最課程階段大作業04：毫無用處的學生管理系統

前面幾期就業班學生知道，我在做簡歷指導時說過：如果你的簡歷中項目經歷寫的是“學生管理系統”、“**辦公自動化”這樣的系統，那么就等於告訴面試官：你沒有項目經驗。

對於面試找工作，學生管理系統這樣的項目簡直毫無用處，甚至是減分項。如果你一定要說你實現了一個NB的學生管理系統，那么就需要拿出你在GITHUB上的源碼來，並對面試官說：我已經把它做成了一個框架，以后所有的用戶管理系統都可以基於這個框架進行擴展~~

學生管理系統對於找工作毫無用處，但對於當前的我們來說，倒是一個好的案例。如果說HelloWorld是我們學習Java的第一個程序，那么學生系統則應該說是我們在做項目時的HelloWorld。

它，簡單，直觀。即使再笨，我們也能切身知道其中的業務邏輯。

為什么？因為現階段我們剛學完MySql+JDBC，迫切需要做一個真實的案例來檢驗和鞏固學習的知識，那么這個簡單的Mis系統再合適不過了。

如果能獨立完成該MIS系統，那意味着我們可以做最基礎的增刪改查（CRUD）了。不過，僅僅用這個案例來完成CRUD的工作，有點太浪費這次練習的時間了，我們不妨稍稍提升下B格：做一個三層架構的CRUD。

 

實現取數據

先假設數據庫中已經存在學生表，現在要用java代碼把所有的學生全部取出來並顯示到前台，該怎么做？

按照以前的寫法，我們會這樣去實現（使用了c3p0和DbUtils，配置文件及附屬代碼略）：

package com.zuikc.usermanagement;

import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import org.apache.commons.dbutils.QueryRunner;
import org.apache.commons.dbutils.ResultSetHandler;

public class IndexPage {
    public static void main(String[] args) throws SQLException {
        QueryRunner qr = new QueryRunner(C3P0Util.getDataSource());
        List<User> users = qr.query("select * from user_tb", new ResultSetHandler<List<User>>(){

            @Override
            public List<User> handle(ResultSet rs) throws SQLException {
                List<User> list = new ArrayList<User>();
                while(rs.next()){
                    User user = new User();
                    user.setUsername(rs.getObject("username").toString());
                    System.out.println(user.getUsername());
                    list.add(user);
                }
                return list;
            }});

    }
}

 

順便附上整個項目結構：

但緊接着問題來了，現在需求變更為：將用戶列表從數據庫取出來導出到文件中~~。

有同學說，這好辦，讓我們修改代碼：

List<User> list = new ArrayList<User>();
                try {
                    FileWriter writer = new FileWriter("c:\\temp\\temp.txt");
                    while (rs.next()) {
                        User user = new User();
                        user.setUsername(rs.getObject("username").toString());
                        //System.out.println(user.getUsername());
                        writer.write(user.getUsername() + "\n");
                        list.add(user);
                    }
                    
                    writer.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                return list;

 

看上去，問題解決了。但是緊接着問題又來了，讓我們把結果輸出到網頁中或者socket傳輸到另一台電腦中。怎么辦？

難道我們只要有新需求，就去改這個while循環嗎？

不知道大家有沒有發現，無論我們的輸出怎么變化，我們的“獲取數據”這部分的代碼實際上從來沒有變過。

沒有變過的代碼能不能將它隔離開來放到某個層中呢？答案當然是可以的，這種手法就叫做：分層架構的設計思想。

 

什么是三層架構

所謂架構，指的是一種編碼的思想，一種指導我們將代碼寫的更加優美的思想。三層架構是最早出現的軟件架構設計思想之一，它用於指導我們將代碼歸置的更整潔，以便我們完成更龐大的系統。

最原始的分層架構，叫做：三層架構（表示層、業務邏輯層、數據訪問層）。每層的作用如下：

01.表示層（User Interface layer）：如果光看英文，直譯過來是：用戶接口層。也就是說，這個層專門負責接收用戶的輸入，將輸出呈現給用戶。另外，輸入輸出過程中的訪問安全性驗證、輸入的數據的正確性驗證也由這個層負責。

02.業務邏輯層（Business Logic Layer）：負責系統業務邏輯的處理。它也包括對所輸入的邏輯性數據的正確性及有效性的負責。有人可能要問，UI層不是已經負責了正確性嗎，為什么業務邏輯層也要負責？答案是：因項目而異。在部分項目中，需要將正確性驗證等功能放置在UI層，而在有些項目中，則在業務邏輯層，甚至有些項目，兩個層都要做。

03.數據訪問層（Data Access Layer）：數據訪問層的功能較為單一，它負責與數據源的交互，即數據的插入，刪除，修改，以及從數據庫中讀出數據等操作，但對數據的正確性和有效性不負責，對業務邏輯不負責。

結束了嗎？其實並沒有，以上是最主要的三層，實際還有有些輔助的層，如：

04 工具層

通用類庫，比如一些工具類就可以放在這里。這些工具類最簡單的可以是檢驗email是否符合規則，也可以是加密解密工具類，同時，數據庫連接幫助類也放在這里。

05實體層

比如，上文代碼中的User類，就是一個實體類。它很大程度上是數據庫表字段在Java語言中的對應。

以上，基本上就差不多了。它們的主要依賴關系如下：

接下來，讓我們改造代碼以便符合三層架構。

其中，

表示層：com.zuikc.usermanagement.ui

業務邏輯層：com.zuikc.usermanagement.biz

數據訪問層：com.zuikc.usermanagement.dao

工具層：com.zuikc.usermanagement.common

實體層：com.zuikc.usermanagement.bean

從上層到下層的代碼依次為：

表示層，IndexPage：

package com.zuikc.usermanagement.ui;

import java.util.List;
import com.zuikc.usermanagement.bean.User;
import com.zuikc.usermanagement.biz.UserService;

public class IndexPage {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        UserService service = new UserService();
        List<User> users = service.getAllUsers();
        for (User user : users) {
            System.out.println(user.getUsername());
        }
    }
}

 

業務邏輯層，UserService：

package com.zuikc.usermanagement.biz;

import java.sql.SQLException;
import java.util.List;

import com.zuikc.usermanagement.bean.User;
import com.zuikc.usermanagement.dao.UserDao;

public class UserService {
    UserDao dao = new UserDao();
    
    public List<User> getAllUsers() throws SQLException{
        List<User> users = dao.queryUsers();
        return users;
    }
}

 

數據訪問層，UserDao：

package com.zuikc.usermanagement.dao;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import org.apache.commons.dbutils.QueryRunner;
import org.apache.commons.dbutils.ResultSetHandler;

import com.zuikc.usermanagement.bean.User;
import com.zuikc.usermanagement.common.C3P0Util;

public class UserDao {
    public List<User> queryUsers() throws SQLException {
        QueryRunner qr = new QueryRunner(C3P0Util.getDataSource());
        List<User> users = qr.query("select * from user_tb", new ResultSetHandler<List<User>>() {

            @Override
            public List<User> handle(ResultSet rs) throws SQLException {
                List<User> list = new ArrayList<User>();
                while (rs.next()) {
                    User user = new User();
                    user.setUsername(rs.getObject("username").toString());
                    list.add(user);
                }

                return list;
            }
        });

        return users;
    }
}

 

工具層，C3P0Util：

package com.zuikc.usermanagement.common;


import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import javax.sql.DataSource;
import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;

public class C3P0Util {
    // 得到數據源
    private static DataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();

    public static DataSource getDataSource() {
        return dataSource;
    }

    // 得到連接對象
    public static Connection getConnection() {
        try {
            return dataSource.getConnection();
        } catch (SQLException e) {
            throw new RuntimeException("獲取連接失敗");
        }
    }

    public static void release(Connection conn, Statement stmt, ResultSet rs) {
        if (rs != null) {
            try {
                rs.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            rs = null;
        }
        if (stmt != null) {
            try {
                stmt.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            stmt = null;
        }
        if (conn != null) {
            try {
                conn.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            conn = null;
        }
    }

}

 

實體層，User：

package com.zuikc.usermanagement.bean;

public class User {
    String username;
    String password;
    
    public User() {
    }
    public User(String username, String password) {
        super();
        this.username = username;
        this.password = password;
    }
    public String getUsername() {
        return username;
    }
    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }
    public String getPassword() {
        return password;
    }
    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }
}

 

最后放上一個c3p0的配置文件c3p0-config.xml，

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<c3p0-config>
  <default-config>
    <property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
    <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost:3317/test</property>
    <property name="user">root</property>
    <property name="password">root</property>
    <property name="initialPoolSize">10</property>
    <property name="maxIdleTime">30</property>
    <property name="maxPoolSize">100</property>
    <property name="minPoolSize">10</property>
  </default-config>
</c3p0-config>

 

三層架構的優缺點

優點： 

1、在某種架構下，某些開發人員可以只關注整個結構中的其中某一層；

2、可以很容易的用新的實現來替換原有層次的實現（后面要學的動態代理、spring等）；

3、可以降低層與層之間的依賴；

4、有利於標准化；

5、利於各層邏輯的復用。

6、擴展性強。不同層負責不同層次的代碼。

7、安全性高。用戶端只能通過邏輯層來訪問數據層，減少了入口點，把很多危險的系統功能都屏蔽了。

8、項目結構更清楚，分工更明確，有利於后期的維護和升級 

缺點：

1、降低了系統的性能。分層之后，會增加代碼，有些地方看上去僅僅就是service層封裝了一下dao層。代碼增加，意味着性能降低。

2、可能存在級聯的修改。為了增加某個功能，相應的要去增加service和dao。

3、增加了代碼量，增加了工作量

 

更進一步的三層架構？

聰明的同學可能已經發現，分層的“層”這個概念在當前這個java項目中對應的就是包（package）的概念。那是不是永遠是這樣的呢？

並不是。層的概念，更多的是project的概念。在大型項目中，一個層就是一個project，就是一個jar包。

我們可以繼續改造我們的三層架構代碼，看下圖：

在這個過程中，我們將每個層都獨立成為了一個Project了。如果大家仔細觀察，我們會發現，上層service和ui層，壓根就沒有依賴數據庫的那幾個第三方包。在實際的開發中，其實也是這樣：

作為UI層的，可能是一個動態網頁，可能是手機APP端的，對於它們來說，實際上它們不應該，也不需要知道我們的數據是來自於數據庫還是來自於其它地方。對於它們來說，只需要知道：我現在需要一個用戶列表，於是底層就給了它一個用戶列表。仔細回味一下這句話。

上層所依賴的只是下層的包：

UI層，依賴com.zuikc.usermanagement.biz, com.zuikc.usermanagement.bean, com.zuikc.usermanagement.common；

Service層，依賴com.zuikc.usermanagement.dao，com.zuikc.usermanagement.bean，com.zuikc.usermanagement.common；

Dao層，依賴com.zuikc.usermanagement.bean，com.zuikc.usermanagement.common；

Bean層，誰都不依賴（可以依賴common），被誰都依賴；

Common，誰都不依賴，被誰都依賴；

有同學可能對於project依賴另一個project不熟悉，下面給出圖示：

第一步，

第二步，

第三步，

以上，我們完成了一個最徹底的三層架構的解決方案。

 

作業之用例

有了上面的知識儲備，現在引出我們的大作業。

 

1.主界面

 

2.添加用戶

 

3.用戶列表

 

4.用戶查詢

 

5.用戶刪除

 

作業之要求

 

 

華麗分割線

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