J2EE架构的6个最佳实践
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第1课:切勿绕过服务器端验证
作为一位软件顾问,我曾有机会不但设计并实现了Web应用程序,而且还评估/审核了许多Web应用程序。在复杂的、并且用JavaScript客户端封装的应用程序内,我经常遇到对用户输入信息执行大量检查的Web页面。即使HTML元素具有数据有效性的属性也如此,例如MAXLENGTH。只有在成功验证所有输入信息后,才能提交HTML表单。结果,一旦服务器端收到通知表单(请求),便恰当地执行业务逻辑。
在此,您发现问题了么?开发人员已经做了许多重要的假设。例如,他们假设所有的Web应用程序用户都同样诚实。开发人员还假设所有用户将总是使用他们测试过的浏览器访问Web应用程序。还有很多其他的假设。这些开发人员忘记了利用可以免费得到的工具,通过命令行很容易地模拟类似浏览器的行为。事实上,通过在浏览器窗口中键入适当的URL,您可以发送任何"posted"表单,尽管如此,通过禁用这些页面的GET请求,您很容易地阻止这样的"表单发送"。但是,您不能阻止人们模拟甚至创建他们自己的浏览器来入侵您的系统。
客户端验证仅仅是方便。执行它可为用户提供快速反馈??使应用程序似乎做出响应,给人一种运行桌面应用程序的错觉。
因而,只有服务器端验证才可以提供真正应用程序级的安全。许多开发人员陷入了错误感觉的圈套:只有在客户端进行所有数据的验证才能确保安全。下面是说明此观点的一个常见的示例:
SQL查询:
"SELECT * FROM SecurityTable WHERE username = '" + form.getParameter("username") + "' AND password = '" + form.getParameter("password") + "';",并执行这些代码。如果查询在结果集的某一行返回,则用户登录成功,否则用户登录失败。
许多创造性的客户端验证可以阻止一般的用户从浏览器中这样登录。但对于已经禁用了JavaScript的客户端,或者那些能够使用其他类似浏览器程序直接发送命令(HTTP POST和GET命令)的高级用户(或者说黑客)来说,我们又有什么办法呢?服务器端验证是防止这种漏洞类型所必须的。这时,SSL、防火墙等都派不上用场了。
第2课:安全并非是附加物
如第1课所述,我曾有幸研究过许多Web应用程序。我发现所有的JavaServer Page(JSP)都有一个共同的主题,那就是具有类似下面伪代码的布局:
HTML, JavaScript, and JSP
code to display data and
如果项目使用诸如Struts这样的MVC框架,所有的Action Bean都会具有类似的代码。尽管最后这些代码可能运行得很好,但如果您发现一个bug,或者您必须添加一个新的角色(例如,"guest"或者"admin"),这就会代表一场维护恶梦。
很可能,根本的问题是在项目接近完成时才处理安全性问题。最近作为一名架构师,我曾在一年多的时间里亲历了某一要实现项目的6个版本,而直到第四版时我们才提到了安全性??即使该项目会将高度敏感的个人数据暴露于Web上,我们也没有注意到安全性。为了更改发布计划,我们卷入了与项目资助人及其管理人员的争斗中,以便在第一版中包含所有与安全相关的功能,并将一些"业务"功能放在后续的版本中。最终,我们赢得了胜利。而且由于应用程序的安全性相当高,能够保护客户的私有数据,这一点我们引以为荣,我们的客户也非常高兴。
记住:J2EE Web应用程序的安全性并非仅仅是在Web.xml 和ejb-jar.xml文件中使用合适的声明,也不是使用J2EE技术,如Java 认证和授权服务(Java Authentication and Authorization Service,JAAS)。而是经过深思熟虑后的设计,且实现一个支持它的架构。
第3课:国际化(I18N)不再是纸上谈兵
当今世界的事实是许多英语非母语的人们将访问您的公共Web应用程序。随着电子政务的实行,由于它允许人们(某个国家的居民)在线与政府机构交互,所以这一点特别真实。这样的例子包括换发驾照或者车辆登记证。许多第一语言不是英语的人们很可能将访问这样的应用程序。国际化(即:"i18n",因为在"internationalization"这个单词中,字母i和字母n之间一共有18个字母)使得您的应用程序能够支持多种语言。
显然,如果您的JSP 页面中有硬编码的文本,或者您的Java代码返回硬编码的错误消息,那么您要花费很多时间开发此Web应用程序的西班牙语版本。然而,在Web应用程序中,为了支持多种语言,文本不是惟一必须"具体化"的部分。因为许多图像中嵌有文字,所以图形和图像也应该是可配置的。在极端的情况下,图像(或者颜色)在不同的文化背景中可能有完全不同的意思。类似地,任何格式化数字和日期的Java代码也必须本地化。但问题是:您的页面布局可能也需要更改。
显然,现在创建一个国际化的Web应用程序面临的是架构挑战而不是应用程序方面的挑战。一个架构良好的Web应用程序意味着您的JSP页面和所有与业务相关的(应用程序特有的)Java代码都不知不觉地选择了本地化。要记住的教训是:不要因为Java、J2EE支持国际化而不考虑国际化。您必须从第一天起就记住设计具有国际化的解决方案。
第4课:在MVC表示中避免共同的错误
J2EE开发已经足够成熟,在表示层,大多数项目使用MVC架构的某些形式,例如Struts。在这样的项目中,我常见到的现象是对MVC模式的误用。下面是几个示例。
常见的误用是在模型层(例如,在Struts的Action Bean中)实现了所有的业务逻辑。不要忘了,表示层的模型层仍然是表示层的一部分。使用该模型层的正确方法是调用适当的业务层服务(或对象)并将结果发送到视图层(view layer)。用设计模式术语来说,MVC表示层的模型应该作为业务层的外观(Fa?ade)来实现。更好的方法是,使用核心J2EE模式(Core J2EE Patterns)中论述到的Business Delegate模式。这段自书中摘录的内容精彩地概述了将您的模型作为Business Delegate来实现的要点和优点:
另一个常见的错误是在模型层中放置许多表示类型的逻辑。例如,如果JSP页面需要以指定方式格式化的日期或者以指定方式排序的数据,某些人可能将该逻辑放置在模型层,对该逻辑来说,这是错误的地方。实际上,它应该在JSP页面使用的一组helper类中。当业务层返回数据时,Action Bean应该将数据转发给视图层。这样,无需创建模型和视图之间多余的耦合,就能够灵活支持多个视图层(JSP、Velocity、XML等)。也使视图能够确定向用户显示数据的最佳方式。
第5课:不要被JOPO束缚住手脚
我曾目睹许多项目为了使用Enterprise JavaBean而使用Enterprise JavaBean。因为EJB似乎给项目带来优越感和妄自尊大的表现,所以有时它是显酷的要素(coolness factor)。而其他时候,它会使J2EE和EJB引起混淆。记住,J2EE和EJB不是同意词。EJB只是J2EE 的一部分,J2EE 是包含JSP、servlet、Java 消息服务(JMS)、Java数据库连接(JDBC)、JAAS、 Java管理扩展(JMX)和EJB在内的一系列技术,同样也是有关如何共同使用这些技术建立解决方案的一组指导原则和模式。
如果在不需要使用EJB的情况下使用EJB,它们可能会影响程序的性能。与老的Web服务器相比,EJB一般对应用服务器有更多的需求。EJB提供的所有增值服务一般需要消耗更大的内存和更多的CPU时间。许多应用程序不需要这些服务,因此应用服务器要与应用程序争夺资源。
在Web应用程序中,无格式普通Java 对象(POJO)是EJB强有力的竞争者。POJO是轻量级的,不像EJB那样负担额外的负担。在我看来,对许多EJB的优点,例如对象入池,估计过高。POJO是您的朋友,不要被它束缚住手脚。
第6课:数据访问并不能托管O/R映射
我曾参与过的所有Web应用程序都向用户提供从其他地方存取的数据,并且因此需要一个数据访问层。这并不是说所有的项目都需要标识并建立这样一个层,这仅仅说明这样层的存在不是隐含的就是明确的。如果是隐含的数据层,数据层是业务对象(即:业务服务)层的一部分。这适用于小型应用程序,但通常与大一些项目所接受的架构指导原则相抵触。
具有透明性
易于迁移
尽量减少业务对象中代码复杂性
把所有的数据访问集中在单独的层上
注意:这些标准都不能明确地调出对O/R(对象到关系)映射层的需求。O/R映射层一般用O/R映射工具创建,它提供对象对关系数据结构的查看和感知(look-and-feel)。在我看来,在项目中使用O/R映射与使用EJB类似。在大多数情况下,并不要求它。对于包含中等规模的联合以及多对多关系的关系型数据库来说,O/R映射会变得相当复杂。由于增加O/R 映射解决方案本身的内在复杂性,例如延迟加载(lazy loading)、高速缓冲等,您将为您的项目带来更大的复杂性(和风险)。
大多数应用程序在处理他们的数据时,只能进行有限次数的查询。在这样的应用程序中,访问数据的一种有效方法是实现一个数据访问层,该层实现执行这些查询的一系列服务(或对象、或API)。如上所述,在这种情况下,不需要O/R映射。当您要求查询灵活性时,O/R映射正合适,但要记住:这种附加的灵活性并不是没有代价的。
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