利用Java服务程序开发三层次数据库应用程序

　　本文是有关Java服务程序的三组系列文章之二。上个月( JDJ，第3卷，第1期)，我向大家介绍了Java服务程序技术，以及如何将您现有的CGI程序移植到Java服务程序的方法。本文将不再重复以前介绍的内容。我先假定大家对Java Servlet API (应用程序设计接口)和Java数据库连接API的基本知识已经比较熟悉。在本文中，我将介绍如何利用Java服务程序(Servlet)和Java数据库连接(JDBC) 技术创建三层次数据库应用程序。您将了解每一层的创建方法以及采用数据库连接来创建Java服务程序所使用的技术。
　　挑 战
　　某著名公众演说家对参加她举办的因特网讲座的学生进行跟踪调查。每次讲座结束后，她都会与感兴趣的学生交换名片。然后，把学生数据输入她的数据库程序。她并非把每张名片的数据依次输入计算机，而是借助万维网应用程序来完成这项工作。在每次举办讲座时，她都在若干万维网终端上设立万维网应用程序。每位学生都在万维网终端登记，输入各自的姓名、所在公司、电子邮件(e-mail)地址、课程名称和对课程的期望。万维网应用程序还可显示所有学生的最新名单。
　　三层解决方案
　　这个万维网应用程序由三部分组成：浏览器、服务程序中间件和数据库服务程序。这三层如图1所示。
　　　
　　图1 三层次解决方案
　　第一层使用浏览器，可充分发挥这一通用客户端巨大的用户安装数的优势。用一个HTML表格作为用户输入界面，而数据库查询结果用HTML页面返回。采用HTML页面作为用 户输入和数据显示的界面可降低对客户端浏览器版本的要求。这种万维网应用程序并不要求必须采用具有最新JDK修补程序的Java使能的浏览器。
　　第二层采用运行Java服务程序的Web服务器。Java服务程序可访问 菘猓⒎祷亓杏惺莸腍TML页面。请注意，Java服务程序不只运行于Sun Microsystems公司的Java Web Server上，您也可在下列服务器上使用Java服务程序：Microsoft IIS、Netscape FastTrack Server及Enterprise Server以及O?Reilly公司的WebSiteProfessional。在Live Software公司的JRun产品(http://www.livesoftware.com)上也可实现Java服务程序的功能。Sun公司的Java Server主页http://jserv.javasoft.com上列有支持Java服务程序的Web服务器列表。
　　第三层是后端数据库服务器。只要计算机安装了JDBC驱动程序，那么Java服务程序就能从数据库中提取数据。在本文所讨论的情形里，公众演说家的数据库是MS-Access， 所以，我们可以使用与Java Development Kit 1.1版或更高版本捆绑在一起的JDBC-ODBC驱动程序。
　　应用程序的交互过程
　　您可以看到，应用程序被划分成三个不同的层次。图2表示应用程序不同层次之间的交互过程。
　　　
　　图2 应用程序的交互过程
　　下面介绍交互过程的每个步骤。 第一步： 用户将信息输入HTML表格。表格的数据被传输到在Web服务器上运行的Java服务程序中。
　　第二步： Java服务程序对表格的数据进行分析，并创建一条SQL语句。然后，通过Java数据库接口(JDBC)将该SQL语句传输到数据库服务器。
　　第三步： 数据库服务器执行该SQL语句，并将一组结果返回给Java服务程序。
　　第四步： Java服务程序对这组结果进行处理，并用其中的数据创建一个HTML页面。随后，该HTML页面被返回到用户的Web浏览器。
　　对数据库模式进行分析
　　本文的公众演说家正在将学生信息存入MS Access数据库。该数据库包括一个名为"Students"的数据表。表1定义了数据字段
　　　
　　 表1 数据库结构
　　设计Web浏览器界面
　　浏览器界面包括一个主菜单页面。用户使用该页面可选择学生注册，或显示数据库中的学生。列表1提供了主菜单的HTML代码。
　　学生注册表
　　学生使用HTML表格进行注册。该表格采集姓名、电子函件地址、公司名称和其它与课程相关的信息。图3为学生注册表。
　　　
　　图3 学生登记注册表
　　开发服务程序中间件
　　服务程序中间件封装了应用程序的业务逻辑。服务程序对表格中的数据进行分析，并构造一条SQL语句。随后，该SQL语句被传送到数据库服务器。在SQL语句执行完毕后，数据库服务器将结果集返回给服务程序。至此，服务程序对结果集进行处理，并为用户构造一个HTML页面。
　　被创建的服务程序称作StudentDBServlet。StudentDBServlet有执行下列功能的方法：初始化、对请求的服务、对学生数据的显示和对学生的登记。下面详细介绍这些功能。
　　服务程序的初始化
　　在服务程序的生命周期内，当服务程序第一次被调用时，首先调用init()方法。列表3为init()方法的代码清单。
　　StudentDBServlet服务程序来说，一个数据库连接被打开，并创建用于显示学生列表或进行学记的预先准备好的SQL语句(Prepared Statement)。这个数据库连接在服务程序的整个生命周期内都将保持打开的状态。根据用户的设计，用户可以为每个SQL查询打开或关闭一个连接。但在此应用中，数据库连接仅打开一次。
　　对用户请求提供服务
　　每次服务程序被调用时，service()方法会被调用。service()方法是服务程序的主要入口点(Entry Point)。但是，如果这是服务程序第一次被调用，那么就会先调用init()方法，然后再调用service()方法。
　　本应用中的service()方法系用来将请求转移给相应的处理方法。学生登记表中有一个名为“Register”的隐含字段。service()方法核对“Register”字段的值。如果该值非空(null)，则registerStudent()方法就被调用。如果HTML页面不存在该字段，则返回一个空值(null)。如果返回空值(null)，则会执行displayStudent()方法。
　　 显示学生名单
　　displayStudent()方法包括访问数据库和显示学生名单的业务逻辑。这是通过使用辅助的Student (学生)类实现的。列表4 给出了Student类的代码。
　　Student类有为每位学生保持信息的数据成员。Student类还有能根据表格数据或一组数据库结果创建对象的构造程序。下列语句表示学生的姓是如何从表格数据中获取 的。
　　lastName = request.getParameter ("LastName");
　　请求对象是HttpServletRequest的一个实例。请求对象包含表格数据。表格数据可通过调用getParameter( )方法并提供表格字段的名称获得。学生注册表中包含有一个LastName字段。 (请参考我以前发表在JDJ的文章，其中详细讨论了服务程序如何获取表格数据)。
　　Student类有存取其数据成员并以字符串方式表示其数据的方法。列表4中包括了Student类的方法代码清单。toString()方法以普通的字符串格式返回数据成员。toWebString( )方法以HTML无序列表的格式返回数据。toTableString( )方法以HTML表格的格式返回数据。这些方法被用来创建学生名单。
　　构造一个HTML页面后就创建了学生名单。在列表3中的displayStudents()方法中，创建了HTML页面的标题。随后再创建显示下列信息的表格标题。
　　服务程序向数据库服务器发出请求，获得学生的名单。在init()方法中准备了下列SQL语句。 select * from Students order by LastName;
　　SQL语句将根据姓氏并按照字母顺序返回学生的名单。这组结果被用来创建HTML表格的主体。通过创建while循环语句，处理这组结果的每个记录。该while循环语句的 部分代码如下。
　　int rowNumber = 1; while (dataResultSet.next( ) ) { aStudent = new Student(dataResultSet); tableBody += aStudent.toTableString(rowNumber); rowNumber++; }
　　每个记录都被用来创建一个新的Student对象。toTableString()方法被调用，以获得学生数据的字符串表示。前面谈到，toTableString( )方法以HTML表格的格式返回数据。
　　在构造了表格主体后，结果集就被关闭。在主页的底部，还提供了至主菜单页面的浏览链接。
　　在服务程序方面进行了大量的处理工作。但我们到现在还没有结束。必须将HTML页面返回给Web浏览器。这是通过在响应对象上打开一个输出流实现的。响应对象是HttpServletResponse的一个实例。将HTML页面返回给用户的语句如下：
　　PrintWriter outputToBrowser = new PrintWriter(response.getOutputStream()); response.setContentType("text/html") ; outputToBrowser.println(htmlPage); outputToBrowser.close( );
　　为HTML设置了内容类型(content-type)后，用println()方法将htmlPage串返回给浏览器。图4为StudentDBSServlet所返回的学生名单样本。
　　
　　图4 学生名单
　　学生的登记处理
　　registerStudent()方法根据HTML表格数据创建一个新的Student对象。这个Student对象被用来作为在init( )方法已经准备好的SQL语句中的参数。下列语句表示参数是如何设置的。
　　registerStatement.setString(LAST_NAME_POSITION, aStudent.getLastName())；
　　所有参数设置完毕后，就执行SQL语句。该语句执行完毕后，新的学生数据就成功地插入到数据库中了。
　　此外，还为用户构造了确认页面。确认页面包含成功地插入数据库的数据列表。Student.toWebString()方法被调用，为无序列表提供一个HTML字符串。
　　合
　　至此，应用程序的全部三层均已构造完毕。用户界面由在浏览器中显示的HTML页面组成。对浏览器的唯一要求就是必须能显示HTML表格。Microsoft (微软)公司和Netscape(网景)公司所提供的两种主要浏览器均可轻松地满足这一要求，所以能保证Web应用程序对浏览器是友好的。
　　后端数据库是采用Microsoft Access创建的。但只要存在相应的JDBC驱动程序，就可使用任何一种数据库。在我们所讨论的情形里，公