陳小健，宋承繼

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 咸陽 712000）

高校科研管理系統(tǒng)是高?？蒲泄芾砉ぷ鞯幕A(chǔ)平臺，它能夠?qū)蒲泄ぷ鳟a(chǎn)生的各類信息進(jìn)行有效管理和對科研活動的全程跟蹤。由于科研管理內(nèi)容的廣泛性，管理內(nèi)容的具體化進(jìn)一步加深，對高?？蒲泄芾硐到y(tǒng)開發(fā)的易維護(hù)性、安全性和擴展性等提出更高要求。使用SSH框架建立一個易于動態(tài)擴展、易于維護(hù)、易于控制，具有伸縮性的高校科研管理系統(tǒng)是一個非常合適的開發(fā)選擇。

Struts架構(gòu)實現(xiàn)了MVC設(shè)計模式，使代碼結(jié)構(gòu)化、條理化、便于維護(hù)，很好地實現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯與用戶界面的分離，將模型和視圖從底層事務(wù)處理分割開來[1]。它提供了大量自定義標(biāo)記庫，可以在JSP頁面中分離顯示邏輯與靜態(tài)HTML，使頁面代碼更清晰，可讀性提高，從而簡化J2EE的Web應(yīng)用開發(fā)。但是，Struts框架主要是針對表示層設(shè)計的，對于邏輯層支持不是很強，并且ActionForms使用不便、無法進(jìn)行單元測試。

Spring框架是一個松耦合的框架，框架的部分耦合度被設(shè)計為最小，成為企業(yè)級應(yīng)用程序一站式的解決方案。同時，它也是模塊化的框架，允許開發(fā)人員使用其中一部分的模塊進(jìn)行開發(fā)[2]。比如：開發(fā)者可以使用Bean容器加之Web層的Struts框架進(jìn)行工作，也可以只使用Hibernate集成框架或JDBC抽象層進(jìn)行工作。Hibernate框架只提供模型部分支持，如僅僅采用Hibernate架構(gòu)開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)只會在業(yè)務(wù)模型部分有所改善，但是系統(tǒng)的邏輯處理、流程控制與視圖并沒有得到有效分離，因此系統(tǒng)的耦合性還是太高，不易于維護(hù)。

如果將以上三種框架進(jìn)行有效整合，采用分層設(shè)計思想，并為各層次的支持提供一個整合框架，以隔離各層次間的依賴性，便于系統(tǒng)的擴展，使框架更加易用。

1 系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，確保了系統(tǒng)的可擴展性，整個系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。辦公桌面模塊主要實現(xiàn)系統(tǒng)的日常辦公輔助；項目管理模塊主要實現(xiàn)項目信息檢索、項目年檢、項目結(jié)題、項目申報活動；成果管理模塊主要實現(xiàn)對科研活動產(chǎn)生的論文、專著、專利及相關(guān)鑒定證書進(jìn)行統(tǒng)計和分析；人員管理模塊主要實現(xiàn)對科研人員信息的管理和賬戶管理；系統(tǒng)管理模塊主要實現(xiàn)系統(tǒng)運行日志和人員權(quán)限的管理。

圖1 系統(tǒng)框架圖Fig.1 Block diagram of system

1.2 系統(tǒng)框架設(shè)計

SSH組合框架的設(shè)計目標(biāo)是：提供設(shè)計層次更加清晰，功能更加完善的Web框架；提高組件的可復(fù)用性，降低各層之間的耦合度，有利于系統(tǒng)的可維護(hù)和可擴展等。SSH組合框架三層分別是：用戶表示層，邏輯業(yè)務(wù)層，數(shù)據(jù)持久層。每個層在軟件功能結(jié)構(gòu)中都有明確的責(zé)任，在功能上保持獨立性，它們之間通過接口可以實現(xiàn)。SSH組合框架組合示意圖如圖2所示。

圖2 SSH組合框架組合圖Fig.2 Picture of SSH combinative framework

整個SSH框架的工作流程以J2EE架構(gòu)為基礎(chǔ)，表示層由Struts完成，提供豐富的標(biāo)記庫，管理用戶的請求并做出相應(yīng)的響應(yīng)，提供一個控制器，調(diào)用相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯；而通過Spring框架同Struts框架的完美結(jié)合，事務(wù)管理和依賴注入能力主要應(yīng)用在業(yè)務(wù)邏輯層；在數(shù)據(jù)持久層方面主要采用Hibernate，實現(xiàn)O/R Mapping，對JDBC進(jìn)行了輕量級的對象封裝，建立Java對象模型的持久對象[3]。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)持久層設(shè)計

數(shù)據(jù)持久層主要定義應(yīng)用程序通過具體的類與數(shù)據(jù)庫交互。持久層的設(shè)計將使用Facade模式（門面模式）定義系統(tǒng)中各個模塊的業(yè)務(wù)入口MenuDAO、BaseDataDAO、BaseDataTypeDAO、UserDAO接口，并定義它的實現(xiàn)類Impl，通過接口得到具體業(yè)務(wù)的DAO實現(xiàn)。通過DAO和對應(yīng)模塊的公共信息類HibernateUtil，就能對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行增刪查改動作，如圖3所示。

圖3 持久層類圖Fig.3 Picture of data persistence layer class

2.2 業(yè)務(wù)層設(shè)計

為了實現(xiàn)系統(tǒng)各層架構(gòu)圖，業(yè)務(wù)層的設(shè)計將定義各個模塊對表示層的統(tǒng)一接口lmp，同時定義lmp接口的實現(xiàn)類Service。由于整個項目業(yè)務(wù)層設(shè)計較多，這里我們僅對系統(tǒng)維護(hù)模塊的業(yè)務(wù)層設(shè)計進(jìn)行介紹。該模塊定義了接口Menu-Servicelmpl、BaseDataServicelmpl、BaseDataTypeServicelmpl、AuthViewServicelmpl，及其它的實現(xiàn)類 MenuService、BaseData-Service、BaseDataTypeService、AuthViewService， 圖 4 描述該模塊的類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)及其類之間的關(guān)系。

圖4 業(yè)務(wù)層類圖Fig.4 Picture of business layer class

資源模塊的BaseService都定義了相關(guān)的操作，包括：Query、Delete、Insert 等 。 同 時 定 義 MenuService、BaseData-Service、BaseDataTypeService、AuthViewService 接 口 將繼承 域?qū)ο蠓椒ǎ?最后通過 MenuServicelmpl、BaseDataServicelmpl、BaseDataTypeServicelmpl、AuthViewServicelmpl 實 現(xiàn) 各 個 接口，完成業(yè)務(wù)層的服務(wù)支持。

2.3 表示層設(shè)計

系統(tǒng)表示層負(fù)責(zé)管理用戶的請求和響應(yīng)，并提供一個控制器將調(diào)用委托到業(yè)務(wù)邏輯和其他上游處理；將來自于其他層的例處理到Struts Action中；組裝在視圖中表現(xiàn)的模型對象。在對表示層的設(shè)計中，我們主要對Form的類框圖和Action的類框圖進(jìn)行設(shè)計，如圖5所示。

圖5 表示層類圖Fig.5 Picture of presentation layer class

由于BaseAction封裝了控制層公共的信息，所有的Action類都通過繼承BaseAction類，其他的Action類就不用考慮公共信息。LoginAction使用了 LoginForm，BaseDataQueryAction使 用 BaseDataQueryForm，InitAction使用InitForm，而3個Form都繼承ActionForm組件對象，它們實現(xiàn)了對客戶端的表單數(shù)據(jù)的良好封裝和支持。在項目實施中，也可以使用動態(tài)FormBean（DynaActionForm）對表單數(shù)據(jù)封裝。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

由于科研管理系統(tǒng)模塊較多，各模塊實現(xiàn)采用統(tǒng)一架構(gòu)方式，文中通過用該架構(gòu)來實現(xiàn)用戶登錄模塊介紹該架構(gòu)的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。

3.1 系統(tǒng)實現(xiàn)平臺

系統(tǒng)實現(xiàn)平臺服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Windows2003 Server版，客戶機操作系統(tǒng)可采用Windows 2000/XP系列和IE6.0版本以上的瀏覽器，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用Oracle 9i企業(yè)版，開發(fā)工具采用MyEclipse6.5+JDK1.6開發(fā)。MyEclipse6.5是穩(wěn)定且功能強大的IDE開發(fā)工具，它提供了可視化的集成開發(fā)環(huán)境，支持最新的JDK版本，可以方便的開發(fā)Java應(yīng)用程序，并能簡化了集成Struts框架、Spring框架、Hibernate框架難度，應(yīng)用服務(wù)器平臺使用Tomcat 6.0，Tomcat是一款支持開源、免費、功能強大且運行可靠的Java應(yīng)用服務(wù)器，用于構(gòu)建中小型、多層和分布式的WEB應(yīng)用。

3.2 數(shù)據(jù)持久層實現(xiàn)

1）實現(xiàn)POJO實現(xiàn)類

創(chuàng)建與表對應(yīng)的POJO實現(xiàn)類，每個類就是一個具有Getter/Setter風(fēng)格的 JavaBean。跟其它Bean不同的是，POJO實現(xiàn)類必須實現(xiàn)Serializable（序列化）接口，只有實現(xiàn)Serializable接口，POJO實現(xiàn)類才能持久化。

2）映射Hibernate持久化類

前面已經(jīng)定義了POJO實現(xiàn)類，但POJO實現(xiàn)類還不能提供數(shù)據(jù)庫訪問支持。通過Hibernate映射文件的映射，Hibernate框架可以將面向?qū)ο蟮牟僮鬓D(zhuǎn)換成對數(shù)據(jù)庫表的操作。我們通過User.hbm.xml配置文件來映射User的屬性和數(shù)據(jù)庫表的字段關(guān)系。

3）建立 Hibernate配置

配置Hibernate的內(nèi)容包括配置數(shù)據(jù)庫、配置連接池和配置JDBC參數(shù)。Hibernate是JDBC的一個輕量級封裝，底層還是JDBC來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問，所以配置文件中還包括JDBC的配置。配置文件中重要的部分是映射文件，映射文件的作用是將值對象與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)相綁定。hibernate.cfg.xml文件配置如下代碼：

3.3 業(yè)務(wù)層實現(xiàn)

1）實現(xiàn) UserDAO組件

要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的操作，必須在具體的DAO中調(diào)用具體的操作， 比如 update，save，delete，query等。 由于所有的DAO都繼承HibernateDaoSupport類，可以直接調(diào)用父類的方法，來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的操作。在調(diào)用父類方法時，有時也需要作適當(dāng)?shù)倪壿嬇袛啵逻吜谐鲆粋€數(shù)據(jù)持久的基本實現(xiàn)。

2）管理 DAO組件

通過整合Spring框架，借助于SpringIoC容器的支持，Ioc容器充當(dāng)DAO工廠，并讓IoC容器將DAO組件注入業(yè)務(wù)邏輯組件，從而提供更好的解耦。為了讓IoC容器能管理DAO組件，必須將所有的DAO組件配置在Spring的配置文件中，配置DAO組件比較簡單，只需要為其注入SessionFactory實例即可。下面是DAO組件配置文件applicationContext.xml的部分代碼：

3.4 表示層實現(xiàn)

1）控制層的實現(xiàn)

將Struts動作委托給Spring，以獲得更好的動作管理?？梢岳肧pring的一個擴展點，使用擴展的RequestProcessor替換Struts的RequestProcessor。完成這個設(shè)置后，Struts會將截獲到的用戶請求轉(zhuǎn)發(fā)到Spring Context下的bean，根據(jù)bean的name屬性來匹配，Struts－config.xml的配置見如下代碼：

2）模型層的實現(xiàn)

系統(tǒng)開發(fā)中使用動態(tài)FormBean（DynaActionForm）作為模型的實現(xiàn)。FormBean的產(chǎn)生是要提供數(shù)據(jù)給Action，在Action中可以取得FormBean中封裝的數(shù)據(jù)，經(jīng)相應(yīng)的邏輯處理后，調(diào)用業(yè)務(wù)方法完成相應(yīng)的業(yè)務(wù)要求。FormBean定義如下：

3）視圖層的實現(xiàn)

在視圖層采用Struts提供的Tiles標(biāo)簽來創(chuàng)建Web頁面，使得網(wǎng)頁的布局和內(nèi)容分離。其定義在文件tiles－def.xml中，見如下代碼：

4 結(jié)束語

隨著科研管理對象的跨領(lǐng)域擴展，管理業(yè)務(wù)規(guī)則的復(fù)雜化和具體化，用戶對軟件系統(tǒng)的可擴展性、可維護(hù)性、系統(tǒng)安全性等提出更高的要求。SSH框架在科研管理系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用研究不僅可以為系統(tǒng)提供非常優(yōu)秀的體系結(jié)構(gòu)，還可以極大提高系統(tǒng)的安全性，提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，縮短項目的開發(fā)周期，降低項目開發(fā)風(fēng)險，節(jié)約項目開發(fā)成本，提高產(chǎn)品的交付質(zhì)量。同時，隨著Struts、Spring、Hibernate框架的不斷更新，基于SSH組合框架的研究是一個長期性的課題，將多種框架有效整合，取長補短，應(yīng)用到實際的項目開發(fā)中，從而能夠極大提高項目的開發(fā)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，已經(jīng)成為軟件企業(yè)積極探索的重點。

[1]袁華強，王亞強，朱君.利用J2EE輕量級框架構(gòu)建Web應(yīng)用研究[J].計算機工程與設(shè)計，2007，28（3）:22－23.

YUAN Hu-qiang，WANG Ya-qiang，ZHU Jun.J2EE lightweight framework construct web applications[J].Computer Engineering and Design，2007，28（3）:22－23.

[2]李向東.基于SSH框架的項目申報系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008，18（24）:149－150.

LI Xiang-dong.The research and implementation of project application system based on SSH framework[J].Sci-Tech Information Development&Economy，2008，18（24）:149－150.

[3]郭廣軍，謝棟，陳利品.基于SSH整合架構(gòu)的教學(xué)支持系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機工程與設(shè)計，2009，30（13）:3111－3116.

GUO Guang-jun，XIE Dong，CHEN Li-ping.Design and implementation of teaching support system based on Struts-Spring-Hibernate integration architecture[J]. Computer Engineering and Design，2009，30（13）:3111－3116.

[4]宋承繼.基于SSH框架的人事勞資管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].上海：華東師范大學(xué)，2009.

[5]鄧璐娟，孫義坤，刁海港，等.基于Struts+Spring+Hibernate的學(xué)生成績管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，26（6）:33－16.

DENG Lu-juan，SUN Yi-kun，DIAO Hai-gang，et al.Design and implement of student score management system based on Struts+Spring+Hiberante[J].Journal of Zhengzhou University of Light Industry：Natural Science，2010，26（6）：33－16.

[6]沙先軍，王愛平，魏博誠.基于SSH的渠道管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].微型計算機與應(yīng)用，2011，30（4）:89－92.

SHA Xian-jun，WANG Ai-ping，WEI Bo-cheng.Design and implementation of ssh-based channel management information system[J].Microcomputer&Its Applications，2011，30 （4）:89－92.