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一个掌握Struts企业级Web开发框架的实例

俞良松（转载自开放系统世界）

Struts是源代码开放的企业级Web应用开发框架，它的设计目的是从整体上减轻构造企业Web应用的负担。本文通过一个Struts应用的实例，帮助你迅速掌握Struts。

　　Struts是在Jakarta项目下开发的源代码开放软件，由一系列的框架类、辅助类和定制的JSP标记库构成，定位在基于Model 2设计模式的J2EE应用开发。Model 2体系是MVC（Model-View-Controller）体系的一种应用。在MVC体系中，数据模型（Model）、表现逻辑（View）和控制逻辑（Controller）是分离的组件，但它们可以互相通信。Struts力图从整体上减轻构造企业级Web应用的负担，并提供国际化和数据库连接池支持。

　　Struts体系可以看成两个相对独立的部分：第一个部分是Struts API，用于编写支持Struts的应用组件；第二部分是Struts的JSP标记库，由html、bean、logic和template四个标记组成。Struts的两个部分有着各自不同的用户。对于规模较小的项目，同一个用户可能同时使用这两个部分；但对于规模较大的项目，通常开发者使用API组件，而负责HTML页面布局的人使用标记库。

　　Struts的设计目标是为Model 2 Web应用开发提供一个强大的框架。同时，Struts还包含了一些实用组件，例如Digest，但这些组件并不从属于上面提到的两个部分。

Struts应用的体系结构

　　对于从传统编程环境转入Web开发的人来说，Web编程中令人很不习惯的一个特点是缺乏“程序”。传统的应用总是有主入口点、流程控制和出口点。但在Web网站上，用户可能从任何地方进入，按照一种完全随机的次序访问各个页面，甚至可能跳过多个页面，也可能在一、两个小时内毫无动静。这是HTTP访问的基本特征，无论是Struts还是其他Web编程框架，都无法改变这一点。然而，Struts能够隐藏Web访问固有的“混乱”，帮助开发者建立起清晰和明确的秩序和规则。

　　在Struts应用中，有一个称为ActionServlet的主调度程序（或称为分配器），如图1所示。不过，并非所有的请求都必须通过ActionServlet。用户的请求目标可以是非Struts的页面，也可以是那些使用了Struts标记库但不使用Struts请求分配服务的页面。这正是Struts体系的优点之一：按需使用。许多编程框架要求你要么不用，要么全部使用，而且一旦你决定使用，以后要悔改从前的错误就会付出高昂的代价。Struts按需使用的优点与这类系统形成了强烈对比。
图1 Struts框架中的请求处理

　　Struts应用由下面这些基本模块构成：

　　1.配置信息;

　　2.Servlet，主要是Struts的ActionServlet;

　　3.动作类（Action），执行逻辑和控制（请求分配）功能，它们由ActionServlet调用；

　　4.JSP页面（属于View），常常通过动作类分派；

　　5.JSP标记库，根据需要使用；

　　6.各种形式的JavaBean，包括用户定义的JavaBean。

　　典型的Struts应用要用到三种配置文件：web.xml、struts-config.xml和可选的应用资源文件。

　　web.xml是Web应用的标准配置文件，是所有J2EE Web应用必需的组成部分。应用服务器通过该配置文件把URL映射到Servlet和JSP，通过该配置文件为Servlet和JSP指定启动参数。为Struts应用提供的基本web.xml文件很简单，真正必需的只有一个主ActionServlet定义，以及一个确保Struts请求传递到ActionServlet的映射。按照惯例，以“.do”结尾的URL都是Struts请求，例如/login.do。应用服务器利用web.xml文件中的映射，把该请求传递给ActionServlet。接着，ActionServlet决定如何分配该请求。ActionServlet的决定依据是struts-config.xml中定义的规则，和/或是通过ActionServlet派生类额外定义的分配逻辑。

　　struts-config.xml称为Struts配置文件。Struts应用是一个依靠struts-config.xml文件把组件连接起来的网络。struts-config.xml文件为Web应用的组件定义了逻辑名称，也定义了它们在Struts框架下的属性和关系，就像web.xml文件在Web应用框架之内定义组件一样。struts-config.xml文件包含了与Struts框架有关的应用信息，这些信息分四个类：

　　1.数据源信息，它是可选的。在这里可以指定一个或者多个JDBC数据源，使得数据库定义信息集中化。对于数据库访问，Struts还有一个额外的优点，即支持基本的数据库连接池功能。

　　2. Form Bean是JavaBean的一种特殊类型，它简化了Web表单的处理。

　　3. Global Forwards是全局性的转发定义信息。Struts动作按照一种“请求—转发”机制运行。为了最大限度地分　　离动作模块与转发目标，这里使用了一种映射机制，允许通过同义词引用转发目标。一些目标页面可能被多个动作类引用，例如登录页面，因此可以在全局转发定义部分把逻辑目标页面映射到物理目标页面，避免把这部分信息加入到动作定义部分。

　　4. Actions定义了Struts应用体系的请求分配信息，它们是核心分配器的补充定义，负责处理各种具体的请求类型。

一个简单的应用

　　基于Struts的Web应用和普通Web应用有着许多同样的要求，但Struts应用也有自己特殊的需求。一个可部署的Web应用应该可组织和构成一个WAR文件。WAR文件是带有图2所示目录结构的JAR包。对于Struts Web应用来说，Web-INF目录下还要加上一些额外的文件，例如struts-confg.xml文件和标记库描述器（TLD）文件。注意：应用的资源应该放入应用的类路径下，也就是Web-INF/lib目录或Web-INF/class目录下的JAR包内。对于大多数简单的Struts页面，我们只用到Struts标记库，而按照MVC的术语就不需要涉及Model和Controller部分，只涉及View。请看图3所示的主页例子。虽然这个页面没有表单，但Struts仍能够在设计这类页面时提供帮助。
                                                     图2 Struts应用的目录结构


                                                         图3 一个简单的View

　　要管理会话，最简单的途径是使用Cookie。会话标识符被传递到客户端之后，客户端把它保存到Cookie，以后的每次请求就把Cookie发送到服务器。然而，和其他的许多Web解决方案一样，Cookie方案也不是万能的，因为一些用户可能不信任Cookie，关闭浏览器的Cookie支持。由于这种情况，URL改写技术就出现了。使用URL改写技术时，整个网站的所有URL后面都将加上会话标识符。虽然这个方案不像采用Cookie方案那样简单、稳固，但它确实行得通。URL改写技术的不稳固是有两方面的原因。首先，和Cookie不同，URL没有过期时间，如果一个带有会话标识的URL被截取后又重新在以后的访问中使用，那么这种URL不会很有用，因为会话一般在一定的时间后会被作废。其次，如果有一个URL链接的后面没有带上会话标识符，整个链都会中断，客户程序无法再次获取会话标识符，除非它备份了带有会话标识符的URL访问历史。

　　Servlet能够只通过一次方法调用完成URL改写。从技术上讲，JSP也一样能够办到这一点，但一个好的JSP页面应该不包含Java代码，或包含尽量少的Java代码。为此，Struts提供了一个链接标记。本例使用了该标记来维持客户端和服务器之间的会话状态信息。

绑定View、Model和Controller

　　前面的简单页面不需要Struts分配器，因为它只有简单的链接。图4显示了一个比较复杂的“类别”页面。它列举出了数据库中的类别条目，并将这些条目分别链接到对应的编辑页面。为显示这个页面，我们就要用到Struts的ActionServlet分配机制。

图4 类别页面

　　在web.xml文件中，放入一项表示所有以“.do”结尾的URL请求必须发送给Struts分配器的声明。这里的分配器可以是org.apache.struts.action.ActionServlet或其扩展类。Struts分配器在启动时读取struts-config.xml文件，并构造出一个动作映射图。本例指定了一个名为ShowCategories的动作类，来处理“ShowCategories”动作。可以看出，Struts应用的基本工作模式是：主分配器调用一个动作分配器，动作分配器确定或构造出Model部分（一个JavaBean或其它Java对象），并把它提供给View（通常是一个JSP页面）。

　　本例使用Bean的情况稍微有点复杂，它有多个数据项，因此我们不是使用单个提供数据的Bean，而是要生成一组Bean。遗憾的是，JSP页面以HTML为基础，HTML没有提供循环或其他控制逻辑。不过，Struts的logic:iterate允许对数组进行迭代操作，如下面的代码片断所示：

type="com.strutsdemo.Category"
name="<%= Constants.CATALOG_CATEGORIES %>"
scope="application">

name="category"
property="mapping">
编辑

name="category"
property="mapping">
删除

property="category"/>

　　上面讨论了Model 2体系的Model和View部分，下面来看看Controller部分。Struts体系有一个主控制器，即ActionServlet。ActionServlet负责选择和调用合适的动作控制器—即org.apache.struts.action.Action的扩展类。动作控制器实现了process()方法。process()方法分析从URL请求传入的每一个参数，执行必要的业务逻辑，并返回一个指定了调用链中下一个链接的动作（通常是View）。在本例中，我们想要从数据库提取数据，创建管理这些数据的JavaBean，把多个JavaBean整理成一个数组，再把数组保存到请求的上下文，从而使得作为View的JSP页面能够方便地进行页面布局。

为保证上述操作顺利进行，在struts-config.xml文件中加入声明，指定由哪一个动作处理器来处理指定的动作：

scope="request"
type="com.strutsdemo.ShowCategoriesAction"
unknown="false"
validate="false">

表单处理

　　表单处理过程充分体现出Struts的优势。在Web应用中，大部分复杂的HTML处理任务都涉及到表单。表单编辑过程具有类似图5所示的请求或应答结构。更新操作的过程与创建操作的过程相似，但对于更新操作来说，“创建Model”这一步骤变成“装入Model”，而“保存Model”变成了“更新Model”。请注意Web应用的特点：操作过程随时可能中止，这既可能是因为用户通过显式的动作取消了当前的操作，也可能是因为用户没有提交表单，例如用户跳转到了一个不是用来处理当前表单的URL。

图5 表单处理流程

　　表单编辑过程分三个阶段：这里分别称之为准备（Preparation）、表现（Presentation）和存储（Preservation）。准备和存储阶段都属于Struts动作，而表现阶段主要是客户端的活动。表1显示了该过程中涉及的各种部件：

　　表单Bean（Form Bean）是一种特殊的JavaBean类型，它简化了表单处理。Form Bean从org.apache.struts. action.ActionForm类扩展而来。Form Bean有几个有用的特点，例如，通过reset()方法可以把Bean的属性设置成默认值，通过validate()方法让Bean验证属性的合法性。更重要的是，ActionServlet确保Form Bean被创建且可供它的动作方法调用。HTML标记库还能够确保Form Bean被正确地初始化并从Form View获取数据。

　　Form Bean应当属于Model部分，然而，由于它有validate()方法，因此从某些特征来看它更接近分配器。不过，不必太在乎这些概念上的问题。Model 2并不完全等同于MVC，而且一些人已经在责难MVC不外乎是几种简单设计模式的混合物。不管怎样，从应用实践的角度来讲，系统的稳定性远比概念的严格性更重要。在本例中，这个问题更加富有代表性，因为我们把持久化机制也包装到Form Bean里面。从技术上看，Bean数据的持久化副本就是一个View，因此，从这个意义上来讲，我们现在有了一个结合了分配器和View特点的Model。这种设计方式看起来似乎否定了引入Struts之类框架的理由，但实际上，这种设计方式两方面的特点弥补了许多遗憾。

　　首先，由于验证代码和SQL代码在很大程度上依赖于Form Bean拥有的属性，所以把它们作为一个单元管理会带来很大的方便。由于这里只对Form Bean的属性感兴趣，“重量级”的分配器和View部件都得到了有效的隔离。其次，Form Bean与HTML标记库一起使用时，Form Bean可以包含其他对象。这些对象可以通过“.”符号应用。使用预定义的Java对象时，“.”引用方式能够带来很大的方便，因为Java不支持多重继承。“.”引用方式避免了手工编写大量get/set代码的繁杂工作。

　　当内部对象是EJB时，“.”引用方式带来的方便更加突出，因为在JSP页面中引用EJB时，EJB往往显得很“笨重”。如果EJB嵌入到了Form Bean里面，许多这方面的遗憾就不再存在。更重要的是，它分离了Controller和Model，而且View持久化也简缩到了最简单的程度，因为EJB容器可以处理所有持久化方面的细节。这样，Form Bean就几乎成了一个纯粹的分配器，一切都变得整洁和清晰。

　　如果EJB有大量的属性，而且按照ActionServlet通常对Form Bean所做的那样，按照每个属性分别更新的方式进行更新，就会出现大量的RMI调用开销。对于要求较高的应用，更好的选择是利用EJB 2.0本地接口，或者在EJB之前加上一个传统的JavaBean（通常是会话EJB），并把该Bean传递给实体Bean的UpdateAllProperties()业务方法。后面这种方案允许在单个RMI调用中完成所有的更新操作。

准备阶段

　　一次典型的编辑会话要求有一个动作处理器准备View，即一个作为View的JSP页面，还要求有第二个动作处理器存储更新后的View。当然，存储操作之后会有第二个属于View的页面被显示，例如一个“数据已经更新，点击此处继续”的页面（参见表1）。

　　表1：基于Form Bean的编辑过程要用到的部件

部件　　　　　　　　　　　　说明
CatalogForm 　　　　　　　Form Bean
EditCategoryAction 　　　准备阶段
EditCategory.jsp 　　　　编辑
SaveCategoryAction 　　　存储阶段
EditDone.jsp 　　　　　　确认数据已经保存
EditFailed.jsp 　　　　　“数据没有保存”错误

　　下面的代码片断显示了如何在struts-config.xml文件中配置准备阶段：

scope="request"
name="catForm"
type="com.strutsdemo.EditCategoryAction"
unknown="false"
validate="false">
path="/EditCategory.jsp"/>

　　在准备阶段，容器尝试从Session或Request找出指定的Form Bean，这是因为在动作中指定了“name=...”。ActionServlet在struts-config.xml文件的区域寻找Form Bean的别名，利用Form Bean的别名寻找对应的Java类。如果用户的请求带有参数，其名字匹配Form Bean属性名字的参数将被设置为属性值。Struts扩展了“属性名字”的含义，使得访问Form Bean内嵌对象的属性成为可能。本文的例子也用到了Struts的这一优点。

　　准备好Form Bean之后，ActionServlet接着调用动作的process()方法，Form Bean作为参数之一传入process()方法。在这里，我们对Form Bean的属性作最后的调整，调用业务方法，委派作为View的EditCategory，从而生成一个以Form Bean中合适数据为基础的HTML页面。这个页面被传递给客户端，接下来就进入了“表现”阶段。

表现阶段

　　这一阶段用户编辑表单并提交。如果服务器端的应用认为用户提交的内容存在问题，它把表单再次显示给用户，加上适当的提示信息；重复该过程，直至用户提交了合法的表单，或取消了表单处理过程。编辑过程的中止可能是由于用户跳转到了其他页面，或者启动了一个取消动作（例如点击了一个由html:cancel标记定义的按钮）。虽然在理论上，View的验证和再次显示操作应该属于表现阶段，但在Struts应用中，这部分功能在存储阶段实现最方便。

存储阶段

　　准备阶段创建了一个带有“name=”属性定义的动作CatForm，存储阶段要加入另外两个属性，即：“validate=‘true’”和“input=”属性。

scope="request"
name="catForm"
type="com.strutsdemo.SaveCategoryAction"
unknown="false"
input="/EditCategory1.jsp"
validate="true">
path="/CategoryUpdated.jsp"/>

　　设置了“validate=‘true’”属性选项之后，服务器端就会增加一个处理步骤。重新用来自View的数据构造出Form Bean，或更新From Bean的时候，Form Bean的validate()方法会被调用。validate()方法执行必要的合法性验证操作。如果用户的输入数据中存在错误，validate()方法就创建一个或多个ActionError对象。这些ActionError对象包含了错误信息源ID和表单输入域的名称。这些ActionError对象被收集和整理到一个ActionErrors对象，随后ActionErrors对象由validate()方法返回。如果用户输入的数据不包含错误，validate()返回null。

　　由于指定了“input=”属性，一旦出现了错误，动作会被忽略，而“input=”指定的View被显示。这个View既包含Form Bean，也包含当前出现的错误对象集合。一般地，这个输入页面就是原来执行编辑功能的JSP页面。

　　大多数Struts的html标记有对应的HTML标记，但Struts有一个HTML没有的标记，即标记。要中止表单编辑过程，用户既可以手工输入URL，也可以点击不指向存储动作处理器的链接。因此，用标记定义的“取消”按钮，不是取消编辑操作的唯一方法。

　　假设validate()方法没有发现任何错误，且用户没有点击“取消”按钮，存储动作的process()方法将被调用。在本例的process()方法中，我们调用了Form Bean的save()方法把数据写入持久性存储设备，然后根据写入操作是否成功，显示“存储操作成功”或“存储操作失败”的View。

构造和运行Struts应用

　　要构造和运行本文的示例应用，你必须了解如何使用Jakarta的Ant工具。如果你还不了解Ant，现在该是学习它的时候了！赶紧到网站下载Ant，通常要解开压缩，设置一下ANT_HOME环境变量，然后把Ant加入到执行路径就可以了。

本文示例的build.xml需要稍微定制一下，修改指示本地Tomcat位置的配置，使它能够找到在Tomcat下编译所必需的类。另外，你还要有一份Struts的JAR。你可以去下载最新的版本。

　　struts-config.xml文件是粘合Struts应用各个部分的配置文件。在部署完成后的Web应用中，struts-config.xml在Web-INF目录下。你应该修改一下数据源配置，使之符合你当前使用的DBMS环境。数据模型和SQL模式文件在下载包的DBMS目录下，SQL文件针对PostgreSQL DBMS编写。

　　示例中src/com/strutsdemo/ShowCategoriesAction. java是一个简单的分配器。ActionForward()是请求分配方法，从ActionServlet调用。该方法可以完成主要的工作，例如分析请求参数、执行计算，以及构造出View使用的JavaBean。另外，该方法还要根据处理结果，确定下一个要显示的是什么页面：可能是预设的多个页面之一，也可能是一个错误信息页面。

ActionForward()的请求分配过程

　　当然，最复杂的处理过程与表单有关。ActionForward方法的请求分配过程是：

　　1. ActionServlet，对请求进行解码。由于为动作指定了Form Bean，ActionServlet处理Form Bean（参见下面有关“ActionServlet如何使用Form Bean”的说明）。然后，请求传递给了EditCategoryAction。

　　2. EditCategoryAction；准备处理View，或者从数据库装入现有数据，或者创建新的数据项。动作处理器利用Mapping.findForward把控制传递给EditCategory.jsp。

　　3. DitCategory.jsp，显示出Form Bean，允许用户编辑数据。用户提交数据后，控制转到ActionServlet。

　　4. ActionServlet，对请求进行解码。这一次，Form Bean将从View的数据初始化，因为它是一个Struts的JSP表单页面。由于有Form Bean，且struts-config.xml中指定了“validate=‘true’”，名为“catForm”的Form Bean的validate()方法被调用。如果用户提交的数据未能通过合法性验证，则控制转到EditCategory1.jsp。

　　5. EditCategory1.jsp，它只是EditCategory.jsp略加修改后的一个版本。如果有必要，原始编辑页面和带有错误提示的编辑页面可以使用同一个View。Struts的JSP标记能够帮助我们轻松地办到这一点。该页面提交给/saveCategory.do。这样，用户就在这几个页面之间绕圈子，直到他跳转到一个与编辑操作无关的页面，或者他提交的数据通过了合法性验证。

　　6. 如果Form Bean合法性验证通过，ActionServlet把请求（包括Form Bean）传递给SaveCategoryAction。在这个例子中，“save”可能意味着创建操作，也可能意味着更新操作，具体由URL提供的选项决定。写入数据的操作通过调用Form Bean的store()方法完成。注意：实际的应用应当使用某种类型的事务管理机制（或使用EJB，因为EJB有内建的事务管理机制），以避免并发访问带来的问题。

ActionServlet如何使用Form Bean

　　涉及Form Bean的ActionServlet处理过程包含六个步骤：

　　1. 找到或创建Form Bean；

　　2. 据从HTTP请求传入的相应数据，更新Form Bean的各个属性；

　　3. 检查用户是否点击了“取消”按钮。如是，跳过步骤4和步骤5；

　　4. 验证Form Bean数据的合法性；

　　5. 如数据未能通过合法性验证，发送“input=”参数中指定的View；

　　6. 否则，把Form Bean传递给动作处理器。