基于Maven的輕量級(jí)Java軟件開(kāi)發(fā)研究論文
本文通過(guò)對(duì)多種Java軟件架構(gòu)進(jìn)行比較分析，提出了一種輕量級(jí)軟件開(kāi)發(fā)的方法，該方法使用Maven進(jìn)行項(xiàng)目管理，采用Spring MVC和Hibernate框架搭建分層的軟件架構(gòu)，解決了軟件開(kāi)發(fā)復(fù)雜，效率低，管理混亂的問(wèn)題。
Java語(yǔ)言自從推出以來(lái)一直是最流行的編程語(yǔ)言，社會(huì)上越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)人員利用Java技術(shù)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，也出現(xiàn)了越來(lái)越多的Java框架，為了提高軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和效率，降低軟件復(fù)雜度，需要選擇合理的框架搭建軟件架構(gòu)，并且需要相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目的構(gòu)建和管理，本文研究適合中小企業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的輕量級(jí)的Java軟件架構(gòu)，并采用流行的項(xiàng)目管理工具M(jìn)aven管理軟件開(kāi)發(fā)，以降低軟件開(kāi)發(fā)的難度。
1、多種軟件架構(gòu)的比較
1)早期的Java企業(yè)級(jí)開(kāi)發(fā)采用框架重量級(jí)EJB(Enterprise JavaBean)。EJB是定義了一個(gè)用于開(kāi)發(fā)基于組件的企業(yè)多重應(yīng)用程序的Java EE標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)镋JB容器默認(rèn)為應(yīng)用提供了EJB規(guī)范中的所用功能，以它為架構(gòu)的應(yīng)用程序需要消耗大量資源，具有侵入性，所以是一種重量級(jí)框架。
比如，EJB啟動(dòng)的時(shí)候，需要消耗大量的資源，內(nèi)存，CPU等。其次還表現(xiàn)在EJB巨大而復(fù)雜的規(guī)格說(shuō)明以及代碼規(guī)范。現(xiàn)在的EJB3.0增加了許多新的規(guī)范，例如元數(shù)據(jù)支持，實(shí)體Bean模型訪問(wèn)Bean上下文的新方法和運(yùn)行時(shí)環(huán)境等，但是EJB仍然具有過(guò)于復(fù)雜的特性。
基于重量級(jí)框架EJB的軟件架構(gòu)沒(méi)有很好的靈活性來(lái)應(yīng)對(duì)需求的變化，缺乏實(shí)用性，所以隨著SOA和其它力量的興起，軟件開(kāi)發(fā)也越來(lái)越多地選擇輕量級(jí)的部署平臺(tái)。
2)常見(jiàn)的輕量級(jí)組合框架采用Struts2、Spring和Hibernate設(shè)計(jì)。Struts2是一個(gè)主流的基于MVC模式的Web開(kāi)發(fā)框架，該框架包括三部分：核心的控制器組件、業(yè)務(wù)控制器和用戶(hù)實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯組件。
其中，Struts2框架提供了核心控制器，用戶(hù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制層和業(yè)務(wù)邏輯層，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)業(yè)務(wù)邏輯層采用面向接口編程;Hibernate是一個(gè)基于Java的對(duì)象關(guān)系映射(ORM)開(kāi)源框架，對(duì)底層的JDBC進(jìn)行了非常輕量級(jí)的封裝，開(kāi)發(fā)人員通過(guò)它可以使用面向?qū)ο蟮木幊趟枷氩僮鲾?shù)據(jù)庫(kù)。
使用JDBC的應(yīng)用都可以用Hibernate替代，并且Hibernate可以取代重量級(jí)EJB在Java EE架構(gòu)中的應(yīng)用，完成數(shù)據(jù)持久化操作;Spring是為了降低企業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性而創(chuàng)建的輕量級(jí)Java開(kāi)源框架。
Spring框架的采用分層架構(gòu)，分層架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是使用者根據(jù)需求選擇使用其中的組件，并且可以提供集成的.框架。Spring通過(guò)核心的控制反轉(zhuǎn)(IoC)和面向切面(AOP)功能，使用簡(jiǎn)單的JavaBean來(lái)完成以前由重量級(jí)EJB完成的應(yīng)用。
Spring的應(yīng)用不僅限于服務(wù)器端，任何的Java應(yīng)用都可以選擇需要的Spring功能模塊。所以，Spring是一個(gè)分層的一站式輕量級(jí)開(kāi)源框架。
Struts2、Hibernate、Spring組合的輕量級(jí)架構(gòu)如圖1所示。
3)目前流行應(yīng)用Spring MVC完成Web開(kāi)發(fā)。Spring的輕量級(jí)和低入侵性使得其應(yīng)用越來(lái)越多，由此發(fā)展了Web模塊，融合在Spring Web Flow里面，即Spring MVC。
Spring MVC是提供了構(gòu)建 Web 應(yīng)用程序的全功能MVC模塊。該功能和Spring其他功能一樣是一種可插入的MVC架構(gòu)[1]。Spring MVC輕量級(jí)框架側(cè)重于減小開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度，比較適用于開(kāi)發(fā)中小型企業(yè)應(yīng)用。所以在使用Spring進(jìn)行Web開(kāi)發(fā)時(shí)，越來(lái)越多的使用SpringMVC框架取代集成其他MVC開(kāi)發(fā)框架(如Struts2)。
2、輕量級(jí)軟件架構(gòu)的搭建
基于了Spring和Hibernate輕量級(jí)的特點(diǎn)，采用Spring MVC和hibernate整合完成分層的輕量級(jí)軟件架構(gòu)，應(yīng)用Hibernate的對(duì)象持久化功能進(jìn)行域模型層和DAO(Data Access Object)層的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用Spring MVC定義控制層(Controller)和視圖層，應(yīng)用Spring的對(duì)象管理功能管理DAO層、服務(wù)層(Service)和控制層的對(duì)象，降低軟件組件間耦合性。
在進(jìn)行Spring、Spring MVC和Hibernate輕量級(jí)架構(gòu)搭建時(shí)，為使應(yīng)用耦合度低不依賴(lài)其他容器，采用基于簡(jiǎn)單Java對(duì)象的方法，這可以提高軟件的開(kāi)發(fā)調(diào)試效率。具體搭建該輕量級(jí)軟件架構(gòu)需要注意以下幾點(diǎn)。
1)導(dǎo)入Spring和Hibernate及其他功能(例如數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng))的支持Jar包。
2)Spring MVC的核心是DispatcherServlet，，這個(gè)Servlet充當(dāng)Spring MVC的前端控制器，必須在web.xml中進(jìn)行配置。
3)必須定義基于這個(gè)servlet名字的XML文件，DispatcherServlet在加載時(shí)會(huì)從該文件中加載Spring上下文。
4)定義相應(yīng)功能的處理類(lèi)和返回視圖。
采用的輕量級(jí)框架Spring和Hibernate都是基于Java的開(kāi)源框架，在開(kāi)源社區(qū)中為這些框架提供了成熟的API和許多快速構(gòu)建工具以及可供參考的開(kāi)源代碼，這更利于軟件的快速開(kāi)發(fā)。
3、Maven的應(yīng)用
在進(jìn)行輕量級(jí)的軟件架構(gòu)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的過(guò)程中，還必須有良好的項(xiàng)目管理工具。Maven是一款通過(guò)簡(jiǎn)短的描述信息來(lái)管理項(xiàng)目的構(gòu)建，報(bào)告和文檔的軟件項(xiàng)目管理工具，它的核心是基于項(xiàng)目對(duì)象模型(POM)。Maven包含了一個(gè)項(xiàng)目對(duì)象模型、一組標(biāo)準(zhǔn)集合、一個(gè)項(xiàng)目生命周期、一個(gè)依賴(lài)管理系統(tǒng)和用來(lái)運(yùn)行定義在生命周期階段中插件目標(biāo)的邏輯。
應(yīng)用Maven，可以用一個(gè)明確定義的項(xiàng)目對(duì)象模型來(lái)描述項(xiàng)目，然后Maven可以應(yīng)用橫切的邏輯，這些邏輯來(lái)自一組共享的(或者自定義的)插件。Maven可以讓開(kāi)發(fā)人員快速地構(gòu)建一個(gè)項(xiàng)目，有效地解決包管理和項(xiàng)目發(fā)布問(wèn)題，并且可以與持續(xù)集成進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接。對(duì)于大型的系統(tǒng)，采用Maven 作為項(xiàng)目管理工具，可以有效地進(jìn)行分工協(xié)作。
Maven的這種應(yīng)用無(wú)侵入性，本身就是輕量級(jí)軟件架構(gòu)的需要。
將Maven應(yīng)用于基于Spring MVC的輕量級(jí)軟件架構(gòu)，可以有效的提高項(xiàng)目開(kāi)發(fā)進(jìn)度，降低項(xiàng)目復(fù)雜度，主要方法為以下幾種。
1)為項(xiàng)目定義pom.xml文件，該文件中定義了項(xiàng)目對(duì)象模型，是Maven腳本的基礎(chǔ)，這個(gè)模型定義了項(xiàng)目的各種屬性，腳本都是基于該模型工作;此外在對(duì)象模型中對(duì)所依賴(lài)的包有明確的定義，如定義使用哪個(gè)版本的包。
2)Maven是基于中央倉(cāng)庫(kù)的編譯，即把編譯所需要的資源放在一個(gè)中央倉(cāng)庫(kù)里，如jar，tld，pom，等。當(dāng)編譯的時(shí)候，Maven會(huì)自動(dòng)在倉(cāng)庫(kù)中找到相應(yīng)的包，如果本地倉(cāng)庫(kù)沒(méi)有，則從設(shè)定好的遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)中下載到本地。這一切都是自動(dòng)的，并且用maven編譯的項(xiàng)目在發(fā)布的時(shí)候只需要發(fā)布源碼，小得很，使得項(xiàng)目更加輕量級(jí)。
3)Maven還為項(xiàng)目提供了大量的附加腳本降低項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性，例如生成網(wǎng)站、生成文檔、源代碼參考手冊(cè)等，利用Maven只需運(yùn)行相應(yīng)腳本。
4、結(jié)論
良好的軟件架構(gòu)和項(xiàng)目管理工具是軟件開(kāi)發(fā)成功的基礎(chǔ)，不僅能夠降低開(kāi)發(fā)難度，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，還能夠極大的提高軟件的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性�；赟pring、Spring MVC和Hibernate搭建的軟件架構(gòu)以控制器、模型和視圖(MVC)為基礎(chǔ)，對(duì)底層JDBC進(jìn)行對(duì)象封裝，提供業(yè)務(wù)模型基礎(chǔ)，并應(yīng)用分層和按需集成方式開(kāi)發(fā)web應(yīng)用;Maven服務(wù)于基于Java平臺(tái)的項(xiàng)目構(gòu)建、依賴(lài)管理和項(xiàng)目信息管理，來(lái)降低系統(tǒng)各個(gè)模塊之間的耦合度，使得代碼的復(fù)用性大大提高，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的并行開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的可擴(kuò)展性及穩(wěn)定性，降低軟件開(kāi)發(fā)難度。
Spring MVC、Hibernate框架以及Maven工具發(fā)展迅速，公司項(xiàng)目采用它們的比例在持續(xù)增長(zhǎng)，在軟件開(kāi)發(fā)時(shí)可以借鑒。
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