Java EE启示录

前言

最近的这段时间一直在学习Java EE，刚刚完成了从0到1的蜕变，所以顺便整理一下我所了解到的Java EE，给刚入门学习的新人一些头绪，而所谓“启示录”，就是这个意思。

一.Java EE是什么？

Java EE（Java Enterprise Edition）是一种企业级应用的软件架构，同时是一种思想，一套规范。

二.Java EE的发展史

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Java Enterprise Edition的发展不知不觉已经12年了，不知道大家有没留意，一开始，Java Enterprise Edition简称“J2EE”，直到版本5才改名为Java EE，而现在最新的版本则是Java EE 6。

到这里，或许有人会问，为什么会有这么多套Java EE规范？这些版本的差别是什么？

1.J2EE1.2的出现，主要是将之前各个单独的规范绑定到一起。

2.J2EE1.3，则是继续完善J2EE体系结构。

3.J2EE1.4，主要是加入了一个重要主题：Web Service

4.而Java EE 5，主题则是“简化”，简化之前复杂的J2EE思想，改善开发体验。

三.Java EE到底要解决什么问题？

1.Java EE解决什么问题？

从Java EE发展背景看，它与“分布式应用”以及“互联网应用”的关系密不可分，而这两者也正是Java EE要解决的问题！

其实，分布式应用随着90年代互联网的兴起逐渐开始普及。在90年代中，各种分布式应用标准逐渐诞生，如：OMG的CORBA，MS的DCOM等，而Sun在推出Java的RMI（Remote Method Invocation）后，便以RMI作为通信基础构建了Java EE。我认为，Java EE最核心要解决的问题就是“分布式应用”。而在接下来的竞争中，Java EE也不负所托，逐渐取代了CORBA，DCOM的地位。

2.分布式应用与RPC

RPC（Remote Procedure Call），在聊到分布式应用时很多人会第一时间想到它。所谓RPC，就是远程调用一个服务，但效果和本地调用一样。在最初的时候，RPC很类似C语言的函数调用，但随着编程语言和技术的发展，特别是面向对象和面向组件技术的广泛应用，便出现了“远程对象/方法调用”。所谓“远程对象/方法调用”其实就是把调用远程对象和本地对象的区别隐藏起来，让调用者可以像使用本地对象那样调用远程对象。从本质上说，最初的RPC和后来的“远程对象/方法调用”稍有不同，在“远程对象/方法调用”中，被调的服务还需要考虑如：对象生命周期管理，事务处理……这些问题。但笼统地说，最初的RPC和“远程对象/方法调用”都称为：RPC，所以之前提到的如：DCOM，CORBA，JAVA的RMI，.NET的Remoting都称为RPC。而我认为，RPC的本质就是：应用协议 + 传输协议。而各种不同的RPC实现之间的区别亦在此。

而所谓的“分布式应用”，实际上可以说是用RPC方式，把各个分布在不同机器的应用模块联合成一个系统。可以说RPC是“分布式应用”的基础，所以就有“以RMI作为通信基础构建了Java EE”这一说了：>

四.Java EE体系结构

这里，我打算从分析“企业级应用”入手，并藉此逐步建立整个Java EE体系。

1.概述Java EE体系结构

为了有印象，我们先来个最简单Java EE架构图看看：

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从上图看到，Java EE一般分为4层：

（1）客户端

（2）web层

（3）业务逻辑层

（4）企业信息层（EIS：Enterprise Information System）

呵呵，不要以为Java EE只是描述服务端规范，实际上，它还是包含了一些客户端相关东东，比如：Applet...不过，Java EE的重点还是在服务端这方面，而本文重点也是介绍Java EE在服务端这方面的内容。

2.“企业级应用”分析

（1）分布式应用

首先从总的来看，一个“企业级应用”代表着，这个系统肯定是“非常大型的”，这么大型的系统，这么多的应用，是不可能把应用都部署在一台机器上的，所以“分布式应用”这个需求便顺理成章地出现。理想的“企业级应用”中，各种功能模块应该分布在不同的机器上，在需要某功能的时候，我们可以动态地进行调用。

（2）系统分层

企业应用中，业务的功能会非常复杂。此时，模块间的解耦以及系统的分层开始显得重要，解耦与分层会使得系统结构清晰，并且健壮。而传统的分层模式是一般是：接入层，逻辑层，数据层。

（3）异步

设计分布式应用时，你遇到的第一个问题就是：等待…..在企业级应用中，业务的处理时复杂的。如果把子模块部署到不同机器后，要处理一个业务，很可能需要到多台机器上进行调用；另外，子模块的运算也需要一定的时间，此时，“等待”就出现了。由于你无法预计这个复杂的业务什么时候才能处理完，所以，“异步”这个概念也顺理成章地被引入。（其实，这也体现了软件设计中“快慢分离”的原则）

（4）事务，安全

关于事务的重要性这里就不多说了。

而安全，一般指对某个模块的授权，身份验证等等，在企业级应用中，安全绝对是重要的一块。

（5）Java EE平台与其他已有资源、服务、系统的整合

在Java EE出来之前，很多公司很可能已经建立了比较完善的企业信息系统（EIS），显然，和这些已有的系统整合，在企业级应用中显得尤为重要。

3.Java EE体系结构详述

OK，现在让我们来逐步了解，Java EE每个部件的作用吧。

（1）Servlet，JSP

JSP，Servlet同属“web层”，并都属于“动态网页技术”。所谓“动态网页技术”和传统的“静态网页技术”不一样，传统的“静态网页技术”说白就是把做好的html文件直接上传到服务器并直接供客户浏览，而“动态网页技术”则是每次都根据用户请求，动态生成响应页面并返回。“动态网页技术”的好处不言自明，无论从灵活性，数据保密性…等方面说都是“静态网页”所无法媲美的。但“动态网页技术”也是有缺点的，就是相对较慢，现在的解决方案一般是：把“动态网页”中相对固定的部分做缓存，即所谓“静态页面”。（额.…..“静态网页”和“静态页面”本质上没什么区别，都是静态页面，但思想上却有很大区别。而现在的程序员一般会对“静态”这个词赋予一个新的含义：“缓存”）

【1】Servlet

Servlet实际上就是按照Servlet规范编写的一个java类，与传统的命令行启动的Java应用程序不同，Servlet位于Web服务器内部，并由Web服务器加载并调用。

【2】JSP

JSP全称是：JavaServer Page。这项技术的推出目的其实很简单，为了弥补Servlet一个很重要的缺陷：“麻烦”。

先看看Servlet到底什么地方让人觉得麻烦，下面是一个Servlet处理Get请求例子：

从上面这个例子，相信大家已经发现问题了，Servlet主要是把动态内容混合到静态内容中以产生html，这导致Servlet代码中将会输出大量的html标识，哇，地狱，简直就是地狱，同时，这也非常不利于程序员和UI美工的配合（不要指望美工人员会和你一起写html标识）。为了解决这些问题，JSP诞生了。

JSP是一种建立在Servlet规范之上的动态网页技术，通常做法是：在html页面中嵌入JSP标记和脚本代码。JSP把静态内容和动态内容的分离，实现了内容和表示的分离。

【3】Servlet与JSP的关系

上图描述得比较清楚了，JSP文件先是转换为Servlet类，然后编译，并启动Servlet实例响应客户端请求。为什么说JSP是建立在Servlet上的动态网页技术，从这里可以看出来。

Web层主要就是JSP以及Sevlet这两项技术。

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（2）EJB（Enterprise JavaBean）

之前说过，分布式应用是Java EE一个基础的需求，额……那在不同机器上的“分布式”的应用到底会以一个什么样的形态出现呢？答案就是：EJB。EJB属于业务逻辑层上的东东。

所谓Bean，其实是“组件”的意思。EJB可以让你像搭积木一样，通过本地/分布式调用组装不同应用到大型应用中，使你能集中精力来处理企业的业务逻辑，而像事务、网络、安全等等这些底层服务则统统留给EJB服务器开发商来解决。

利用基于组件的开发，可以把代码重用上升到一个新的高度。利用面向对象开发，重用的是类，而基于组件时，重用的则是更大的功能块。

【1】EJB vs Java Bean

我个人认为，Java Bean相当于是数据存储类（不涉及具体业务逻辑），专门用来存数数据，提供getter，setter方法，并且在JVM上可直接运行。EJB则相当于一个功能模块，提供业务逻辑的服务，而运行时，则需要EJB容器的帮助。

EJB是业务逻辑层最重要的技术哦！

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（3）Container（容器）

Container这个概念经常在Java EE中出现，所谓Container，在Java EE 5 Tutorial中有这样一段解释：“Containers are the interface between a component and the low-level platform-specific functionality that supports the component.”，而Container的作用，我个人的认为是：为“应用程序”提供一个环境，使其可以不必须关注某些问题，如：系统环境变量，事务，生命周期…….通俗地说，Container就像“秘书”，帮“应用程序”管理着各种杂乱的问题，为其提供运行时支持。

其中，Java EE里有两个很重要的容器：Web容器和EJB容器

【1】Web容器

Web容器是用于托管“Web应用程序”的J2EE容器，主要负责管理“Servlet”和“JSP”运行。

WebContainer

【2】Servlet容器

其实，上图中的Servlet指的就是Servlet容器。而Servlet的设计初衷，实际是基于线程池的更好的线程容器，见下图：

servletContainer

【3】EJB容器

EJB容器主要负责管理“EJB”的运行。

而EJB的设计实际上是基于对象池的思想，你可以认为EJB=对象池+远程对象池。见下图：

ejbContainer

【4】Servlet与EJB

其实，根据Servlet和EJB的设计初衷，我们已经可以看出Java EE对两者角色的定义了。线程的本质决定了Servlet只适合一些比较简单的轻量级应用；一旦问题复杂了，最好的就是使用EJB。

（4）RMI

RMI全称：Java Remote Method Invocation，就是利用Java对象序列化的机制，实现远程类对象的实例化以及调用的方法。

RMI在Java EE中的主要是负责解决通信问题，特别是不同的EJB容器之间的通信。大家知道，在分布式应用中，各个功能模块（EJB）之间通信需要有统一的RPC协议，否则没法通信，而RMI就是负责这方面的工作。

【1】RMI 与 CORB

可以说，RMI就是CORBA的Java版实现。

【2】再谈“远程调用”

现在主流的远程调用方式，不管是com/com+，soap，webservice，rmi，.net remoting，说白了都一样的，就是序列化，网络传输，反序列化。

序列化方式：同种runtime的，可以native的二进制序列化，序列化的效率高。文本的序列化（xml/json/自定义格式）的方式，可以跨平台和语言，一般基于中间类型。但此序列化方式的效率低，数据量也偏大。

网络传输：则可以使socket/http或是自定义协议的。 socket数据冗余最小，效率最高。RMI其实是socket上的自定义协议。 http要走http的报文，文本的方式最合适，实现最简单，开发和部署方便。

（5）JMS

JMS：Java Message Service。JMS提供一种消息机制，主要作用是提供异步通信的支持，是Java EE的重要基础模块。值得注意，异步通信，一般都采用消息机制，这种情况在Windows中最常见。

（6）JTA

JTA：Java Transaction API，主要提供事务服务和分布式事务管理功能，保证分布式事务的一致性，是Java EE的重要的基础模块。

（7）JAAS

JAAS：Java Authentication Authorization Service（Java认证于授权服务），提供了对Java组件的安全保护，如哪些Servelt，JSP能被哪些用户访问，哪些EJB能被调用等。但需要注意的是，JAAS只提供了对JAVAEE组件的保护，对于企业应用业务的权限，它是做不到的。

（8）Connector

Connector主要作用就是把其他已有的资源、服务、系统整合到Java EE系统中。不同的服务提供商和Java EE平台会定义不同的协议，而Connector就是指这些协议的实现。

至此为止，Java EE的核心模块介绍完毕，让我们来看看J2EE 1.3的架构图（当时的J2EE架构还是比较简单的）：

JAVAEE1.3