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至顶网软件频道J2EE 与 IBM 对象-关系数据库系列连载二

J2EE 与 IBM 对象-关系数据库系列连载二

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  请求-响应      基于 Web 的用户和应用程序服务器之间的交互遵循使用 HTTP 协议的原始 Web 模型

作者:中国IT实验室 来源:中国IT实验室 2007年9月9日

关键字: 关系数据库 IBM J2EE

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  请求-响应
  
  基于 Web 的用户和应用程序服务器之间的交互遵循使用 HTTP 协议的原始 Web 模型。这意味着我们要受上面简要描述过的请求-响应模型的约束。
  
  为了便于进行该通信,引入了新的 Java 类。用于处理该通信的主类就是 HttpServlet 类。该类包含了一组与 HTTP 协议相匹配的方法,其中获得请求内容的方法是 doGet() 和 doPost()。
  
  HTTP 协议要么通过在 URL 中放置参数来向 Web 服务器传递信息,要么独立于 URL 传递信息。第一种称作 GET 命令,而第二种称作 POST 命令。GET 命令的优点是,URL 包含了检索请求信息所需的所有信息。因此,可将其加入书签以便将来重新调用。而 POST 命令独立于 URL 发送附加信息,提供了更好的安全性。当需要发送比较大量的信息时,该方法也更为合适。其缺点就是不能被加入书签。
  
  doGet() 和 doPost() 接收两个参数:HttpServletRequest 请求和 HttpServletResponse 响应。这些附加类为您提供了需要从请求中获得的所有信息。您将使用响应参数来编写应答。已提供的方法可以满足您完成该应答所需的所有功能。
  
  浏览器和应用程序服务器之间的一切交互都是通过 HttpServlet 类完成的。您得花些时间去学习上述类中所包含的字段和方法。
  
  模型-视图-控制器
  
  J2EE 建议使用 MVC 开发模型。该模型背后的思想是:尽可能地将与用户的交互、处理以及数据访问分离开。该模型已经活跃了很长一段时间。我记得它最早出现在 20 世纪 80 年代的 Smalltalk 语言中。
  
  图 3 说明了该模型与 J2EE 组件的使用。应用程序首先发出一个 JSP(视图)请求,而 JSP 稍后将返回一个在浏览器中显示的页面。接着,用户选择一个动作,向 servlet(控制器)发送信息。再由 servlet 来决定必须完成什么操作,它可能需要检索一个 Java bean(模型)或 EJB 来提供数据访问。然后,servlet 可以向 JSP 传递一个对 Java bean 的引用,以便访问要格式化和显示的数据。
  
 

  
图 3. MVC 模型

  
  Enterprise Java Beans(EJB) EJB 体系结构提供了开发分布式应用程序的标准模型。一个 EJB 包含两个接口:Home 和 Remote。home 接口用于创建或查找指定类型的对象。remote 接口是通过 home 接口检索得到的,为您提供了对远程对象的公共方法的访问。
  
  EJB 有三种类型:会话(session)、消息(message)和实体(entity)。会话 bean 提供对业务过程的访问。它们分为两种类型:有状态的和无状态的。有状态会话 bean 保存特定客户机调用之间的信息。无状态会话 bean 可以被多个客户机共享,因为它不保存调用之间的任何特定信息。
  
  消息 bean 是一种无状态的 bean,提供了用于操纵 JMS 异步消息的业务过程。实体 bean 代表业务数据及其相关的操纵逻辑。该业务数据必须保存在持久性存储器(例如,一个数据库)中。EJB 是通过部署描述符进行分布的,部署描述符包括事务属性、安全性授权和持久性等信息。
  
  面向对象方法(OOA)面向对象(Object Orientation)改进了软件的开发,它也是 J2EE 环境中的关键部分。OO 的关键包括数据封装和继承的概念。
  
  面向对象支持层次结构方法。我们可以看到对象继承层次结构和对象组合层次结构。图 4 通过部分医学数字图像和通信(Digital Imaging and Communications in Medicine,DICOM)标准,说明了这两种类型的层次结构。
  

  
图 4. DICOM 层次结构

  
  一个 Data 对象(DICOMData)可以特殊化为以下四种对象中的一种:patient、study、series 或 image。而在图 4 所展示的另一层次结构中,则可以将 TAG 对象特殊化为 DataElement。这些类型的继承在 OO 分析、设计和编程中极为普遍。仅仅查看 Java 类就可以看到一组精巧的对象继承层次结构。
  
  图 4 还展示了聚集/组合示例,包括组合层次结构中的多个层次:我们看到,一个 Patient 可以包含多个 study,而一个 study 可以包含多个 series,而一个 series 又可以包含多个 image。我们还看到所有这些对象都可以包含多个 TAG/DataElement,因为该组合是在对象继承层次结构的父类(DICOMData)中表示的。
  
  聚集/组合模型使对象之间不太明显的区别变得有意义。阅读 OO 文献时会发现,在多数商业应用程序中,具有频繁搜索并直接操纵的“第一级”对象,以及仅通过第一级对象来访问“第二级”对象 ―― 如果您不检索第一级对象,就永远无法获得第二级对象。30 年前,这种典型的层次结构模型主导了数据库模型。我们将在后面的小节中进一步讨论它所带来的优点和缺点。
  
  OO 中另一个有趣的主题就是对象持久性。实际上,OO 文献整个都在讨论对象,以及它作为内存中的对象与其他对象的交互。另一方面,持久性似乎是个很麻烦的问题。主要问题就是“持久保存对象”。数据库服务器除了在必要时恢复对象之外,不会添加值。这就是为何“阻抗失谐”问题对于许多 OO 人员来说显得如此重要的部分原因。
  
  J2EE 持久性模型
  
  在谈论 J2EE 环境中的持久性时,我们很可能要涉及实体 bean。J2EE 环境为实体 bean 提供了两种持久性模式:bean 管理和容器管理。Bean 管理的持久性将所有的工作交给 EJB 开发人员,让他们确定如何存储和检索特定的对象类型。
  
  容器管理的持久性从 EJB 的实现中去除了持久性的细节。部署描述符中包含的抽象模式定义了实体 bean 的持久性字段,以及它与其他 bean 之间的关系。这一工作是通过 EJB QL 语言完成的,该语言是 SQL 92 标准的一个子集。
  
  在创建一个实体 bean 时,容器管理的持久性会将其信息保存在数据库中。每当一个方法调用修改该 bean 的内容时,这些修改就必须在数据库中加以反映。当然,这也要考虑目标实体 bean 的事务属性。
  
  J2EE 试图让对象持久性尽可能地简单、透明和自动。在此过程中,它希望使持久性尽量独立于所有的数据库产品,而无需考虑使用何种类型的数据库或持久存储器。因此,数据库被降级为简单的持久性存储设备。
  
  IBM 的对象-关系数据库
  
  IBM 提供了两种最新型的对象-关系数据库:DB2? Universal Database(UDB)和 Informix Dynamic Server(IDS)。这两种都是关系型的数据库,因而包含了关系模型及其集合处理的长处。它们还包含了对象的概念,并且可以扩展数据库服务器的功能,更好地配合您的业务模型。而数据库服务器则是一个用于处理业务数据的可扩展性的架构。这些可扩展性特性与 J2EE 环境中的概念一致,因为 J2EE 确实是一个可扩展的应用架构。
  
  这些数据库产品在数据库市场中处于领导地位。要了解这些产品是如何崛起的,我们必须先看一看关系数据库为何成为了该行业的主导。在关系数据库出现之前,占主导地位的各种数据库都是按照层次结构来组织的。这应用了“分而治之”的概念。
  
  从层次结构的顶层开始,您要选择一个指定节点来表示一个容器对象,如区域或部门,其中包含的是您数据库中所有数据的一个子集。该对象有可能包含成员。然后,您可以通过该节点的成员指针来选择另一个子集。该过程可以一直进行到您找到了需要操作的指定元素为止。除了可以添加、删除或修改元素之外,您还可以通过操纵指向元素或节点的指针,将元素移动到该层次结构中的另一位置上。
  
  层次型数据库具有两大优点:
  
  它们是系统开销最小的轻量级数据库,因为它们仅仅返回应用程序所请求的节点和成员指针。它们快速地将数据分成较小部分以获得所需的记录。另外,它们还具有一些可改善性能的特点:
  
  针对单个问题的优化:本质上,层次数据库就通过一条指定的路径来优化数据访问。例如,一家大型银行可能按区域、部门和帐户来划分单元。那么,就可以极其高效地找到属于已知部门和区域的指定帐户,或者按区域和部门制作报表或进行分析。但是,要为某个指定客户找到所有帐户就比较困难了,因为该客户可能有多个过去创建的帐户。而且,该客户可能经历过多次职位和住所的改动,从而会拥有多个部门和多个区域中的帐户。
  
  大多数公司都要通过他们的数据来解决多重问题。如果遵循层次模型,他们可以很好地解决某一个问题。而其他问题的解决则可能比较糟糕。为了取得相当好的性能,可能需要在多个层次中复制数据,从而可能极大地增加数据管理的复杂性。
  
  对于物理记录的处理:层次数据库中所存储的记录是由应用程序来直接操纵的。应用程序必须知道每个字段的次序和类型,因为它必须计算该字段在记录中的偏移量。修改了记录结构就需要修改访问这些记录的应用程序。以编程方式实现对象的重定位:该指针操纵为复制和悬空指针(dangling pointer)等问题的发生制造了机会。
  
  总的来说,层次模型在某些特定的应用程序中是一种极为可行的模型,IBM IMS 产品的长久生命力就证明了这一点。关系型数据库已经超越了持久性存储设备的角色,它们还解决了上述层次数据库的两个缺点。关系型数据库的主要特点有:
  
  扁平的层次结构(Flattened hierarchy):关系数据库以表的形式来表示数据。所有的表都处于同一层次。这意味着所有的数据都可以直接进行访问。再回过头来看上文中的银行示例,我们可以直接访问所有帐户,并且找到属于指定客户的记录,而不必管其帐户属于哪个部门或区域。
  
  逻辑记录:表中的列是通过列名而非记录偏移量来访问的。操作中只会使用指定的列。这样一来,应用程序可以独立于数

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