基於Maven的SSM總體架構設計（一）
基於Maven的SSM總體架構設計（一）
1 概述
1.1 編寫目的
本文描述了基於SSM的總體架構設計和實現思路，包括約定開發框架、設計規範、開發規範。用於指導專案組在同一規範下進行程式設計和開發，從而降低專案組內溝通的成本，文件內容包括了專案中使用的主要技術方案及主要功能的實現思路，本文件作為專案設計與實現階段的指導性文件，是專案設計與開發的重要參考。還可以作為專案組新進人員的學習資料，讓新員工儘快融入到統一的規範下工作。
1.2 讀者物件
本文件適用於系統架構師、軟體設計工程師、軟體開發工程師、測試工程師。
1.3 引用檔案
- [《Spring Framework開發參考手冊》 檔案編號：無]
- [《Java EE開發的顛覆者Spring Boot實戰》 檔案編號：無]
- [《精通Spring MVC4》 檔案編號：無]
- [《MyBatis_3文件》 檔案編號：無]
1.4 術語表
| 縮寫 | 解釋 |
|---|---|
| OOA | Object Oriented Analysis，面向物件分析 |
| OOD | Object Oriented Design，面向對形象設計 |
| OOP | Object Oriented Programming，面向物件程式設計 |
| PDL | 虛擬碼 |
| IOC | 控制反轉 |
| DI | 依賴注入 |
| AOP | 面向切面程式設計 |
| IDE | Integrated Development Environment，整合開發環境 |
| DBMS | 資料庫管理系統 |
2 相關技術介紹
2.1 Spring框架介紹
官方網站：https://spring.io
2.1.1 Spring簡介
Spring是一個開源框架，是為了解決企業應用程式開發複雜性而建立的。框架的主要優勢之一就是其分層架構，分層架構允許您選擇使用哪一個元件，同時為JAVAEE應用程式開發提供整合框架。
Spring是應兩個目標而出現的，第一是促進最佳編碼實踐。第二是讓現有的框架更加易用。所以，Spring可以有效降低程式的耦合度，提高開發人員的生產效率，讓開發人員能夠編寫更好、更小以及更乾淨的程式碼，使開發者可以只關注業務邏輯的開發。
2.1.2 Spring框架模組結構
Spring框架是一個分層架構，由7個定義良好的模組組成。Spring模組構建在核心容器之上，核心容器定義了建立、配置和管理bean的方式，如圖2-1所示。
組成Spring框架的每個模組（或元件）都可以單獨存在，或者與其他一個或多個模組聯合實現。每個模組的功能如下：
核心容器（Spring Core）： 核心容器提供Spring框架的基本功能。核心容器的主要元件是BeanFactory，它是工廠模式的實現。BeanFactory使用控制反轉（IOC）模式將應用程式的配置和依賴性規範與實際的應用程式程式碼分開。
Spring上下文（Spring Context）： Spring上下文是一個配置檔案，向Spring框架提供上下文資訊。Spring上下文包括企業服務，例如JNDI、EJB、電子郵件、國際化、校驗和排程功能。
**Spring AOP：**通過配置管理特性，Spring AOP模組直接將面向方面的程式設計功能整合到了Spring框架中。所以，可以很容易地使Spring框架管理的任何物件支援AOP。Spring AOP模組為基於Spring的應用程式中的物件提供了事務管理服務。通過使用Spring AOP，不用依賴EJB元件，就可以將宣告性事務管理整合到應用程式中。
Spring DAO： JDBC DAO抽象層提供了有意義的異常層次結構，可用該結構來管理異常處理和不同資料庫供應商丟擲的錯誤訊息。異常層次結構簡化了錯誤處理，並且極大的降低了需要編寫的異常程式碼數量（例如開啟和關閉連線）。Spring DAO的面向JDBC的異常遵從通用的DAO異常層次結構。
Spring ORM： Spring框架插入了若干個ORM框架，從而提供了ORM的物件關係工具，其中包括JDO、Hibernate和MyBatis。所有這些都遵從Spring的通用事務和DAO異常層次結構。
Spring Web模組：Web上下文模組建立在應用程式上下文模組之上，為基於Web的應用程式提供了上下文。所以，Spring框架支援與Struts的繼承。Web模組還簡化了處理多部分請求以及將請求引數繫結到域物件的工作。
Spring MVC框架： MVC框架是一個全功能的構建Web應用程式的MVC實現。通過策略介面，MVC框架變為高度可配置的，MVC容納了大量檢視技術，其中包括JSP、Velocity、Tiles、iText和POI。
Spring框架的功能可以用在任何JAVAEE伺服器中，大多數功能也適用於不受管理的環境。Spring的核心要點是：支援不繫結到特定JAVAEE服務的可重用業務和資料訪問物件。毫無疑問，這樣的物件可以在不同JAVAEE環境（Web或EJB）、獨立應用程式、測試環境之間重用。
2.1.3 Spring相關概念
IOC（Inversion of Control控制反轉）
控制反轉模式（也稱作依賴性介入）的基本概念是：不建立物件，但是描述建立它們的方式。在程式碼中不直接與物件和服務連線，但在配置檔案中描述哪一個元件需要哪一項服務。容器（在Spring框架中是IOC容器）負責將這些聯絡在一起。
DI（Dependency Injection依賴注入）
依賴注入是指強制把元件的定義和元件的使用分開。
AOP（Aspect-Oriented Programming面向方面程式設計）
將程式中的交叉業務邏輯（比如安全，日誌，事務等），封裝成一個切面，然後注入到目標物件（具體業務邏輯）中區。AOP的目的是將複雜邏輯進行分離，抽取共性，讓各部分實現的功能更為專一。
Aspect（方面）： 我們所關注的，可以被抽取的業務邏輯，如事務管理、日誌、異常處理，泛指業務邏輯。
JoinPoint（連線點）： 切面可以被織入到目標物件的位置，泛指屬性連結點，方法連線點。程式在執行過程中明確的點，通常是某個業務方法。
Advice（通知）： 在特定的連線點執行的動作，通知是指方面功能的實現程式碼，如日誌程式碼。通知型別有前置通知、後置通知、環繞通知和異常處理通知。
PointCut（切入點）： 一組規定，規定一個切面可以織入到哪個類的哪些方法。即一組JointPoint。
Advisor（通知者）： 是一種特殊的通知，規定了哪個切面，要織入到哪個類的哪些方法。
TargetObject（目標物件）： 包含連線點的物件，也稱為被代理的物件，通常是具體的業務邏輯物件。
Proxy： aop代理物件。
Weaving： 織入。將Aspect加入到程式程式碼的過程，對於Spring AOP，由ProxyFactory或者ProxyFactoryBean負責織入動作。
2.2 MyBatis框架介紹
2.2.1 MyBatis的來源
MyBatis本是apache的一個開源專案iBatis，2010年這個專案由apache software foundation遷移到了google code，並且改名為MyBatis。2013年11月遷移到Github。
iBatis一詞來源於“internet”和“abatis”的組合，是一個基於Java的持久層框架。iBatis提供的持久層框架包括SQL Maps和Data Access Objects（DAO）。與Hibernate等重量級ORM框架相比，MyBatis由開發人員手動寫SQL，相對靈活性更大，更容易保證DB訪問的效能，非常適合熟悉SQL編寫的團隊。
2.2.2 MyBatis應用簡介
MyBatis是支援普通SQL查詢，儲存過程和高階對映的優秀持久層框架。MyBatis消除了幾乎所有的JDBC程式碼和引數的手工設定以及結果集的檢索。MyBatis使用簡單的XML或註解用於配置和原始對映，將介面和Java的POJOs（Plain Old Java Objects，普通的Java物件）對映成資料庫中的記錄。
每個MyBatis應用程式主要都是使用SqlSessionFactory例項，一個SqlSessionFactory例項可以通過SqlSessionFactoryBuilder獲得。SqlSessionFactoryBuilder可以從一個xml配置檔案或者一個預定義的配置類的例項獲得。
用xml檔案構建SqlSessionFactory例項是非常簡單的事情。推薦在這個配置中使用類路徑資源（classpath resource），但你可以使用任何Reader例項，包括用檔案路徑或file://開頭的url建立的例項。MyBatis有一個實用類----Resources，它有很多方法，可以方便地從類路徑及其他位置載入資源。
2.2.3 MyBatis的使用流程
- 載入配置並初始化
觸發條件：載入配置檔案。
將SQL的配置資訊載入成為一個個MappedStatement對性愛那個（包括了傳入引數對映配置、執行的SQL語句、結果對映配置），儲存在記憶體中。 - 接收呼叫請求
觸發條件：呼叫MyBatis提供的API。
傳入引數：為SQL的ID和傳入引數物件。
處理過程：將請求傳遞給下層的請求處理層進行處理。 - 處理操作請求
觸發條件：API介面層傳遞請求過來
傳入引數：為SQL的ID和傳入引數物件
處理過程：
1） 根據SQL的ID查詢對應的MappedStatement物件。
2） 根據傳入引數物件解析MappedStatement物件，得到最終要執行的SQL和執行傳入引數。
3） 獲取資料庫連線，根據得到的最終SQL語句和執行傳入引數到資料庫執行，並得到執行結果。
4）根據MappedStatement物件中的結果對映配置對得到的執行結果進行轉換處理，並得到最終的處理結果。
5） 釋放連線資源。 - 返回處理結果將最終的處理結果返回。
2.2.4 MyBatis功能架構
MyBatis的功能架構分為三層：
1. API介面層： 提供給外部使用的介面API，開發人員通過這些本地API來操縱資料庫。介面層一接收到呼叫請求就會用資料處理層來完成具體的資料處理。
2. 資料處理層： 負責具體的SQL查詢、SQL解析、SQL執行和執行結果對映處理等。它主要的目的是根據呼叫的請求完成一次資料庫操作。
3. 基礎支撐層： 負責最基礎的功能支撐，包括連線管理、事務管理、配置載入和快取處理，這些都是共用的東西，將他們抽取出來作為最基礎的元件。為上層的資料處理層提供最基礎的支撐。
2.2.5 MyBatis框架架構
1. 載入配置： 配置來源於兩個地方，一處是配置檔案，一處是Java程式碼的註解，將SQL的配置資訊載入成為一個個MappedStatement物件（包括了傳入引數對映配置、執行的SQL語句、結果對映配置），儲存在記憶體中。
2. SQL解析： 當API介面層接收到呼叫請求時，會接收到傳入SQL的ID和傳入物件（可以是Map、JavaBean或者基本資料型別），MyBatis會根據SQL的ID找到對應的MappedStatement，然後根據傳入引數物件對MappedStatement進行解析，解析後可以得到最終要執行的SQL語句和引數。
3. SQL執行： 將最終得到的SQL和引數拿到資料庫進行執行，得到操作資料庫的結果。
4. 結果對映： 將操作資料庫的結果按照對映的配置進行轉換，可以轉換成HashMap、JavaBean或者基本資料型別，並將最終結果返回。
2.3 Apache Shiro框架介紹
2.3.1 Shiro簡介
Apache Shiro是Java的一個安全框架。目前，使用Apache Shiro的人越來越多，因為它相當簡單，對比Spring Security，可能沒有Spring Security做的功能強大，但是在實際工作時可能並不需要那麼複雜，所以使用小而簡單的Shiro就足夠了。
Shiro可以非常容易的開發出足夠好的應用，其不僅可以用在JavaSE環境，也可以用在JavaEE環境。Shiro可以幫助我們完成：認證、授權、加密、會話管理、與Web整合、快取等。而且Shiro的API也是非常簡單。
Authentication： 身份認證/登入，驗證使用者是不是擁有相應的身份；
Authorization：授權，即許可權驗證，驗證某個已認證的使用者是否擁有某個許可權；即判斷使用者是否有執行某個操作的許可權。常見的如：驗證某個使用者是否擁有某個角色。或者細粒度的驗證某個使用者對某個資源是否具有某個許可權；
SessionManager： 會話管理，即使用者登入後就是一次會話，在沒有退出之前，它的所有資訊都會在會話中；會話可以是普通JavaSE環境的，也可以是Web環境的；
Cryptography： 加密，保護資料的安全性，如密碼加密儲存到資料庫，而不是明文儲存；
Web Support： Web支援，可以非常容易的整合到Web環境；
Caching： 快取，比如使用者登入後，其使用者資訊、擁有的角色/許可權不必每次去查，這樣可以提高效率；
Concurrency： Shiro支援多執行緒應用的併發驗證，即如在一個執行緒中開啟另一個執行緒，能把許可權自動傳播過去；
Testing： 提供測試支援；
Run As： 允許一個使用者假裝為另一個使用者（如果他們允許）的身份進行訪問；
Remember Me： 記住我，這個非常常見的功能，即一次登入後，下次再來的話就不用登入了。
2.3.2 Shiro的應用流程
對於一個好的框架，從外部來看應該具有非常簡單易於使用的API，且API契約明確；從內部來看的話，其應該有一個可擴充套件的架構，即非常容易插入使用者自定義實現，因為任何框架都不能滿足所有需求。
首先，我們從外部來看Shiro，即從應用程式角度來觀察如何使用Shiro完成工作。如下圖：
可以看到：應用程式碼直接互動的物件是Subject，也就是說Shiro的對外API核心就是Subject；其每個API的含義如下：
Subject： 主體，代表了當前“使用者”，這個使用者不一定是一個具體的人，與當前應用互動的任何東西都是Subject，如網路爬蟲，機器人等；即一個抽象概念，所有Subject都繫結到SecurityManager，與Subject的所有互動都會委託給SecurityManager。可以把Subject認為是一個門面，SecurityManager才是實際的執行者；
SecurityManager： 安全管理器；即所有與安全有關的操作都會與SecurityManager互動；且它管理著所有Subject。可以看出它是Shiro的核心，它負責與後邊介紹的其他元件進行互動，如果學習過SpringMVC，可以把它看成DispatcherServlet前端控制器；
Realm： 域，Shiro從Realm獲取安全資料（如使用者、角色、許可權），就是說SecurityManager要驗證使用者身份，那麼它需要從Realm獲取相應的使用者進行比較以確定使用者身份是否合法。也需要從Realm得到使用者相應的角色/許可權進行驗證使用者是否進行操作，可以把Realm看成DataSource，即安全資料來源。
也就是說對於我們而言，最簡單的一個Shiro應用：
1、 應用程式碼通過Subject來進行認證和授權，而Subject又委託給SecurityManager；
2、 我們需要給Shiro的SecurityManager注入Realm，從而讓SecurityManager能得到合法的使用者及許可權進行判斷。
Shiro不會去維護使用者、維護許可權，這些需要我們自己去設計/提供，然後通過相應的介面注入給Shiro即可。
2.3.3 Shiro架構
接下來我們從Shiro內部來看下Shiro的架構，如下圖所示：
Subject： 主體，可以看到主體可以是任何可以與應用互動的“使用者”；
SecurityManager： 相當於SpringMVC中的DispatcherServlet或者Struts2中的FilterDispatcher，是Shiro的心臟。所有具體的互動都通過SecurityManager進行控制，它管理著所有Subject、且負責進行認證和授權、及會話、快取的管理；
Authenticator： 認證器，負責主體認證，這是一個擴充套件點，如果使用者覺得Shiro預設的不好，可以自定義實現。其需要認證策略（Authentication Strategy），即什麼情況下算使用者認證通過了；
Authrizer： 授權器，或者訪問控制器，用來決定主體是否有許可權進行相應的操作，即控制著使用者能訪問應用中的那些功能；
Realm： 可以有1個或多了個Realm，可以認為是安全實體資料來源，即用於獲取安全實體的，可以是JDBC實現，也可以是LDAP實現，或者記憶體實現等等，由使用者提供。注意：Shiro不知道你的使用者/許可權儲存在哪及以何種格式儲存，所以我們一般在應用中都需要實現自己的Realm；
SessionManager： 如果寫過Servlet就應該指導Session的概念，Session需要有人管理它的生命週期，這個元件就是SessionManager。而Shiro並不僅僅可以用在Web環境，也可以用在如普通的JavaSE環境、EJB等環境。所以，Shiro就抽象了一個自己的Session來管理主體與應用之間互動的資料。比如我們在Web環境中，剛開始是一臺Web伺服器，接著又上了臺EJB伺服器，這時想把兩臺伺服器的會話資料放到一個地方，就可以實現自己的分散式會話（如把資料放到Memcached伺服器）；
SessionDAO： DAO（資料訪問物件）大家都用過，SessionDAO用於會話的CRUD，比如我們想把Session儲存到資料庫，那麼可以實現自己的SessionDAO，通過JDBC寫到資料庫。或者把Session放到Memcached中，可以實現自己的Memcached SessionDAO。另外，SessionDAO中可以使用Cache進行快取，以提高效能；
CacheManager： 快取控制器，管理使用者、角色、許可權等的快取，因為這些資料基本上很少改變，放到快取中可以提高訪問效能；
Cryptography： 密碼模組，Shiro提高了一些常見的加密元件用於如密碼加密/解密。
2.4 Apache Maven簡介
Apache Maven是一個軟體專案管理和綜合工具。基於專案物件模型（POM）的概念，Maven可以從一箇中心資料片管理專案構建，報告和檔案。
2.4.1 Maven是什麼
Maven是一個專案管理和綜合工具。Maven提供了開發人員構建一個完整的生命週期框架。開發團隊可以自動完成專案的基礎工具建設，Maven使用標準的目錄結構和預設構建生命週期。
在多個開發團隊環境時，Maven可以設定按標準在非常短的時間裡完成配置工作。由於大部分專案的設定都很簡單，並且可重複使用，Maven讓開發人員的工作更輕鬆，同時建立報表，檢查，構建和測試自動化設定。
Maven提供了開發人員的方式來管理：
- Builds
- Documentation
- Reporting
- Dependencies
- SCMs
- Releases
- Distribution
- Mailing list
概括地說，Maven簡化和標準化專案建設過程。處理編譯，分配，文件，團隊協作和其他任務的無縫連線。Maven增加可重用性並負責建立相關的任務。
2.4.2 Maven目標
Maven最初設計，是以簡化Jakarta Turbine專案的建設。在幾個專案中，每個專案包含了不同的Ant構建檔案。JAR檢查到CVS。
Apache組織開發Maven可以建立多個專案，釋出專案資訊，專案部署，在幾個專案中對JAR檔案進行管理，並提供團隊合作和幫助。
Maven主要目標是提供給開發人員：
- 可重複使用，易維護，更容易理解的一個綜合模型。
- 外掛或互動的工具，宣告性的模式。
Maven專案的結構和內容在一個XML檔案中生命，pom.xml專案物件模型（POM），這是整個Maven系統的基本單元。
2.4.3 Maven資源庫
有些術語需要在Maven使用前理解。
Maven本地資源庫
Maven的本地資源庫是用來儲存專案的依賴庫，預設的資料夾是“.m2”目錄，可能需要將其更改為另一個資料夾。
Maven中央儲存庫
Maven中央儲存庫是Maven用來下載所有專案的依賴庫的預設位置。
如何從Maven遠端儲存庫下載？如何新增遠端庫？
並非所有的庫都儲存在Maven的中央儲存庫，很多時候需要從其他位置新增一些遠端倉庫，而不是預設的中央儲存庫下載。
Maven依賴機制
這裡的文章是關於傳統方式和Maven方式的依賴庫的不同，並說明Maven會從哪裡搜尋這些庫。
定製庫到Maven本地資源庫
很多庫仍然不支援Maven的pom.xml的概念，可以參考Maven指南掌握如何包括“非Maven支援”庫到Maven本地資源庫中。
（未完待續…）