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Apache Struts - Java Web开发框架

项目简介

Apache Struts是一个开源的Java Web应用框架，基于Model-View-Controller（MVC）设计模式。它为开发者提供了一个强大的框架来构建可维护、可扩展的Java Web应用程序。Struts最初由Craig McClanahan开发，后来成为Apache软件基金会的项目。

Struts通过将业务逻辑、数据和表现层分离，帮助开发者构建结构良好的Web应用程序。它提供了丰富的标签库、数据验证、国际化支持等功能，极大地简化了Java Web开发的复杂性。

主要特性

  • MVC架构：清晰的模型-视图-控制器分离
  • 声明式验证：XML和注解两种验证方式
  • 国际化支持：多语言和本地化功能
  • 标签库：丰富的JSP标签库
  • 插件机制：可扩展的插件架构
  • 异常处理：统一的异常处理机制

项目原理

MVC架构

Struts严格遵循MVC设计模式：

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用户请求 → ActionServlet → RequestProcessor → Action → Model → View → 响应

Model（模型）：

  • ActionForm：封装用户输入数据
  • Business Objects：业务逻辑对象
  • Data Access Objects：数据访问对象

View（视图）：

  • JSP页面：用户界面展示
  • Struts标签：简化JSP开发
  • 国际化资源：多语言支持

Controller（控制器）：

  • ActionServlet：前端控制器
  • Action类：业务逻辑控制
  • RequestProcessor：请求处理器

核心组件

ActionServlet：

  • 前端控制器，接收所有HTTP请求
  • 根据配置文件分发请求到相应的Action
  • 管理应用程序的生命周期

Action：

  • 业务逻辑的控制点
  • 处理用户请求并调用业务服务
  • 决定下一个要显示的视图

ActionForm：

  • 封装HTML表单数据
  • 提供数据验证功能
  • 在不同层之间传递数据

struts-config.xml：

  • 配置Action映射
  • 定义表单Bean
  • 配置全局转发和异常处理

使用场景

1. 企业级Web应用

构建大型企业级Web应用程序，如ERP、CRM、OA系统等。

2. 电子商务平台

开发在线购物网站、B2B平台等电子商务应用。

3. 内容管理系统

构建新闻发布系统、博客平台、论坛等内容管理应用。

4. 政府门户网站

开发政府部门的官方网站和在线服务平台。

5. 教育管理系统

构建学校管理系统、在线学习平台等教育相关应用。

具体案例

案例1：用户登录功能实现

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<!-- struts-config.xml -->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE struts-config PUBLIC
    "-//Apache Software Foundation//DTD Struts Configuration 1.3//EN"
    "http://struts.apache.org/dtds/struts-config_1_3.dtd">

<struts-config>
    <!-- Form Bean定义 -->
    <form-beans>
        <form-bean name="loginForm" type="com.example.form.LoginForm"/>
        <form-bean name="userForm" type="com.example.form.UserForm"/>
    </form-beans>
    
    <!-- Action映射 -->
    <action-mappings>
        <action path="/login"
                type="com.example.action.LoginAction"
                name="loginForm"
                scope="request"
                validate="true"
                input="/login.jsp">
            <forward name="success" path="/welcome.jsp"/>
            <forward name="failure" path="/login.jsp"/>
        </action>
        
        <action path="/userList"
                type="com.example.action.UserListAction">
            <forward name="success" path="/userList.jsp"/>
        </action>
    </action-mappings>
    
    <!-- 全局转发 -->
    <global-forwards>
        <forward name="login" path="/login.jsp"/>
        <forward name="home" path="/index.jsp"/>
    </global-forwards>
    
    <!-- 消息资源 -->
    <message-resources parameter="com.example.resources.ApplicationResources"/>
    
    <!-- 插件配置 -->
    <plug-in className="org.apache.struts.validator.ValidatorPlugIn">
        <set-property property="pathnames" value="/WEB-INF/validator-rules.xml,/WEB-INF/validation.xml"/>
    </plug-in>
</struts-config>
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// LoginForm.java - 表单Bean
package com.example.form;

import org.apache.struts.action.ActionForm;
import org.apache.struts.action.ActionMapping;
import org.apache.struts.action.ActionErrors;
import org.apache.struts.action.ActionError;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

public class LoginForm extends ActionForm {
    private String username;
    private String password;
    private boolean rememberMe;
    
    // 构造函数
    public LoginForm() {
        reset();
    }
    
    // 重置表单
    public void reset(ActionMapping mapping, HttpServletRequest request) {
        username = "";
        password = "";
        rememberMe = false;
    }
    
    // 表单验证
    public ActionErrors validate(ActionMapping mapping, HttpServletRequest request) {
        ActionErrors errors = new ActionErrors();
        
        if (username == null || username.trim().length() == 0) {
            errors.add("username", new ActionError("error.username.required"));
        }
        
        if (password == null || password.trim().length() == 0) {
            errors.add("password", new ActionError("error.password.required"));
        } else if (password.length() < 6) {
            errors.add("password", new ActionError("error.password.minlength"));
        }
        
        return errors;
    }
    
    // Getter和Setter方法
    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; }
    
    public boolean isRememberMe() { return rememberMe; }
    public void setRememberMe(boolean rememberMe) { this.rememberMe = rememberMe; }
}
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// LoginAction.java - 控制器
package com.example.action;

import org.apache.struts.action.*;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import com.example.form.LoginForm;
import com.example.service.UserService;
import com.example.model.User;

public class LoginAction extends Action {
    
    public ActionForward execute(ActionMapping mapping,
                               ActionForm form,
                               HttpServletRequest request,
                               HttpServletResponse response) throws Exception {
        
        LoginForm loginForm = (LoginForm) form;
        
        try {
            // 获取用户服务
            UserService userService = new UserService();
            
            // 验证用户登录
            User user = userService.authenticate(loginForm.getUsername(), loginForm.getPassword());
            
            if (user != null) {
                // 登录成功
                HttpSession session = request.getSession();
                session.setAttribute("currentUser", user);
                session.setAttribute("username", user.getUsername());
                
                // 处理记住我功能
                if (loginForm.isRememberMe()) {
                    // 设置Cookie等逻辑
                    handleRememberMe(response, user);
                }
                
                // 记录登录日志
                userService.logLogin(user.getId(), request.getRemoteAddr());
                
                // 重定向到成功页面
                return mapping.findForward("success");
                
            } else {
                // 登录失败
                ActionErrors errors = new ActionErrors();
                errors.add(ActionErrors.GLOBAL_ERROR, 
                          new ActionError("error.login.invalid"));
                saveErrors(request, errors);
                
                return mapping.findForward("failure");
            }
            
        } catch (Exception e) {
            // 异常处理
            ActionErrors errors = new ActionErrors();
            errors.add(ActionErrors.GLOBAL_ERROR, 
                      new ActionError("error.system.unavailable"));
            saveErrors(request, errors);
            
            return mapping.findForward("failure");
        }
    }
    
    private void handleRememberMe(HttpServletResponse response, User user) {
        // 实现记住我功能
        Cookie cookie = new Cookie("rememberedUser", user.getUsername());
        cookie.setMaxAge(7 * 24 * 60 * 60); // 7天
        cookie.setPath("/");
        response.addCookie(cookie);
    }
}

案例2：数据验证配置

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<!-- validation.xml -->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE form-validation PUBLIC
    "-//Apache Software Foundation//DTD Commons Validator Rules Configuration 1.3.0//EN"
    "http://jakarta.apache.org/commons/dtds/validator_1_3_0.dtd">

<form-validation>
    <formset>
        <!-- 登录表单验证 -->
        <form name="loginForm">
            <field property="username" depends="required,minlength,maxlength">
                <arg0 key="label.username"/>
                <arg1 key="${var:minlength}" name="minlength" resource="false"/>
                <arg2 key="${var:maxlength}" name="maxlength" resource="false"/>
                <var>
                    <var-name>minlength</var-name>
                    <var-value>3</var-value>
                </var>
                <var>
                    <var-name>maxlength</var-name>
                    <var-value>20</var-value>
                </var>
            </field>
            
            <field property="password" depends="required,minlength">
                <arg0 key="label.password"/>
                <arg1 key="${var:minlength}" name="minlength" resource="false"/>
                <var>
                    <var-name>minlength</var-name>
                    <var-value>6</var-value>
                </var>
            </field>
        </form>
        
        <!-- 用户注册表单验证 -->
        <form name="userForm">
            <field property="email" depends="required,email">
                <arg0 key="label.email"/>
            </field>
            
            <field property="phone" depends="mask">
                <arg0 key="label.phone"/>
                <var>
                    <var-name>mask</var-name>
                    <var-value>^\d{11}$</var-value>
                </var>
            </field>
            
            <field property="birthdate" depends="date">
                <arg0 key="label.birthdate"/>
                <var>
                    <var-name>datePattern</var-name>
                    <var-value>yyyy-MM-dd</var-value>
                </var>
            </field>
        </form>
    </formset>
</form-validation>

案例3：JSP页面实现

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<%-- login.jsp --%>
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<%@ taglib prefix="html" uri="http://struts.apache.org/tags-html" %>
<%@ taglib prefix="bean" uri="http://struts.apache.org/tags-bean" %>
<%@ taglib prefix="logic" uri="http://struts.apache.org/tags-logic" %>

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title><bean:message key="title.login"/></title>
    <link rel="stylesheet" type="text/css" href="css/style.css">
    <script type="text/javascript" src="js/validation.js"></script>
</head>
<body>
    <div class="login-container">
        <h2><bean:message key="header.login"/></h2>
        
        <!-- 显示错误信息 -->
        <logic:messagesPresent>
            <div class="error-messages">
                <html:errors/>
            </div>
        </logic:messagesPresent>
        
        <!-- 登录表单 -->
        <html:form action="/login" method="post" onsubmit="return validateLoginForm(this)">
            <div class="form-group">
                <label for="username"><bean:message key="label.username"/>:</label>
                <html:text property="username" styleClass="form-control" styleId="username"/>
            </div>
            
            <div class="form-group">
                <label for="password"><bean:message key="label.password"/>:</label>
                <html:password property="password" styleClass="form-control" styleId="password"/>
            </div>
            
            <div class="form-group">
                <html:checkbox property="rememberMe" styleId="rememberMe"/>
                <label for="rememberMe"><bean:message key="label.rememberme"/></label>
            </div>
            
            <div class="form-group">
                <html:submit styleClass="btn btn-primary">
                    <bean:message key="button.login"/>
                </html:submit>
                <html:reset styleClass="btn btn-secondary">
                    <bean:message key="button.reset"/>
                </html:reset>
            </div>
        </html:form>
        
        <div class="links">
            <html:link page="/register.jsp">
                <bean:message key="link.register"/>
            </html:link>
            |
            <html:link page="/forgotPassword.jsp">
                <bean:message key="link.forgot.password"/>
            </html:link>
        </div>
    </div>

    <script>
    function validateLoginForm(form) {
        var username = form.username.value;
        var password = form.password.value;
        
        if (username.trim() == '') {
            alert('<bean:message key="error.username.required"/>');
            form.username.focus();
            return false;
        }
        
        if (password.trim() == '') {
            alert('<bean:message key="error.password.required"/>');
            form.password.focus();
            return false;
        }
        
        return true;
    }
    </script>
</body>
</html>

案例4：国际化配置

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# ApplicationResources.properties (默认英文)
title.login=User Login
header.login=Please Login
label.username=Username
label.password=Password
label.rememberme=Remember Me
button.login=Login
button.reset=Reset
link.register=Register New Account
link.forgot.password=Forgot Password?

error.username.required=Username is required
error.password.required=Password is required
error.password.minlength=Password must be at least 6 characters
error.login.invalid=Invalid username or password
error.system.unavailable=System temporarily unavailable
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# ApplicationResources_zh_CN.properties (中文)
title.login=用户登录
header.login=请登录
label.username=用户名
label.password=密码
label.rememberme=记住我
button.login=登录
button.reset=重置
link.register=注册新账户
link.forgot.password=忘记密码？

error.username.required=用户名不能为空
error.password.required=密码不能为空
error.password.minlength=密码至少需要6个字符
error.login.invalid=用户名或密码错误
error.system.unavailable=系统暂时不可用

案例5：业务逻辑服务

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// UserService.java - 业务服务
package com.example.service;

import com.example.model.User;
import com.example.dao.UserDAO;
import java.security.MessageDigest;
import java.util.List;

public class UserService {
    private UserDAO userDAO;
    
    public UserService() {
        this.userDAO = new UserDAO();
    }
    
    // 用户认证
    public User authenticate(String username, String password) throws Exception {
        if (username == null || password == null) {
            return null;
        }
        
        // 获取用户信息
        User user = userDAO.findByUsername(username);
        if (user == null) {
            return null;
        }
        
        // 验证密码
        String hashedPassword = hashPassword(password);
        if (user.getPassword().equals(hashedPassword)) {
            // 更新最后登录时间
            user.setLastLoginTime(new java.util.Date());
            userDAO.update(user);
            return user;
        }
        
        return null;
    }
    
    // 用户注册
    public boolean registerUser(User user) throws Exception {
        // 检查用户名是否已存在
        if (userDAO.findByUsername(user.getUsername()) != null) {
            throw new Exception("Username already exists");
        }
        
        // 检查邮箱是否已存在
        if (userDAO.findByEmail(user.getEmail()) != null) {
            throw new Exception("Email already exists");
        }
        
        // 密码加密
        user.setPassword(hashPassword(user.getPassword()));
        user.setCreateTime(new java.util.Date());
        user.setActive(true);
        
        return userDAO.save(user);
    }
    
    // 获取用户列表
    public List<User> getUserList(int page, int pageSize) throws Exception {
        return userDAO.findAll(page, pageSize);
    }
    
    // 更新用户信息
    public boolean updateUser(User user) throws Exception {
        return userDAO.update(user);
    }
    
    // 删除用户
    public boolean deleteUser(int userId) throws Exception {
        return userDAO.delete(userId);
    }
    
    // 记录登录日志
    public void logLogin(int userId, String ipAddress) {
        try {
            // 记录登录日志的逻辑
            System.out.println("User " + userId + " logged in from " + ipAddress);
        } catch (Exception e) {
            // 日志记录失败不应该影响登录流程
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    // 密码哈希
    private String hashPassword(String password) throws Exception {
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        byte[] hashedBytes = md.digest(password.getBytes("UTF-8"));
        
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : hashedBytes) {
            sb.append(String.format("%02x", b));
        }
        return sb.toString();
    }
}

最佳实践

1. 项目结构组织

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webapp/
├── WEB-INF/
│   ├── web.xml
│   ├── struts-config.xml
│   ├── validation.xml
│   ├── validator-rules.xml
│   ├── classes/
│   └── lib/
├── jsp/
│   ├── common/
│   ├── user/
│   └── admin/
├── css/
├── js/
└── images/

2. Action设计原则

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// 保持Action轻量级
public class UserAction extends DispatchAction {
    
    // 每个方法只处理一个特定的业务操作
    public ActionForward list(ActionMapping mapping, ActionForm form,
                             HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        // 委托给业务服务
        UserService service = new UserService();
        List<User> users = service.getUserList();
        request.setAttribute("users", users);
        return mapping.findForward("success");
    }
    
    // 统一的异常处理
    private ActionForward handleException(Exception e, ActionMapping mapping, 
                                        HttpServletRequest request) {
        ActionErrors errors = new ActionErrors();
        errors.add(ActionErrors.GLOBAL_ERROR, new ActionError("error.system"));
        saveErrors(request, errors);
        return mapping.findForward("error");
    }
}

3. 性能优化建议

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<!-- web.xml 性能配置 -->
<context-param>
    <param-name>org.apache.struts.action.LOCALE</param-name>
    <param-value>true</param-value>
</context-param>

<context-param>
    <param-name>org.apache.struts.util.CANCEL</param-name>
    <param-value>true</param-value>
</context-param>

<!-- 启用压缩 -->
<filter>
    <filter-name>CompressionFilter</filter-name>
    <filter-class>com.example.filter.CompressionFilter</filter-class>
</filter>

Apache Struts作为经典的Java Web开发框架，其成熟的MVC架构和丰富的功能特性为企业级Web应用开发提供了稳定可靠的解决方案。虽然现在有更现代的框架，但Struts在维护现有系统和特定场景下仍有其价值。

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