信息工程是以當前數據系統為基礎，在一個(gè)企業(yè)或企業(yè)的主要部門(mén)，關(guān)于建設信息系統的規 劃、分析、設計和構成的一整套相互關(guān)聯(lián)的正規化、自動(dòng)化的技術(shù)應用。 --- James Martin
正如上面信息工程的創(chuàng )始人James Martin為信息工程的概念所做定義類(lèi)似，模式(Patterns)的創(chuàng )始人建筑師Christopher Alexander在<模式語(yǔ)言，1977、1979>一書(shū)中對模式的概念進(jìn)行了如下描述(附注：書(shū)名后面的年份代表在各個(gè)不同時(shí)期的作品，下面形式同上):每一個(gè)模式描述了一個(gè)在我們周?chē)粩嘀貜桶l(fā)生的問(wèn)題，以及該問(wèn)題的解決方案的核心。這樣，你就能一次又一次的使用該解決方案而不必做重復勞動(dòng)。每個(gè)模式是由三部分組成的一個(gè)規則，這個(gè)規則描述特定環(huán)境、問(wèn)題和解決方案之間的關(guān)系。簡(jiǎn)單的說(shuō)，沒(méi)有一個(gè)模式是獨立的實(shí)體，每個(gè)模式都存在著(zhù)相互支持，但支持的程度不同：大的模式可以?xún)惹缎〉哪Ｊ?，同等層次的模式并列存在，而小的模式被嵌入到大的模式之中?: --- Christopher Alexander
模式的概念在軟件行業(yè)被采用以后，得到的廣泛的發(fā)展，現在已經(jīng)存在許多種類(lèi)型的模式應用，其中比較有名的箸作有：GoF(Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson和John Vlissides四人，簡(jiǎn)稱(chēng)：Gang of Four[GoF])的<設計模式，1995>，Martin Fowler的<分析模式，1997>，Frank Buschmann等人的<體系結構模式，1996、2000>、Jim O.Coplien、Niel Harrison等人的<編程模式，1995、1996、1998、1999>和Deepak Alur等人的<J2EE核心模式，2001>等，其中最具影響的是GoF的<設計模式>一書(shū)，書(shū)中詳細討論了三種類(lèi)型，共23種模式。好的設計源于工作中經(jīng)驗的積累，當設計使用標準的模板以模式的方式進(jìn)行交流時(shí)，模式就成了交流和重用的強大機制，并且可以改善設計和開(kāi)發(fā)軟件的方式。模式可以幫助我們在一個(gè)特定的環(huán)境里整理并記錄已知的可重現的問(wèn)題及解決方案，并且通過(guò)模式來(lái)與他人交流這些知識，這些模式可以解決在不同環(huán)境中重復出現的問(wèn)題。模式可以使設計重復使用，重復使用已知的解決方案可以縮短設計和開(kāi)發(fā)應用的周期，有效的使用模式，可以使我們遠離重復投資的怪圈。模式的關(guān)鍵在于簡(jiǎn)單性和可重現性。
舉一個(gè)模式應用的簡(jiǎn)單示例。例如，在你的便攜式電腦上運行一個(gè)進(jìn)程中的對象，并且這些對象需要和運行在另一進(jìn)程中的別的對象通信，也許這一進(jìn)程并不在你的便攜式電腦上，而在別的地方。你又不想讓系統中的對象擔心如何找尋網(wǎng)上的其他對象或者執行遠程過(guò)程調用。這時(shí)，可以使用代理(Proxy模式，詳見(jiàn)GoF的<設計模式>一書(shū))模式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，你能做的事就是為這個(gè)遠程對象在你的本地過(guò)程中建立一個(gè)代理對象，該代理對象和遠程對象具有相同的接口。你的本地對象利用通常處理過(guò)程中的消息發(fā)送來(lái)和代理交談。這時(shí)代理對象負責把消息傳送給實(shí)在對象，而不管實(shí)在對象位于何處。
由于下面要講的Java 2平臺的企業(yè)版(J2EE)應用模式中很多用到了設計模式與重構(Refactoring)的概念，所以在此有必要再概要介紹一下重構的概念。重構已經(jīng)被證明可以阻止軟件的腐朽和衰敗，關(guān)于重構方面的有名箸作當然首推是Martin Fowler所寫(xiě)的<重構，1999>一書(shū)了，書(shū)中詳細介紹了重構的七大類(lèi)型，共70余種具體的重構手法，同時(shí)也指出測試機制在重構中的重要性。書(shū)中Martin Fowler對重構的概念進(jìn)行了詳細說(shuō)明：
重構是對軟件內部結構的一種調整，目地是在不改變[軟件之可察行為]的前提下，提高其可理解性，降低其修改成本。重構是一種有紀律的、經(jīng)過(guò)訓練的、有條不紊的程序整理方法，可以將整理過(guò)程中不小心引入的錯誤的機率降到最低，本質(zhì)上說(shuō)，重構就是在代碼寫(xiě)好之后改進(jìn)它的設計。重構之前，首先檢查自己是否有一套可靠的測試機制，這些測試必須有我檢驗能力。
--- Martin Fowler
建立于Java編程語(yǔ)言和Java技術(shù)基礎之上的J2EE平臺是最適用于企業(yè)級分布式環(huán)境的應用結構，它被設計為面向多層體系的結構。J2EE包含下面關(guān)鍵技術(shù)：Java服務(wù)器頁(yè)面(Java Service Page，JSP)、Servlet、Enterprise JavaBeans(EJB)組件、Java消息服務(wù)(Java Message Service，JMS)、JDBC和Java命名與目錄接口(Java Naming and Directory Interface，JNDI)。由于J2EE平臺是分層系統，所以我們將J2EE的層次模型化，這個(gè)模型使得我們將職責邏輯地分到不同的層中，共分了五個(gè)層次：客戶(hù)層、表示層、業(yè)務(wù)層、集成層和資源層。因為客戶(hù)層和資源層并不是J2EE平臺直接關(guān)注的問(wèn)題，所以后面介紹的15個(gè)J2EE應用模式全部屬于上面五層中的中間三層，其中表示層模式包含與Servlet和JSP技術(shù)相關(guān)的模式、業(yè)務(wù)層模式包含與EJB技術(shù)有關(guān)的模式、集成層模式包含與JMS和JDBC有關(guān)的模式。具體模式可參看下面表格：
表一：表示層模式 模式名 簡(jiǎn)單描述
截取過(guò)濾器(Intercepting Filter) 促進(jìn)請求的預先處理和后處理
前端控制器(Front Controller) 提供請求處理的集中控制器
視圖助手(View Helper) 把與表示層格式化無(wú)關(guān)的邏輯封裝到助手組件
復合視圖(Composite View) 從原子的子組件創(chuàng )建一個(gè)聚集視圖
工作者服務(wù)(Service To Worker) 合并分發(fā)者組件、前端控制器和視圖助手模式
分發(fā)者視圖(Dispatcher View) 合并分發(fā)者組件、前端控制器和視圖助手模式，把許多動(dòng)作推遲到視圖處理
表二：業(yè)務(wù)層模式
模式名 簡(jiǎn)單描述
業(yè)務(wù)委托(Business Delegate) 把表示層和服務(wù)層分隔開(kāi)，并且提供服務(wù)的外觀(guān)和代理接口
值對象(Value Object) 通過(guò)減少網(wǎng)絡(luò )對話(huà)，以加速層之間的數據交換
會(huì )話(huà)外觀(guān)(Session Facade) 隱藏業(yè)務(wù)對象復性，集中化工作流處理
復合實(shí)體(Composite Entity) 通過(guò)把參數相關(guān)的對象分組進(jìn)單個(gè)實(shí)體bean，表示設計粗粒度實(shí)體bean的最好經(jīng)驗
值對象組裝器(Value Object Assembler) 把來(lái)自多個(gè)數據源的值對象組裝成一個(gè)復合值對象
值列表處理器(Value List Handler) 管理查詢(xún)執行、結果緩沖、以及結果處理
服務(wù)定位器(Service Locator) 封裝業(yè)務(wù)服務(wù)查找和創(chuàng )建的復雜性，定位業(yè)務(wù)服務(wù)工廠(chǎng)
表三：集成層模式
模式名 簡(jiǎn)單描述
數據訪(fǎng)問(wèn)對象(Data Access Object) 抽象數據源，提供對數據的透明訪(fǎng)問(wèn)
服務(wù)激發(fā)器(Service Activator) 加速EJB組件的異步處理
由于J2EE模式眾多，篇幅有限，這里只概要介紹其中的一種應用模式 - 集成層的數據訪(fǎng)問(wèn)對象(DAO)模式，有興趣的讀者可以參看下面參考文獻中的資料。
數據訪(fǎng)問(wèn)對象模式
數據訪(fǎng)問(wèn)對象模式
1、問(wèn)題
根據數據源不同，數據訪(fǎng)問(wèn)也不同。根據存儲的類(lèi)型(關(guān)系數據庫、面向對象數據庫等)和供應商不同，持久性存儲(比如數據庫)的訪(fǎng)問(wèn)差別也很大。當業(yè)務(wù)組件(如會(huì )話(huà)bean)或表示組件(如助手組件)需要訪(fǎng)問(wèn)某數據源時(shí)，它們可以使用合適的API來(lái)獲得連接性，以及操作該數據源。但是在這些組件中包含連接性和數據訪(fǎng)問(wèn)代碼會(huì )引入這些組件及數據源實(shí)現之間的緊密耦合。組件中這類(lèi)代碼依賴(lài)性使應用程序從某種數據源遷移到其它種類(lèi)的數據源將變得非常麻煩和困難，當數據源變化時(shí)，組件也需要改變，以便于能夠處理新類(lèi)型的數據源。
2、解決方案
使用數據訪(fǎng)問(wèn)對象(DAO)來(lái)抽象和封裝所有對數據源的訪(fǎng)問(wèn)。DAO管理著(zhù)與數據源的連接以便于檢索和存儲數據，DAO實(shí)現了用來(lái)操作數據源的訪(fǎng)問(wèn)機制。依賴(lài)于DAO的業(yè)務(wù)組件為其客戶(hù)端使用DAO提供了更簡(jiǎn)單的接口，DAO完全向客戶(hù)端隱藏了數據源實(shí)現細節。由于當低層數據源實(shí)現變化時(shí)，DAO向客戶(hù)端提供的接口不會(huì )變化，所以該模式允許DAO調整到不同的存儲模式，而不會(huì )影響其客戶(hù)端或業(yè)務(wù)組件。重要的是，DAO充當組件和數據源之間的適配器。
3、實(shí)現策略
通過(guò)調整抽象工廠(chǎng)(Abstract Factory)模式和工廠(chǎng)方法(Factory Method，這二個(gè)創(chuàng )建型模式的實(shí)現詳情可參看GoF的<設計模式>一書(shū))模式，DAO模式可以達到很高的靈活度。 當低層存儲不會(huì )隨著(zhù)實(shí)現變化而變化時(shí)，可以使用工廠(chǎng)方法模式來(lái)實(shí)現該策略，以產(chǎn)生應用程序需要的大量DAO，如下面類(lèi)圖1所示。 當低層存儲隨著(zhù)實(shí)現的變化而變化時(shí)，策略可以通過(guò)使用抽象工廠(chǎng)模式而實(shí)現。抽象工廠(chǎng)可以基于工廠(chǎng)方法實(shí)現而創(chuàng )建，并可使用工廠(chǎng)方法實(shí)現，該策略提供一個(gè)DAO的抽象工廠(chǎng)對象，其中該對象可以構造多種類(lèi)型的具體的DAO工廠(chǎng)，每個(gè)工廠(chǎng)支持一種不同類(lèi)型的持久性存儲實(shí)現。一旦你獲取某特定實(shí)現的具體DAO工廠(chǎng)，你可以使用它來(lái)生成該實(shí)現中所支持和實(shí)現的DAO，如下面類(lèi)圖2所示。
4、應用
當數據訪(fǎng)問(wèn)代碼被直接嵌入到有其他不相關(guān)職責的某類(lèi)中時(shí)，就會(huì )使修改變的十分困難。這時(shí)可以采用分離數據訪(fǎng)問(wèn)代碼的解決方案，將數據訪(fǎng)問(wèn)代碼抽取到一個(gè)新類(lèi)中，并且把該新類(lèi)邏輯或者物理地移動(dòng)到離數據源比較近的位置，這樣可以增強模塊性和可重用性，如下面圖3所示。具體作法可以使用提煉類(lèi)(Extract Class，一種重構手法，細節可參看Martin的<重構>一書(shū))方法創(chuàng )建一個(gè)新類(lèi)，并將原來(lái)類(lèi)中把數據訪(fǎng)問(wèn)代碼移動(dòng)到這個(gè)新的數據訪(fǎng)問(wèn)對象(DAO)類(lèi)，使用這個(gè)新的DAO對象從控制器類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)數據。
示例：持久性邏輯被嵌入到一個(gè)使用新DAO對象管理的持久性的某企業(yè)新DAO對象中，把持久性代碼和該企業(yè)新DAO對象代碼結合起來(lái)會(huì )創(chuàng )建脆弱的、緊密耦合的代碼。當持久性代碼是該企業(yè)新DAO對象的一部分時(shí)，對該持久性存儲的任何改動(dòng)都要求更改該新DAO對象的持久性代碼。這種耦合對企業(yè)新DAO對象代碼維護會(huì )帶來(lái)負面的影響。下面圖4為運用分離數據訪(fǎng)問(wèn)對象方法對其進(jìn)行重構改進(jìn)后的結果。
在15個(gè)J2EE模式中，每個(gè)模式都作用于設計模式和構架模式之間的某些方面。每個(gè)模式不是孤立存在的，需要其它模式的支持才能更加體現其含義和用處，為了最大限度的用好模式，還需要充分理解模式之間的關(guān)系。
