一個典型的基于SS2H的軟件工程案例系統(tǒng)開發(fā)

楊 帆，沈來信,2

（1.黃山學(xué)院 信息工程學(xué)院, 安徽 黃山245041；2.同濟(jì)大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院, 上海201804）

0 前 言

在軟件工程教學(xué)過程中，以案例驅(qū)動展開教學(xué)，以規(guī)范的軟件開發(fā)過程為引導(dǎo)，包括軟件的需求分析、總體設(shè)計與詳細(xì)設(shè)計、系統(tǒng)編碼與實現(xiàn)、系統(tǒng)測試與維護(hù)等，注重培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握軟件工程過程中所使用到的技術(shù)、方法和工具，可以促進(jìn)學(xué)生軟件開發(fā)能力培養(yǎng)和現(xiàn)代最新技術(shù)的掌握能力。

隨著移動設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)支付的網(wǎng)上購物平臺應(yīng)用越來越廣泛。平臺可以提供方便、可靠和實惠的服務(wù)，用戶有了更多的選擇機(jī)會，提高了購物形式的多樣性，促進(jìn)了消費。

購物網(wǎng)站設(shè)計既要注重功能性，分類豐富準(zhǔn)確、方便用戶瀏覽、查詢和購物，又要注重性能需求，快速、準(zhǔn)確的響應(yīng)是吸引用戶的關(guān)鍵，同時系統(tǒng)要具有良好的接口，如支付接口要求安全性很高，物流查詢接口要求準(zhǔn)確、及時、方便等。

購物系統(tǒng)采用MVC架構(gòu)實現(xiàn)[1-5]，一般分為3部分：前臺頁面顯示層（View，頁面視圖顯示與響應(yīng)）、后臺業(yè)務(wù)管理層（Controller，業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)）和數(shù)據(jù)庫管理層（Model，數(shù)據(jù)層與數(shù)據(jù)持久層）。前臺頁面顯示層是用戶可以瀏覽和響應(yīng)的到web頁面，包括商品分類、商品介紹、商品查詢、商品訂購、購物車、訂單提交、在線支付等功能；后臺業(yè)務(wù)管理層主要負(fù)責(zé)將客戶端提交信息與數(shù)據(jù)庫層和數(shù)據(jù)核心處理層連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存儲，主要包括欄目管理（增加、刪除與修改，以下類似）、商品管理、用戶管理、員工管理、權(quán)限管理和部門管理等。數(shù)據(jù)庫管理層主要管理具體的數(shù)據(jù)庫表操作，接受管理層業(yè)務(wù)請求，完成具體的數(shù)據(jù)讀出與寫入等。

SS2H為Spring+Struts2+Hibernate集成框架[6-10]，其中Struts負(fù)責(zé)Web頁面層實現(xiàn)，Spring負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯層實現(xiàn)，Hibernate負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理層實現(xiàn)，分層實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)清晰，三層可以獨立開發(fā)。以XML文件為核心配置文件，配置靈活，方便修改，提高了系統(tǒng)的可復(fù)用性、可擴(kuò)展性和可修改性。

1 系統(tǒng)開發(fā)過程

按照標(biāo)準(zhǔn)軟件工程開發(fā)過程，包括系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編碼實現(xiàn)、系統(tǒng)測試等，下面依次對每個環(huán)節(jié)主要部分加以說明。

1.1 系統(tǒng)需求分析

主要包括系統(tǒng)的功能需求、性能需求和接口需求。功能需求主要包括3個部分：

1.頁面視圖部分：用戶通過瀏覽器訪問，展現(xiàn)給用戶UI界面，要求設(shè)計簡潔，樣式統(tǒng)一，使用方便，能夠吸引用戶，響應(yīng)迅速，與其他系統(tǒng)的接口使用方便，便于查詢、瀏覽和購物等。

2.數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)：存儲的網(wǎng)站相關(guān)信息數(shù)據(jù)，比如產(chǎn)品信息，用戶信息，管理員信息等。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)主要來源于后臺數(shù)據(jù)中心，該數(shù)據(jù)由管理員或者有產(chǎn)品添加權(quán)限的員工統(tǒng)一添加管理；產(chǎn)品添加成功后先寫入數(shù)據(jù)庫，然后顯示給會員和游客瀏覽，必須注冊會員后才可以購買產(chǎn)品。數(shù)據(jù)庫是產(chǎn)品模塊和前臺頁面的核心點。

3.數(shù)據(jù)核心處理部分：包括商品分類管理、商品管理、用戶管理、購物車管理、訂單管理、物流管理等，在后臺管理中對這些信息進(jìn)行增加、刪除與修改操作，把更新后的數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中，前臺頁面將從數(shù)據(jù)庫中讀取最新的分類信息、商品信息等，系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

1.2 系統(tǒng)設(shè)計

主要對系統(tǒng)的功能需求、性能需求和接口需求進(jìn)行模塊劃分，模塊劃分講究適當(dāng)原則，一般劃分?jǐn)?shù)為3-7個為宜，設(shè)計每個子模塊的功能以及模塊之間接口等，每個子模塊要求獨立性強(qiáng)，便于并行開發(fā)。設(shè)計每個子模塊的流程圖或順序圖，便于后期的編碼實現(xiàn)。我們以購物車模塊開發(fā)為例說明。

1.購物車模塊

主要處理用戶購買商品、購物車、生成訂單、訂單生成、發(fā)貨等。購物車流程如圖2所示。

圖2 購物車流程

注冊后的會員將商品加入購物車后，填寫地址、聯(lián)系方式、付款方式等相關(guān)信息。后臺管理員審核訂單信息、配貨、發(fā)貨、確認(rèn)收貨、確認(rèn)收款等。

2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計

根據(jù)SS2H框架的創(chuàng)建JPA實體和創(chuàng)建Java類，沒有任何限制，只需要使用javax.persistence.Entity注明，JPA的設(shè)計是基于非侵入性的原則，容易與其他框架進(jìn)行整合。

JPA能夠支持面向?qū)ο蟮奶匦裕珙惖募?，多態(tài)和類之間的復(fù)雜關(guān)系之間的繼承，這種支持使開發(fā)人員能夠最大限度地利用面向?qū)ο蟮哪Ｐ驮O(shè)計企業(yè)應(yīng)用，不需要程序員去思考這些在關(guān)系數(shù)據(jù)庫持久化功能。

訂單表order存儲用戶下的訂單，及其后臺管理員操作訂單的流轉(zhuǎn)，各字段分別為：ordered為訂單號，createDate為訂單創(chuàng)建時間，deliverFee為配送費，paymentWay是支付方式，paymentstate是訂單配送信息，payablefee為應(yīng)付款，lockuser 是對訂單進(jìn)行加鎖的用戶，值為null代表訂單未被加鎖，否則訂單被加鎖，contact_id是存儲聯(lián)系人的主鍵id，deliver_id是存儲配送信息的主鍵id等。其他表如訂單的訂購者信息表ordercontactinfo、管理員admin表、商品表、分類表等不再一一介紹。

3.JPA配置

數(shù)據(jù)庫操縱交給JPA （Java Persistence API）管理，JPA框架中支持大數(shù)據(jù)集、事務(wù)、并發(fā)等容器級事務(wù)，配置persistence.xml為控制臺輸出數(shù)據(jù)庫語句，以及對Jdbc操作控制等，配置如下所示：

＜provider ＞org.hibernate.ejb.HibernatePersistence ＜/provider＞

＜properties＞＜! --配置Hibernate--＞

＜property name="hibernate.dialect" value="org.hibernate.dialect.Mysql5Dialect"/＞

＜! --設(shè)置外連接抓取樹的最大深度--＞

＜property name="hibernate.max_fetch_depth" value="3"/＞

＜! --加載hibernate自動更新數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)--＞

＜property name="hibernate.hbm2ddl.auto" value="update"/＞

＜! --JDBC獲取量大小--＞

＜property name="hibernate.jdbc.fetch_size" value="18"/＞

＜! --開啟Hibernate批量更新--＞

＜property name="hibernate.jdbc.batch_size" value="10"/＞

＜! --是否輸出數(shù)據(jù)庫語句--＞

＜property name="hibernate.show_sql" value="false"/＞

＜/properties＞

配置數(shù)據(jù)的賬戶密碼，數(shù)據(jù)庫連接池，緩沖池，最大連接數(shù)等。數(shù)據(jù)庫鏈接如下：

＜bean id="dataSource class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource" destroy-method="close"＞

＜property name="driveClass" value="${driverClass}"/＞＜property name="jdbcUrl" value="${jdbcUrl}"/＞

＜property name="user" value="${user}"/＞

＜property name="password" value="${password}"/＞

＜property name="initialPoolSize" value="1"/＞

＜property name="minPoolSize" value="1"/＞

＜property name="maxPoolSize" value="300"/＞

＜property name="acquireIncrement" value="5"/＞

＜property name="idleConnectionTestPeriod" value="60"/＞

＜/bean＞

使用數(shù)據(jù)源和指定persistence.xml位置的方式創(chuàng)建entityManagerFactory，如果使用的不是hibernate JPA實現(xiàn)，需要在tomcat作一些特殊配置。

Hibernate配置文件通過entity注解這樣就可以映射到數(shù)據(jù)庫表中，生成相應(yīng)實體類的表結(jié)構(gòu)，上面的配置就會生成message這樣表，字段是message屬性的名字一一對應(yīng)，如下所示：

@Entity /*客服留言*/

public class Message{

private Integer id;

private String content;

private Date createtime=new Date();

private String username;

private Order order;

public Integer getId(){ return id;}

public Integer setId(id){this.id=id;}

}

.../*每個屬性對應(yīng)一個get和set方法*/

獲取EntityManager實例，EntityManager是用來對實體Bean進(jìn)行操作的輔助類、可以實體Bean進(jìn)行clear（分離所有當(dāng)前正在被管理的實體）、remove（刪除對象）、find （查找bean, 若實體Bean不存在return null）、persist（添加實體Bean）等一些提供對數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)操作，還擴(kuò)充了createQuery執(zhí)行Sql語句，可以很方便操作數(shù)據(jù)庫。

1.3 編碼實現(xiàn)

主要針對系統(tǒng)設(shè)計中的模塊進(jìn)行編碼實現(xiàn)，每個模塊對應(yīng)一個或多個類，便于重復(fù)調(diào)用使用，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。我們以購物車實現(xiàn)為例，加以說明。

購物車采用Session記錄數(shù)據(jù)，由類(BuyCart)request.getSession().getAttribute("buyCart")進(jìn)行購物車數(shù)據(jù)讀取，讀取用戶本地數(shù)據(jù)。在會員登錄的時候獲取request將購物車的數(shù)據(jù)寫入本地，這樣可以減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，提高服務(wù)器的性能。

購物車中可以刪除商品，更改商品數(shù)量，更新購買商品。填寫用戶信息和選擇支付方式等流程節(jié)點的時候，可以退回上一個流程節(jié)點，修改確認(rèn)后可以直接返回修改的節(jié)點。（采用了當(dāng)前URL返回狀態(tài)記錄在BuyCartForm模型中的directUrl，當(dāng)鏈接跳轉(zhuǎn)時候首頁獲取directUrl 值如果有直接跳轉(zhuǎn)到directUrl所指向的頁面； 需要對url進(jìn)行Base64加密處理以防泄露用戶詳細(xì)信息）

1.JPA配置與實現(xiàn)

本系統(tǒng)中就使用了Spring+Hibernate3 (JPA)+compass與paoding分詞器進(jìn)行商品搜索管理。使用Lucene進(jìn)行搜索，能夠在JSP搜索結(jié)果頁面，高亮顯示檢索內(nèi)容而且把匹配度高的相關(guān)數(shù)據(jù)拍在最前面，比數(shù)據(jù)中的like搜索性能要高效果更直觀。

配置compass檢索entity映射的實體，建立索引的存儲空間為了優(yōu)化搜素速度可以將索引建立在內(nèi)存中，但是考慮到高并發(fā)量的問題，把索引建立在外存中相對而言比較好。

將compass與paoding分詞結(jié)合，提高商品搜索的性能。配置compass操作bean交給spring統(tǒng)一管理（索引的添加/更新/刪除操作）。

采用配置entity搜索實體注解方式開發(fā), 該實體跟索引的document進(jìn)行映射，提高代碼低耦合高內(nèi)聚。

設(shè)置最大檢索條數(shù)，和檢索關(guān)鍵詞的高亮顯示執(zhí)行compassTemplate.execute (new QueryCallback(String keyword, String firstResult, String maxResult))開始搜索。

Compass架包高效率管理索引建立過程，借助lucene建立索引的過程是自己用JDBC跑SQL獲得ResultSet，遍 歷ResultSet 建 立Document 對 象 并 用IndexWriter寫入文件目錄。

在ApplicationContext.xml定義了Compass與Spring的集成，配置參數(shù)，并讓GPS隨ApplicationContext啟動開始監(jiān)控Hibernate的DataChange。

2.購物車實現(xiàn)

購物車類包含有：購物項，收貨人配送信息，訂購者聯(lián)系信息，收獲地址，支付方式，配送費用，留言等信息。

獲取用戶本地的cookie中購物車的數(shù)據(jù)，初始化購物車，當(dāng)將物品添加到購物車或者更新購物車數(shù)據(jù)時，服務(wù)器將這些數(shù)據(jù)以cookie的形式寫入瀏覽器中，保存在用戶本地。設(shè)定有效的cookie保存時間，過期后自動清空購物車數(shù)據(jù)。

3.系統(tǒng)管理權(quán)限的設(shè)計

使用3種方式完成系統(tǒng)的權(quán)限設(shè)計。

a.使用JSP的filter過濾器進(jìn)行粗粒度管理。取出session中的員工信息，判斷是否有該頁面路徑的訪問權(quán)限，如果有正常瀏覽該頁面，如果沒有跳轉(zhuǎn)到登錄頁面。

b.通過struts2自帶的權(quán)限的攔截進(jìn)行細(xì)粒度管理

第一步：配置struts2中的默認(rèn)攔截器

＜interceptor name="permission" class="cn.bamboo.web.action

.privilege.PermissionInterceptor"/＞

＜interceptor-stack name="employeePermissionStack"＞

＜interceptor-ref name="defaultStack"/＞

＜interceptor-ref name="permission"/＞

＜/interceptor-stack＞

＜/interceptors＞

＜default -interceptor -ref name = "employeePermission-Stack"/＞

＜global-results＞

＜result name="message"＞

/WEB-INF/page/share/message.jsp＜/result＞

＜result name="directUrl"＞

/WEB-INF/page/share/directUrl.jsp＜/result＞

＜/global-results＞

添加自己新建的攔截器作為第一個過濾器。

第二步：自主開發(fā)一個攔截器，通過HttpServletRequest對象的getRequest()方法獲得請求命令，判斷是否以"/control" 開始，如果是再判斷是否有效，即validate(action.getClass(),methodName,request)，如 果返回True，則有效，否則無效。

通過注解Action層中的執(zhí)行方法。在配置相應(yīng)的權(quán)限，在攔截器中首頁獲取到該方法執(zhí)行時需要的權(quán)限，在獲取該管理員所擁有的權(quán)限進(jìn)行比較，如果有正常執(zhí)行，如果無提示沒有該操作權(quán)限。

c.使用自定義jstl控制view層

應(yīng)用JSTL標(biāo)簽檢測view頁面上是否有相應(yīng)的標(biāo)簽顯示，如果沒有對應(yīng)管理權(quán)限，則不顯示在對應(yīng)的頁面上，由此可以實現(xiàn)對沒有權(quán)限的用戶的不可見控制。

JSP前臺頁面調(diào)用方法如下所示：

＜bamboo:permission privilege="visible" module="product"＞

＜input name="visible" type="button"

＜c:if test="${fn:length(

pageView.records)＜1}"＞disabled="disabled"＜/c:if＞

class="frm_btn" onClick="javascript:

actionEvent('visible')" value="上架"＞  

＜input name = "disable" type = "button" class = "frm_btn"

＜c:if test="${fn:length(

pageView.records)＜1}"＞disabled="disabled"＜/c:if＞

onClick="javascript:actionEvent('disable')"

value="下架"＞  

＜/bamboo:permission＞

通過3種權(quán)限的管理，就可以有效的管理整個網(wǎng)站后臺的權(quán)限。

1.4 系統(tǒng)測試

系統(tǒng)測試主要是根據(jù)需求分析產(chǎn)生的需求規(guī)格說明書，對系統(tǒng)的功能、性能和接口進(jìn)行測試，如系統(tǒng)響應(yīng)時間、查詢結(jié)果的準(zhǔn)確性、購物流程的合理性、訂單交付的安全性、用戶信息的保密性等，同時還要開啟很多個客戶端進(jìn)行頁面壓力測試、測試系統(tǒng)的吞吐量等。

2 總 結(jié)

通過規(guī)范的軟件工程過程實現(xiàn)，可以熟知軟件開發(fā)流程，熟練掌握每個環(huán)節(jié)使用的技術(shù)、方法和工具，可以培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范軟件開發(fā)能力，同時掌握最新的技術(shù)，SS2H框架是目前比較流行的開發(fā)架構(gòu)，具有很好的可擴(kuò)展性、可重用性、可維護(hù)性等，基于SS2H框架的標(biāo)準(zhǔn)軟件開發(fā)過程具有一定的示范作用，對學(xué)生的軟件開發(fā)能力具有很好的提高作用。

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