1.2 JavaEE核心技术

JavaEE为了适应大型企业级系统开发的需要，制定和规范了大量的技术，JavaEE核心技术平台如图1.5所示。

图1.5 JavaEE核心技术平台

下面对JavaEE所涉及的核心技术进行简要讲解。

1.2.1 JSP（Java服务页面）

JSP（Java Server Pages）是由Sun公司组织其他公司一起建立的一种动态网页技术标准。JSP技术的推出是为了对抗ASP，但它又有点类似ASP技术，它可以在传统的网页HTML文件中插入Java程序段和脚本文件及JSP标记。用JSP开发的Web应用是跨平台的，既能在Linux下运行，也能在其他操作系统上运行。

JSP的运行方式是：当客户端向服务器发出请求时，被请求的JSP首先被Web应用服务器编译成Servlet并执行，然后将所产生的结果作为一个HTML文件传给浏览器。如果该JSP文件没有被修改过，当客户端再次向服务器发出请求时，JSP文件将不会再被编译，而是直接执行已编译好的Servlet，从而加快了访问速度。

JSP内置了6种对象，它们分别是：

● Request，该对象封装了用户提交的信息，通过调用该对象相应的方法可以获取用户提交的信息。

● Response，该对象对客户的请求做出动态的响应，向客户端发送数据。

● Session，该对象在第一个JSP页面被装载时自动创建，同时产生一个ID号，JSP引擎同时将这个ID号发送到客户端，存放在Cookie中，当客户再次访问连接该服务器的其他页面时，不再分配给客户新的Session对象，这样Session对象和客户之间就建立了一一对应的关系。直到客户关闭浏览器后，服务器端该客户的Session对象才被取消，并且和客户的会话对应关系消失，当客户重新打开浏览器再次连接到该服务器时，服务器为该客户再创建一个新的Session对象。

● Application，当服务器启动时该对象自动创建，当客户在所访问网站的各个页面之间浏览时，共享同一个Application对象，直到服务器关闭。与Session对象不同的是所有客户端共享一个Application对象，而Session对象是一个客户共享一个Session对象。

● Out，该对象是一个输出流，用来向客户端输出各种数据。

● Cookie，该对象是服务器保存在客户端硬盘上的一段文本，它以“关键字=值”的格式来保存内容，并且允许用户自己创建和读取它。

1.2.2 Servlet

借助Java的跨平台特性，Servlet被设计成一种独立于平台和协议的服务器端的Java应用程序，可以生成动态的Web页面。Servlet由Web服务器进行加载，该Web服务器必须包含支持Servlet的Java虚拟机。Servlet不是独立的Java应用程序，没有main方法，它不是由用户直接调用，而是由容器调用的。

JSP编译后就是Servlet，但它并没有增强Servlet的功能，只是比直接使用Servlet进行编程更加方便。Servlet采用请求响应的工作方式，Servlet技术作为Web服务器功能的增强器，其功能涵盖了从客户端请求响应动态生成文档到保证会话安全、访问后台数据库服务器等。

每个Servlet都有自己的生命周期，都包含init和destroy方法，每个Servlet都需要实现Servlet接口，其主要的逻辑将集中在service方法中。当一个请求映射到一个Servlet时，该容器执行下列步骤：

01 如果一个Servlet的实例并不存在，Web容器将加载Servlet类，创建一个Servlet类的实调用init方法初始化Servlet实例。

02 调用service方法，传递一个请求和响应对象。

03 如果该容器要移除这个Servlet，可调用Servlet的destroy方法来结束该Servlet。Servlet的生命周期包括加载、初始化、处理客户端请求及服务结束。

1.加载和初始化

在Servlet的生命周期中，仅执行一次init方法，它是在服务器装入Servlet时执行的。可以配置服务器，以便在启动服务器或客户机首次访问Servlet时装入Servlet。无论有多少客户机访问Servlet，都不会重复执行init方法。

2.处理客户端请求

每一个请求由ServletRequest类型的对象代表，而Servlet使用ServletResponse返回该请求。这些对象被作为service方法的参数传递给Servlet，service方法是Servlet的核心。每当一个客户请求一个ServletRequest对象时，该对象的service方法就要被调用。

当一个客户通过HTML表单发出一个HTTP POST请求时，doPost方法被调用；当一个客户通过HTML表单发出一个HTTP GET请求或直接请求一个URL时，doGet方法被调用。与GET请求相关的参数添加到URL的后面，并与这个请求一起发送。

在HTTP请求的情况下，容器必须提供代表请求和响应的HttpServletRequest和HttpServletResponse的具体实现。

3.服务结束

destroy方法和init方法一样，仅执行一次，即在服务器停止且卸载Servlet时执行该方法。当服务器卸载Servlet时，将在所有service方法调用完成后，或在指定的时间间隔过后调用destroy方法。一个Servlet在运行service方法时可能会产生其他的线程，因此请确认在调用destroy方法时，这些线程已终止或完成。一旦destroy方法被调用，容器就不会再向该实例发送任何请求；如果容器需要再使用该Servlet，则必须创建新的实例。

1.2.3 EJB（企业级JavaBean）

EJB是一个Java服务器端组件开发的规范，定义了一个用来开发面向对象分布式应用组件的标准方法，软件厂商根据它来实现EJB服务器。EJB主要由3种Bean组成：

● 会话Bean，用于实现业务逻辑，它可以是有状态的，也可以是无状态的。每当客户端请求时，容器就会选择一个会话Bean来为客户端服务。

● 实体Bean，用于实现O/R（对象/关系）映射，负责将数据库中的表记录映射为内存中的Entity对象，事实上，创建一个实体Bean对象相当于新建一条记录；修改一个实体Bean时，容器会自动将Entity Bean的状态和数据库同步；删除一个实体Bean会同时从数据库中删除对应记录。

● 消息驱动Bean，它基于JMS消息，只能接收客户端发送的JMS消息然后处理。它实际上是一个异步的无状态会话Bean，客户端调用消息驱动Bean后无须等待，立刻返回，消息驱动Bean将异步处理客户端请求。

Java程序员可以将一些EJB组件组合起来，从而方便、快捷地构建起分布式应用程序。EJB规范在简化分布式应用程序开发复杂性方面也做了大量的工作，EJB程序员不必太担心事务处理、多线程、资源管理等方面的问题，可以专注于支持应用所需的商业逻辑，而不用担心周围框架的实现问题。使用EJB可以使整个程序分块明确，并且EJB可以使用其他EJB或JDBC等服务，从而增强了分布式应用程序的可扩展性和性能；另外，EJB的使用增强了整个系统程序的可靠性、可管理性和可移植性。

EJB的调用过程由如下几步组成：先初始化上下文InitialContext，然后获取远程的或者本地的Home接口，再进行Home.create()，获取远程EJB对象，最后通过EJB对象调用业务方法。

1.2.4 JDBC（Java数据库连接）

JDBC是Java提供的用来执行SQL语句的Java API，可以为多种关系数据库提供统一访问。它由一组用Java语言编写的类和接口组成，是用于Java应用程序连接数据库的标准方法。有了JDBC，向各种关系数据发送SQL语句就是一件很容易的事了。像ODBC一样，JDBC对开发者屏蔽了一些细节问题；另外，JDBC对数据库的访问也具有平台无关性，JDBC使用已有的SQL标准并支持与其他数据库连接标准。

JDBC用来和数据库打交道的一般步骤是：加载驱动程序、与数据库建立连接、发送SQL语句、处理结果。示意代码如下：

      //加载驱动程序
      Class.forName("com.ibm.db2.jcc.DB2Driver");
      //建立连接
      Connection con = DriverManager.getConnection (" jdbc:db2://10.1.1.10:50000/ db2 ","db2admin"," db2admin ");
      //创建Statement，发送SQL语句
      Statement stmt = con.createStatement();
      //获取结果集
      ResultSet rs = stmt.executeQuery(" select ＊ from user ");
      //循环获取结果集中的值
      while(r.next()){
          String s=r.getString("name");
      }

目前，比较常见的JDBC驱动程序可分为以下4类。

● JDBC-ODBC桥+ODBC驱动程序：JDBC桥产品利用ODBC驱动程序提供JDBC访问。这种类型的驱动程序最适合于企业网，或者用Java编写的具有三层结构的应用程序服务器。

● 本地API：这种类型的驱动程序把客户机API上的JDBC调用转换为Oracle、Sybase、Informix、DB2或其他DBMS的调用。

● JDBC网络纯Java驱动程序：这种驱动程序将JDBC转换为与DBMS无关的网络协议，之后这种协议又被某个服务器转换为一种DBMS协议。这种网络服务器中间件能够将它的纯Java客户机连接到多种不同的数据库上，所用的具体协议取决于提供者。这是最为灵活的JDBC驱动程序，有可能所有的这种解决方案的提供者都提供适合于Intranet用的产品。

● 本地协议纯Java驱动程序：这种类型的驱动程序将JDBC调用直接转换为DBMS所使用的网络协议。这将允许从客户机上直接调用DBMS服务器，是Intranet访问的一个很实用的解决方法。由于许多这样的协议都是专用的，因此数据库提供者自己将是主要来源。

1.2.5 JTA（Java事务）

一般来说，事务处理由若干个步骤组成。作为一个整体的操作过程，所有步骤必须同时操作成功或者失败。当所有的步骤都操作成功时，事务就算操作成功了；而当其中某一个步骤操作失败时，该步骤之前的操作就必须撤销。简单来说，所谓事务就是一系列必须都成功的操作，只要有一步操作失败，所有其他的步骤将都被撤销。因此，事务中有提交和回滚两个概念。

● 提交（Commit）：当所有的操作步骤都被完整执行后，称该事务被提交。

● 回滚（RollBack）：由于某一操作步骤执行失败，导致所有步骤都没有被提交，则事务必须回滚，即回到事务执行前的状态。

在JavaEE中，事务主要有Bean-Managed Transaction和Container-Managed Transaction两大类，其中在Bean-Managed Transaction中还会分为JDBC Transaction和JTA Transaction两种。JTA的英文全称是Java Transaction API，它为JavaEE平台提供了分布式事务服务。要用JTA进行事务界定、提交和回滚，应用程序需调用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这两个包中，进行JTA事务处理的示意代码如下：

      public void test() {
          //获取事务
          UserTransaction ut = context.getUserTransaction();
          try {
              //事务开始
              ut.begin();
              //执行业务代码
      …
      //提交事务
      ut.commit();
          } catch (Exception ex) {
              try {
                  //事务回滚
                  ut.rollback();
              } catch (SystemException syex) {
                  throw new EJBException
                      ("Rollback failed: " + syex.getMessage());
              }
              //抛出异常
              throw new EJBException
                  ("Transaction failed: " + ex.getMessage());
          }
      }

JTA可以实现同一事务对应不同的数据库，但它无法实现事务的嵌套。JTA只定义了一组Java接口用于描述JavaEE中事务管理器与应用程序、资源管理器及应用服务器之间的事务通信。它主要包括高层接口（即面向应用程序的接口）、XAResource接口（即面向资源的接口）及事务管理器的接口，JTA没有具体的实现，JTS是服务OTS的JTA的实现。简单地说，JTS实现了JTA接口，并且符合OTS的规范。

1.2.6 JavaMail（Java邮件服务）

JavaMail是Sun公司提供给开发者处理电子邮件的编程接口，它可以方便地执行一些常用的邮件传输。在使用JavaMail开发邮件系统之前，有必要先了解几个常用的邮件传输协议。

● SMTP：英文全称是Simple Mail Transfer Protocol，中文意思是“简单邮件传输协议”，它由RFC821定义，定义了发送邮件的机制。在JavaMail环境中，基于JavaMail的程序将和因特网服务供应商（ISP）的SMTP服务器通信，SMTP服务器会将邮件消息发送给接收方SMTP服务器，以便最终让用户经由POP或者IMAP获得。

● POP：英文全称是Post Office Protocol，中文意思是“邮局协议”，它一般被称为POP3，代表目前的版本号是3。这个协议是由RFC1939定义的。POP是一种机制，因特网上大多数用户用它得到邮件。

● IMAP：英文全称是Internet Message Access Protocol，中文意思是“因特网消息访问协议”，它是更高级的用户接收消息的协议。这个协议由RFC2060定义，它一般被称为IMAP4，代表目前的版本号是4。在用到IMAP时，邮件服务器必须支持这个协议。

● MIME：英文全称是Multipurpose Internet Mail Extensions，中文意思是“多用途的因特网邮件扩展”标准，它不是邮件传输协议，只是定义了被传输内容、附件及其他信息的格式。

核心JavaMail API由7个类组成：Session、Message、Address、Authenticator、Transport、Store及Folder。通过上述类，可以完成包括发送消息、接收消息、认证、回复消息、转发消息、管理附件等功能。使用JavaMail来发送邮件的示意代码如下：

      //创建一个格式为“mail.smtp.host”的文件用来发送信息
      Properties props = new Properties();
      props.put("mail.smtp.host", "smtp.jspinsider.com");
      //基于JavaMail的程序都至少需要一个或全部的对话目标
      Session sendMailSession;
      sendMailSession = Session.getInstance(props, null);
      //邮件的传输只有送出或收到两种状态，传输将送出邮件，而存储将收取邮件
      Transport transport;
      transport = sendMailSession.getTransport("smtp");
      //封装邮件信息
      Message newMessage = new MimeMessage(sendMailSession);
      //设定邮件内容
      newMessage.setSubject("subject");
      newMessage.setSentDate(new Date());
      newMessage.setText("text");
      //发送邮件
      transport.send(newMessage);

1.2.7 JMS（Java消息服务）

JMS是JavaEE中有关面向消息中间件的技术规范，它提供创建、发送、接收和读取消息的服务。它的英文全称是Java Message Service，即Java消息服务。

JMS的消息传递机制分为两种：点对点式（P2P）和发布订阅式（P/S）。两种消息的传递机制都实现了异步传递模式，点对点式通过Queue的形式，在Consumer（消费者）和Producer （制造者）之间进行了安全连接，使得消息传递只在这两者之间进行。如果应用程序开发者希望每一条消息都能够被处理，那么应该使用P2P消息模型；发布订阅式通过Topic的形式，实现一到多的消息广播，如果一定程度的消息传递的不可靠性可以被接受的话，那么应用程序开发者也可以使用P/S消息模型。

JMS中的消息由两部分组成：报头和消息主体。报头由路由信息及有关该消息的元数据组成；消息主体则携带着应用程序的数据或有效负载。消息可以分为5种类型：简单文本（TextMessage）、可序列化的对象（ObjectMessage）、属性集合（MapMessage）、字节流（BytesMessage）和原始值流（StreamMessage）。

JMS的运行机制是：客户机将消息发送给一个主题或队列，而其他的JMS客户机则预订或监听这个虚拟通道，当JMS客户机发送消息后，它并不等待回应，而是继续执行下一条指令，消息可能最终转发到一个或多个客户机，这些客户机都不需要做出回应。发送一个消息队列的示意代码如下：

      TextMessage message = queueSession.createTextMessage();
      //设定要发送的消息
      message.setText(msg_text);
      //发送消息
      queueSender.send(message);

接收一个消息队列的示意代码如下：

      Message m = queueReceiver.receive();
      //判断接收到的消息类型是否是文本类型
      if (m instanceof TextMessage) {
          TextMessage message = (TextMessage) m;
      } else {
          //进行其他类型的处理
      }

1.2.8 RMI（远程方法调用）

RMI允许开发人员使用Java编写分布式对象，它大大增强了Java开发分布式应用的能力。RMI的英文全称是Remote Method Invocation，即远程方法调用，它支持存储于不同地址空间的程序级对象之间彼此进行通信，实现远程对象之间的无缝远程调用。

RMI用来进行通信的协议是JRMP（Java Remote Messaging Protocol，Java远程消息交换协议）， JRMP是专为Java的远程对象制定的协议，是分布式应用系统的Java解决方案，但RMI对于用非Java语言开发的应用系统的支持不足，不能与用非Java语言书写的对象进行通信。

使用RMI的步骤如下：

01 定义和实现远端接口中的参数。

02 定义和实现远端接口。

03 编写服务端代码。

04 编写客户端代码。

05 生成stub和skeltion，并将stub打包到客户端JAR中，将skeltion打包到服务器端JAR中。

06 启动rmiregistry，并将服务注册到rmiregistry中，然后运行代码。

1.2.9 JNDI（Java命名和目录服务）

JNDI是Sun公司提供的一种标准的Java命名系统接口，它的英文全称为Java Naming and Directory Interface，即Java命名和目录服务。它是一个应用程序设计的API，为开发人员提供了查找和访问各种命名和目录服务的通用、统一的接口，类似于JDBC，都是构建在抽象层上。使用JNDI的示意代码如下：

      Connection conn=null;
      try {
          //初始化上下文
          Context ctx=new InitialContext();
          //根据JNDI获取数据源
          DataSource ds =(Datasource)ctx.lookup("java:comp/env/jdbc/mydb");
          //获取连接
          Connection c=ds.getConnection();
          //进行业务处理
          ...
          //关闭连接
          c.close();
      }
      catch(Exception e) {
          e.printStackTrace();
      }
      finally {
          //关闭连接
          if(conn!=null) {
              try {
                  conn.close();
              } catch(SQLException e) { }
          }
      }

为了让JNDI解析java:comp/env/jdbc/mydb，必须把＜resource-ref＞标签插入到web.xml文件中。web.xml文件中的示意代码如下：

      ＜resource-ref＞
          ＜description＞JNDI＜/description＞
          //设定数据源
          ＜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（扩展标识语言）

XML的英文全称是eXtensible Markup Language，它是一种简单的数据存储语言，使用一系列简单的标记描述数据，而这些标记可以用方便的方式建立。虽然XML比二进制数据要占用更多的空间，但XML极其简单且易于掌握和使用。与数据库不同的是，XML不提供数据索引、排序、查找等功能，它仅仅是展示数据。下面展示一个XML的示例：

      ＜?xml version="1.0"?＞
      ＜employees＞
          ＜employee＞
              ＜name＞志学＜/name＞
              ＜sex＞男＜/sex＞
              ＜age＞28＜/age＞
              ＜department＞信息化部＜/department＞
              ＜head＞项目经理＜/head＞
          ＜/employee＞
      ＜/employees ＞

SGML是所有标记语言的母语言，HTML和XML都派生自SGML，这三者之间的关系如图1.6所示。

图1.6 HTML、XML和SGML之间的关系

HTML、SGML和XML将凭借各自的特点继续用于其合适的地方，它们中的任何一个都不会使其他的废弃。HTML仍是在Web上快速发布数据的最简单的方法；SGML在高端复杂结构的应用及规范制定方面将继续适用；而对于数据广泛性和灵活性有特定要求的用户，XML则是最好的选择。

1.2.11 JMX（Java分布式管理）

JMX是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架，它的英文全称是Java Management Extensions，即Java分布式管理。JMX可以跨越一系列异构操作系统平台、系统体系结构和网络传输协议，灵活地开发无缝集成的系统、网络和服务管理应用。

JMX的体系结构图如图1.7所示。

图1.7 JMX的体系结构图

JMX的体系结构分为以下4个层次。

● 设备层：主要定义了信息模型。在JMX中，各种管理对象以管理构件的形式存在，需要管理时，向MBean服务器进行注册。

● 代理层：主要定义了各种服务及通信模型。该层的核心是一个MBean服务器，所有的管理构件都需要向它注册，才能被管理。

● 分布服务层：主要定义了能对代理层进行操作的管理接口和构件，这样管理者就可以操作代理了。

● 附加管理协议API：定义的API主要用来支持当前已经存在的网络管理协议，如SNMP、TMN、CIM/WBEM等。

1.2.12 JACC（Java容器授权合同）

JACC为了将各种授权认证服务器置入到JavaEE产品中，它在JavaEE应用服务器和特定的授权认证服务器之间定义了一个连接协议。JACC的英文全称是Java Authorization Service Provider Contract for Containers，它是一种基于标准的方法，用于将外部安全管理器与应用服务器集成。JACC提供了将安全授权的权限检查委托给外部提供程序的功能。由于授权检查是在容器将控制权交给应用程序前进行的，因此JACC具有能够清楚区分自定义授权逻辑和应用程序逻辑的优势，从而满足了关注点分离的需求。

1.2.13 JCA（Java连接器体系）

JCA定义了一种使JavaEE应用程序与EIS用一种安全和事务性的方式进行通信的方法。JCA的英文全称是Java Connector Architecture，即Java连接器体系，它帮助开发者进行不同种类的EIS之间的无缝集成，用一种安全和事务性的方法连接JavaEE应用程序和非JavaEE环境。JCA连接器一方面与JavaEE应用服务器建立系统级连接，另一方面与访问EIS资源的应用组件建立应用级连接。

JCA规范中定义了两种级别的编程接口：

● 公共客户机接口，任何JavaEE组件都可以用这种接口与EIS进行交互。

● 系统编程接口，它们只在应用程序服务器内部使用。

JCA的体系结构图如图1.8所示。

图1.8 JCA的体系结构图

使用JCA比使用JMS能更好地结合JavaEE应用程序和EIS，使用JCA和JMS连接JavaEE和EIS的示意图如图1.9所示。

图1.9 使用JCA和JMS连接JavaEE和EIS的示意图