50、Java应用的打包与部署全解析

Java应用的打包与部署全解析

在Java应用开发中，打包和部署是至关重要的环节，它们直接影响着应用的可维护性、可扩展性以及性能。下面我们将深入探讨Java应用打包与部署的相关知识，包括Web应用部署描述符、企业级JavaBean（EJB）的打包、企业归档文件（EAR）的使用以及Java Web Start应用的部署。

1. Web应用部署描述符

Web应用部署描述符是一个XML文件，用于配置Web应用的各种属性和行为。以下是一些常见的元素及其作用：
- 元素 ：该元素包含两个属性 和 ，用于将MIME类型映射到文件扩展名。例如：

<mime - mapping>
    <mime - type>application/x - java - jnlp - file</mime - type>
    <extension>jnlp</extension>
</mime - mapping>

• 元素 ：用于指定用户首次访问Web应用时加载的文件。示例如下：

<welcome - file - list>
    <welcome - file>index.html</welcome - file>
</welcome - file - list>

• 元素 ：允许为特定的Web资源分配角色。例如，将“tomcat”角色分配给“hello.jsp”，只有具有该角色的用户才能查看该JSP页面：

<security - constraint>
    <web - resource - collection>
        <web - resource - name>Hello View</web - resource - name>
        <url - pattern>/hello.jsp</url - pattern>
    </web - resource - collection>
    <auth - constraint>
        <role - name>tomcat</role - name>
    </auth - constraint>
</security - constraint>

• 元素 ：用于在Web应用部署描述符中定义角色。示例：

<security - role>
    <description>
        An example role defined in “conf/tomcat - users.xml”
    </description>
    <role - name>tomcat</role - name>
</security - role>

2. 企业级JavaBean（EJB）的打包

EJB是Java企业版（JEE）中的重要组件，用于实现企业级应用的业务逻辑。然而，EJB的部署存在一些问题，因为EJB规范对部署过程的描述不够详细，不同的应用服务器供应商可能有不同的部署要求。

为了实现一定程度的部署标准化，所有EJB都必须包含一个名为 ejb - jar.xml 的文件，该文件位于EJB的JAR文件的 META - INF 目录下。 ejb - jar.xml 是基本的EJB部署描述符，EJB容器使用它来定位必要的类、接口、安全限制和事务管理支持。通常， ejb - jar.xml 会与应用服务器供应商的部署描述符共存。例如，如果使用JBoss作为应用服务器，还需要为EJB配置 jboss.xml 文件。

3. 企业归档文件（EAR）

当开发了多个EJB和Web应用程序（WAR）后，可以使用企业归档文件（EAR）将它们组合成一个逻辑单元。EAR文件有自己的描述符文件 application.xml ，位于EAR文件的 META - INF 目录下。以下是一个 application.xml 的示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF - 8"?>
<application xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema - instance"
    xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee
    http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/application_1_4.xsd"
    version="1.4">
    <display - name>Example EAR file</display - name>
    <description>Simple example</description>
    <module>
        <ejb>ejb1.jar</ejb>
    </module>
    <module>
        <ejb>ejb2.jar</ejb>
    </module>
    <module>
        <web>
            <web - uri>mainUI.war</web - uri>
            <context - root>web</context - root>
        </web>
    </module>
</application>

application.xml 中的 <module> 元素指定要加载的特定模块，可以是EJB、Web应用程序、连接器或Java客户端模块。对于Web应用程序， <context - root> 元素指定执行Web应用程序的根目录。

4. 部署场景分析

在部署多个依赖于某个共享组件的应用程序时，有以下几种部署场景可供选择：
| 场景 | 使用时机 |
| ---- | ---- |
| 共享组件位于EAR外部 | - 应用程序具有不同的运行时要求。
- 共享组件的API预计不会更改，或者易于更新所有使用共享API的应用程序。 |
| 共享组件打包在单个EAR中 | - 应用程序具有兼容的正常运行时间要求和系统要求。
- 共享组件的API预计不会更改，或者易于更新所有使用共享API的应用程序。 |
| 将共享组件放入每个EAR中 | - 每个EAR位于不同的系统上，且这些系统无法相互通信。
- 共享组件预计在一段时间内保持相对稳定，或者易于用新版本更新每个EAR。 |

下面是一个简单的mermaid流程图，展示了选择部署场景的基本流程：

graph TD;
    A[多个应用依赖共享组件?] -->|是| B{应用运行时要求是否相同?};
    B -->|是| C{API是否易变?};
    B -->|否| D(共享组件位于EAR外部);
    C -->|是| D;
    C -->|否| E{系统能否通信?};
    E -->|是| F(共享组件打包在单个EAR中);
    E -->|否| G(将共享组件放入每个EAR中);
    A -->|否| H(常规部署);

5. Java Web Start应用

Java Web Start基于Java网络启动协议（JNLP）和Java 2平台，它允许用户通过Web浏览器一键下载并启动应用程序。下面以井字棋游戏为例，介绍Java Web Start应用的打包和部署。

5.1 所需文件

文件	描述
tictactoe.jnlp	包含所有特定属性，用于告诉Java Web Start如何启动应用程序，也是用户点击执行应用程序的文件。
ttt.htm	包含指向 tictactoe.jnlp 文件的链接，用于启动应用程序。
TTTMain.java	包含驱动应用程序的主方法的源文件。
TTTGui.java	包含处理用户与游戏交互的所有Swing代码。
TTTLogic.java	包含所有游戏逻辑，用于确定谁获胜、轮到谁移动以及棋盘上哪些位置可用。
tictactoe.jar	包含编译代码的签名JAR文件，将由Java Web Start启动。

5.2 配置Web服务器

在创建和部署JNLP文件之前，需要确保Web服务器能够正确处理JNLP MIME类型。以Tomcat为例，在 WEB - INF/web.xml 文件中添加以下XML条目：

<mime - mapping>
    <extension>jnlp</extension>
    <mime - type>application/x - java - jnlp - file</mime - type>
</mime - mapping>

5.3 创建JNLP文件

以下是 tictactoe.jnlp 文件的示例：

<?xml version="1.0" encoding="utf - 8"?> 
<jnlp 
    spec="1.0+" 
    codebase="http://localhost/ttt" 
    href="tictactoe.jnlp"> 
    <information> 
        <title>TIC TAC TOE</title> 
        <vendor>TTT Team</vendor> 
        <homepage href="http://localhost/ttt/ttt.htm"/> 
        <description>TICTACTOE GAME</description> 
        <description kind="short">
            A demo of the capabilities of JAVA WebStart.
        </description> 
        <offline - allowed/> 
    </information> 
    <security>
        <all - permissions/>
    </security>  
    <resources> 
        <j2se version="1.6"/> 
        <jar href="tictactoe.jar"/>
    </resources> 
    <application - desc main - class="com.wrox.TTTMain"/> 
</jnlp>

在这个文件中， <spec> 属性指定JNLP规范版本， <codebase> 属性作为在Web服务器上定位资源的基本目录， <href> 属性指向JNLP文件本身。 <information> 元素提供应用程序的一般信息， <security> 元素设置应用程序的安全权限， <resources> 元素定义运行应用程序所需的属性， <application - desc> 元素指示Java Web Start运行指定的主类。

5.4 HTML文件

ttt.htm 文件用于提供启动应用程序的链接：

<html>
<head>
    <meta http - equiv="Content - Language" content="en - us">
    <meta http - equiv="Content - Type" content="text/html; charset=windows - 1252">
    <title>TIC TAC TOE GAME!</title>
</head>
<body topmargin="0" leftmargin="0" link="#000080" vlink="#000080">
    <center><A HREF="tictactoe.jnlp">Click Here to Launch TICTACTOE Game</A></center>
</body>
</html>

5.5 核心代码分析

• TTTMain.java ：驱动应用程序的类，创建 TTTLogic 对象并将其传递给 TTTGui ，然后显示GUI。

public class TTTMain {
    public static void main(String[] args) {
        TTTLogic tLogic = new TTTLogic();
        TTTGui tg = new TTTGui(tLogic);
        // Set the GUI visible
        tg.setVisible(true);
    }
}

• TTTLogic.java ：包含游戏逻辑，如跟踪玩家移动、轮到谁、玩家位置以及是否有获胜者。

public class TTTLogic {
    int [][]m_nBoard;
    int m_nX, m_nO;
    boolean m_bXTurn;

    public TTTLogic() {
        m_nX = 1;
        m_nO = 2;
        m_bXTurn = true;
        // Initialize array
        m_nBoard = new int[3][3];
        // Clear the board
        for (int x = 0; x < 3; x++){
            for (int y = 0; y < 3; y++) {
                m_nBoard[x][y] = 0;
            }
        }
    }

    public int getMarker(int x, int y) {
        return m_nBoard[x][y];
    }

    public boolean setMarker(int x, int y) {
        int nIsFree = 0;
        nIsFree = getMarker(x, y);
        if (nIsFree == 0) {
            if (this.getXTurn() == true) {
                m_nBoard[x][y] = m_nX;
                this.setXTurn(false);
            } else {
                m_nBoard[x][y] = m_nO;
                this.setXTurn(true);
            }
            return true;
        }
        return false;
    }

    public int getWinner() {
        // 1 = X
        // 2 = O
        int nWinner = 0;
        int nCount = 0;
        // -------- CHECK FOR an X winner     
        // check the across boxes first for X
        for (int x = 0; x < 3; x++){
            nCount = 0;
            for (int y = 0; y < 3; y++) {
                if (m_nBoard[x][y] == m_nX) {
                    nCount++;
                } else {
                    break;
                }
            }
            if (nCount == 3) {
                nWinner = m_nX; // X Wins!
                return nWinner;
            }
        }        
        // check the down boxes first for X
        for (int y = 0; y < 3; y++){
            nCount = 0;
            for (int x = 0; x < 3; x++) {
                if (m_nBoard[x][y] == m_nX) {
                    nCount++;
                } else {
                    break;
                }
            }
            if (nCount == 3) {
                nWinner = m_nX; // X Wins!
                return nWinner;
            }
        }        
        // Check Diagonals
        if (m_nBoard[0][0] == m_nX && m_nBoard[1][1] == m_nX &&
            m_nBoard[2][2] == m_nX) {
            nWinner = m_nX; // X Wins!
            return nWinner;       
        } else if (m_nBoard[2][0] == m_nX && m_nBoard[1][1] == m_nX &&
            m_nBoard[0][2] == m_nX) {
            nWinner = m_nX; // X Wins!
            return nWinner;       
        }
        return nWinner;
    }

    public boolean getXTurn() {
        return m_bXTurn;
    }

    public void setXTurn(boolean bTurn) {
        m_bXTurn = bTurn;
    }
}

• TTTGui.java ：处理用户与游戏的交互，这里展示了处理按钮点击事件的部分代码。

private javax.swing.JButton getJbtOne() {
    if (jbtOne == null) {
        jbtOne = new javax.swing.JButton();
        jbtOne.setName("jbtOne");
        jbtOne.setPreferredSize(new java.awt.Dimension(55,55));
        jbtOne.setText("");
        jbtOne.setFont(new java.awt.Font("Dialog", java.awt.Font.BOLD, 24));
        jbtOne.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() { 
            public void actionPerformed(java.awt.event.ActionEvent e) {
                boolean bXTurn = m_TLogic.getXTurn();
                if (m_TLogic.setMarker(0,0)) {
                    if (bXTurn) {
                        jbtOne.setText("X");
                    } else {
                        jbtOne.setText("O");
                    }
                }
            }
        });
    }
    return jbtOne;
}

通过以上步骤，我们可以成功打包和部署一个Java Web Start应用程序。Java Web Start的优势在于它允许用户快速下载并启动应用程序，并且如果应用程序没有特定的网络使用代码，用户还可以离线使用。这使得Java Web Start成为处理需要大量客户端处理的复杂应用程序的强大解决方案。

Java应用的打包与部署全解析

6. 代码详细解读

6.1 TTTMain.java解读

TTTMain.java 作为驱动类，承担着启动整个井字棋游戏的重任。其核心逻辑在于创建 TTTLogic 对象和 TTTGui 对象，并将 TTTLogic 对象传递给 TTTGui ，最后显示图形用户界面（GUI）。以下是详细的步骤分析：
1. 创建 TTTLogic 对象 ： TTTLogic 对象负责管理游戏的核心逻辑，包括玩家的移动、回合交替、位置记录以及判断胜负等功能。
2. 创建 TTTGui 对象 ： TTTGui 对象用于处理用户与游戏的交互，它接收 TTTLogic 对象作为参数，以便在用户操作时调用游戏逻辑。
3. 显示GUI ：通过调用 setVisible(true) 方法，将游戏界面显示给用户，让用户可以开始进行游戏。

public class TTTMain {
    public static void main(String[] args) {
        TTTLogic tLogic = new TTTLogic();
        TTTGui tg = new TTTGui(tLogic);
        // Set the GUI visible
        tg.setVisible(true);
    }
}

6.2 TTTLogic.java解读

TTTLogic.java 是游戏逻辑的核心实现类，它使用二维数组 m_nBoard 来记录棋盘状态，通过一系列方法来管理游戏的各个方面。以下是对其主要方法的详细解读：
- 构造函数 TTTLogic() ：初始化游戏的基本参数，包括设置玩家标记（X和O）、默认回合（X先开始），并将棋盘数组初始化为全零，表示棋盘为空。

public TTTLogic() {
    m_nX = 1;
    m_nO = 2;
    m_bXTurn = true;
    // Initialize array
    m_nBoard = new int[3][3];
    // Clear the board
    for (int x = 0; x < 3; x++){
        for (int y = 0; y < 3; y++) {
            m_nBoard[x][y] = 0;
        }
    }
}

• getMarker(int x, int y) 方法 ：根据传入的坐标（x, y），返回该位置在棋盘上的标记值。如果该位置未被占用，则返回 0。

public int getMarker(int x, int y) {
    return m_nBoard[x][y];
}

• setMarker(int x, int y) 方法 ：尝试在指定位置（x, y）放置标记。首先检查该位置是否为空，如果为空，则根据当前回合（X或O）放置相应的标记，并切换回合。如果放置成功，返回 true ；否则返回 false 。

public boolean setMarker(int x, int y) {
    int nIsFree = 0;
    nIsFree = getMarker(x, y);
    if (nIsFree == 0) {
        if (this.getXTurn() == true) {
            m_nBoard[x][y] = m_nX;
            this.setXTurn(false);
        } else {
            m_nBoard[x][y] = m_nO;
            this.setXTurn(true);
        }
        return true;
    }
    return false;
}

• getWinner() 方法 ：检查是否有玩家获胜。通过遍历棋盘的行、列和对角线，统计连续相同标记的数量。如果有一行、一列或一条对角线上的标记全部相同，则该玩家获胜。如果没有获胜者，则返回 0。

public int getWinner() {
    // 1 = X
    // 2 = O
    int nWinner = 0;
    int nCount = 0;
    // -------- CHECK FOR an X winner     
    // check the across boxes first for X
    for (int x = 0; x < 3; x++){
        nCount = 0;
        for (int y = 0; y < 3; y++) {
            if (m_nBoard[x][y] == m_nX) {
                nCount++;
            } else {
                break;
            }
        }
        if (nCount == 3) {
            nWinner = m_nX; // X Wins!
            return nWinner;
        }
    }        
    // check the down boxes first for X
    for (int y = 0; y < 3; y++){
        nCount = 0;
        for (int x = 0; x < 3; x++) {
            if (m_nBoard[x][y] == m_nX) {
                nCount++;
            } else {
                break;
            }
        }
        if (nCount == 3) {
            nWinner = m_nX; // X Wins!
            return nWinner;
        }
    }        
    // Check Diagonals
    if (m_nBoard[0][0] == m_nX && m_nBoard[1][1] == m_nX &&
        m_nBoard[2][2] == m_nX) {
        nWinner = m_nX; // X Wins!
        return nWinner;       
    } else if (m_nBoard[2][0] == m_nX && m_nBoard[1][1] == m_nX &&
        m_nBoard[0][2] == m_nX) {
        nWinner = m_nX; // X Wins!
        return nWinner;       
    }
    return nWinner;
}

• getXTurn() 和 setXTurn(boolean bTurn) 方法 ： getXTurn() 方法用于获取当前是否轮到玩家X； setXTurn(boolean bTurn) 方法用于设置当前是否轮到玩家X。

6.3 TTTGui.java解读

TTTGui.java 负责处理用户与游戏的交互，通过创建按钮并为其添加事件监听器，实现用户点击按钮时更新棋盘状态和显示相应标记的功能。以下是对处理按钮点击事件的 getJbtOne() 方法的详细解读：
1. 创建按钮 ：如果按钮 jbtOne 尚未创建，则创建一个新的按钮，并设置其名称、大小、文本和字体等属性。
2. 添加事件监听器 ：为按钮添加一个 ActionListener ，当用户点击按钮时，会触发 actionPerformed 方法。
3. 处理按钮点击事件 ：在 actionPerformed 方法中，首先保存当前玩家的回合，然后尝试在指定位置（0, 0）放置标记。如果放置成功，则根据当前玩家的回合在按钮上显示相应的标记（X或O）。

private javax.swing.JButton getJbtOne() {
    if (jbtOne == null) {
        jbtOne = new javax.swing.JButton();
        jbtOne.setName("jbtOne");
        jbtOne.setPreferredSize(new java.awt.Dimension(55,55));
        jbtOne.setText("");
        jbtOne.setFont(new java.awt.Font("Dialog", java.awt.Font.BOLD, 24));
        jbtOne.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() { 
            public void actionPerformed(java.awt.event.ActionEvent e) {
                boolean bXTurn = m_TLogic.getXTurn();
                if (m_TLogic.setMarker(0,0)) {
                    if (bXTurn) {
                        jbtOne.setText("X");
                    } else {
                        jbtOne.setText("O");
                    }
                }
            }
        });
    }
    return jbtOne;
}

7. 部署注意事项

7.1 Web服务器配置

在部署Java Web Start应用时，确保Web服务器能够正确处理JNLP MIME类型至关重要。以Tomcat为例，需要在 WEB - INF/web.xml 文件中添加以下配置：

<mime - mapping>
    <extension>jnlp</extension>
    <mime - type>application/x - java - jnlp - file</mime - type>
</mime - mapping>

这一步骤确保服务器能够识别并正确处理 .jnlp 文件，从而让用户能够正常下载和启动应用程序。

7.2 安全权限设置

在 tictactoe.jnlp 文件中，通过 <security> 元素设置应用程序的安全权限。如果需要应用程序具有完全的访问权限，可以使用 <all - permissions/> 标签。但在实际应用中，应根据具体需求谨慎设置权限，以确保系统的安全性。

<security>
    <all - permissions/>
</security>

7.3 文件部署

tictactoe.jar 、 ttt.htm 和 tictactoe.jnlp 这三个文件必须部署到Web服务器上，确保用户能够通过Web浏览器访问这些文件。用户通过点击 ttt.htm 文件中的链接，触发Java Web Start下载并启动应用程序。

8. 总结与展望

8.1 总结

本文详细介绍了Java应用的打包与部署相关知识，包括Web应用部署描述符、企业级JavaBean（EJB）的打包、企业归档文件（EAR）的使用以及Java Web Start应用的部署。通过井字棋游戏的示例，展示了Java Web Start应用的具体实现步骤，包括所需文件的准备、Web服务器的配置、JNLP文件的创建以及核心代码的分析。

技术点	关键信息
Web应用部署描述符	包含 <mime - mapping> 、 <welcome - file - list> 、 <security - constraint> 等元素，用于配置Web应用的属性和行为。
EJB打包	所有EJB必须包含 ejb - jar.xml 文件，通常与供应商的部署描述符共存。
EAR文件	用于将多个EJB和WAR组合成一个逻辑单元，有自己的描述符文件 application.xml 。
Java Web Start	基于JNLP和Java 2平台，允许用户一键下载并启动应用程序，可离线使用。

8.2 展望

随着Java技术的不断发展，应用的打包与部署方式也在不断演进。未来，可能会出现更加标准化、自动化的部署工具和技术，进一步简化开发人员的工作。同时，对于安全性和性能的要求也会越来越高，开发人员需要不断关注和学习新的技术，以应对日益复杂的应用场景。例如，容器化技术（如Docker）和编排工具（如Kubernetes）的广泛应用，为Java应用的部署带来了新的思路和方法。开发人员可以将Java应用打包成Docker镜像，利用Kubernetes进行自动化的部署、扩展和管理，提高应用的可靠性和可维护性。

总之，掌握Java应用的打包与部署技术是Java开发人员必备的技能之一，通过不断学习和实践，我们可以更好地应对各种复杂的应用场景，为用户提供更加优质的应用服务。

以下是一个简单的mermaid流程图，展示了Java Web Start应用部署的整体流程：

graph TD;
    A[准备文件] --> B{配置Web服务器};
    B -->|完成| C[创建JNLP文件];
    C --> D[部署文件到Web服务器];
    D --> E[用户点击链接启动应用];
    B -->|未完成| F(配置MIME类型);
    F --> C;