UML软件工程组织

什么是设计模式
设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。

毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。

GoF的“设计模式”是第一次将设计模式提升到理论高度，并将之规范化，本书提出了23种基本设计模式，自此，在可复用面向对象软件的发展过程中，新的大量的设计模式不断出现。

设计模式和框架
现在，可复用面向对象软件系统现在一般划分为三大类：应用程序工具箱和框架(Framework),我们平时开发的具体软件都是应用程序；Java的API属于工具箱;而框架是构成一类特定软件可复用设计的一组相互协作的类。EJB（Enterprise JavaBeans）是Java应用于企业计算的框架.

框架通常定义了应用体系的整体结构类和对象的关系等等设计参数，以便于具体应用实现者能集中精力于应用本身的特定细节。框架主要记录软件应用中共同的设计决策，框架强调设计复用，因此框架设计中必然要使用设计模式.

另外，设计模式有助于对框架结构的理解，成熟的框架通常使用了多种设计模式,如果你熟悉这些设计模式，毫无疑问，你将迅速掌握框架的结构，我们一般开发者如果突然接触EJB J2EE等框架，会觉得特别难学，难掌握，那么转而先掌握设计模式，无疑是给了你剖析EJB或J2EE系统的一把利器。

EJB中的设计模式
下面我们从设计模式的角度看看EJB的框架是怎样的？在这之前假设你已经大概了解了设计模式。专门的设计模式阐述请见我的设计模式之系列.

EJB是采取多层结构，原先我们数据库开发基本是应用程序(商业逻辑运算)直接调用数据库驱动，在EJB中，为将商业逻辑计算和数据库截然分开，使用多个结构式模式:Adapter模式和Bridge模式等.这样做的好处显然有三个：

1.分离了商业逻辑层和数据访问层;
2.能同时支持多个数据库；
3.但数据库类型更换时，不会设计到商业逻辑代码的大量修改.

EJB中将对数据库进行调用(如发出select等语句)称为会话bean(Sessionbean),而将对应数据库一个个记录的bean称为实体bean(Entity bean);由这两种类型的bean完成对数据库的访问.

会话bean一般和客户端应用是一一对应，而和数据库端联系紧密的是实体bean,EJB在实体bean(或直接在会话bean)和数据库之间使用了Adapter模式和Bridge模式，无意在实体bean和数据库之间又多了一层，称之为DAO(Data Access Object )，DAO实际就是设计模式的混合体.

我们以Java的宠物店中的Catalog为例,这是专门处理宠物店中的宠物类别,在对数据库访问中，有两个主要程序：CatalogEJB和CatalogDAO,我们从具体代码中看看设计模式是怎么应用的.

Bridge模式和Adapter模式
我们首先看看CatalogEJB代码：

public class CatalogEJB implements SessionBean {

　　protected CatalogDAO dao;

　　//从DAO工厂中获取一个DAO 这是调用工厂(factory)模式的一个实例
　　public void ejbCreate() {
　　　　try {
　　　　　　dao = CatalogDAOFactory.getDAO();
　　　　}
　　　　catch (CatalogDAOSysException se) {
　　　　　　Debug.println("Exception getting dao " + se);
　　　　　　throw new EJBException(se.getMessage());
　　　　}
　　}

　　....

}

我们发现在CatalogEJB中并没有通常的会话bean那样有对数据库操作的"select .. from ."等之类SQL操作语句，这些都被封装到DAO的具体实现中(Concrete class).

在Catalog这个示例中使用了设计模式的Bridge模式,判断是否是某种模式，主要依据其参与者的种类和相互关系，我们先看看Bridge模式的定义和参与者：

Bridge模式是将抽象和行为划分开来,各自独立,但能动态的结合起来（好象搭建了一座桥）。在本例中，是将商业逻辑和数据库访问这样的行为划分开来，数据库访问专门放置在DAO中了。

Bridge模式需要两个接口(抽象类和接口通称为接口)，一个用来封装抽象部分，本例中是封装商业逻辑，是CatalogEJB;还有一个是封装行为(Implementor)，本例中是CatalogDAO,看看CatalogDAO代码：

public interface CatalogDAO {

　　public Category getCategory(String categoryID, Locale l)
　　throws CatalogDAOSysException;

　　public Page getCategories(int start, int count, Locale l)
　　throws CatalogDAOSysException;

　　public Product getProduct(String productID, Locale l)
　　throws CatalogDAOSysException;

　　public Page getProducts(String categoryID, int start, int count, Locale l)
　　throws CatalogDAOSysException;

　　public Item getItem(String itemID, Locale l)
　　throws CatalogDAOSysException;

　　public Page getItems(String productID, int start, int size, Locale l)
　　throws CatalogDAOSysException;

　　public Page searchItems(String query, int start, int size, Locale l)
　　throws CatalogDAOSysException;

}

Bridge模式中参与者还需要有行为接口的具体实现(ConcreteImplementor),在本例中是CatalogDAOImpl,虽然在目前宠物店中只有一个ConcreteImplementor,但是可扩展为到Mysql XML等数据源访问,比如你可以自己新增一个叫CatalogDAOImplMysql，也是作为CatalogDAO的子类。

看看CatalogDAO的一个子类CatalogDAOImpl的代码：

public class CatalogDAOImpl implements CatalogDAO {

　　protected static DataSource getDataSource()
　　　　throws CatalogDAOSysException {
　　　　try {
　　　　　　InitialContext ic = new InitialContext();
　　　　　　return (DataSource) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DATASOURCE);
　　　　}
　　　　catch (NamingException ne) {
　　　　　　throw new CatalogDAOSysException("NamingException while looking "
　　　　　　　　+ "up DB context : "
　　　　　　　　+ ne.getMessage());
　　　　}
　　}

　　//具体Select语句在这里出现，这里主要是Oracle 数据库的访问语句

　　public Category getCategory(String categoryID, Locale l)
　　throws CatalogDAOSysException {

　　　　Connection c = null;
　　　　PreparedStatement ps = null;
　　　　ResultSet rs = null;
　　　　Category ret = null;

　　　　try {
　　　　　　c = getDataSource().getConnection();

　　　　　　ps = c.prepareStatement("select a.catid, name, descn "
　　　　　　　　　　+ "from (category a join "
　　　　　　　　　　+ "category_details b on "
　　　　　　　　　　+ "a.catid=b.catid) "
　　　　　　　　　　+ "where locale = ? "
　　　　　　　　　　+ "and a.catid = ?",
　　　　　　ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE,
　　　　　　ResultSet.CONCUR_READ_ONLY);
　　　　　　ps.setString(1, l.toString());
　　　　　　ps.setString(2, categoryID);
　　　　　　rs = ps.executeQuery();
　　　　　　if (rs.first()) {
　　　　　　　　ret = new Category(rs.getString(1).trim(),
　　　　　　　　rs.getString(2),
　　　　　　　　rs.getString(3));
　　　　　　}
　　　　　　rs.close();
　　　　　　ps.close();

　　　　　　c.close();
　　　　　　return ret;
　　　　}
　　　　catch (SQLException se) {
　　　　　　throw new CatalogDAOSysException("SQLException: "
　　　　　　+ se.getMessage());
　　　　}

　　　　....

}

Bridge模式参与者总结如下：

商业逻辑抽象类 (CatalogEJB)

抽象的商业逻辑操作.
对DAOImplementor调用.
不关心是具体什么数据源被使用(无论是Oracle还是JDBC还是XML).

DAO(Data Access Object) (CatalogDAO)

对数据源的抽象操作行为.
提供了非常方便访问和维护管理数据的API结构.

DAOImplementor (CatalogDAOImpl 有可能有CatalogDAOImplSybase CatalogDAOImplMysql 等)

实现具体的DAO接口内容.
使用Adapter模式，将特定的数据源驱动接口适配到DAO接口中去

数据源 ( Oracle, or Sybase database via JDBC API)

提供访问具体数据库的驱动接口，如包括连接池等.

在使用数据源驱动接口时，需要使用Adapter模式，Adapter模式将两个不相关的类纠合在一起使用，Adapter模式实际是使用组合(composition)和继承(inheritance)两种方式再生类，在著名的"think in Java"的"类再生"专门提到这两个方式.

很显然，如果你对Bridge模式和Adapter模式熟悉，那么对宠物店中的Catalog理解就会非常快，同样，在宠物店其他部分如订单用户注册等都能迅速理解。

Factory模式和Singleton模式
该模式类似new，是用来创建对象的，使用Factory模式是为了实现面向对象的基本原则.封装(Encapsulation)和分派(Delegation);将创建对象与使用对象进行分工。因此在平时开发过程中，尽量使用Factory模式创建对象。

本例CatalogEJB中是使用Factory模式获得一个DAO的具体实例对象，见上面CatalogEJB代码中注释。我们看看CatalogDAOFactory的代码:

public class CatalogDAOFactory {

　　public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException {

　　　　CatalogDAO catDao = null;
　　　　try {
　　　　　　InitialContext ic = new InitialContext();
　　　　　　String className = (String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS);
　　　　　　catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance();
　　　　} catch (NamingException ne) {
　　　　　　...

　　　　}
　　　　return catDao;
}

在CatalogDAOFactory可以依据系统的配置文件，动态获得DAO的方法，之所以采取动态方式，当然便于用户自己增加自己的DAO方式，而不必修改代码，只要直接修改配置文件就可以。

如果在这里只需要CatalogDAOFactory产生一个实例,可以采取Singleton模式,Singleton的目的是控制类实例对象的创建，并且允许整个程序只在一点对它进行访问。Singleton本身类只能创建一个,是单线程。

public class CatalogDAOFactory {

　　private static CatalogDAO catDao = null;

　　public static CatalogDAO getIntance(){
　　　　if (catDao==null)
　　　　　　try {
　　　　　　　　InitialContext ic = new InitialContext();
　　　　　　　　String className =
　　　　　　　　　　(String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS);
　　　　　　　　catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance();
　　　　　　} catch (NamingException ne) {
　　　　　　　　...

　　　　　　}
　　　　 }
　　　　return catDao;

　　}
}

那么在CatalogEJB的调用从
dao = CatalogDAOFactory.getDAO();
要改为
dao = CatalogDAOFactory.getIntance();

Facade模式
在EJB应用中，有两个端点，这一端是用户端，另外一端是EJB,通常在这两个端点间会增加一层，用来松散两个端点之间的耦合，比如在宠物店例子中,考虑到不同身份的用户有不同的操作流程，比如顾客注册进入后，需要浏览目录，下订单，而商店管理者进入后需要确认或者否定订单，或者检查库存。这些功能需要借助Session bean和Entity bean完成。

但是如果用户端直接和这些bean互动,会有以下问题:

1. 用户端必须注意和这些beans的所有有联系或互动的事情，无法阻止用户端可能不恰当的使用这些beans.
2.如果EJB的API改动，那么用户端的一些代码也要修改。无疑扩展性很差。
3.即使这些beans都在同一台服务器上，用户端还是用remote方式来调用它们，造成网络无故拥挤。

那么我们使用Facade模式来解决这个问题，Facade的定义是为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,很显然我们需要为这些bean提供一个统一的对外界面。如下图：

在宠物店中，ShoppingClientFacadeLocalEJB是面对所有用户端操作的统一界面，用户端操作就不直接和那些EJB如CustomerEJB或ShoppingCartEJB有联系,而是都通过ShoppingClientFacadeLocalEJB来联系的。代码如下：

public class ShoppingClientFacadeLocalEJB implements SessionBean {

　　...

　　//和CustomerEJB联系
　　public CustomerLocal getCustomer() throws FinderException {
　　　　if (userId == null) {
　　　　　　...
　　　　}
　　　　try {
　　　　　　InitialContext ic = new InitialContext();
　　　　　　Object o = ic.lookup("java:comp/env/ejb/petstore/local/customer");
　　　　　　CustomerLocalHome home =(CustomerLocalHome)o;
　　　　　　customer = home.findByPrimaryKey(userId);
　　　　} catch (javax.naming.NamingException nx) {
　　　　　 ...
　　　　}

　　　　return customer;
　　}

　　.....

　　//和ShoppingCartEJB联系
　　public ShoppingCartLocal getShoppingCart() {
　　　　if (cart == null) {
　　　　　　try {
　　　　　　　　InitialContext ic = new InitialContext();
　　　　　　　　Object o = ic.lookup("java:comp/env/ejb/cart/Cart");
　　　　　　　　ShoppingCartLocalHome home =(ShoppingCartLocalHome)o;
　　　　　　　　cart = home.create();
　　　　　　} catch (javax.ejb.CreateException cx) {
　　　　　　　...
　　　　　　}
　　　　}
　　　　return cart;
　　}

　　....

}

Facade模式参与者：

SessionFacade (ShoppingClientFacadeLocalEJB)

提供一组操作流程
将真正工作委托到EJB的bean.

EJB的bean (CustomerEJB, ShoppingCartEJB等等)

执行基本的商业逻辑操作
没有任何对SessionFacade的调用.

这样不但可扩展性大大增强，效率也提高了，用户端只需要一次Remote对SessionFacade调用就可以了，而SessionFacade会自动定位到与它同一台服务器的那些邻居bean(CustomerEJB, ShoppingCartEJB等等),无疑减少网络拥挤，提高了速度.

总结
在EJB的具体使用中，使用合适的设计模式，不但使代码可重用性可拓展性增强，最重要的是能提高效率和速度，我们知道EJB框架由于考虑大型系统中事务安全等各方面问题，效率性能有所欠缺，那么我们在具体问题具体应用时，使用设计模式可以弥补这个问题。

例如Proxy模式可以为我们在访问巨大的需要花费一定时间才能展开的对象时，提供一个代理，这样不会因为那个巨大对象而影响当前运行速度，EJB中的那些bean很显然属于巨大对象（因为它们有反复的数据库操作，这些很费时间〕。

Flyweight模式是避免大量拥有相同内容的小类的开销(如耗费内存),使大家共享一个类(元类).当你要从EJB中获取一系列字符串,而这些字符串中肯定有许多是重复的,那么我们可以将这些重复的字符串储存在Flyweight池(pool)中以达到共享。

在以后篇幅中会陆续介绍此类应用。