基于Maven的輕量級Java軟件開發(fā)研究論文
本文通過對多種Java軟件架構(gòu)進行比較分析，提出了一種輕量級軟件開發(fā)的方法，該方法使用Maven進行項目管理，采用Spring MVC和Hibernate框架搭建分層的軟件架構(gòu)，解決了軟件開發(fā)復(fù)雜，效率低，管理混亂的問題。
Java語言自從推出以來一直是最流行的編程語言，社會上越來越多的開發(fā)人員利用Java技術(shù)進行軟件開發(fā)，也出現(xiàn)了越來越多的Java框架，為了提高軟件開發(fā)的質(zhì)量和效率，降低軟件復(fù)雜度，需要選擇合理的框架搭建軟件架構(gòu)，并且需要相應(yīng)的技術(shù)進行項目的構(gòu)建和管理，本文研究適合中小企業(yè)軟件開發(fā)的輕量級的Java軟件架構(gòu)，并采用流行的項目管理工具Maven管理軟件開發(fā)，以降低軟件開發(fā)的難度。
1、多種軟件架構(gòu)的比較
1)早期的Java企業(yè)級開發(fā)采用框架重量級EJB(Enterprise JavaBean)。EJB是定義了一個用于開發(fā)基于組件的企業(yè)多重應(yīng)用程序的Java EE標準。因為EJB容器默認為應(yīng)用提供了EJB規(guī)范中的所用功能，以它為架構(gòu)的應(yīng)用程序需要消耗大量資源，具有侵入性，所以是一種重量級框架。
比如，EJB啟動的時候，需要消耗大量的資源，內(nèi)存，CPU等。其次還表現(xiàn)在EJB巨大而復(fù)雜的規(guī)格說明以及代碼規(guī)范。現(xiàn)在的EJB3.0增加了許多新的規(guī)范，例如元數(shù)據(jù)支持，實體Bean模型訪問Bean上下文的新方法和運行時環(huán)境等，但是EJB仍然具有過于復(fù)雜的特性。
基于重量級框架EJB的軟件架構(gòu)沒有很好的靈活性來應(yīng)對需求的變化，缺乏實用性，所以隨著SOA和其它力量的興起，軟件開發(fā)也越來越多地選擇輕量級的部署平臺。
2)常見的輕量級組合框架采用Struts2、Spring和Hibernate設(shè)計。Struts2是一個主流的基于MVC模式的Web開發(fā)框架，該框架包括三部分：核心的控制器組件、業(yè)務(wù)控制器和用戶實現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯組件。
其中，Struts2框架提供了核心控制器，用戶實現(xiàn)業(yè)務(wù)控制層和業(yè)務(wù)邏輯層，具體實現(xiàn)時業(yè)務(wù)邏輯層采用面向接口編程;Hibernate是一個基于Java的對象關(guān)系映射(ORM)開源框架，對底層的JDBC進行了非常輕量級的封裝，開發(fā)人員通過它可以使用面向?qū)ο蟮木幊趟枷氩僮鲾?shù)據(jù)庫。
使用JDBC的應(yīng)用都可以用Hibernate替代，并且Hibernate可以取代重量級EJB在Java EE架構(gòu)中的應(yīng)用，完成數(shù)據(jù)持久化操作;Spring是為了降低企業(yè)應(yīng)用開發(fā)的復(fù)雜性而創(chuàng)建的輕量級Java開源框架。
Spring框架的采用分層架構(gòu)，分層架構(gòu)的優(yōu)點是使用者根據(jù)需求選擇使用其中的組件，并且可以提供集成的框架。Spring通過核心的控制反轉(zhuǎn)(IoC)和面向切面(AOP)功能，使用簡單的JavaBean來完成以前由重量級EJB完成的應(yīng)用。
Spring的應(yīng)用不僅限于服務(wù)器端，任何的Java應(yīng)用都可以選擇需要的Spring功能模塊。所以，Spring是一個分層的一站式輕量級開源框架。
Struts2、Hibernate、Spring組合的輕量級架構(gòu)如圖1所示。
3)目前流行應(yīng)用Spring MVC完成Web開發(fā)。Spring的輕量級和低入侵性使得其應(yīng)用越來越多，由此發(fā)展了Web模塊，融合在Spring Web Flow里面，即Spring MVC。
Spring MVC是提供了構(gòu)建 Web 應(yīng)用程序的全功能MVC模塊。該功能和Spring其他功能一樣是一種可插入的MVC架構(gòu)[1]。Spring MVC輕量級框架側(cè)重于減小開發(fā)的復(fù)雜度，比較適用于開發(fā)中小型企業(yè)應(yīng)用。所以在使用Spring進行Web開發(fā)時，越來越多的使用SpringMVC框架取代集成其他MVC開發(fā)框架(如Struts2)。
2、輕量級軟件架構(gòu)的搭建
基于了Spring和Hibernate輕量級的特點，采用Spring MVC和hibernate整合完成分層的輕量級軟件架構(gòu)，應(yīng)用Hibernate的對象持久化功能進行域模型層和DAO(Data Access Object)層的實現(xiàn)，應(yīng)用Spring MVC定義控制層(Controller)和視圖層，應(yīng)用Spring的對象管理功能管理DAO層、服務(wù)層(Service)和控制層的對象，降低軟件組件間耦合性。
在進行Spring、Spring MVC和Hibernate輕量級架構(gòu)搭建時，為使應(yīng)用耦合度低不依賴其他容器，采用基于簡單Java對象的方法，這可以提高軟件的開發(fā)調(diào)試效率。具體搭建該輕量級軟件架構(gòu)需要注意以下幾點。
1)導(dǎo)入Spring和Hibernate及其他功能(例如數(shù)據(jù)庫驅(qū)動)的支持Jar包。
2)Spring MVC的核心是DispatcherServlet，，這個Servlet充當(dāng)Spring MVC的前端控制器，必須在web.xml中進行配置。
3)必須定義基于這個servlet名字的XML文件，DispatcherServlet在加載時會從該文件中加載Spring上下文。
4)定義相應(yīng)功能的處理類和返回視圖。
采用的輕量級框架Spring和Hibernate都是基于Java的.開源框架，在開源社區(qū)中為這些框架提供了成熟的API和許多快速構(gòu)建工具以及可供參考的開源代碼，這更利于軟件的快速開發(fā)。
3、Maven的應(yīng)用
在進行輕量級的軟件架構(gòu)開發(fā)項目的過程中，還必須有良好的項目管理工具。Maven是一款通過簡短的描述信息來管理項目的構(gòu)建，報告和文檔的軟件項目管理工具，它的核心是基于項目對象模型(POM)。Maven包含了一個項目對象模型、一組標準集合、一個項目生命周期、一個依賴管理系統(tǒng)和用來運行定義在生命周期階段中插件目標的邏輯。
應(yīng)用Maven，可以用一個明確定義的項目對象模型來描述項目，然后Maven可以應(yīng)用橫切的邏輯，這些邏輯來自一組共享的(或者自定義的)插件。Maven可以讓開發(fā)人員快速地構(gòu)建一個項目，有效地解決包管理和項目發(fā)布問題，并且可以與持續(xù)集成進行無縫對接。對于大型的系統(tǒng)，采用Maven 作為項目管理工具，可以有效地進行分工協(xié)作。
Maven的這種應(yīng)用無侵入性，本身就是輕量級軟件架構(gòu)的需要。
將Maven應(yīng)用于基于Spring MVC的輕量級軟件架構(gòu)，可以有效的提高項目開發(fā)進度，降低項目復(fù)雜度，主要方法為以下幾種。
1)為項目定義pom.xml文件，該文件中定義了項目對象模型，是Maven腳本的基礎(chǔ)，這個模型定義了項目的各種屬性，腳本都是基于該模型工作;此外在對象模型中對所依賴的包有明確的定義，如定義使用哪個版本的包。
2)Maven是基于中央倉庫的編譯，即把編譯所需要的資源放在一個中央倉庫里，如jar，tld，pom，等。當(dāng)編譯的時候，Maven會自動在倉庫中找到相應(yīng)的包，如果本地倉庫沒有，則從設(shè)定好的遠程倉庫中下載到本地。這一切都是自動的，并且用maven編譯的項目在發(fā)布的時候只需要發(fā)布源碼，小得很，使得項目更加輕量級。
3)Maven還為項目提供了大量的附加腳本降低項目開發(fā)的復(fù)雜性，例如生成網(wǎng)站、生成文檔、源代碼參考手冊等，利用Maven只需運行相應(yīng)腳本。
4、結(jié)論
良好的軟件架構(gòu)和項目管理工具是軟件開發(fā)成功的基礎(chǔ)，不僅能夠降低開發(fā)難度，節(jié)約開發(fā)成本，還能夠極大的提高軟件的可擴展性和可維護性。基于Spring、Spring MVC和Hibernate搭建的軟件架構(gòu)以控制器、模型和視圖(MVC)為基礎(chǔ)，對底層JDBC進行對象封裝，提供業(yè)務(wù)模型基礎(chǔ)，并應(yīng)用分層和按需集成方式開發(fā)web應(yīng)用;Maven服務(wù)于基于Java平臺的項目構(gòu)建、依賴管理和項目信息管理，來降低系統(tǒng)各個模塊之間的耦合度，使得代碼的復(fù)用性大大提高，可以實現(xiàn)項目的并行開發(fā)，進一步提高系統(tǒng)開發(fā)的可擴展性及穩(wěn)定性，降低軟件開發(fā)難度。
Spring MVC、Hibernate框架以及Maven工具發(fā)展迅速，公司項目采用它們的比例在持續(xù)增長，在軟件開發(fā)時可以借鑒。
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