jié)果，SSM框架很少的降低了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的耦合度，實(shí)現(xiàn)表示層、業(yè)務(wù)層與數(shù)據(jù)層的分離，使得系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程更合理化，提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)后的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。該系統(tǒng)已通過(guò)測(cè)試，在廣西大學(xué)投入使用，運(yùn)行穩(wěn)定、效果良好。9參考文獻(xiàn)[1] 張俊萍;朱小冬;侯娜;張魯;梁欣;;