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J2EE服务架构已成为当前行业应用软件开发的主流架构，然而在实际的应用中，J2EE构架的重量级组件却给系统开发和测试带来了很大的困难，以致造成了很多项目的失败。近年来，集成了多种设计模式的轻量级框架给软件系统设计带来了新的活力。本课题以J2EE服务器框架设计为研究角度，深入研究了J2EE技术、轻量级框架技术以及新兴的反转控制模式和Ajax(Asynchronous JavaScript and XML)技术；并依据当前软件设计的发展趋势和实际项目的分析设计，找出当前轻量级框架在某些方面的不足并进行了扩展。论文首先对新兴的反转控制模式、Ajax技术以及FrameServer框架做了简单的介绍。在完成了实际项目“四川师范大学Sphinx交互式化学CAI系统”舶功能分析及架构设计后，论文随后深入探讨了FrameServer框架的扩展技术，该部分主要分为两方面。一方面是FrameServer中IoC微容器如何对有态POJO进行管理，本文提出了一种基于IoC(Inverse of Control)模式的有态POJO管理模型，将有态POJO的依赖关系和生命周期作为通用组件纳入模型的管理，并证明了有态POJO和无态POJO之间的引用完整性约束。另一方面是如何通过JSON支持Ajax这一当前最流行的Web技术，在此部分中，提出了一个基于JSON的对象序列化算法，该算法通过分析JSON文法并建立对象导航图，透明的将Java对象序列化成JSON表达式，使客户端能够很好的利用JavaScript引擎来解析JSON响应，有效解决了解析XML所造成的缺陷。最后，结合“四川师范大学Sphinx交互式化学CAI系统”价绍了FrameServer框架的应用，不仅体验了轻量级框架和Ajax技术的优势；而且验证了扩展方案的正确性和可行性。