目前大多數企業采用J2EE技術的結構設計與解決方案。對于我們學習和研究J2EE體系結構來說，了解與掌握J2EE體系結構的設計方法及一些常用模式是必須的；模型-視圖-控制(model-view-control，簡稱MVC)結構是目前最常見的J2EE應用所基于的體系結構，MVC主要適用于交互式的Web應用，尤其是存在大量頁面及多次客戶訪問及數據顯示；相比較而言，一個工作流體系結構更多應用于過程控制和較少交互的情況下；除了體系結構外，J2EE的設計模式對我們解決應用系統的設計也有很大的幫助。

一、J2EE的模型-視圖-控制（MVC）體系結構

模型-視圖-控制結構是交互式應用程序廣泛使用的一種體系結構。它有效地在存儲和展示數據的對象中區分功能模塊以降低它們之間的連接度，這種體系結構將傳統的輸入、處理和輸入模型轉化為圖形顯示的用戶交互模型，或者換一種說法，是多層次的Web商業應用；MVC體系結構具有三個層面：模型（Model）、視圖(View)和控制(Controller)，每個層面有其各自的功能作用，MVC體系結構如下：

圖1 MVC 體系結構

模型層負責表達和訪問商業數據，執行商業邏輯和操作。也就是說，這一層就是現實生活中功能的軟件模擬；在模型層變化的時候，它將通知視圖層并提供后者訪問自身狀態的能力，同時控制層也可以訪問其功能函數以完成相關的任務。

視圖層負責顯示模型層的內容。它從模型層取得數據并指定這些數據如何被顯示出來。在模型層變化的時候，它將自動更新。另外視圖層也會將用戶的輸入傳送給控制器。

控制層負責定義應用程序的行為。它可以分派用戶的請求并選擇恰當的視圖以用于顯示，同時它也可以解釋用戶的輸入并將它們映射為模型層可執行的操作；在一個圖形界面中，常見的用戶輸入包括點擊按鈕和菜單選擇。在Web應用中，它包括對Web層的HTTP GET和POST的請求；控制層可以基于用戶的交互和模型層的操作結果來選擇下一個可以顯示的視圖，一個應用程序通常會基于一組相關功能設定一個控制層的模塊，甚至一些應用程序會根據不同的用戶類型具有不同的控制層設定，這主要是由于不同用戶的視圖交互和選擇也是不同的。

在模型層、視圖層和控制層之間劃分責任可以減少代碼的重復度，并使應用程序維護起來更簡單。同時由于數據和商務邏輯的分開，在新的數據源加入和數據顯示變化的時候，數據處理也會變得更簡單。

二、J2EE設計模式

一個設計模式描述了對于特定設計問題被驗證的解決方案，它綜合了所有開發者對這個問題所在領域的知識和見解；同時也是對于常見問題的可重用方案，它們一般適用于單個問題，但是組織在一起就可以提供整個企業系統的解決方案。下面我們列舉八種常用于J2EE平臺的設計模式，并對每種模式作簡單的介紹，便于大家學習、理解與靈活應用。

1、前控制器

前控制器(front controller)主要提供一種可以集中式管理請求的控制器，一個前控制器可以接受所有的客戶請求，將每個請求遞交給相應的請求句柄，并適當地響應用戶。

前控制器也是表示層的設計模式，它的出現主要是由于表示層通常需要控制和協調來自不同用戶的多個請求，而這種控制機制又根據不同的需要，可能會集中式控制或分散式控制。換句話說，就是應用系統需要對于表示層的請求提供一個集中式控制模塊，以提供各種系統服務，包括內容提取、視圖管理和瀏覽，如果系統中沒有這種集中式控制模塊或控制機制，每個不同的系統服務都需要進行單獨的視圖處理，這樣代碼的重復性就會提高，致使系統開發代價提高；同時，如果沒有一個固定模塊管理視圖之間的瀏覽機制，致使其瀏覽功能下放于每個不同的視圖中，最終必將使得系統的可維護性受到破壞；本文中我們主要討論的是集中式控制模塊，而不是分散式控制，因為前者更適合于大型的應用系統。

基于上面所說的問題，研究人員提出了前控制器的設計模式。在這種模式中，控制器提供一個處理不同請求的控制點，這里的處理工作包括安全事務、視圖選擇、錯誤處理和響應內容的生成；通過將這些處理工作集中在一點進行，大大地減低了Java代碼量，同時這種方法也可以減少在視圖模塊的程序邏輯，保證了在不同請求之間可以重用大量的邏輯代碼。通常，控制器都是和一個分派組件聯合工作的，分派組件主要是用于視圖管理和瀏覽，也就是為用戶選擇下一個應該顯示的視圖，并同時提供對于相關顯示資源的控制。分派組件可以包含在控制器之內，或是在另外一個單獨的組件中；雖然前控制器模式推薦對于全部的請求使用統一處理，但是它也沒有限制在一個系統中只能具有一個控制器，在系統中的每個層次都可以具有多個控制器，并且映射至不同的系統服務，下圖2顯示了前控制器的類圖。

圖2 前控制器的類圖

圖3顯示了前控制器的序列圖，表示一個控制器如何處理相關的請求。

圖3前控制器序列圖

下面我們來討論一下圖3的各個組件。

2、控制器

控制器(controller)是負責處理各種客戶請求的控制點，并可以將一定的職能(如用戶認證等)下放給幫助類。

(1)分派組件(Dispatcher)。一個分派組件主要是用于視圖的管理和瀏覽，為用戶選擇下一個可以顯示的視圖，并管理相關的顯示資源；分派組件可以在一個控制器內運行，或者作為一個單獨的組件與控制器協同工作；開發人員可以在分派組件中實現靜態的視圖分派技術，或是復雜的動態分派。

(2)幫助類(Helper)。幫助類負責幫助一個視圖或控制器來完成其處理工作，因此，幫助類具有多項職責，包括收集數據、存儲中間數據模型等；另外，幫助類也可以在保證數據完整性和準確性的情況下，為不同顯示需求修改數據模型；也就是說，根據用戶的請求，幫助類可以向視圖提供未經處理的原始數據，或是已經格式化后的Web內容，一個視圖同時可以和多個幫助類協同工作，而后者通常是由JavaBeans和標簽(tag)實現的。

3、視圖    

視圖(view)負責向用戶顯示信息，而幫助類則負責支持視圖的工作，即打包和建立相應的數據模型，下面我們介紹幾種可以實現控制器的方法。

1）基于Servlet前控制器

這種方法建議使用servlet來實現一個控制器，盡管在語法上相差無幾，但是它比使用JSP來實現要優越一些；因為控制器所進行的請求處理，多數都是與程序運行和控制流動相關的，這些處理工作雖然與顯示模式相關，但是實際上是邏輯獨立的，所以它們更適合在servlet中實現，而不是JSP技術中；使用這種方法也存在一些弱點，比如說servlet無法使用JSP運行環境的資源，如請求參數等，但是這個弱點也不是不能解決的，我們可以在servlet中建立相關的句柄來訪問同樣的資源，當然其代碼會變得繁瑣一點。

2）基于JSP的前控制器

這種方法建議使用JSP頁面實現控制器，盡管語法上相同，但是Servlet方案要比其優越一些；因為控制器所處理的邏輯一般都不是有關顯示模式的，所以在JSP頁面中實現控制器似乎有點風馬牛不相及；使用這種方法也不利于開發團隊的角色和職責的分配，即軟件開發人員需要在負責顯示邏輯的JSP頁面中修改請求處理的代碼，通常，這種工作都是相當復雜的，尤其考慮整個JSP頁面的編程、編譯、測試和調試錯誤。

3）控制器之中的分派組件

如果分派組件沒有較多功能，開發人員可以在控制器實現該組件。

4）基礎前端

基于使用servlet實現前控制器，這種方案建議實現一個控制器作為基礎類，這樣其他的控制器可以在其之上擴展；這個基礎類可以包含一些通用的邏輯實現，它的子類就會重載這些實現代碼，這種方法也有一定的缺陷，當有許多子類繼承這個基礎類，并大量地重用代碼時，那么就有可能出現一個類的改變會影響到所有子類的情況。

5）用過濾器實現前控制器

過濾器提供了與用戶請求的中心處理相類似的功能，也就是說，控制器的一些功能可以由過濾器來實現，這種方案的過濾器主要負責處理請求的截取和解釋，而不是請求的處理和響應的生成；通?？梢詾閼孟到y提供一個核心控制點，以處理所有的系統服務和程序邏輯，核心控制也就表明了所有的請求都可以簡單地被跟蹤和記錄，從而方便各種服務功能的實施；當然，它也存在一些缺點，一個核心控制點的小問題可能會引發系統的崩潰，但在應用系統的實際開發中，這并不是個問題，因為通常我們都會在同一個層面上實現多個控制器，從而避免了這個缺陷；在控制器中，開發人員可以很方便地實現一個檢查安全機制的組件，從而可以在最外層屏蔽對系統的惡意訪問，另外使用控制器也會提高系統模塊的可重用性，尤其在控制器同時使用幫助類的時候。

4、視圖幫助

視圖幫助(View helper)是屬于表示層的設計模式，一個視圖幫助可以包含相關視圖中的數據訪問和內容顯示的邏輯，并可以精煉簡化視圖；顯示邏輯主要是關于如何格式化頁面上的數據，而訪問邏輯則是關于如何取出數據，視圖幫助通常用來顯示數據的JSP標記(tag)或是讀取數據的JavaBean。

這種設計模式的出現主要是由于目前的應用系統通常需要實時地開發顯示內容，并且能處理動態的程序數據。如果這些程序數據的訪問邏輯和顯示邏輯的關系過于緊密，則系統的表示層就會經常需要改動，從而系統的靈活性、重用性會大大地受到破壞；同時在相同的模塊中實現訪問邏輯和顯示邏輯將會影響系統的模塊化，也會使得開發團隊的任務劃分不清。

 一個視圖通常包含格式化信息，并將其處理任務分發給自己的幫助類，后者通常是用JavaBeans 或標記(tag)來實現的，幫助類同時可以存儲視圖的中間數據模型并實現數據適配器的功能，即適當地轉化數據格式；開發人員可以采用多種方法實現視圖組件，通常，開發人員可以使用JSP來實現，并且這也是一種值得推薦的方法。當然，相應地開發人員也可以使用Servlet來實現它，將視圖中一定的程序邏輯植入到幫助類中，會有利于應用系統的模塊化和可重用性。系統可以使用同一個幫助類為不同的用戶顯示不同的數據信息，并在不同的顯示格式下顯示；通常，如果開發人員發現視圖的JSP頁面中存在大量的腳本代碼時，就可以考慮使用視圖幫助這種模式了，因為在這種情況下，基本都是程序邏輯和顯示邏輯具有過于緊密的聯系；這時開發人員可以將一些適用于所有類型的請求的邏輯處理放置到一定的幫助類中，而根據需要，也可以將另外一些邏輯處理放置在視圖層上的其他程序模塊中，比如說以前討論過的截取過濾器。   

視圖幫助這種模式的設計理念主要是分離應用系統的邏輯職責，下面我們提供一些圖示，以方便大家更好地理解這種模式。

圖4以類圖(class diagram)的形式說明了視圖幫助的系統結構。

圖4 視圖幫助類圖

圖5表示了視圖幫助模式的序列圖，它表明了這種模式中的主要成分及互相之間的運行情況；不過需要說明的是，在很多應用系統中，客戶端和視圖層之間會存在一個控制器加以適當的調節。

圖5視圖幫助序列圖

在類圖表中，大家可以發現，可能存在沒有任何相關幫助類的視圖，這種情況下，通常代表視圖的JSP頁面會有一些靜態的或小數量的腳本代碼。

這里我們對于序列圖中的各個元素加以簡單的介紹：

(1)視圖(view)。視圖負責向用戶展示動態數據信息，而幫助類則負責支持視圖的工作，即打包和建立相應的數據模型。

(2)幫助類(helper)。一個幫助類負責幫助視圖或控制器完成相關的處理工作，包括收集數據、存儲中間模型等；幫助類也可以在保證數據完整性和準確性的情況下，為不同顯示需求修改數據模型，也就是說，根據用戶的請求，幫助類可以向視圖提供未經處理的原始數據，或是已經格式化后的Web內容；一個視圖同時可以和多個幫助類協同工作，而后者通常是由JavaBeans和標記(tag)實現的。

(3)值bean(ValueBean)。值bean實際上是用于存儲中間數據模型的幫助類的另一種叫法，例如在序列圖5中，business service就根據請求返回了一個值bean。

(4)業務服務(business service)。業務服務是指用戶試圖得到的，應用系統可以提供的相關服務；通常來說，業務服務可以通過一個業務代表(business delegate)來訪問，而后者主要是提供對于業務服務的控制和保護。

在應用系統的視圖模塊中使用幫助類可以將不同的程序邏輯很好地分離開來，并在視圖模塊之外為開發人員提供設計程序邏輯的空間；基于JavaBean和標記 (tag)所開發的幫助類通常都可以被多個視圖模塊重用，因此也提高了組件的重用性和可維護性；把顯示邏輯從數據處理邏輯分離出來，也有利于開發團隊中角色及人物的劃分；比如說，如果各種程序邏輯過于結合的話，軟件開發人員可能需要在HTML，網頁中修改代碼而Web設計師則需要在處理數據訪問的JSP中修改頁面布置，這些情況都可能會導致系統設計和開發中由于不同技術人員的介入，而產生相關的問題。

5、會話面

會話面(session facade)模式在合作的企業對象間調節操作，并將應用函數合成一個單一簡單的界面；它減少了類之間合作的復雜性，并使得類的調用者在該類變化的時候無需改動，這種模式通常以一個會話bean實現，以用來隱藏底層ejb的復雜交互。

這種設計模式出現的背景在于EJB通常既包括程序數據，又包括程序邏輯，而這些代碼都會通過一定的界面作用于客戶層，在多層次的J2EE平臺應用程序中，就會造成一定的困難。

具體來說，在J2EE平臺上的多層次系統中，通常會存在以下的問題：

    (1)層次之間聯系過于緊密，客戶層和后端的業務對象具有較強的依賴關系；

    (2)在客戶和服務器之間有多次方法調用，因而導致了Web性能方面的問題；

    (3)缺乏一定的客戶訪問機制，使得一些后臺對象被隨便訪問。

一個多層次的J2EE應用程序通常具有很多由EJB實現的服務器端對象，它們通常負責提供系統服務、數據信息等，也就是說作為業務對象，它們既包括相關的程序數據，也包括其程序邏輯；在J2EE應用系統中，負責程序邏輯的對象通常由會話bean實現，而表示持久性存儲，并在多個用戶間共享的對象則由實體 bean來實現；當然，應用系統的用戶需要訪問企業對象來滿足自己的需求，如果企業對象向用戶提供接口，用戶可以直接地與相關對象通信，但是這樣一來，用戶必須負責管理所調用的企業對象之間的關系，并且能夠處理其間的業務流程；然而，如果用戶和業務對象之間存在過于直接的交互，兩者的聯系就會過于緊密，同時也使得用戶過于依賴企業對象的具體實現，并負責管理與交互過程有關的業務對象查找和創建，以及不同的對象間相互調用的關系，甚至一些時候用戶還需要管理多次調用之間的事務管理環節。

在用戶需求不斷增加時，這也是應用系統經常發生的情況，用戶與不同的企業對象之間的交互也會變得越來越復雜，而企業對象可能需要一定內部的更新才能滿足前者的需要，但是這樣的話用戶又需要根據企業對象實現的變化而做出相應的改變，這種情況將為應用系統帶來相當大的麻煩；在訪問EJB應用系統時，用戶需要與遠程對象進行交互。如果用戶直接與所有相關的業務對象交互的話，將帶來很大的Web負擔；因為對于每一個ejb的激活，都將產生一次遠程的調用，而如果存在大量的系統用戶，用戶與對象間的交互就將為Web通信帶來很大的壓力，使系統性能受到很大破壞；如果用戶可以直接訪問后端的企業對象，但是系統中又缺少一個統一的用戶訪問機制，那么這些訪問很有可能變得雜亂無章，引起系統性能的下降，甚至導致一些安全問題。

為了解決以上的問題，開發人員可以采用會話面的設計模式，即使用會話bean來實現一個面(facade)來包含一個工作流中所有相關對象的交互；這個會話面負責管理業務對象，并向用戶提供一個統一的服務訪問層，會話面可以面向底層對象的交互過程，并提供一個僅僅包含必須提供的接口的服務層，由此它將復雜的對象交互和用戶之間隔離開來；    會話面也負責管理企業數據和企業對象之間的交互，并表達其中需要的企業邏輯，因此會話面也可以管理企業對象之間的作用關系；同時，根據工作流的需要，會話面也管理對象的創建、查找、修改和刪除。

在一個復雜的應用系統中，會話面可以將其生命周期的管理下放到一個單獨的幫助對象去，比如說，會話面可以將管理會話和實體bean生命周期的工作交給服務定位對象；    同時，在應用系統中，檢查業務對象之間的作用關系也是非常重要的，一些關系可能是暫時的，即只使用于一定的交互過程，而另外一些關系則是永久的，暫時的關系適合建模于會話面中的工作流，永久的關系則需要具體情況具體分析。

圖6中的類圖簡要描述了會話面的設計模式，圖7給出了會話面的序列表示，即參與組件及其交互關系。

圖6 會話面類圖

圖7會話面序列圖

這里我們對于圖7的各個組件加以簡要的介紹：

    (1)客戶(Client)。這表示會話面的客戶，即需要訪問相關企業服務的客戶端應用程序，當然也可以是在同一層面或不同層面的另外一個會話bean。

    (2)會話面(Session Facade)。會話面通常是用會話bean來實現的，它管理著多個企業對象的作用關系并提供一個高層次的抽象界面給用戶。

    (3)業務對象(Business Object)。業務對象是一個可以使用多個不同設計方案的對象，例如會話bean、實體bean和數據訪問對象。在圖6中業務對象負責提供數據和服務，而會話面則需要與多個業務對象實例交互而獲得相應的服務。

會話面實際上就是業務層的一個控制對象，它負責控制用戶與企業數據和企業服務對象之間的交互；在一個復雜的應用系統中，甚至可能會有多個會話面作為用戶和對象模塊之間的中介。

下面介紹兩種實現會話面的常見方法。

    (1)無狀態的會話面

在實現會話面的時候，首先應該決定是用狀態化還是無狀態的會話bean來實現，這主要取決于會話面所建模的業務流程；如果一個業務流程只需要一次方法調用就可以實現其服務，那么就可以使用無狀態的會話bean來實現它。

    (2)狀態化的會話面

當一個業務流程需要多次方法調用來實現其服務時，開發人員最好使用狀態化的會話bean來實現這一流程，因為每次方法調用的狀態信息都必須在會話bean中保存。

通過在應用系統中采用會話面的設計模式，將在系統中得到以下的收益：

    ①為用戶提供一個簡單的接口，并隱藏所有與系統組件復雜的交互過程；

    ②減少暴露給用戶的企業對象，從而降低它們之間的依賴關系；

    ③向用戶隱藏系統組件間的交互過程和依賴關系，從而使得系統更加容易管理，并提供相當的靈活性；提供一套統一的用戶訪問機制，便于管理用戶對于系統服務的請求與訪問。

6、數據訪問對象

數據訪問對象(data access object，DAO)模式將數據訪問邏輯抽象為特殊的資源，也就是說將系統資源的接口從其底層訪問機制中隔離出來；通過將數據訪問的調用打包，數據訪問對象可以促進對于不同數據庫類型和模式的數據訪問。

這種模式出現的背景在于數據訪問的邏輯極大程度上取決于數據存儲的格式，比如說關系型數據庫、面向對象數據庫、磁盤文件等。

目前大部分的J2EE應用程序都需要在一定程度上使用可持久性的數據，而實現持久性數據的方法因應用程序不同而異，并且訪問不同存儲格式數據的應用程序接口(API)也有著顯著的差別；有的時候，應用程序還會訪問存儲在不同操作平臺上的數據，這使得問題更為復雜，通常，應用程序會使用共享的分布式組件，如實體bean來表達持久性數據。應用程序可以使用bean管理的持久性實體bean，而在實體bean中植人數據訪問邏輯，或者使用容器管理的持久性實體 bean，從而使容器管理所有的事務和持久性細節；而如果應用程序對于數據訪問的需求十分簡單的話，也可以采用會話bean或Servlet直接訪問持久性存儲來讀取和修改數據。

一些應用程序可以使用JDBC應用程序接口來訪問關系數據庫中的數據，JDBC負責一般的持久性數據訪問和管理，在J2EE應用程序中，JDBC中可以嵌入SQL語句，用以訪問關系型數據庫，當然根據數據庫類型的不同，SQL語句的詞法和語法也會有所不同；需要說明的是，當數據存儲格式不同的時候，數據訪問邏輯的區別就更加明顯了，例如關系型數據庫、面向對象數據庫和磁盤文件，各自數據的訪問邏輯各有千秋，這樣一來就造成了程序代碼和數據訪問代碼之間的依賴關系；當程序組件，即實體bean、會話bean或servlet、JSP等需要訪問數據源時，它們會使用正確的應用程序接口來得到連接并管理數據源，但這樣也會造成這些組件與數據源物理實現之間的依賴關系，從而使得應用程序很難從一個數據存儲實體移植到另一個數據存儲實體中去；當數據源的物理實現變化的時候，應用程序也必須相應地加以改變。

基于以上所討論的問題，開發人員開始采用數據訪問對象的方法。數據訪問對象實際上就是包含對于所有數據訪問邏輯的對象，并管理著對于數據源的連接，根據數據源的不同，數據訪問對象實現了不同的訪問機制，這里所說的數據源可以是持久性存儲介質，如關系型數據庫，也可以是外部服務，如B2B的數據交換；不僅是用戶，而且包括應用系統中的其他組件，也可以使用數據訪問對象所提供的數據訪問接口，數據訪問對象將數據源的物理實現細節與其用戶完全分離開來，并且在底層數據源變化的時候，數據訪問對象向用戶提供的接口是不會變化的；這種方法使應用系統使用數據訪問對象時可以適應多種數據存儲介質，總之，數據訪問對象就是系統組件和數據源中間的適配器。

圖8中的類圖表示了數據訪問對象設計模式的參與對象和之間的調用關系，圖9是這種設計模式的序列圖。

圖8 數據訪問對象類圖

圖9 數據訪問對象序列圖

對于圖9序列圖中的組件加以解釋如下：

    (1)業務對象(Business Object)。表示數據的用戶，它需要對于數據的訪問，一個業務對象可以用會話bean、實體bean或是其他Java程序來實現。

    (2)數據訪問對象(Data Access Object)。數據訪問對象是這種模式中的主題，它提供了底層數據訪問的對象，并將其提供給業務對象以使得后者能夠透明地訪問數據源；同時業務對象也將數據的加載和存儲操作移交給數據訪問對象處理。

    (3)數據源(Data source)。這里指的是數據源的物理實現，這個數據源可以是一個數據庫，包括關系型數據庫、面向對象數據庫或文件系統。

    (4)傳輸對象(Transfer Object)。這里的傳輸對象指的是數據載體。數據訪問對象可以使用傳輸對象來向用戶返回數據，而數據訪問對象同樣可以從用戶那里得到傳輸對象來對數據源中的數據進行更新。

下面給出幾種實現數據訪問對象設計模式的方法。   

    (1)自動數據訪問對象代碼的生成

既然每一個業務對象都對應于一個數據訪問對象，那么開發人員就可以建立業務對象、數據訪問對象和底層實現的關系；一旦這種關系建立起來，開發人員就可以為所有的數據訪問對象編寫特殊的代碼生成工具。

生成數據訪問對象的信息通常存儲在一個開發人員定義的描述文件中，如果對于數據訪問對象的要求過于復雜，開發人員可以考慮使用第三方工具來為關系型數據庫提供對象對關系的映射。這些工具通常是一些GUI程序，可以用來將業務對象映射為持久性的存儲對象，并定義中間運作的數據訪問對象，在映射完成的時候，這些工具可以自動地生成代碼，并提供一些相應的功能，如緩存結果、緩存查詢、與應用服務器整合、與第三方產品整合等。

    (2)數據訪問對象代理(Factory for Data Access Objects)

當底層的數據存儲不會輕易改變的時候，開發人員可以采取這種方法來實現相應的，數據訪問對象，圖10是這種方法的類圖。

圖10 使用DAO代理類圖

當底層的數據存儲可能會變化的時候，開發人員可以采用抽象代理的方法來實現數據訪問對象；抽象代理的方法會創建一些虛擬的數據訪問對象代理和各種類型的實際數據訪問對象代理，每種對象對應一種持久性存儲介質的實現，一旦組件得到這些代理，就可以利用來創建需要使用的數據訪問對象。

圖11給出了這種情況的類圖。該類圖表示了一個基礎的數據訪問對象代理，它是一個抽象類，被其他一些實際的數據訪問對象代理繼承以支持特定的數據訪問函數；用戶可以得到一個實際的數據訪問對象，并利用它來創建需要的數據訪問對象而訪問相關的數據，每一個實際的數據訪問對象都負責建立對于數據源的連接，并得到和管理所支持的業務數據。

圖11 抽象代理使用DAO

下圖12是這種情況下的序列圖。

圖12抽象代理使用DAO序列圖

這種設計模式的優勢：

• 透明性好。業務對象可以在不知道數據源實現細節的情況下訪問數據。由于一切數據訪問細節被數據訪問對象所隱藏，所以這種訪問過程是透明的。
• 可移植性好。在應用系統中添加數據訪問對象，可以使得前者能夠很方便地移植到另外一種數據庫實現上。業務對象與數據實現是隔離的，所以在移植過程中，僅僅對數據訪問對象進行一些變化即可。
• 減少業務對象的代碼復雜度。由于數據訪問對象可以管理所有的數據訪問復雜細節，這也就簡化了業務模塊和其他數據客戶的代碼。同時也提高了應用系統的整體可讀性和開發率。
• 集中處理所有數據訪問。由于所有的數據訪問操作都移交給數據訪問對象，這樣應用系統其他部分就與數據訪問實現隔離開來，而全部相關操作都與數據訪問對象集中處理，這樣也使得相關操作更加容易被維護和管理。

這種設計模式的缺陷：

• 對于容器管理的持久性不能利用。如果EJB容器采取容器管理的方式，那么所有對于持久性數據存儲的管理都由容器負責。這樣的話應用系統就無需實現數據訪問對象了，因為應用服務將透明地提供這一功能。
• 添加了額外的層面。數據訪問對象在數據用戶和數據源之間添加了一個層面，也就增加了一些額外的設計和實現的負擔。當然，我們認為它是物有所值的。

總之，在開發人員選擇不同模式的時候，應該注意，一定的模式對應于一定的應用層次。比如說，與視圖和顯示相關的模式就是在Web層應用的。而一些與業務邏輯控制相關的模式則是與EJB層次相關的。另外一些關于讀取數據和分派操作的模式則適用于不同的層次之間。

7、值對象或傳輸對象

值對象(value object)模式通過減少分布式通信的消息而促進數據的交換，通常這里所指的通信是在Web層和EJB層之間。在一個遠程調用中，一個單一值對象可以被用來取出一系列相關數據并提供給客戶。

這種設計模式的出現是基于客戶需要與ejb大量地交換數據的情況。具體來說，在J2EE平臺中，應用系統通常將服務器端的程序組件實現為會話bean和實體bean，而這些組件的部分方法則需要將數據返回給客戶；這種情況下，通常一個用戶會重復調用相關方法多次，直到它得到相關信息，應該注意的是，多數情況這些方法調用的目的都是為了取得單一的信息，例如用戶名或者用戶地址等。

顯而易見，在J2EE平臺上，這種調用基本上都是來自遠程的。也就是說，用戶多次調用相應的方法會給Web帶來極大的負擔，即使用戶和EJB容器加載相同的JVM、OS和計算機上運行EJB程序，由于方法調用被缺省地認為是遠程任務，所以這種問題依然存在。

由于以上所提到的問題，在遠程方法的調用次數增加的時候，相關的應用程序性能將會有很大的下降，因此利用多次方法調用而取得單一的信息是非常低效的；在這種情況，J2EE的研究人員建議使用傳輸對象來包含所有的程序數據，即每次方法調用可以發送和接收這個傳輸對象；當用戶向EJB發出對于程序數據的請求時，EJB會創建這個傳輸對象，將它的各個域賦以相關的數值，并將整個對象傳送給用戶。

當EJB使用傳輸對象的時候，用戶可以通過僅僅一次方法調用來取得整個對象，而不是使用多次方法調用以得到對象中每個域的數值；由于傳輸對象是通過值傳遞而交送給用戶的，所以所有對于該傳輸對象的調用或取值都是本地調用，而不是遠程方法調用。不過需要注意的是，這個傳輸對象必須具有對應于每個屬性的訪問方法，或者將所有屬性都設為公共的。   

類圖13表示了傳輸對象模式的體系結構。

圖13 傳輸對象類圖

在圖13中，傳輸對象首先在EJB中創建，然后返回給遠程客戶；當然，傳輸對象也可以根據需要融合其他的設計模式。

圖14顯示了傳輸對象模式中的參與模塊和它們之間的交互。

圖14 傳輸對象序列圖

下面我們說明一下傳輸對象模式的各個參與模塊：

(1)客戶(Client)。客戶代表了EJB所提供服務的使用者，通常是運行于用戶終端的應用程序。

(2)業務對象。業務對象表示在一個模式中由會話bean、實體bean或數據訪問對象(Data Access Object)實現的角色。業務對象通常負責創建傳輸對象，并根據請求將其傳送到相關的用戶；業務對象也可以從用戶中取得一個傳輸對象格式的數據，并應用這些數據來執行一些更新。

(3)傳輸對象。傳輸對象是一個可序列化的Java對象。在這個對象的類中，通常會有一個包含所有域的構造函數，用來創建這個傳輸對象。

這個傳輸對象中的成員變量基本都被定義為公共，從而無需為它們提供相關的訪問方法。當然如果存在一定安全的需要，相關的成員變量也可以設為保護或私有，并且給定各自的訪問方法。由此可見，傳輸對象的設計是隨著應用系統的需要不同而改變的，是否將對象中的成員變量設為公共，或提供一定的訪問方法，將是一個很重要的設計問題。

通常在實現這個模式時，最多采取的是可更新的傳輸對象策略和多傳輸對象策略。    在可更新的傳輸對象策略中，傳輸對象不僅可以從服務于用戶的業務對象中取得相關信息和數據，還可以從業務對象中得到用戶對于數據所需要進行的改變。

圖15以類圖表的形式表明了業務對象和傳輸對象之間的關系。

圖15 可更新傳輸對象類圖

業務對象創建了傳輸對象。而用戶通過訪問業務對象，既得到了所需的信息，也對相關數據做出了一定的修改；為了能夠使得用戶可以修改業務對象各個域的取值，這個對象必須提供一定的變值方法，而出于對Web負擔的考慮，業務對象所提供的方法最好以傳輸對象為參數。相應地，這些方法可以去調用傳輸對象所提供的方法，來設置傳輸對象的各個成員變量的取值；同時在傳輸對象的方法中，我們也可以植入數據驗證和完整性檢查的邏輯，這樣在用戶從業務對象的方法得到傳輸對象時，可以直接調用傳輸對象的成員方法進行本地數據訪問，當然這種本地數據訪問不會影響到業務對象。

當用戶調用業務對象的變值方法時，該方法會將用戶端的傳輸對象序列化，再將它發送給業務對象；業務對象接收到更新的傳輸對象，便將這些更新寫回到自己的對象拷貝中去；    這里需要說明的是，上面提到的寫回只是涉及到被更新的變量，而不是全部變量的寫回，因此我們需要在傳輸對象中另設置一個變量，來指定哪些成員變量被用戶更新過，這也就使得這種模式的設計相對復雜，開發人員需要考慮同步化和版本控制的問題。

圖16顯示了這個更新過程的序列圖。

圖16 可更新傳輸對象序列圖

多傳輸對象的方法是指一個單一的業務對象可以根據用戶請求制造多個不同的傳輸對象。也就是說，業務對象和它所創建的傳輸對象保持一對多的關系。類圖17表示了這種實現方法的各個參與模塊以及它們之間的調用關系。

圖17 多傳輸對象類圖

當一個用戶需要A類型的傳輸對象時，他會激活相關EJB的getDataA()方法來取得傳輸對象A；當他需要B類型的傳輸對象時，他會激活getDataB()方法來獲取傳輸對象B；依此類推。序列圖18表示了這一過程。

圖18 多傳輸對象序列圖

使用這種設計模式，應用系統的實體bean及其遠程接口會變得十分簡單。實體bean中無需再為每一個成員變量都實現一個set()和get()方法，并在遠程接口中實現相應的定義。用戶無需再進行多次的方法調用來取得信息和數據，所需要的只是一次方法調用以獲得整個傳輸對象。當然這里需要考慮Web負擔和大量數據一次傳輸的權衡。開發人員可以根據不同的需要來選擇不同的實現方法。

如上所述，用戶和實體bean之間可以通過在一次方法調用中使用傳輸對象而交換所有的數據，也就是說傳輸對象作為數據載體工作，并減少了遠程的方法調用，從而大大減輕了Web負擔。通過使用傳輸對象的方法，我們也將有可能減少實體bean和其傳輸對象間的代碼重復。不過在使用可更新的傳輸對象方法時，用戶可以修改其本地的傳輸對象，之后再將其傳送回業務對象中，后者將所需的更新整合到自己一端；但是這樣一來，就會存在一個版本控制的問題，不同的客戶可能在同時修改相同類型的傳輸對象，而如果相關的業務對象沒有發現這一點的話，可能就會造成一些用戶的數據沒有得到及時更新，而另外一些用戶的數據又被覆蓋的情況；在系統設計中必須考慮這個問題。

8、截取過濾器

截取過濾器(intercepting filter)主要用于對于用戶請求的之前處理和之后處理，也就是說它對于客戶的請求使用了額外的操作。比如說，servlet可以處理一個網站的所有客戶請求并提供一個核心的認證機制。

這種模式主要工作于表示層，負責處理不同類型的請求，同時也需要進行多種不同的處理。在這些請求中，有一些請求會直接傳送給后端模塊處理，而另外一些請求則先會在過濾器里解釋或補充內容，之后才能傳送給后端模塊。這種模式的提出主要是由于一個客戶的Web訪問和系統響應都需要一定的預處理和后處理，例如用戶身份、用戶環境信息、用戶請求的合法性等。通常這些處理的結果都會決定用戶的請求是否能夠進行，或是系統的響應應該用什么格式來表示。

對于這種預處理和后處理問題，傳統上，開發人員會設計一系列額外的檢測程序模塊，也就是一整套if/else語句，并且指定如果其中任何一個檢測失敗，所有的處理工作都會退出。顯然，這種方法是存在很大弊端的，即代碼的可讀性、可維護性都會被大大降低，同時將檢測工作融于一般的程序模塊，使得整個程序的模塊性難以保證。

解決這種問題的關鍵在于，設計一種簡單的技術，以能夠添加或移除額外處理的模塊，而這些模塊通常都能夠完成一定的檢測和過濾功能。根據以上的討論，J2EE研究人員提出了設計模式----截取過濾器作為解決方案，這種模式可以在不影響核心處理模塊的情況下，實現可插入的過濾器來執行一般的處理功能。   

從理論上來說，這種過濾器可以截取客戶請求和系統響應，并進行相應的預處理和后處理；同時開發人員也可以隨時根據需要移除這些過濾器，并不用擔心會改變任何其他模塊。   

我們這里所說的預處理和后處理功能，通常是指一些基本的系統服務，如安全、登錄，系統調試等。執行這些功能的過濾器通常是需要與核心模塊分開的，并且由于系統職能或規則的變化，這些模塊隨時可能被添加或刪除。

下面提供一些關于截取過濾器的圖示，以幫助大家更好地理解這種設計模式，并合理地加以運用。圖19表示了截取過濾器模式的整體結構，圖19顯示了截取過濾器中的參與模塊和相互之間的聯系。

圖19 截取過濾器模式

圖20 截取過濾器序列圖

下面我們分別來說明圖20中的各個模塊：

(1)過濾管理器(Filter Manager)。過濾管理器負責過濾器的主要處理工作，即創建過濾器鏈對象以及相應的過濾器組建，并初始化整個處理過程。

(2)過濾器鏈(Filter Chain)。過濾器鏈是一組互不依賴的過濾器有序集合。

(3)過濾器1，過濾器2，過濾器3(FilterOne，FilterTwo，FilterThree)。這些都是提供不同服務的過濾器，而過濾器鏈則負責它們的協調工作。

通過采用這種設計模式，應用系統可以取得更方便的中心控制，這是由于過濾器可以提供處理多種請求的中心模塊，并能根據后端的處理模塊而解釋和潤色用戶的請求，使得該請求能更好地與處理模塊所提供的功能匹配。另外，過濾器通常可以將不同種類的服務聚集在一起，并提供相當靈活的服務組合，應用系統可以通過使用截取過濾器提高其重用性，過濾器可以隨時根據需要從其他程序模塊中插入或移除，并且由于它們通常具有標準的接口，開發人員可以使用一組類似的過濾器，并在不同的情況下進行全組的重用。

  采用這種設計模式也會帶來一定的問題，即在過濾器之間共享信息將變得非常困難，這是由于根據其定義和需求，每個過濾器的設計和開發都大相徑庭。因而如果在不同的過濾器之間需要共享信息的話，其代價將是非常昂貴的。

作者：務實，多年從事J2EE網站及應用系統項目的開發和應用。

參考資料：

《J2EE設計開發編程指南》Rod Johnson 電子工業出版社

《J2EE參考大全》Jim Keogh 電子工業出版社

《實用J2EE設計模式編程指南》Craig A.Berry 電子工業出版社