Đề tài Xây dựng phần mềm hướng đối tượng

MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM Y Z Xây Dựng Phần Mềm Hướng Đối Tượng ĐỀ ÁN MÔN Tên Đề Án : MVC Architecture & Struts Framework In Java(J2EE) GVHD : Trần Minh Triết SV thực hiện : • Võ Đức Thiện (06hc418) • Nguyễn Trí Toàn (06hc425) • Nguyễn Thành Trực (06hc437) Tháng 10/2007 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Mục Lục Phần I : Tổng quan ngôn ngữ java.........................................................................4 1. Lịch sử phát triển của Java.............................................................................4 2. Mục đích của Java .........................................................................................4 3. Đặc điểm của Java ........................................................................................4 4. Các loại chương trình trong java ...................................................................5 5. Các thành phần của Java Environment ..........................................................5 6. Các loại ứng dụng java .................................................................................5 Phần II : Môi Trường Phát Triển Ứng Dụng Java..............................................6 1. Khái niệm ......................................................................................................6 2. Kiến trúc Eclipse............................................................................................6 3. The Platform runtime.....................................................................................7 4. The workspace ...............................................................................................7 5. The Workbench..............................................................................................7 6. Team support .................................................................................................7 7. Help ...............................................................................................................7 Phần III : Giới thiệu J2EE và các thành phần liên quan.....................................8 1. Applet.............................................................................................................8 2. JavaBean ........................................................................................................9 3. JSP............................................................................................................... 10 4. Servlets...........................................................................................................11 Phần IV : Kiến trúc MVC (Model _View_Controller).........................................13 1. Khái niệm.......................................................................................................13 2. Mối quan hệ giữa View và controller ............................................................14 3. Mối quan hệ giữa Model và view ..................................................................14 4. Các lợi điểm của MVC ..................................................................................15 5. Hạn chế của MVC..........................................................................................15 Phần V : Áp dụng kiến trúc MVC xây dựng ứng dụng triển khai thực tế .........16 1. Qui trình thực hiện ........................................................................................16 1.1. View .................................................................................................16 1.2. Controller .........................................................................................17 1.3. Model ................................................................................................20 2. Triển khai ứng dụng ......................................................................................23 2.1. Cơ sở dữ liệu.....................................................................................23 2.2. Bố trí các tập tin trên Eclipse............................................................23 2.3. Kết quả ..............................................................................................24 Phần VI : Struts Framework .................................................................................25 1. Struts 1.0 ..........................................................................................................25 1.1. Khái niệm................................................................................................25 1.2. Cấu trúc của Struts ..................................................................................26 1.3. Các thành phần chính của một ứng dụng Struts .....................................27 1.4. Các file cấu hình cần thiết để xây dựng một ứng dụng Struts ................27 1.5. Ưu điểm của Struts (so với MVC sử dụng RequestDispatcher) .............28 1.6. Nhược điểm của Struts............................................................................28 2. Struts 2.0 ..........................................................................................................29 Trang 2 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Phần VI: Áp dụng kiến trúc MVC xây dựng ứng dụng triển khai thực tế ........30 1. Qui trình thực hiện ...........................................................................................30 1.1. Các trang hiển thị(View)......................................................................30 1.2.Action....................................................................................................37 1.3.Bean ......................................................................................................40 1.4.Utils ......................................................................................................46 1.5.Struts.xml ..............................................................................................47 1.6.Build.xml ..............................................................................................49 2 . Triển Khai Ứng Dụng .....................................................................................50 2.1.Cơ sở dữ liệu.........................................................................................50 2.2. Bố trí các tập tin trên Eclipse..............................................................50 Website Tham Khảo www.vietcore.net¾ www.javavietnam.org¾ www.sun.java.com¾ www.apache.com¾ www.manguon.com¾ Trang 3 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Phần I Tổng quan ngôn ngữ java 1. Lịch sử phát triển của Java • Ra đời tại Sun Microsystems bởi James Gosling • 1991: Version đầu tiên với tên “Oak” • 1995: Tên chính thức là Java 2. Mục đích của Java: • Dùng để phát triển ứng dụng cho các thiết bị điện tử “thông minh” • Tạo các trang web có nội dung động (web applet) • Hiện nay, Java được sử dụng để phát triển nhiều loại ứng dụng khác nhau: cơ sở dữ liệu, mạng, Internet, viễn thông... 3. Đặc điểm của Java : • Giống C/C++ • Đơn giản • Object-oriented, hướng đối tượng • Platform-independent, không phụ thuộc nền • Mạnh • Secure, bảo mật • Distributed, phân bố • Multithreaded, xử lý đa luồng • Dynamic, động Chương trình dịch cổ điển Trang 4 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Chương trình dịch trong java 4. Các loại chương trình trong java : • Applets • Command Line Applications • GUI Applications • Servlets • Database Applications 5. Các thành phần của Java Environment • Java language • Bytecode definitions • Java/Sun class libraries • Java Virtual Machine • Structure of .class files 6. Các loại ứng dụng java : • J2SE : Java 2 Standard Edition (Dùng để phát triển các ứng dụng vừa và nhỏ) • J2EE : Java 2 Enterprise Edition (Dùng để phát triển các ứng dụng lớn) • J2ME : Java 2 Micro Edition (Dụng để phát triển các ứng dụng trên đtdd) Trang 5 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Phần II Môi Trường Phát Triển Ứng Dụng Java 1. Khái niệm : ™ Eclipse là phần mềm miễn phí, được các nhà phát triển sử dụng để xây dựng những ứng dụng J2EE, sử dụng Eclipse nhà phát triển có thể tích hợp với nhiều công cụ hỗ trợ khác để có được một bộ công cụ hòan chỉnh mà không cần dùng đến phần mềm riêng nào khác.Eclipse SDK bao gồm 3 phần chính : Platform, Java Development Toolkit (JDT), Plug-in Development Environment (PDE). Với JDT, Eclipse được xem như là một môi trường hỗ trợ phát triển Java mạnh mẽ. PDE hỗ trợ việc mở rộng Eclipse, tích hợp các Plug-in vào Eclipse Platform. Eclipse Platform là nền tảng của toàn bộ phần mềm Eclipse, mục đích của nó là cung cấp những dịch vụ cần thiết cho việc tích hợp những bộ công cụ phát triển phần mếm khách dưới dạng Plug-in, bản thân JDT cũng có thể được coi như là một Plug-in làm cho Eclipse như là một Java IDE (Integrated Development Enviroment). 2. Kiến trúc Eclipse : Trang 6 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 3. The Platform runtime : • Công việc chính của Platform runtime là phát xem plug-in nào đang có trong thư mục plug-in của Eclipse.Mỗi Plug-in đều có 1 tập tin Manifest liệt kê những kết nối mà plug-in cần.Pug-in chỉ được tải vào Eclipse mỗi khi thực sự cần thiết để giảm lượng tài nguyên yêu cầu và thời gian khởi tạo. 4. The workspace : • Workspace chịu trách nhiệm quản lý tài nguyên người dùng được tồ chức dưới dạng Project. Mỗi Project là một thư mục con trong thư mục Workspace. • Workspace bảo quản cấp thấp lịch sử những sự thay đổi tài nguyên, tránh thất thoát tài nguyên người dùng. • Workspace đồng thời chịu trách nhiệm thông bào những công cụ cấn thiết cho việc thay đổi tài nguyên. 5. The Workbench : • Workbench là giao diện đồ họa người dùng của Eclipse, gồm có Standard Widget Toolkit (SWT) và JFace. Eclipse không hòan toàn bắt buộc phải sử dụng SWT hay Jface để lập trình giao diện, bạn vẫn có thể sử dụng AWT hay SWING của Java thông qua việc cài đặt các Plug-ins. 6. Team support : • Trang bị hệ thống quản trị để quản lý dự án của người dùng : Concurrent Versions System (CVS). 7. Help : • Cung cấp hệ thống tài liệu mở rộng, có thể là định dạng HTML hay XML. Cửa sổ chính của eclipse3.2 Trang 7 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Phần III Giới thiệu J2EE và các thành phần liên quan (Applet , JavaBean , JSP , Servlet , EJB) Là 1 thành phần rất quan trọng và rộng lớn trong lĩnh vực java , J2EE được dùng để phát triển các ứng dụng lớn mang tính chất phân tán rộng khắp. Đây là lĩnh vực được chú trọng và ứng dụng nhiều nhất của java trong thực tế. Sơ đồ các thành phần trong J2EE 1. Applet : • là một chương trình Java chạy trên web browser • Tất cả các applets phải là lớp con của lớp Applet hoặc JApplet • Để tạo ra một applet, ta phải import: ¾ java.applet ¾ java.awt • Một applet có 4 phương thức. Mỗi phương thức được tự động gọi khi có event tương ứng. • Methods: • init( ) • start( ) • stop( ) • destroy( ) Trang 8 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Sự khác nhau giữa Applet và Application • Applications chạy bằng Java interpreter, còn applets chạy trên browser có hổ trợ Java, hoặc dùng ‘AppletViewer’ có trong JDK. • Việc thực hiện một applications bắt đầu trong hàm ‘main()’. Còn applet thì không cần hàm main. • Applications dùng ‘System.out.println()’ để xuất, trong khi applets dùng hàm ‘drawString()’ để hiển thị. • Các hạn chế về Security trên Applets • Không thể đọc hoặc viết các file trên hệ thống file của user. • Không thể trao đổi với một site trên. • Không thể chạy được các chương trình trên hệ thống hiện hành • Không thể tải bất kỳ chương trình được lưu trữ trên hệ thống của user. 2. JavaBean: ƒ JavaBeans là software component model ƒ Nó có thể tương tác với các đối tượng của các software khác và có thể được dùng lại ƒ Các software components mà có thể dùng lại này được gọi là ‘beans’ ƒ Components được dùng trong distributed environments. JavaBeans được thiết kế để dùng khi cần. ƒ Java thường xây dựng các software thông qua các JavaBeans. ƒ Khi mà Java Beans được tạo ra, thì chúng có thể được dùng như một thư viện không phụ thuộc nền Trang 9 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Các qui tắc để tạo ra một Beans ƒ Là một class. ƒ phải có một default constructor. ƒ Có ít nhất một thuộc tính và là non-public ƒ Các thuộc tính được truy xuất từ bên ngoài thông qua các hàm getXXX và setXXX. 3. JSP : (Java Server Pages) ƒ JSP technology đươc xây dựng trên ngôn ngư lap trình Java ƒ No thừa ke tat ca cac ưu điem cũng như cac đac tính cua ngôn ngư Java. ƒ JSP co the dung trên tat ca cac platforms Cách làm việc của JSP Các bước xử lý của 1 request Trang 10 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Cấu trúc của trang JSP : ƒ Các thẻ lệnhHTML. ƒ Mã lệnh Java. Có 3 thành phần chính: o Directives o Scripting Elements o Actions Cơ chế hoạt động của JSP 4. Servlets : Lịch sử của Web Application Servlets đươc dùng để mở rộng các chức năng của Java-enabled server Dùng để thay thế cho CGI Scripts Trươc servlets, chung ta co cac công nghev đe tao ra web applications: ƒ Common Gateway Interface (CGI) ƒ FastCGI ƒ ASP ƒ Server-side Java Script Chay trong Java Virtual Machine Không bat buoc Web browser phai ho trơ Java Đặc điểm Servels : ƒ Không phu thuoc nen ƒ Lam viec trên nhieu web servers Trang 11 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 ƒ La công nghe đau tiên cua java đe tao ra web Application ƒ Không nam trong core Java API ma nam trong hai package javax.servlet va javax.servlet.http cua Java Servlet Development Kit (JSDK) Kiến trúc Servlets Vòng đời của 1 Servlet Cấu trúc của 1 Servlet: ƒ Là lớp con của lớp HttpServlet ƒ Override phương thức doGet và doPost nếu cần. Hai phương thức này đều nhận vào hai tham số HttpServletRequest và HttpServletResponse. Hai phương thức này đều ném ra IOException và ServletException Trang 12 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Phần IV Kiến trúc MVC (Model _View_Controller) 1. Khái niệm : Mô hình Model-View-Controller chia các components của ứng dụng thành 3 loại khác nhau đó là Model (mẫu), View (hiển thị), và Controller điều khiển). Các components của mô hình MVC đảm nhận một trách nhiệm nhất định và mỗi components đều độc lập với các components khác. Việc thay đổi 1 components sẽ không ảnh hưởng hoặc ảnh hưởng rất ít đến các components khác .Nhiệm vụ của các components này là: ƒ Model (mẫu) : Model đảm nhận nhiệm vụ cung cấp dữ liệu từ cơ sở dữ liệu và lưu các thông tin đó ở nơi chứa dữ liệu. Tất cả cac Business Logic đều được thực thi ở Model. Dữ liệu được nhập vào bởi người sử dụng qua View sẽ được kiểm tra ở Model trước khi được lưu vào cơ sở dữ liệu. Truy xuất dữ liệu,sự hợp lệ của dữ liệu và data saving logic là các thành phần của Model. ƒ View (hiển thị) : View trình bày việc hiển thị của ứng dụng và nhận trách nhiệm lấy dữ liệu từ người sử dụng, gửi các yêu cầu đến Controller rồi sau đó nhận trả lời từ Controller và hiển thị kết quả đến người sử dụng. HTML, JSPs, các thư viện Tag và các file nguồn là các phần của view component. ƒ Controller (điều khiển) : Controller là trung gian giữa Model và View. Controller có trách nhiệm nhận các yêu cầu từ Client. Khi mà yêu cầu đuợc nhận từ Client,Controller sẽ thực thi business logic thích hợp từ Model và sau đó xuất ra dữ liệu cho user sử dụng View component. ActionServlet, Action, ActionForm và struts-config.xml là các thành phần của Controller. Trang 13 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Các mối quan hệ giữa các thành phần 2. Mối quan hệ giữa View và controller ƒ Trong MVC truyền thống, các view và controller được kết hợp chặc chẻ với nhau. Mỗi view được kết hợp với một controller duy nhất. Controller được xem như một Strategy (sự quản lý) mà view sử dụng cho đầu vào. View cũng chịu trách nhiệm tạo ra các khung nhìn và controller mới. ƒ Có sự logic rằng các khung nhìn và các controller có quan hệ mạnh mẽ với nhau, đầu vào và đầu ra của một ứng ụng được liên hệ chặc chẽ với nhau. Hầu hết các nền GUI MVC, view và controller được trộn trong một đối tượng. Điều này được gọi là Document View. View và controller được kết hợp thành view. Model trở nên được biết như là tài liệu. ƒ Passive model luân phiên chiệu trách nhiệm nhiều hơn về controller, vì nó phải thông báo cho các view khi nó có sự cập nhật. ƒ Sự hữu ích web hiện đại của MVC luân phiên thậm chí là nhiều hơn các MVC truyền thống về việc chiệu trách nhiệm của view đối với controller. Controller chiệu trách nhiệm tạo ra và lựa chọn các view và view hướng đến việc chiệu trách nhiệm ít hơn đối với các controller của nó. 3.Mối quan hệ giữa Model và view ƒ View phụ thuộc vào model. Các sự thay đổi đối với giao diện model đòi hỏi các sự thay đổi song song trong view. ƒ Thật khó để có được một sự tách biệt rõ rành giữa model và view. Chẳng hạn như, xét một yêu cầu “hiển thị một cán cân âm bằng mầu đỏ”. Đầu tiên cán cân, điều này xuất hiện là yêu cầu đầu ra rõ ràng và sự kiểm tra có thể được đặt trong view theo một hình thức rõ ràng như sau: if balance < 0 then red ƒ Điều này có thể xâm phạm đến sự tách biệt của các thành phần trong MVC. ƒ Qua sự phân tích ở trên yêu cầu thực sự là “hiển thị sự cân bằng được cường điệu bằng mầu đỏ” và định nghĩa của cường điệu = cán cân < 0= nên được đặc trong model vì đó là thuộc về sự mô tả miền. Thật dễ dàng cho tác nghiệp để chuyển ra của model và chuyển vào view. Trang 14 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 ƒ Mối quan hệ giữa model và controller Controller phụ thuộc vào model. Các sự thay đổi đối với giao diện model có thể yêu cầu sự thay đổi song song đối với controller. 4. Các lợi điểm của MVC: ƒ Giao diện người sử dụng có khả năng thay thế dễ dàng ƒ Các view và các controller khác nhau có thể được thay đổi để đưa ra sự lựa chọn các giao diện người sử dụng đối với cùng một model. Chẳng hạn như, cùng một dữ liệu model có thể được hiển thị bởi biểu đồ bar, hay biểu đồ pie, hoặc spreadsheet. ƒ Các thành phần hợp thành giao diện người sử dụng ƒ Bởi vì MVC đòi hỏi giao diện người sử dụng ứng dụng được cấu trúc thành các đối tượng kế thừa nhau và định nghĩa các quan hệ chuẩn giữa các đối tượng này, các phiên bản chung của các đối tượng này là có thể có được. ƒ Chúng thông thường được gọi là cá thành phần giao diện kết hợp với các view và các controller thành một đối tượng đơn. WACT là một sự nổ lực để đưa ra một tập các thành phần phong phú tương tự nhau đối với việc phát triển web mà duy trì được sự tách biệt giữa view và controller. Các thành phần thúc đẩy sự sử dụng lại và cắt giảm sự cần thiết đối với các lớp con đặc biệt. Các thành phần này được biết như là các view có khả năng cắm vào trong tuyến tính smlltalk MVC. ƒ Nhiều view đồng thời của một model ƒ Nhiều view khác nhau có thể hoạt động tại cùng một thời điểm. Mỗi view mô tả đồng thời và độc lập thông tin giống nhau từ một model. Điều này áp dụng nhiều đối với GUI MVC hơn là web MVC. ƒ Các khung nhìn được đồng bộ hóa ƒ Cơ chế truyền sự thay đổi đảm bảo rằng tất cả các khung nhìn có thể được phản ứng một cách đồng thời trạng thái hiện tại của model. ƒ Dễ dàng hơn trong việc thay đổi giao diện người sử dụng ƒ Kiểm thử dễ dàng hơn ƒ Với MVC thật dễ dàng để kiểm thử chức năng chính của ứng dụng vì nó được đóng gói bởi model. 5. Hạn chế của MVC ƒ Gia tăng sự phức tạp ƒ Sự kết nối chặc chẻ của view và controller đối với model ƒ Sự thay đổi đối với giao diện model đòi hỏi sự thay đổi song song trong view và có thể đòi hỏi sự thay đổi thêm đối với controller. Sự thay đổi code nào đó có thể trở nên khó khăn hơn. ƒ Tìm ẩn sự cập nhật dư thừa ƒ Cơ chế truyền sự thay đổi có thể không hiệu quả khi model thay đổi thường xuyên đòi hỏi nhiều thông báo thay đổi. Đây không phải là vấn đề chung nếu passive model được sử dụng. ƒ Sự kết nối chặc chẻ giữa view và controller ƒ Sự tách biệt rõ ràng là rất khó, đôi khi là không thể Trang 15 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Phần V Áp dụng kiến trúc MVC xây dựng ứng dụng triển khai thực tế Chương trình : Java WebMail Minh họa cách thức đăng nhập hệ thống. Tổng quan ứng dụng: ™ Người dùng tương tác với các component Controller (thường được thể hiện bằng các Servlet) bằng cách gửi các yêu cầu cho nó. Đến lượt mình, các component Controller tạo nên các thực thể (instatiate) component Model (thường được thể hiện bằng các JavaBean hoặc bằng công nghệ khác tương đương), và thao tác nó theo yêu cầu của ứng dụng. Khi Model được khởi tạo, Controller sẽ quyết định chọn View (thường thể hiện bởi JSP) nào để trình bày kết quả đến người dùng, View này sẽ tương tác với Model để trình bày kết quả. 1. Qui trình thực hiện : 1.1 .View : Để thực hiện phần View của ứng dụng, chúng ta dùng 2 JSP đơn giản như sau: Trang login.jsp <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=ISO-8859-1" pageEncoding="ISO-8859-1"%> Please Login Please enter your information for login seminar about Java (J2EE) Username Password   Trang 16 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 ™ Trang login.jsp để người dùng nhập vào username và password, thường gọi là trang JSP front-end. Thông tin này được chuyển đến Controller Servlet, báo controller triệu gọi action là login Trang Welcome.jsp Welcome <jsp:setProperty name="user" property="path" value="" /> Welcome ™ Trang welcome.jsp hiển thị một thông điệp chào người dùng với tên được cung cấp từ cơ sở dữ liệu do JavaBean truy xuất. Thất ra trang View chỉ cần truy xuất JavaBean (jsp:getProperty) với scope request (jsp:useBean). Bean này được đặt trong request bởi Controller, như chúng ta sẽ thấy sau. Tuy nhiên, ở đây ta cũng thiết lập thuộc tính path của JavaBean để minh họa việc dùng đối tượng ẩn application. Thuộc tính path chỉ ra vị trí thực của cơ sở dữ liệu Access mà ta truy xuất bằng DSN-less. 1.2. Controller: Một Servlet thực hiện phần controller trong ứng dụng chúng ta: Controller.class package mvc.controller; import mvc.controller.actions.LoginAction; import javax.servlet.http.HttpServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; Trang 17 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.RequestDispatcher; import java.io.IOException; public class Controller extends HttpServlet { protected void doGet( HttpServletRequest httpServletRequest,HttpServletResponse httpServletResponse ) throws ServletException, IOException { doPost( httpServletRequest, httpServletResponse ); } protected void doPost( HttpServletRequest httpServletRequest,HttpServletResponse httpServletResponse ) throws ServletException, IOException { //Lay thuoc tinh action tu request String theAction = httpServletRequest.getParameter( "action" ); Action action = null; if ( theAction.equalsIgnoreCase( "login" ) ) { action = new LoginAction( httpServletRequest, httpServletResponse ); } // Thuc hien phuong thuc execute cua doi tuong lop Action, tra ve mot duong dan page kieu string String page = action.execute( httpServletRequest, httpServletResponse ); RequestDispatcher rd = httpServletRequest.getRequestDispatcher( page ); // forward trang ke tiep bang giao dien RequestDispatcher rd.forward( httpServletRequest, httpServletResponse ); } } ™ Servlet trên chỉ dùng một tham số của request là action để quyết định hành động được triệu gọi. Trang login.jsp gửi hành động login và đối tượng action lớp LoginAction sẽ được triệu gọi. Đối tượng action này cài đặt một giao diện chuẩn (Action) với một phương thức execute, có các đối số là các đối tượng Request và Response. Phương thức này trả về đường dẫn (page) đến trang sẽ gọi kế tiếp (phần View), người dùng chuyển tiếp (forward) đến trang này bằng giao diện RequestDispatcher. Trang 18 MVC Architecture & Struts Framework in J2EE (Java) 10/2007 Action.class package mvc.controller; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; public interface Action { public String