試談用JAVA實現(xiàn)三層體系結(jié)構(gòu)中用戶層與應(yīng)用層

試談用JAVA實現(xiàn)三層體系結(jié)構(gòu)中用戶層與應(yīng)用層摘要：近些年來應(yīng)用程序使用多層體系結(jié)構(gòu)來設(shè)計已經(jīng)越來越普遍。本文從使用JAVA的角度來論述了三層結(jié)構(gòu)中優(yōu)點和實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)器層和用戶層的方法和手段。關(guān)鍵字：三層體系結(jié)構(gòu)，用戶層，應(yīng)用服務(wù)器層，一.三層結(jié)構(gòu)的簡單描述及優(yōu)點三層體系結(jié)構(gòu)，即用戶層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。用戶層主要指用戶界面，它要求盡可能的簡單，使最終用戶不需要進行任何培訓就能方便地訪問信息；第二層就是應(yīng)用服務(wù)器，也就是常說的中間件，所有的應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)用邏輯、控制都在這一層，系統(tǒng)的復(fù)雜性也主要體現(xiàn)在應(yīng)用層；最后的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲大量的數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)邏輯，所有與數(shù)據(jù)有關(guān)的安全、完整性控制、數(shù)據(jù)的一致性、并發(fā)操作等都是在第三層完成。采用JAVA的三（N）層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點．能有效降低建設(shè)和維護成本，簡化管理多層應(yīng)用結(jié)構(gòu)在各層次上的組件能單獨更新、替換或增加、拆除。因此，系統(tǒng)維護更方便，代價相對低得多。而且，因各組件互相獨立，更換組件就好比更換組合音響的一個部件，對系統(tǒng)其它部分并無影響，所以更新維護更加安全可靠?？蛻舳瞬捎檬菘蛻魴C。因為，客戶機不必進行大量的計算或數(shù)據(jù)處理，它的硬件配置就不需要太高。通過將業(yè)務(wù)邏輯集中到中間層，系統(tǒng)獲得了對業(yè)務(wù)邏輯的獨立性，即當用戶的需求改變時，開發(fā)人員可以迅速地在中間層（應(yīng)用服務(wù)器）上更新業(yè)務(wù)邏輯，而無需將更新后的應(yīng)用提交到眾多的PC終端系統(tǒng)上去，即客戶端無需任何改動（改動眾多的客戶端并不是件輕松的事）。．適應(yīng)大規(guī)模和復(fù)雜的應(yīng)用需求如果說結(jié)構(gòu)化方法使軟件開發(fā)從一門手工藝術(shù)走向科學的工程方法，組件技術(shù)則使軟件工程從個體作坊走向大規(guī)模工業(yè)。雖然，結(jié)構(gòu)化方法對中小型系統(tǒng)開發(fā)能夠行之有效，但對大型系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)化分析的結(jié)果往往是錯綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而不是結(jié)構(gòu)清晰的層次結(jié)構(gòu)。這也正是面向?qū)ο蠓椒▽W誕生的原因。組件技術(shù)能使復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計變得簡單可行，具有良好的伸縮性。三層或多層結(jié)構(gòu)，可以將數(shù)據(jù)處理從客戶端轉(zhuǎn)移到應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。這樣，盡管客戶端與應(yīng)用服務(wù)器之間可能存在著多個甚至數(shù)百個的連接，但是應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的連接卻只有少數(shù)幾個，從而達到減少通信線路上傳遞的數(shù)據(jù)量的目標。這樣的功能分配提供了很強的系統(tǒng)可伸縮性，使得在用戶數(shù)量急劇增加時還能保持系統(tǒng)性能的穩(wěn)定。即使在用戶數(shù)量很大的情況下，數(shù)據(jù)庫仍能保持良好的工作負載，保持系統(tǒng)的快速的響應(yīng)速度。．可適應(yīng)不斷的變化和新的業(yè)務(wù)需求任何應(yīng)用系統(tǒng)實施的重點不在于需求確定以后能否實現(xiàn)這些需求，而是在系統(tǒng)實施后如何適應(yīng)變化的需求。JAVA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組件式系統(tǒng)的開發(fā)和維護過程中，技術(shù)人員可以按照新的需求，通過在不同系統(tǒng)層次上調(diào)度更新的組件或新加入的組件來調(diào)整舊的系統(tǒng)，以適應(yīng)新的與不斷變化的要求。以往的系統(tǒng)只能靠專業(yè)維護人員或系統(tǒng)開發(fā)商的再次開發(fā)或修改原有系統(tǒng)，才能滿足新的需求，代價往往很大，無法保證時間上的要求。．訪問異構(gòu)數(shù)據(jù)庫多層結(jié)構(gòu)的中間層即應(yīng)用服務(wù)器能夠提供廣泛的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫訪問和復(fù)制能力。傳統(tǒng)的客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)則需要在客戶端安裝許多訪問異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動程序，而三層/多層結(jié)構(gòu)只要在中間層有相應(yīng)的驅(qū)動程序就可以訪問異構(gòu)數(shù)據(jù)源。．能有效提高系統(tǒng)并發(fā)處理能力傳統(tǒng)的一體化集中式系統(tǒng)或客戶服務(wù)器架構(gòu)，在處理大信息量業(yè)務(wù)時，都可能形成瓶頸。而多層體系架構(gòu)的組件式系統(tǒng)將界面、界面發(fā)布、業(yè)務(wù)應(yīng)用邏輯及數(shù)據(jù)存儲分為多個層次分散管理，邏輯或物理地將它們分開，可減輕系統(tǒng)壓力，提高整體性能。并且中間層可以采取多機并行的方式，相互備份的方式，保證系統(tǒng)的高可用性。一般情況下進行數(shù)據(jù)分析時，每次查詢可能涉及到大量的數(shù)據(jù)，往往需要較長的響應(yīng)時間，特別在分布式數(shù)據(jù)環(huán)境下，響應(yīng)時間有時長得令人難以忍受。三層（多）層結(jié)構(gòu)提供了客戶端與服務(wù)器之間的異步通信，使得客戶不必等待提交的分析處理結(jié)果而可以繼續(xù)執(zhí)行其他處理任務(wù)。6．能有效提高系統(tǒng)安全性多層體系結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)與程序、數(shù)據(jù)控制與應(yīng)用邏輯分層獨立管理，能更嚴格地控制信息訪問；信息傳遞中采用數(shù)據(jù)加密技術(shù)，可進一步減低信息失密的風險。應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)建安全控制數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)服務(wù)器的雙重權(quán)限控制，對權(quán)限的劃分更準確、靈活、嚴格。新系統(tǒng)在信息訪問、傳遞和存儲三個環(huán)節(jié)上均有嚴格的安全措施。由于利用JAVA的三層結(jié)構(gòu)具有這么多的優(yōu)點，以至于它的應(yīng)用越來越廣，現(xiàn)在幾乎所有的Web服務(wù)器都采用三（N）層結(jié)構(gòu)，所以怎樣采用JAVA實現(xiàn)三（N）層體系結(jié)構(gòu)成了當今程序員希望掌握的一個熱點。二.利用JAVA實現(xiàn)三層體系結(jié)構(gòu)中的中間層：服務(wù)器應(yīng)用層。創(chuàng)建服務(wù)器創(chuàng)建一個Server類從Thread類繼承過來。聲明一個ServerSocket對象監(jiān)聽客戶請求。Server類的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建和啟動ServerSocket線程。如果在啟動服務(wù)器時引發(fā)異常,將會產(chǎn)生一個出錯信息。此構(gòu)造函數(shù)的代碼如下 :PublicServer(){try{serverSocket=newServerSocket(1001);}catch(IoExceptione){fail(e,”Couldnotstartserver”);}“Serverstarted???”);This.start();}實現(xiàn)監(jiān)聽客戶請求服務(wù)器的run()方法和實現(xiàn)Runnable接口的所有線程一樣,擁有線程的指令。在這種情況下,服務(wù)器進入了個無限循環(huán)并監(jiān)聽客戶請求。當服務(wù)器安全連接到客戶機時,ServerSocket類的accept()方法接收此連接。服務(wù)器為客戶機創(chuàng)建一個用戶定義的類Connection的對象,將一個Socket對象傳入構(gòu)造函數(shù)?？蛻魴C和服務(wù)器之間的通訊通過這個套接字發(fā)生。run()方法的代碼如下:Publicvoidrun(){try{while(ture){Socketclient=serverSocket.accept();Connectioncon=newConnection(client);}}catch(IoExceptione){fail(e,”Notlistening”);}}3啟動服務(wù)器main()方法的代碼如下。它創(chuàng)建了一個啟動線程的Publicstaticvoidmain(Stringargs[]){newServer();}Connection線程

Server類的對象。以下代碼片段描述了ConnectionClassConnectionextendsThread

類.{protectedSocketnetClient;protectedbufferedReaderfromClient;protectedPrintStreamtoClient;publicconnection(Socketclient){netClient=client;try{fromClient=newBufferedReader(newInputStreamReader(newClient.getInputStream());toClient=newPrintStream(newClient.getOutStream()));}catch(IoExceptione){try{netClient.close();}catch(IoExceptione1){“Unabletosetupstreams”+e1);Return;}}this.start();}publicvoidrun(){Stringlogin,password;Try{for(

;

;

){toClient.println(“Login:”);login =fromClient.readLine();if(logion==null)break;toClient.println(“Welcome!!Entercommand:

”);}}catch(IoExceptione){}finally{try{netClient.close();}catch(IoExceptione){}}}}Connection類創(chuàng)建一個 BufferedReader對象(fromClient)和一個 PrintStream對象(toClient)。FromClient使用getInputStream()方法檢索客戶端的輸入：toClient 使用getOutPutStream()方法使得服務(wù)器可以把輸出寫到客戶端。這樣一來;就開始了雙工通訊。當客戶連接到服務(wù)器時,服務(wù)器使用toClient對象的Println()方法將”Login:”寫到套接字上 ,它使用 readLien()方法將客戶機發(fā)送的登陸 ID存入字符串變量Login.println()方法用于將”Password:”。提示寫到套接字上.然后,服務(wù)器再次調(diào)用readLine()將用戶輸入存入另一個變量password。服務(wù)器中可以有一個驗證登陸ID和口令以加密的格式存儲,這將是解密的地方.如果用戶是經(jīng)過授權(quán)的,就可以使用已經(jīng)建立流對象開始對話。到了注銷的時候,服務(wù)器中斷循環(huán).這引起finally程序塊的執(zhí)行,關(guān)閉客戶套接字.關(guān)閉套接字是很關(guān)鍵的,如果讓連接開著,很快就將耗盡服務(wù)器的內(nèi)存.finally程序塊確保連接的關(guān)閉。注意：服務(wù)器是多線程的 ,每個客戶都要從服務(wù)器得到它自己的線程。三．利用JAVA實現(xiàn)三層體系結(jié)構(gòu)中的用戶層。；publicclassClient{publicstaticvoidmain(Stringstr[]){Socketsocket;PrintStreamout=null;BufferedReaderin=null;Try{socket=newSocket(“”,1001);out=newPrintStream(socket.getOutputStream());in=newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));}catch(UnknownHostExceptione){“Unknownhostname”);System.exit(1);}catch(IOExceptione){“I/Oerror”);System.exit(1);}BufferedReadersdtin=newBufferedReader(newInputStreamReader((System.in)));Stringlogin=in.readLine();StringlogName=stdin.readLine();out.println(logName);Stringpassword=in.readLine();Stringpass=stdin.readLine();out.println(pass);Stringstr=in.readLing();while((str=stdin.readLine())!=null){out.println(str);if(str.equal(“byebye”))break;}out.close();in.close();stdin.close();}}上述程序輸入“byebye”時中斷連接。這樣當應(yīng)用層的程序運行后，就可以運行客戶端的程序。當輸入了用戶名和密碼后，就可以輸入其他的信息了。直到輸入“byebye”為止。四．小結(jié)JAVA語言是一種使用越來越普遍的語言，而三（N）層體系結(jié)構(gòu)正方興未艾。本文通過使用JAVA語言來編寫應(yīng)用程序的服務(wù)器程序和客戶端程序。雖然只是簡單的實現(xiàn)了服務(wù)器與客戶端之間的通訊，但是如果體會了他的精髓，并輔以 SQLServer或其他的數(shù)據(jù)庫作為存儲、處理數(shù)據(jù)的第三層，這時的應(yīng)用程序?qū)哂蟹浅４蟮膶嵱眯?。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。

“能”，是以眾議舉寵為督：愚親賢臣，遠小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠賢臣，此后漢所以傾頹也。先帝在時，每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也 。臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬