Framework

框架（Framework）是整個或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計，表現(xiàn)為一組抽象構(gòu)件及構(gòu)件實例間交互的方法;另一種定義認為，框架是可被應(yīng)用開發(fā)者定制的應(yīng)用骨架。前者是從應(yīng)用方面而后者是從目的方面給出的定義。

可以說，一個框架是一個可復(fù)用的設(shè)計構(gòu)件，它規(guī)定了應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)，闡明了整個設(shè)計、協(xié)作構(gòu)件之間的依賴關(guān)系、責任分配和控制流程，表現(xiàn)為一組抽象類以及其實例之間協(xié)作的方法，它為構(gòu)件復(fù)用提供了上下文(Context)關(guān)系。因此構(gòu)件庫的大規(guī)模重用也需要框架。

構(gòu)件領(lǐng)域框架方法在很大程度上借鑒了硬件技術(shù)發(fā)展的成就，它是構(gòu)件技術(shù)、軟件體系結(jié)構(gòu)研究和應(yīng)用軟件開發(fā)三者發(fā)展結(jié)合的產(chǎn)物。在很多情況下，框架通常以構(gòu)件庫的形式出現(xiàn)，但構(gòu)件庫只是框架的一個重要部分�？蚣艿年P(guān)鍵還在于框架內(nèi)對象間的交互模式和控制流模式。

框架比構(gòu)件可定制性強。在某種程度上，將構(gòu)件和框架看成兩個不同但彼此協(xié)作的技術(shù)或許更好�？蚣転闃�(gòu)件提供重用的環(huán)境，為構(gòu)件處理錯誤、交換數(shù)據(jù)及激活操作提供了標準的方法。

應(yīng)用框架的概念也很簡單。它并不是包含構(gòu)件應(yīng)用程序的小片程序，而是實現(xiàn)了某應(yīng)用領(lǐng)域通用完備功能（除去特殊應(yīng)用的部分）的底層服務(wù)。使用這種框架的編程人員可以在一個通用功能已經(jīng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上開始具體的系統(tǒng)開發(fā)�？蚣芴峁┝怂�有應(yīng)用期望的默認行為的類集合。具體的應(yīng)用通過重寫子類(該子類屬于框架的默認行為)或組裝對象來支持應(yīng)用專用的行為。

應(yīng)用框架強調(diào)的是軟件的設(shè)計重用性和系統(tǒng)的可擴充性,以縮短大型應(yīng)用軟件系統(tǒng)的開發(fā)周期，提高開發(fā)質(zhì)量。與傳統(tǒng)的基于類庫的面向?qū)ο笾赜眉夹g(shù)比較，應(yīng)用框架更注重于面向?qū)�業(yè)領(lǐng)域的軟件重用。應(yīng)用框架具有領(lǐng)域相關(guān)性，構(gòu)件根據(jù)框架進行復(fù)合而生成可運行的系統(tǒng)�？蚣艿牧６仍酱�，其中包含的領(lǐng)域知識就更加完整。


框架，即framework。其實就是某種應(yīng)用的半成品，就是一組組件，供你選用完成你自己的系統(tǒng)。簡單說就是使用別人搭好的舞臺，你來做表演。而且，框架一般是成熟的，不斷升級的軟件。

框架的概念最早起源于Smalltalk環(huán)境，其中最著名的框架是Smalltalk 80的用戶界面框架MVC(Model-View-Controller)。隨著用戶界面框架Interviews 【Linton 89】和ET++ 【W(wǎng)einand 89】 的開發(fā)和發(fā)布，框架研究越來越受到研究人員的重視。雖然框架研究最初起源于用戶界面領(lǐng)域，但它還被成功地應(yīng)用到其他領(lǐng)域中，如操作系統(tǒng) 【Russo 90】、火警系統(tǒng) 【Molin 96a，Molin 96b】 等。Taligent公司于1992年成立后，框架研究受到了廣泛的重視。該公司計劃基于框架來開發(fā)一個完整的面向?qū)ο蟛僮飨到y(tǒng)。另外，該公司還發(fā)布了一套支持快速應(yīng)用開發(fā)的工具集CommonPoint，其中包括了上百個面向?qū)ο罂蚣?【Andert 94,Cotter 95】。
框架目前還沒有統(tǒng)一的定義，其中Ralph Johnson所給出的定義基本上為大多數(shù)研究人員所接受：

一個框架是一個可復(fù)用設(shè)計，它是由一組抽象類及其實例間協(xié)作關(guān)系來表達的 【Johnson 98】。

這個定義是從框架內(nèi)涵的角度來定義框架的，當然也可以從框架用途的角度來給出框架的定義：

一個框架是在一個給定的問題領(lǐng)域內(nèi)，一個應(yīng)用程序的一部分設(shè)計與實現(xiàn)【Bosch 97】。

從以上兩個定義可以看出，框架是對特定應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)用系統(tǒng)的部分設(shè)計和實現(xiàn)，它定義了一類應(yīng)用系統(tǒng)(或子系統(tǒng))的整體結(jié)構(gòu)�？蚣軐�應(yīng)用系統(tǒng)劃分為類和對象，定義類和對象的責任，類和對象如何互相協(xié)作，以及對象之間的控制線程。這些共有的設(shè)計因素由框架預(yù)先定義，應(yīng)用開發(fā)人員只須關(guān)注于特定的應(yīng)用系統(tǒng)特有部分�？蚣芸坍嬃似鋺�(yīng)用領(lǐng)域所共有的設(shè)計決策，所以說框架著重于設(shè)計復(fù)用，盡管框架中可能包含用某種程序設(shè)計語言實現(xiàn)的具體類。

一個基于框架開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)包含一個或多個框架，與框架相關(guān)的構(gòu)件類，以及與應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)的功能擴展。與應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)的擴展包括與應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)的類??一部分，或者說，它可能需要對框架進行一些適應(yīng)性修改，以滿足系統(tǒng)需求。

面向?qū)ο蟮目蚣茏鳛橐环N可復(fù)用的軟件，在基于框架的軟件開發(fā)過程中會涉及到框架的開發(fā)和利用兩個方面的工作�？蚣艿拈_發(fā)階段在于產(chǎn)生領(lǐng)域中可復(fù)用的設(shè)計。該階段的主要結(jié)果是框架以及與框架相關(guān)的構(gòu)件類。該階段的一個重要活動是框架的演變和維護。象所有軟件一樣，框架也易于變化。產(chǎn)生變化的原因很多，如應(yīng)用出錯，業(yè)務(wù)領(lǐng)域變化，等等。

不論是哪一種技術(shù)，最終都是為業(yè)務(wù)發(fā)展而服務(wù)的。從業(yè)務(wù)的角度來講。首先，框架的是為了企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展和戰(zhàn)略規(guī)劃而服務(wù)的，他服從于企業(yè)的愿景（vision）；其次，框架最重要的目標是提高企業(yè)的競爭能力，包括降低成本、提高質(zhì)量、改善客戶滿意程度，控制進度等方面。最后，框架實現(xiàn)這一目標的方式是進行有效的知識積累。軟件開發(fā)是一種知識活動，因此知識的聚集和積累是至關(guān)重要的�？蚣苣軌虿捎靡环N結(jié)構(gòu)化的方式對某個特定的業(yè)務(wù)領(lǐng)域進行描述，也就是將這個領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)以代碼、文檔、模型等方式固化下來。

一、框架要解決的問題

框架要解決的最重要的一個問題是技術(shù)整合的問題，在J2EE的框架中，有著各種各樣的技術(shù)，不同的軟件企業(yè)需要從J2EE中選擇不同的技術(shù)，這就使得軟件企業(yè)最終的應(yīng)用依賴于這些技術(shù)，技術(shù)自身的復(fù)雜性和技術(shù)的風險性將會直接對應(yīng)用造成沖擊。而應(yīng)用是軟件企業(yè)的核心，是競爭力的關(guān)鍵所在，因此應(yīng)該將應(yīng)用自身的設(shè)計和具體的實現(xiàn)技術(shù)解耦。這樣，軟件企業(yè)的研發(fā)將集中在應(yīng)用的設(shè)計上，而不是具體的技術(shù)實現(xiàn)，技術(shù)實現(xiàn)是應(yīng)用的底層支撐，它不應(yīng)該直接對應(yīng)用產(chǎn)生影響。

要理解這一點，我們來舉一些例子：

一個做視頻流應(yīng)用的軟件企業(yè)，他為電廣行業(yè)提供整體的解決方案。他的優(yōu)勢在于將各種各樣的視頻硬件、服務(wù)器、和管理結(jié)合起來，因此他扮演的是一個集成商的角色。因此他的核心價值在于使用軟件技術(shù)將不同的硬件整合起來，并在硬件的整合層面上提供一個統(tǒng)一的管理平臺。所以他的精力應(yīng)該放在解決兩個問題：

如何找到一種方法，將不同的硬件整合起來，注意，這里的整合并不是技術(shù)整合，而是一種思路上的整合。首先要考慮的絕對不是要使用什么技術(shù)，而是這些硬件需要提供哪些服務(wù)，需要以什么樣的方式進行管理。因此，這時候做的事情實際上是對領(lǐng)域進行建模。例如，我們定義任何一種硬件都需要提供兩種能力，一種是統(tǒng)一的管理接口，用于對所有硬件統(tǒng)一管理；另一種是服務(wù)接口，系統(tǒng)平臺可以查詢硬件所能夠提供的服務(wù)，并調(diào)用這些服務(wù)。所以，設(shè)計的規(guī)范將會針對兩種能力進行。

另一個問題是如何描述這個管理系統(tǒng)的規(guī)范。你需要描述各種管理活動，以及管理中所涉及的不同實體。因為管理系統(tǒng)是針對硬件的管理，所以它是構(gòu)架在硬件整合平臺之上的。

在完成業(yè)務(wù)層面的設(shè)計之后，我們再來看看具體的技術(shù)實現(xiàn)。光有規(guī)范和設(shè)計是不夠的，我們還需要選擇一個優(yōu)秀的技術(shù)。由于是對不同硬件的整合，我們想到采用Java提供的JMX技術(shù)。JMX技術(shù)適合用來進行系統(tǒng)整合，它定義了一個通用的規(guī)范，并給出了遠程管理端口的一些默認實現(xiàn)。JMX已經(jīng)經(jīng)過了實踐的檢驗，不少的應(yīng)用服務(wù)器都采用了以JMX為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，例如有名的JBoss。JMX已經(jīng)是一個很好的開始了，但是我們還需要在JMX的基礎(chǔ)上再做一些工作。

二、什么要用框架？

因為軟件系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)很復(fù)雜了，特別是服務(wù)器端軟件，設(shè)計到的知識，內(nèi)容，問題太多。在某些方面使用別人成熟的框架，就相當于讓別人幫你完成一些基礎(chǔ)工作，你只需要集中精力完成系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計。而且框架一般是成熟，穩(wěn)健的，他可以處理系統(tǒng)很多細節(jié)問題，比如，事物處理，安全性，數(shù)據(jù)流控制等問題。還有框架一般都經(jīng)過很多人使用，所以結(jié)構(gòu)很好，所以擴展性也很好，而且它是不斷升級的，你可以直接享受別人升級代碼帶來的好處。

框架一般處在低層應(yīng)用平臺（如J2EE）和高層業(yè)務(wù)邏輯之間的中間層。

軟件為什么要分層？
為了實現(xiàn)“高內(nèi)聚、低耦合”。把問題劃分開來各個解決，易于控制，易于延展，易于分配資源…總之好處很多啦：）。

三、為什么要進行框架開發(fā)?

框架的最大好處就是重用。面向?qū)ο笙到y(tǒng)獲得的最大的復(fù)用方式就是框架，一個大的應(yīng)用系統(tǒng)往往可能由多層互相協(xié)作的框架組成。

由于框架能重用代碼，因此從一已有構(gòu)件庫中建立應(yīng)用變得非常容易，因為構(gòu)件都采用框架統(tǒng)一定義的接口，從而使構(gòu)件間的通信簡單。

框架能重用設(shè)計。它提供可重用的抽象算法及高層設(shè)計，并能將大系統(tǒng)分解成更小的構(gòu)件，而且能描述構(gòu)件間的內(nèi)部接口。這些標準接口使在已有的構(gòu)件基礎(chǔ)上通過組裝建立各種各樣的系統(tǒng)成為可能。只要符合接口定義，新的構(gòu)件就能插入框架中，構(gòu)件設(shè)計者就能重用構(gòu)架的設(shè)計。

框架還能重用分析。所有的人員若按照框架的思想來分析事務(wù)，那么就能將它劃分為同樣的構(gòu)件，采用相似的解決方法，從而使采用同一框架的分析人員之間能進行溝通。

采用框架技術(shù)進行軟件開發(fā)的主要特點包括：

 


領(lǐng)域內(nèi)的軟件結(jié)構(gòu)一致性好；

 

建立更加開放的系統(tǒng)；

 

重用代碼大大增加，軟件生產(chǎn)效率和質(zhì)量也得到了提高；

 

軟件設(shè)計人員要專注于對領(lǐng)域的了解，使需求分析更充分；

 

存儲了經(jīng)驗，可以讓那些經(jīng)驗豐富的人員去設(shè)計框架和領(lǐng)域構(gòu)件，而不必限于低層編程；

 

允許采用快速原型技術(shù)；

 

有利于在一個項目內(nèi)多人協(xié)同工作；

 

大粒度的重用使得平均開發(fā)費用降低，開發(fā)速度加快，開發(fā)人員減少，維護費用降低，而參數(shù)化框架使得適應(yīng)性、靈活性增強。

 

四、與框架相關(guān)的概念

 

1. 白盒與黑盒框架

 

框架可分為白盒(White-Box)與黑盒(Black-Box)兩種框架。

 

基于繼承的框架被稱為白盒框架。所謂白盒即具備可視性，被繼承的父類的內(nèi)部實現(xiàn)細節(jié)對子類而言都是可知的。利用白盒框架的應(yīng)用開發(fā)者通過衍生子類或重寫父類的成員方法來開發(fā)系統(tǒng)。子類的實現(xiàn)很大程度上依賴于父類的實現(xiàn)，這種依賴性限制了重用的靈活性和完全性。但解決這種局限性的方法可以是只繼承抽象父類，因為抽象類基本上不提供具體的實現(xiàn)。白盒框架是一個程序骨架，而用戶衍生出的子類是這個骨架上的附屬品。

 

基于對象構(gòu)件組裝的框架就是黑盒框架。應(yīng)用開發(fā)者通過整理、組裝對象來獲得系統(tǒng)的實現(xiàn)。用戶只須了解構(gòu)件的外部接口，無須了解內(nèi)部的具體實現(xiàn)。另外，組裝比繼承更為靈活，它能動態(tài)地改變，繼承只是一個靜態(tài)編譯時的概念。

 

在理想情況下，任何所需的功能都可通過組裝已有的構(gòu)件得到，事實上可獲得的構(gòu)件遠遠不能滿足需求，有時通過繼承獲得新的構(gòu)件比利用已有構(gòu)件組裝新構(gòu)件更容易，因此白盒和黑盒將同時應(yīng)用于系統(tǒng)的開發(fā)中。不過白盒框架趨向于向黑盒框架發(fā)展，黑盒框架也是系統(tǒng)開發(fā)希望達到的理想目標。

 

2. 熱點、食譜以及好萊塢原則

 

成功的框架開發(fā)需要確定領(lǐng)域?qū)Ｓ玫摹盁狳c” (Hot spot)。應(yīng)用開發(fā)者在框架的基礎(chǔ)上進行開發(fā)，只須擴展框架的某些部分，“熱點”就是在應(yīng)用領(lǐng)域的一種擴展槽，開發(fā)者根據(jù)自己的需要填充這些擴展槽�！盁狳c”使框架具有靈活性，如在具體的實現(xiàn)中，擴展槽可以被看成是一些抽象類，開發(fā)者通過重寫抽象方法獲得具體實現(xiàn)。

 

“食譜” (Cookbook)就是描述如何使用框架方法的文檔。在“食譜”中包含了許多“烹飪”方法，這些“烹飪”方法相當于一些具體的操作步驟，描述了為解決某一專門問題如何使用框架的詳細方法�？蚣艿膬�(nèi)部設(shè)計和實現(xiàn)細節(jié)通常不出現(xiàn)在“食譜”中。

 

框架的一個重要特征就是用戶定義的方法經(jīng)常被框架自身調(diào)用，而不是從用戶的應(yīng)用代碼中調(diào)用。這種機制常稱為“好萊塢原則”(Hollywood Principle)或“別調(diào)用我們，我們會調(diào)用您”。


五、常見的JAVA框架有什么？

WAF：
全稱：WEB APPLICATION FRAMEWORK
主要應(yīng)用方面：EJB層，（WEB層也有，但是比較弱）。
主要應(yīng)用技術(shù)：EJB等
出處：java.sun.com/blueprints/code/index.html">http://java.sun.com/blueprints/code/index.html
簡述：這是SUN在展示J2EE平臺時所用的例子PetStore(寵物商店系統(tǒng))里面的框架。是SUN藍皮書例子程序中提出的應(yīng)用框架。它實現(xiàn)了 MVC和其他良好的設(shè)計模式。SUN的網(wǎng)站上有技術(shù)資料，最好下載PetStore來研究，WEBLOGIC里自帶此系統(tǒng)，源碼在beaweblogic700samplesserversrcpetstore。這是學(xué)習(xí)了解J2EE的首選框架。
免費。

Struts:
主要應(yīng)用方面：WEB層。
主要應(yīng)用技術(shù)：JSP,TagLib,JavaBean,XML等
出處：http://jakarta.apache.org/struts/index.html
簡述：這是APACHE的開源項目，目前應(yīng)用很廣泛�；�于MVC模式，結(jié)構(gòu)很好，基于JSP。Jbuilder8里已經(jīng)集成了STRUTS1.02的制作。
免費。

簡述WAF+STRUTS結(jié)合的例子：WEB層用STRUTS，EJB層用WAF：
JSP(TagLib)