Java Web Framework综述

Java Web Framework综述

Written by 王海龙 [email protected]

0.简介

本文介绍Java Web Framework的基本工作原理，和一些常用的开源Web MVC Framework(Struts, Web Work, Tapestry, Echo, JSF, Maverick, Spring MVC, Turbine, Cocoon, Barracuda)。

Web开发的最重要的基本功是HTTP；Java Web开发的最重要的基本功是Servlet Specification。HTTP和Servlet Specification对于Web Server和Web Framework的开发实现来说，是至关重要的协议规范。

应用和剖析开源Web Framework，既有助于深入掌握HTTP & Servlet Specification, 也有助于了解一些现代的B/S Web框架设计思想，如MVC，事件处理机制，页面组件，IoC，AOP等。在这个现代化的大潮中，即使Servlet规范本身也不能免俗，不断引入Filter、Listener等现代框架设计模式。同是Sun公司出品的JSF更是如此。

关于MVC模型、项目简介、配置文件、入门示例等基础知识，网上已经有大量的重复资料信息，本文不再赘述。

文中会提到一些相关的开源项目，和一些编程思想，如有需要，可以用相关的关键字在网上搜索，获取基本的背景知识。

本文力图言简意赅，突出重点。着重描述其他资料没有提到、或很少提到的较重要内容，如运行原理、主流用法，相关知识，关键特性等。

1. Java Web程序工作原理

[编者按：本部分内容在本期杂志《Servlet规范简介》有更详细介绍]

Tomcat的Server.xml文件中定义了网络请求路径到主机本地文件路径的映射。比如，<context path="/yourapp" docBase="yourapp_dir/webapp"/>

 

我们来看一下，一个HTTP Request-Response Cycle的处理过程。

HTTP Request URL一般分为三段：host, context, path。

如http://yourhost/yourapp/en/index.html这个URL，分为host=yourhost, context=yourapp, path=en/index.html三段。其中，Context部分由request.getContext()获得，path部分由request.getServletPath()获得（返回结果是“/en/index.html”）。

yourhost主机上运行的Tomcat Web Server接收到这个URL，根据Context定义，把yourapp这个网络路径映射为yourapp_dir/webapp，并在此目录下定位en/index.html这个文件，返回到客户端。

 

如果我们这个URL更换为http://yourhost/yourapp/en/index.jsp，这个时候Tomcat会试图把yourapp_dir/webapp/en/index.jsp文件编译成Servlet，并调用运行这个Servlet。

我们再把这个URL更换为http://yourhost/yourapp/en/index.do。

注意，戏剧化的事情就发生在这个时候，Servlet规范中最重要的类RequestDispatcher登场了。RequestDispatcher根据WEB-INF/web.xml配置文件的定义，调用对应的Servlet来处理en/index.do这个路径。

假设web.xml里面有这样的定义。

  <servlet>

    <servlet-name>DispatchServlet</servlet-name>

    <servlet-class>yourapp.DispatchServlet</servlet-class>

  </servlet>

  <servlet-mapping>

    <servlet-name>DispatchServlet</servlet-name>

    <url-pattern>*.do</url-pattern>

  </servlet-mapping>

那么，RequestDispatcher会调用yourapp.DispatchServlet类处理这个路径。

如果web.xml没有定义对应en/index.do这个路径的Servlet，那么Tomcat返回“您请求的资源不存在”。

RequestDispatcher用于Web Server中，也可以用于应用程序中进行处理转向，资源定位。比如，我们在处理en/index.do的代码中调用，

request.getRequestDispatcher(“cn/index.jsp”).forward(request, response), 就可以转交另外的资源cn/index.jsp来处理。

 

几乎所有的Web Framework都需要定义自己的Dispatch作用的Servlet，并调用RequestDispatcher进行转向处理。

阅读Web Framework源代码，有两条主要线索，(1)根据web.xml找到对应的Servlet类；(2)搜索包含“RequestDispatcher”词的代码文件。

 

我们看到，request, response   这两个参数，被RequestDispatcher在各种Servlet之间传来传去（JSP也是Servlet）。所以，request的setAttribute()和getAttribute()方法是Servlet之间传送数据的主要方式。

在MVC结构中，一般的处理流程如下：

处理HTTP Request的基本单位一般称为Action，是一个比Servlet轻量得多的接口定义，通常只有一两个方法，如execute(perform), validate等。

我们知道，URL->Servlet映射，定义在Web.xml配置文件里，但MVC框架通常会有另外一个定义URL-> Action映射的配置文件。

入口Dispatcher Servlet根据URL -> Action的映射关系，把请求转发给Action。

Action获得输入参数，调用商业逻辑，并把结果数据和View标识给（Model & View）返回给Dispatcher Servlet。

Dispatcher Servlet根据这个View 标识，定位相应的View Template Path，把处理转交给View（JSP +TagLib, Velocity, Free Marker, XSL等）。

View一般通过request.getAttribute()获得结果数据，并显示到客户端。至于是谁把结果数据设置到request.attribute里面，有两种可能：Action或Dispatcher Servlet。

2. Struts

http://struts.apache.org/

Struts是目前用户群最大、开发厂商支持最多的开源Web Framework。

Struts劳苦功高，为普及MVC框架作出了不可磨灭的贡献。显赫的声望，趋于老化的厚重结构，令Struts成为很多现代Web Framework参照、挑战的目标。

 

Struts应用主要包括3件事情: 配置struts-config.xml文件,实现Action类，实现View；还有一些高级扩展用法。下面分别讲述。

 

1. 配置struts-config.xml文件：

Struts支持多级配置文件，具体用法和限制，详见Struts文档。这里只讨论struts-config.xml主流配置的内容。:-)

 

(1) URL Path到Action的映射。

如<action path="/LogonSubmit" type="app.LogonAction" ... />

 

Struts的入口Servlet是ActionServlet。

ActionServlet需要此信息把URL Path调用对应的Action类处理。

在Struts运行期间，一个URL Path，只存在一个对应的Struts Action实例。所有的该URL Path的请求，都经过这同一个Struts Action实例处理。所以Struts Action必须线程安全。

想想看，其实这个要求并不过分，Action只是一个处理程序，不应该保存跨HTTP请求的状态数据，按理来说，也应该做成线程安全的。

 

(2) Template Name到View Template Path的映射。

<forward name="success" path="/pages/Welcome.jsp"/>

 

Action类返回一个Template Name，ActionServlet根据这个Template Name获得对应的View Template Path，然后调用

request.getRequestDispatcher(“View Template Path”)，把处理转向路径对应的Servlet。在这个例子中，是转向/pages/Welcome.jsp编译后的Servlet。

 

我们来看一个一个Velocity的例子。

<include name="success" path="/pages/Welcome.vm"/>

web.xml的定义如下

<servlet>

  <servlet-name>velocity</servlet-name>

<servlet-class>org.apache.velocity.tools.view.servlet.VelocityViewServlet</servlet-class>

</servlet>

<servlet-mapping>

  <servlet-name>velocity</servlet-name>

  <url-pattern>*.vm</url-pattern>

</servlet-mapping>

 

这时，request.getRequestDispatcher(“/pages/Welcome.vm”)会调用VelocityViewServlet，由VelocityViewServlet负责装并驱动运行/pages/Welcome.vm这个模板文件。

这里面有一个问题，如果调用的是DispatchRequester.include()方法，那么如何才能把pages/Welcome.vm传给VelocityViewServlet呢？

如前所说，RequestDispatcher传递的参数只有两个，request和response。那么只能通过request attribute。正是为了解决这个问题，Servlet2.3规范之后，加入了javax.servlet.include.servlet_path这个属性。

参见VelocityViewServlet的代码（velocity-tool开源项目）

// If we get here from RequestDispatcher.include(), getServletPath()

// will return the original (wrong) URI requested.  The following special

// attribute holds the correct path.  See section 8.3 of the Servlet

// 2.3 specification.

String path = (String)request.getAttribute("javax.servlet.include.servlet_path");

 

从这里我们可以看出，为什么通晓Servlet Specification对于通晓Web Framework至关重要。

 

(3) Form Bean的定义

如<form-bean name="logonForm" type="app.LogonForm"/>

Struts Form Bean需要继承ActionForm类。

Form Bean类，主要有三个作用：

[1]根据bean的定义，利用reflection机制，自动把request参数转化为需要的数据类型，填入到bean的属性当中。ActionForm类名中虽然有Form这个词，但不仅能够获取Form提交后的HTTP Post参数，也可以获取URL后缀的HTTP Get参数。

[2]