JBoss Seam：一个深度集成框架

作者简介: Michael Yuan，技术专家，《JBoss Seam: Simplicity and Power Beyond Java EE》、《Lightweight Java Web Application Development》等书的作者，软件顾问，目前就职于JBoss。

摘要: 本文介绍了JBoss Seam的产生背景以及集成框架的概念，并且演示了在JBoss Seam中如何使用POJOs处理JSF事件以及实现双向依赖注入。

本文是《JBoss Seam：一个深度集成框架》一文的第一部分，JBoss Seam中文站将陆续发布该文的其他部分。

JBoss Seam的产生背景

软件框架对于企业级Java开发者来说，是非常有用的工具。它们被广泛地用来组装可重用的软件组件和服务。

每个框架都提供了一系列的设计模式、APIs和组件模型——用于构建在框架之上的应用程序。许多受欢迎的Java EE框架的实例，既包括Hibernate、Spring和Struts这样的开源项目，又包括基于Servlet/JSP、JSF、EJB、 JMS、Web Services等标准实现的产品。

一个典型的企业级Java应用程序，可以同时使用多个框架。所以，Java EE开发者们的主要竞争能力之一，就体现在使用这些框架的能力上。

然而，存在太多框架的缺点在于，每一种框架都提供了不同的编程模型（或组件模型）。而要在一个Web应用中使用不同的组件模型，开发人员一般需要写很多”胶水”代码（例如数据传输对象、组件管理等）以及”胶水”配置文件，这样将会大大地降低开发效率。

在这种背景下，作为”集成框架”的Seam应运而生。Seam的目标就是减少这些”胶水”代码，整合现有的各种框架，为企业级应用提供一个一致的编程模型。

什么是集成框架？

Java EE本身就可以被认为是一个集成框架。它定义了不同的框架，如Servlet/JSP、JSF、EJB、JMS、JTA，、JCA等，并使它们在企业级应用中携手合作。

但是作为标准规范的Java EE由于自身的设计问题，导致发展非常缓慢。新的理念和前沿技术在成为Java EE标准之前，通常都已经作为开源项目出现了。

Spring框架是另一个被广泛应用的集成框架。Spring对许多现有的框架提供了轻量级的封装，开发人员可以通过配置XML文件来管理应用程序 中的组件。但是开发人员仍需要自己混合和匹配多个不同的组件编程模型；另外，Spring “大量XML配置”的方式也因为包含太多的”XML代码”而变得繁琐。

Seam是一个开源的”深度集成”框架，它试图吸收Java EE和Spring世界中的精华为己所用。

Seam牢牢地扎根于Java EE标准：JSF和EJB3。

Seam的最初目标是为了解决JSF和EJB3中的一些设计缺陷。随后，Seam的许多核心特性被采纳为将来的官方Java EE标准，例如JSF 2.0和WebBeans。随着越来越多的用户开始采用Seam，它已经远远超过Java EE的范畴。

Seam走了一条与早期的Spring框架不同的路。Seam为被它集成的所有框架提供了一个统一的组件模型，开发人员可以使用统一的Seam组件，而不需要学习每个独立框架的组件管理APIs。

对于开发人员来说，Seam API与被Seam集成的框架相比，有非常大的改进。Seam的注释（annotation）/API设计和Java EE5非常相似。

Seam集成的框架可能成为”幕后工作者”。在某些情况下，你在使用Seam的同时，却要”奔波”在其它相互竞争的框架之中–与Java EE允许相同的API有多种实现是同样的方式。

现在，所有关于集成方面的论述都显示乏味和抽象。下面，我们将通过一些简单的例子让你深刻地体会到Seam是如何使开发变得轻松容易的。

运用EJB3 Beans或POJOs处理JSF事件

Seam最初引人注目的特性就是直接使用EJB3作为JSF的Backing Beans。

JSF和EJB3都是Java EE的关键技术，然而，Java EE却没有很好地整合这两个框架。它们具有不同的组件模型：JSF使用基于POJOs的”Backing Beans”处理UI事件，并且需要进行大量的XML配置；EJB3使用注释型POJOs表示持久层和业务逻辑，只需要简单的XML配置。

一般情况下，如果要在JSF页面中进行数据库操作，需要写JSF Backing Beans去处理UI事件，然后调用EJB3会话Bean中的方法。

因此，如果开发人员需要在Backing Beans和EJB3 Beans之间传递复杂的数据，通常需要在这些框架中创建DTOs(数据传输对象)。这样，整合JSF和EJB3框架将成为繁琐的事情。

在Seam中，你可以直接使用EJB3 Beans作为JSF的Backing Beans。举个例子，下面的JSF页面引用一个名为”echo”的Seam组件。当用户点击Echo按钮时，页面将会把输入变成大写形式，并显示在页面上。

My name is: <h:inputText value=”#{echo.name}”/><br/>

Hello #{echo.name} <br/>

<h:commandButton type=”submit” value=”Echo”

action=”#{echo.toUpperCase}”/>

如果你还不是很熟悉JSF，下面将介绍一下页面代码是如何工作的：

当服务器生成页面的时候，#{echo.name}被替换成echo对象中getName()方法的返回值。当你点击Echo按钮时，服务器首先调用setName()方法将输入框的值填入#{echo.name}，然后调用toUpperCase()方法。

#{…}格式的表达式语言( EL)是Seam编程模型中的关键组件，因为它不仅可以在网页中使用，也可以在任何的文本环境中使用，比如XML配置文件、流程/规则定义、测试脚本等，我们将在后面介绍这些。

在单纯的JSF中，echo组件将被作为JSF的Backing Beans。而在Seam中，我们可以直接使用EJB3 bean（或简单的POJO）来实现该组件。你只需要通过@Name将组件注释成相应的名字。当存在Web请求时，Seam用”echo”名字创建一个 EchoBean实例，并将所有输入数据传递给它，调用相应的方法；最后当响应返回时销毁这个组件。在这个过程中，你不需要写XML代码或有关对象生命周 期管理的代码。

@Stateful

@Name(”echo”)

public class EchoBean implements EchoInt {

private String name;

public String getName () { return name; }

public void setName (String name) { this.name = name; }

public void toUpperCase () { name = name.toUpperCase (); }

@Remove destroy () {}

}

当然，对于这个简单的应用，EJB显得有些太臃肿。EJB需要接口、方法和注释。最简单的方法是写一个POJO类，然后在这个类上面加上@Name注释就可以了。

@Name(”echo”)

public class EchoPojo {

private String name;

public String getName () { return name; }

public void setName (String name) { this.name = name; }

public void toUpperCase () { name = name.toUpperCase (); }

}

在Seam中，注释POJOs可以完全取代EJB3中的会话Beans，我们将在后面的内容中使用Seam POJOs。

双向依赖注入

我们将通过一个多组件交互的例子，来领略一下Seam的组件管理能力。

页面由与实体Bean相联的输入框、与POJO相联的按钮和由List对象构成的数据表格组成：

Your name: <h:inputText value=”#{person.name}”/><br/>

<h:commandButton type=”submit” value=”Say Hello”

action=”#{manager.sayHello}”/>

<h:dataTable value=”#{fans}” var=”fan”>

<h:column>

<h:outputText value=”#{fan.name}”/>

</h:column>

</h:dataTable>

下面是Person实体Bean和管理类POJO：

@Entity

@Name(”person”)

public class Person implements Serializable {

private long id;

private String name;

@Id @GeneratedValue

public long getId() { return id;}

public void setId(long id) { this.id = id; }

public String getName() { return name; }

public void setName(String name) { this.name = name; }

}

@Name(”manager”)

public class Manager {

@In @Out

private Person person;

@Out

private List <Person> fans;

@In

private EntityManager em;

public String sayHello () {

em.persist (person);

person = new Person ();

fans = em.createQuery(”select p from Person p”)

.getResultList();

return null;

}

}

在管理类POJO中，当sayHello()方法运行时，person组件被注入（inject）；当方法退出时，fans组件被注出（outject）。

同样地，JPA实体管理类也可以被注入，提供对数据库的支持。注入和注出（双向依赖注入）可以在当前页面请求范围内同时发生。所以在sayHello()方法使用用户输入的#{person.name}值的同时，fans的值也将在结果页面中显示。

双向依赖注入让我们可以利用简单的注释来管理组件间的复杂关系。

从集成的角度来看，这个例子过于简单。Person实体Bean直接联系UI元素。实际上，实体Bean仅仅是一个Seam组件，你也可以用它来连接UI行为（例如点击按钮）。

这样，不同框架的组件之间的”独裁统治”将被打破；更远点说，如果在实体Bean中加入对业务逻辑的支持，就能够建立包括数据和行为的富领域模型。

富领域模型在OOP中已经被实现，但是在Seam之前，还没有被Web框架使用。

支持在JSF中进行JPA延迟加载

ORM框架重要特征之一就是支持相关对象的”延迟加载”。没有延迟加载，即使简单的对象查询也有可能顺带出大量数据到结果集中，因为在映射对象图中，可能所有的表都是潜在关联的。

例如，在显示订单列表的Web应用程序中，你可能需要在控制器中查询订单对象。然后，当页面被加载后，你可能需要显示列表中相应的条目。

在页面加载的时候，我们将”延迟加载”订单条目到订单对象中，而不会在控制器中查询订单对象时，就将所有与订单关联的对象都加载到订单对象中。

然而，在传统的MVC框架中应用”延迟加载”可不是一件容易的事情。在Seam之前的MVC框架中，控制器会在持久化环境中通过会话在事务中运行查询，然后在事务提交时关闭会话。所以，当控制器退出、网页显示完成后，持久化环境将变成不可用状态。

这样，在以前的MVC框架中，如果想在显示页面中试图”延迟加载”数据，持久化引擎将抛出”lazy initialization exception”异常。

你可以通过”Open Session In View”模式实现”延迟加载”－－在页面生成阶段保持持久会话。但是应用这种模式，需要在Web框架和持久层框架之间编写大量的整合代码。

Seam默认支持”Open Session In View”。所有的Seam组件，除了EJB3中的无状态会话Beans以外，都是有状态的。在开始从UI事件调用数据库操作一直到响应页面生成期间， Seam将维持一个打开的持久会话。在Seam应用中，开发人员不需要编写额外的代码来实现”延迟加载”。

在JSF输入页面中支持Hibernate验证

在多层企业级应用中，Web框架和ORM持久层框架通常会有不同的数据验证机制。Web框架在Web表单被提交时验证用户输入，而持久层框架在保存数据进数据库之前验证数据。在大多数情况下，它们显得多余。

Seam允许你在实体Beans中直接注解数据验证约束，这样使用与实体Beans相联系的JSF输入框时，同样的验证约束将应用于输入数据。

下面的例子中，Person对象的名字必须由两个单词组成，并且年龄必须在3到100岁之间。

@Entity

@Name(”person”)

@Table(name=”extperson”)

public class Person implements Serializable {

private long id;

private String name;

private int age;

@Id @GeneratedValue

public long getId() { return id;}

public void setId(long id) { this.id = id; }

@NotNull

@Pattern(regex=”^[a-zA-Z.-]+ [a-zA-Z.-]+”，

message=”Need a firstname and a lastname”)

public String getName() { return name; }

public void setName(String name) {this.name = name;}

@NotNull

@Range(min=3， max=100，

message=”Age must be between 3 and 100″)

public int getAge() { return age; }

public void setAge(int age) { this.age = age; }

}

下面的JSF页面将自动”包装”一些验证逻辑。如果用户提交无效值，将重新显示页面，同时高亮显示无效的字段。

<s:validateAll>

Your name:<br/>

<s:decorate>

<h:inputText value=”#{person.name}”/>

</s:decorate>

Your age:<br/>

<s:decorate>

<h:inputText value=”#{person.age}”/>

</s:decorate>

</s:validateAll>

你可以通过简单的JSF facets和CSS样式配置这些高亮显示的错误信息。也可以在无效字段前加入有CSS样式修饰的错误提示图片。如下所示，当验证失败时，<s:message/>将显示验证注解中的信息属性。

<f:facet name=”beforeInvalidField”>

<h:graphicImage styleClass=”errorImg” value=”error.png”/>

</f:facet>

<f:facet name=”afterInvalidField”>

<s:message styleClass=”errorMsg” />

</f:facet>

<f:facet name=”aroundInvalidField”>

<s:div styleClass=”error”/>

</f:facet>

使用基于Ajax的JSF控件，你无需提交任何表单，就可以进行输入字段的验证。

多种方式使用Ajax

作为一个现代的应用程序框架，Seam为Ajax应用提供了最好的支持。

在Seam中，你可以通过很多方式使用Ajax。初学者可以使用Seam集成的Ajax JSF组件包，比如Ajax4jsf、RichFaces和IceFaces。它们提供了一系列Ajax功能的JSF控件，包括输入框、数据表格、交互面 板、拖放面板等，你可以直接将它们用在你的页面上。这些Ajax控件允许你开发Ajax Web应用程序，而无需写一行JavaScript代码。Seam已经帮你做好了所有和Ajax整合的工作，使得建立Ajax应用比在单纯的JSF环境中 更容易。下面的例子显示了如何使用Ajax数据输入框，当你离开输入框时，数据将被验证，同时无效的字段将高亮显示。

<s:validateAll>

Your name:<br/>

<a4j:outputPanel id=”nameInput”>

<s:decorate>

<h:inputText value=”#{person.name}”>

<a4j:support event=”onblur” reRender=”nameInput”/>

</h:inputText>

</s:decorate>

</a4j:outputPanel>

Your age:<br/>

<a4j:outputPanel id=”ageInput”>

<s:decorate>

<h:inputText value=”#{person.age}”>

<a4j:support event=”onblur” reRender=”ageInput”/>

</h:inputText>

</s:decorate>

</a4j:outputPanel>

</s:validateAll>

考虑到开发人员想直接使用JavaScript取代JSF控件，Seam同样也整合了JavaScript和服务器端组件。你可以像调用本地 JavaScript方法一样调用Seam组件的方法并且在本地使用返回值。开发人员也可以通过Seam服务整合其他流行的JavaScript库。例 如，下面的代码显示了如何通过Seam组件整合Dojo的”内嵌文本编辑器”，当你双击”Hello World”文本时，将出现内嵌的文本编辑器；编辑完成后，输入值将被传回服务器处理。

<script language=”javascript”>

// Seam.Remoting.setDebug(true);

// don’t display the loading indicator

Seam.Remoting.displayLoadingMessage = function() {};

Seam.Remoting.hideLoadingMessage = function() {};

// Get the “manager” Seam component

var manager = Seam.Component.getInstance(”manager”);

function init () {

var commentEditor = dojo.widget.byId(”comment”);

commentEditor.onSave = submitComment;

}

function submitComment (newValue， oldValue) {

manager.setComment (newValue);

}

dojo.addOnLoad(init);

</script>

<div id=”comment” dojoType=”inlineEditBox”>Hello Seam</div>

下面代码显示了通过JavaScript远程调用访问Manager组件。

@Name(”manager”)

public class Manager {

@In @Out

private Person person;

public void setComment (String comment) {

person.setComment (comment);

}

… …

}

在Web应用中集成业务流程

大部分企业级应用存在许多业务流程和规则。例如，在一个简单的电子商务网站（以”在线购物”为例）中，客户登录后进行购物流程，商店管理人员登录后进行审批流程，仓库职员登录后进行发货流程。不同的人员站在不同的角度，去执行不同的任务，然而，他们又同时合作完成同一个业务场景。

在企业级应用中，业务分析人员通常定义业务流程和规则。他们使用专业的业务流程软件绘制这些流程和规则，然后应用开发人员实现这些设计。

然而，由于大部分Web应用框架没有集成流行的业务流程和规则引擎，开发人员只能通过自己的方式进行业务流程的整合。这样势必会造成开发人员和业务分析人员工作的脱节，使得业务分析人员很难去审核和验证。

Seam通过jBPM和JBoss Rules（以前的Drools）对业务流程和规则的整合提供了极好的支持。

在Seam应用中，你可以指定UI动作（例如按钮点击）来触发业务流程。你只需要通过@CreateProcess注解来标记UI事件处理方法。业务流程是不同的用户以相应顺序来完成的一系列任务。你可以用@BeginTask和@EndTask标注任务的开始和结束。当前任务结束时，jBPM引擎将自动把进程前移，进行下一个任务。

@Name(”ticketSystem”)

public class TicketSystemAction {

@CreateProcess(definition=”TicketProcess”)

public String newTicket() {

return “home”;

}

@BeginTask

public String reply() {

return “reply”;

}

@EndTask

public String sendAnswer() {

System.out.println(”Answered”);

return “home”;

}

}

Seam让每个用户可以查看他/她的当前任务列表以及完成任务的下一个动作。这些任务列表是基于当前登录的用户角色生成的，并且通过用户认证和授权的方式紧密地整合到Seam安全框架中。

<h1>Assigned Tickets - #{login.user.username}</h1>

<h:dataTable value=”#{taskInstanceList}” var=”task”>

<h:column>#{task.description}</h:column>

<h:column>Title: #{ticket.title}</h:column>

<h:column>

<h:commandLink action=”#{ticketSystem.reply}”>

<h:commandButton value=”Reply”/>

<f:param name=”taskId” value=”#{task.id}”/>

</h:commandLink>

</h:column>

</h:dataTable>

在整合jBPM/JBoss Rules的Seam应用中，开发人员可以直接使用Seam注解和组件驱动业务流程和规则引擎，而不需要单独掌握特定的jBPM和JBoss Rules的Java APIs。

使用iText生成不同的视图

iText库是一套被广泛用于生成PDF文档的开源Java库。然而，使用iText API创建PDF文档是十分耗时的（想想用DOM创建XML文档或者用Swing写UI的经历）。

Seam整洁地整合了iText、JSF和Facelets，开发人员可以通过和生成JSF页面一样简单的方式，将动态的内容生成PDF页面，你甚至可以在PDF页面中使用模板。

Seam为PDF元素创建了特殊的XHTML标记库，然后在生成页面的时候透明地调用iText。下面的示例显示了如何在Seam应用中，生成有数字签名支持的PDF页面。

<p:document … title=”Why Seam” keywords=”mykeyword”

subject=”seam” author=”Seam Team” creator=”Seam PDF example app”>

<p:image alignment=”right” wrap=”true” value=”/jboss.jpg” />

<p:font size=”24″><p:paragraph spacingBefore=”16″ spacingAfter=”40″>

Order #{currentOrder.orderId}

</p:paragraph></p:font>

<p:paragraph>Dear #{currentOrder.customerName},</p:paragraph>

<p:paragraph>… </p:paragraph>

<p:barCode type=”code128″ code=”My BarCode” />

<p:signature field=”My Signature” size=”200 200 400 400″ />

</p:document>

通过代码，我们可以看到整合是无缝的，页面不依赖于iText。实际上，将iText替换成其他的商业PDF库，页面仍然可以工作，这就是Seam整合的魅力。

高级任务调度程序

在许多企业级应用中，对自动重复任务的支持是相当重要的。在标准的EJB中，你可以使用EJB Timer API在固定的时间间隔内调度重复的事件。然而，在实际的应用中，我们需要比固定的时间间隔触发更高级的调度服务。

目前流行的开源Java调度库是Quartz库。但是如果要使用Quartz的话，开发人员仍需要自己写”胶水”代码来整合Quartz特定的APIs和对象模型。

Seam整合了Quartz，用于调度异步重复任务。你只需要在重复工作的方法上添加@Asynchronous注解。你可以传入任务的开始/结束时间、间隔或者克龙表达式(cron string)的字符串作为参数，也可以在方法定义中注解这些特定目的的参数。指定的方法将返回QuartzTriggerHandler对象，你可以稍后使用这个QuartzTriggerHandler对象暂停或取消任务，你也可以将这个QuartzTriggerHandler对象保存到数据库，以供稍后使用。

@Asynchronous

public QuartzTriggerHandle schedulePayment(

@Expiration Date when,

@IntervalCron String cron,

@FinalExpiration Date stoptime

… any other call parameters …) {

// do the repeating or long running task

}

下面的例子中，schedulePayment()方法设定在下午2点10分和三月每个星期三的下午2点44分运行。你可以在Web UI事件处理方法中加入这段调用的代码，这样当按钮按下时，重复事件将被安排到调度程序中。

QuartzTriggerHandle handle =

processor.schedulePayment(payment.getPaymentDate(),

“0 10,44 14 ? 3 WED”,

payment.getPaymentEndDate(),

payment);

payment.setQuartzTriggerHandle( handle );

// Save payment to DB

// later …

// Retrieve payment from DB

// Cancel the remaining scheduled tasks

payment.getQuartzTriggerHandle().cancel();

从例子可以看出，开发人员不需要手动启动Quartz调度程序、创建Quartz触发器和任务，而只需要使用Seam注解POJOs就可以了。

统一的编程模型

目前为止，我们已经介绍了很多Seam通过一致的编程模型整合不同框架的例子。除了上面介绍的这些，还有许多其他的框架。但是限于篇幅，我们不可能介绍所有的框架。下面我们将总结一下Seam整合这些框架的方法。Seam编程模型中关键的三要素是：

注解POJOs：Seam应用中所有的Java组件都是注解的POJO类。Seam通过双向依赖注入管理它们之间的交互。除此之外，Seam中没有其他的组件模型。

XHTML显示页面：所有视图(UI)页面都是通过XHTML文件显示出来，除去标准JSF标签，Seam还定义了许多自己的UI标签，包括PDF UI标签等。Seam同时也加入了Ajax JSF库，比如Ajax4jsf、RichFaces和IceFaces。

表达式语言：XHTML页面通过JSF表达式语言(EL)引用Seam中的Java组件。Seam增强了标准的EL语法，使它支持方法参数等，并且使EL可以用于所有的XML配置文件和测试脚本。

有了这些Cool的特性，Seam的编程模型将变成异常简便。只要有一些JSF基础，你的学习曲线将非常平坦。

下载Seam，看看实例，快乐地编写Seam代码，一切就这样简单！