Java企业系统架构选择考量

Java企业系统架构选择考量

板桥里人 http://www.jdon.com 2005/09/26

　　现在Java领域各种技术百花齐放，名目繁多，如何根据自己的需求选择这些框架呢？特别对于初学者，在学习选择方向上也非常迷茫，如何有针对性的根据自己项目特点进行学习就变的更加重要。

　　下面我们从一个发展角度来对J2EE/Java EE的这些框架诞生进行一番考量，可能对我们的选择有很大帮助。

　　首先我们需要明白一个高质量的J2EE系统是什么样子？高质量的J2EE/Java EE系统标准实际就是OO设计的标准，松耦合是OO设计的主要追求目标之一，那么无疑解耦性成为衡量J2EE/JEE质量的首要标准。实际选择中，还需要兼顾可伸缩性/性能/开发效率等方面综合考虑。

　　J2EE/Java EE号称多层结构，为什么多层比两层好？因为多层结构解耦性好，带来维护拓展方便灵活。

　　典型的J2EE/Java EE至少划分三个层次：表现层/业务逻辑组件层/持久层。

　　如图，表现层英文是Presentation Layer，是实现显示功能的，这部分一般使用B/S结构来完成，当然你也可以使用专门远程客户端来实现;

　　业务逻辑层因为是由大量组件(Components)组成的，也可称为组件层，组件从不同角度又可分为各种类型，然后又有不同的流派，目前占主要位置的是Model+Service，模型加服务，所以这一层又称为业务服务层Business Service；也有称为Model业务层；

　　持久层是负责对象持久化也就是数据库操作的层次,英文Persistence Layer。

　　SUN伙伴们推出J2EE标准时，分别对这三个层次规定了标准实现，表现层使用Jsp/Servlet技术；业务组件层使用EJB的会话Bean；持久层使用实体Bean。同时，标准将业务层和持久层在物理上组成一个新的容器EJB容器，与表现层技术完全一样的容器，这样，J2EE技术被细化为Web和EJB，物理上有Web容器和Web应用程序；以及EJB容器和EJB应用程序。

　　当然，J2EE/JEE的发展不止这些，这三个层次技术分别独立发展，高歌猛进，下面分别单独陈述，当你了解某种框架技术为什么诞生时，你可能就知道你该在什么情况下选择它们了，工具总是因目的而生！

表现层框架

　　J2EE/Java EE虽是多层结构，但它不是一种强制性多层结构，也就是说，你也可能做成传统两层结构，有的初学者直接使用Jsp嵌入Java代码调用数据库这样结构实际不是多层结构，还是以前的两层结构。

　　在Jsp中嵌入大量代码，一旦报空指针错误就很难找出问题，很多初学者下载JiveJdon 2.5后就经常碰到这个问题，因此大量有关空指针错误问题出现论坛里，为什么他们不能自己解决呢？ 那是因为无法定位错误在Jsp中的位置，Tomcat等服务器只告诉我们错误在index_jsp.java(Jsp的java文件)位置，搞得一些人经常会跑到Tomcat服务器内部翻找Jsp的Java文件，这一过程无比痛苦（为了减少初学者这种痛苦，本站暂停了JiveJdon2.5的下载）。

　　J2EE/Java EE的发展就是降低这种痛苦，首先想到的方式是：在Jsp调试上下苦功，要求Tomcat等服务器提供详细的错误定位；可惜到Tomcat 5.5我们也没看到这种功能；实际上，根本解决之道就是将Jsp的调试变成java组件的调试。

　　首先通过MVC模式规定Jsp只能等同于Html，不能包含Java代码，将Jsp和Java代码分离，可是这样分离之后，它们结合起来又麻烦了，所以，虽然你使用MVC模式，但是还是直接基于Jsp技术，带来的是开发效率的降低。

　　Struts框架解决了这个问题，通过ActionForm可以将Jsp和JavaBeans方便快速地结合起来，但是有人又抱怨Struts的ActionForm限制太死，与Jsp虽能对应，只能一个ActionForm一个表单对应，而不能任意组件JavaBeans都可以和Jsp任意字段对应，这时就出来了组件型框架JSF/Tapestry。

　　表现层框架Struts/Tapestry/JSF架构比较

业务逻辑层框架

可伸缩性

　　因为EJB标准的推出，业务组件层以前基本是EJB的天下，但是EJB功能实在太强大，它考虑了世界顶级大型系统需求，因此免不了显得很复杂，当初，基本上所有的大型企业高端都是选用J2EE，选用J2EE实际是选用EJB。EJB强调的高可伸缩性为大型企业日益发展提供最大的发展空间，不再因为企业快速发展导致整个企业系统结构都要发生根本变化,这是使用EJB的现实优势。

　　这种企业系统的可伸缩性不是因为EJB存在才显得重要，而是我们企业架构选择需要考量的基本因素。换句话说，无论我们使用EJB与否，这个问题都需要考虑:一台服务器不够用怎么办？如果这台服务器死机会对企业运营带来什么影响？如果每个星期这台服务器停机维护升级会不会对企业带来打击？我的企业系统是不是需要可靠的、几乎不当机的7x24运行？当企业系统面对大量外部访问用户时，一台服务器是否够用？多台服务器联动的需求是否涉及软件技术更换？

　　在这个现实因素考量后，如果觉得不是很重要，或者说将来一段时间内这些因素无所谓，那么可以不选用EJB了。

　　为什么有不选用EJB的理由？因为它复杂，学习起来比较困难，EJB帮助我们考虑企业中可能碰到的大部分问题，实际上，有的我们不需要，这也就是为什么说EJB是一个重量级解决方案所在。

　　与重量级相比的是轻量，业务组件层轻量级解决方案有Spring/HiveMidn/Jdon Framework等，轻量一词曾经因为EJB的出现而变得时髦，给人造成的感觉是：EJB花了老鼻子力气完成的那些功能，使用我轻量级解决方案可以轻而易举也能解决，举重若轻啊，其实这是一种误解。

　　当曾经以轻量自居的Spring将事务机制纳入自己怀抱中时，它也开始低调轻量了，实际是不轻不重了；当然如果它把分布式计算和事务再次加入时，天平砝码也会沉下去的。

　　初学者总是愿意使用简单的解决方案，学习使用方便，因此比较喜欢轻量级框架技术，这是正常的，但是在使用轻量级别框架之前必须明白：你的系统将来真的只需要一台服务器即可？你的项目完成期真的非常紧急？

　　如果只需要一台巨强服务器，就不必选择EJB，EJB是因分布式多服务器而生，对于单台服务器，缺乏本地透明性，也就是说：你无法透过EJB直接和本地JVM或文件系统等打交道，透明性也是衡量一个框架的重要指标。

　　当然，重量和轻量并不完全对立，EJB3就是为了简化J2EE的使用，使得EJB不只是擅长处理大型企业系统，中小型系统也使用很方便，这实际上也是EJB轻量化的一种努力。什么是Java EE 5？

　　所以，对于架构选择来说，根本前提是需要明白你的系统现在或将来一段时间（注意需要考虑将来一段时间，不能只看眼前）是中小型系统还是大型系统？

灵活性/定制性/透明性

　　当然这个答案有时我们自己也可能很难给出，那么我们还需要从其他角度来考量EJB和非EJB之选，例如笔者曾经经历一个大型实时娱乐平台社区系统，从规模上说肯定是大型系统，设计目标10万人在线，从这个角度非选用EJB不可！

　　但是，EJB因为还有事务机制，虽然应用程序可以选择失效EJB事务，但是EJB容器设计因为考虑了事务，所以在其内核上总是会显得臃肿，是一种累赘，这也是一种重量表示，不需要的东西存在肯定会影响效率，那么难道我不能根据我的需求，对EJB整体包括EJB容器进行可配置式的切割？也就是说，我上面这个案例只需要EJB的分布式计算功能，其他的功能我都拆除，只剩余我需要的功能能运行就可以了，轻装上阵。

　　可惜，这种任意切割，应需而定的目标在EJB3标准还没有被重视，所幸的是，Ioc/AOP技术为这种目标实现提供了实现可能，但是，只有Ioc/AOP还是不够，特别是看Ioc的范围，如果你只把应用系统组件纳入Ioc管理时，自由解耦只属于应用系统，我上面案例的目标还是无法达到，当你把框架本身组件也纳入Ioc管理时，任意切割，应需而定的目标才真正实现。

　　Spring和EJB3属于“只把应用系统组件纳入Ioc管理”，这从JBoss 4.0版本可以看出；那什么框架会把框架本身组件也纳入Ioc管理呢？Apache的Hivemind和笔者开发的Jdon框架。

　　什么样的组件可以被纳入Ioc管理呢？POJO组件，POJO这个概念其实当初是针对EJB缺点而推出，EJB要求应用系统的组件必须继承或依赖EJB容器，这样使得调试变的不方便，但是后来，POJO的概念已经不只最初这些概念，POJO代表那种与周围完全脱离关系、自由自在的Object了，如果应用系统的Model或者Service都是POJO，意味着你的应用系统不依赖任何其他系统，解耦性灵活性高。

　　POJO是因为EJB而提出的，当EJB自己倾向POJO时，大家都在宣称自己是POJO时，POJO概念就没有立足点了，这也是Java领域哭笑不得的现象，但是我个人更倾向把非EJB的JavaBeans组件通称为POJO。

　　Hivemind的Ioc依赖注射部分功能和Jdon框架非常类似，当上百个POJO组件配置时，完全不必指定它们之间的依赖关系；你可以将自己应用程序的组件注册到Registry中，这样Hivemind将帮助你启动这些组件，正如你在Jdon框架中将你的组件写入mycontainer.xml中，Jdon框架也将自动启动你这些组件，并解决它们之间的互相调用，包括和框架本身组件互动。

　　HiveMind和Jdon框架定义的POJO Service有如下特点：

　　不象EJB那样缺乏本地透明化(location transparency)概念，这些POJO Service总是能定位到同样一个JVM；也不象基于XML的Web服务web services那样没有语言透明(language transparency)概念，这些POJO Service总是可以被一组Java接口来概括替代(通过调用Java interface来替代调用这些具体Service)；当然，更不会类似JMX或Jini，不能进行service的热装载（ hot-loading）。

　　注意：当Ioc/AOP提供高度灵活的同时，已经有初学者开始抱怨Spring的过分灵活，那么比Spring在组件上更灵活的Jdon框架只能算是一种追求极端，它不一定构成你进行架构选择的主要依据！

　　上面这些讨论只是表明在灵活性（解耦性/透明性）这条需求道路上深究下去的选择，你自己的应用系统需求会产生各种不同的要求，有些要求甚至是极致的，这种偏向程度就成为你架构选择的目标，如果你的这种极致要求在目前Java世界里还没有可选框架时，那么你就要动手自己做了，这也说明什么时候你开始自己做框架（如Jdon框架），虽然在大多数情况下我们是不必要自己发明轮子的。

快速构建性

　　前面是从灵活性和定制性这个角度讨论架构选择目标，但是在一般情况下，我们还是从上手难易、开发效率这个角度来进行架构选择，从这个角度来说，就是需要我们将选用的框架尽可能的多帮助我们实现一些功能，但这又是和使用难易是矛盾的，因此有个取舍问题，取舍有个准则：这个框架尽量能提供越多功能；尽量需要我们少写代码，甚至不写代码（使用XML配置），少动脑筋。

　　关于XML配置这里也涉及难易问题，XML配置语法不能太复杂，有太多小开关Switch也增加学习成本。

　　从这个角度看，EJB无论是EJB2或EJB3提供的功能是最齐全的，但是XML配置开关太多 ，Spring属于中等，组件XML配置不算简单，但是因为有不少Struts+Spring+Hibernate之类现成开源代码可供参考，因此学习起来难度也不大，Spring越来越象一个J2EE API（注意，JDK是J2SE API） ，Spring除不能提供分布式计算外，也因为过分灵活降低了一些开发效率，例如它的组件依赖关系一般需要逐步指定，auotwiring功能还没有深入骨髓成为核心功能。Ioc容器的革命性优点。

　　Spring除了提供组件层功能以外，还有表现层支持Spring MVC；也有持久层实现的JDBC模板，这样，整个J2EE/Java EE系统各个层次Spring都提供了缺省实现，在这方面无疑提高了开发效率，但是Spring提供丰富API目的好像不是为了快速开发，而是为了建立一个完整的功能齐全的API功能库。正如它网页上开头文字所述：As the leading full-stack Java/J2EE application framework，注意full-stack（完整齐全）是它突出的名词。

　　那么，还有另外一个空白，就是以开发效率为主要考虑，这类框架除了必须考虑足够灵活性和丰富功能以外，宗旨是为了在一般缺省情况下快速完成一个J2EE/Java EE系统，这非常类似MDA工具了，但是一个完全丧失灵活性和定制性的MDA工具也不是我们欢迎的。

　　Jdon框架的发展目标是为了填补这个空白，相信也会越来越多框架向这个目标迈进，当然不可否认，Spring也可能调转枪头走入这个领域，EJB2/EJB3正依靠JBuilder等这样商业化开发工具向这个领域靠拢，这个发展方向实际是4GL RAD Tools。

　　很多人在快速构建方面也很早进行了探索，涌现出各种工具：如何构建一个快速业务构件平台？ 但是如何把快速构建和构件（组件）灵活性有机结合在一起？它是考验一个业务构件（业务组件）平台好坏的准则。有些构件平台虽然开发迅速，但是对于特殊情况，可供程序员定制透明操作部分不多，很死，典型的是两层结构以前的Delphi，开发很快速，但是无法象J2EE这样深入到系统各个层次进行定制/维护/拓展！

业务组件框架对比

持久层框架

　　持久层框架目前有EJB2/EJB3的实体Bean、Hibernate和各种JDO产品，当然还有直接写SQL语句的JDBC，如iBatis等。

　　持久层框架质量好与坏区分就是是否是O/R Mapping，也就是对象和关系数据库映射，关系数据库需要实现定义好Schema结构；对象因为字段而变的也有一个自己的结构，如何将对象数据自动持久化到数据库中，首先我们得定义两者结构的对应，这实际是数据的元数据定义。

　　因为Hiberante/Toplink/JDO这样O/R Mapping工具帮助你实现对象和数据库转换，克服了对象和数据库阻抗现象，O/R Mapping总结 ，所以才使得我们更多的可以对象方式（从模型Model对象）来考虑Java EE/J2EE系统，可以完全放弃以前那种以数据库为中心的思维方式：数据库时代的终结。

　　所以，是否选用好的持久层框架，取决于你整个团队思维是否彻底OO了，是否需要真正OO，当然，对于一些小型项目，有时我们觉得直接使用JDBC模板反而更加轻松快捷一点，这也是Spring的JDBC模板/iBatis/Jdon的Jdbc模板存在的理由了。

例如新增一个数据表，在Jdon框架只需要下面几行代码即可：

　　这种方式和O/R Mapping兴师动众的多个XML配置和关系映射思考相比，对于习惯SQL语句的程序员反而更加迅速。

　　从以上可以看出，灵活性/快速性/简单性/可伸缩性是我们进行架构选择的主要几个依据，架构选择实际就是在这几个策略之间做一个平衡。当然，还有一个非常重要的因素，因为它不属于某个层次的技术，性能/缓存是必须和上面因素综合考虑的因素。

　　因为性能最初是我们使用计算机的基本原因，别忘记这个根本。

posted on 2006-07-03 11:24 77 阅读(584) 评论(0)  编辑  收藏