基于MVC設(shè)計(jì)模式的WEB應(yīng)用框架研究

2019-11-17 06:28:27

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供稿：網(wǎng)友

　　摘要 MVC設(shè)計(jì)模式是基于J2EE的WEB應(yīng)用開發(fā)的首選模式，當(dāng)前許多流行的框架也都是基于MVC設(shè)計(jì)模式的。本文簡要介紹了MVC設(shè)計(jì)模式和Struts框架，并提出了一種基于MVC模式的新型WEB應(yīng)用開發(fā)框架——WebFramework，并對(duì)該框架的各個(gè)層次的組成、功能進(jìn)行了具體的描述。

　　要害詞 MVC設(shè)計(jì)模式； J2EE；框架； Struts

　　引言

　　隨著開源軟件的興起，各種框架也紛紛出現(xiàn)，如Apache 的開源框架Struts就是典型的代表。在實(shí)際軟件開發(fā)中運(yùn)用這些框架，大大降低了J2EE開發(fā)的復(fù)雜度和難度，降低了開發(fā)成本。但是這些框架也有不足的地方，如難于把握，配置復(fù)雜等等。本文研究的目的在于設(shè)計(jì)出一種簡單易行的WEB開發(fā)框架——WebFramework，WebFramework結(jié)構(gòu)清楚，易于理解，增加系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，可維護(hù)性，降低開發(fā)成本。

　　MVC設(shè)計(jì)模式

　　基于J2EE的WEB應(yīng)用系統(tǒng)，多數(shù)都利用MVC模式來實(shí)現(xiàn)其體系結(jié)構(gòu)。MVC(Model-View-Controller)是八十年代為編程語言Smalltalk-80發(fā)明的一種軟件設(shè)計(jì)模式。MVC模式將交互式應(yīng)用分成模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）三部分[1]。模型是指從現(xiàn)實(shí)世界中挖掘出來的對(duì)象模型，是應(yīng)用邏輯的反映。模型封裝了數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作，是實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的計(jì)算的地方。視圖是應(yīng)用和用戶之間的接口，它負(fù)責(zé)將應(yīng)用顯現(xiàn)給用戶和顯示模型的狀態(tài)。控制器負(fù)責(zé)視圖和模型之間的交互，控制對(duì)用戶輸入的響應(yīng)響應(yīng)方式和流程，它主要負(fù)責(zé)兩方面的動(dòng)作：把用戶的請求分發(fā)到相應(yīng)的模型；將模型的改變及時(shí)反應(yīng)到視圖上。MVC將這些對(duì)象分離以提高靈活性和復(fù)用性。MVC模式的結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1　MVC設(shè)計(jì)模式的結(jié)構(gòu)

　　Struts框架

　　Struts是Apache基金會(huì)Jakarta項(xiàng)目組的一個(gè)Open Source項(xiàng)目，它將Servlet2.2和jsp1.1標(biāo)記用作實(shí)現(xiàn)的一部分，它由一組相互協(xié)作的類、servlet和JSP標(biāo)記，組成一個(gè)可重用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它能夠很好地幫助java開發(fā)者利用J2EE開發(fā)WEB應(yīng)用。它將設(shè)計(jì)模式中“分離顯示邏輯與業(yè)務(wù)邏輯”的能力發(fā)揮的淋漓盡致。因此，越來越多的大型的WEB應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)都紛紛采用Struts框架，或者借鑒Struts架構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行基于MVC模式的應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。

　　Struts的工作原理如圖2所示：

圖2 Struts 的工作原理

　　Struts的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：表單驗(yàn)證和頁面導(dǎo)航。表單驗(yàn)證解決了請求數(shù)據(jù)的驗(yàn)證問題，增強(qiáng)了系統(tǒng)健壯性。而頁面導(dǎo)航使系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程脈絡(luò)清楚，系統(tǒng)各部分之間的聯(lián)系可以通過配置文件反映出來，從而在一定程度上簡化了系統(tǒng)以后的維護(hù)工作。

　　但是Struts也存在一些不足：

　　1）陡峭的學(xué)習(xí)曲線。Taglib是Struts的標(biāo)記庫，假如能靈活運(yùn)用，能大提高開發(fā)效率，但對(duì)初學(xué)者來說，卻需要一個(gè)持續(xù)學(xué)習(xí)的過程，增加了系統(tǒng)的開發(fā)成本。

　　2）增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。業(yè)務(wù)層和表現(xiàn)層之間的耦合度太高，使得開發(fā)人員無法專注于表現(xiàn)層的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

　　3）沒有對(duì)表單數(shù)據(jù)前端驗(yàn)證提出方案，不利于在大型系統(tǒng)中使用。

　　4）配置文件過于復(fù)雜繁索，隨著系統(tǒng)規(guī)模的增大，struts-config.xml越來越龐大，維護(hù)也變得越來越困難。 QQRead.com 推出數(shù)據(jù)恢復(fù)指南教程數(shù)據(jù)恢復(fù)指南教程數(shù)據(jù)恢復(fù)故障解析常用數(shù)據(jù)恢復(fù)方案硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)教程數(shù)據(jù)保護(hù)方法數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件專業(yè)數(shù)據(jù)恢復(fù)服務(wù)指南 WebFramework框架

　　針對(duì)Struts框架的以上不足之處，本文提出WebFramework框架，與Struts框架相比，WebFramework更簡單易行，它通過簡化表現(xiàn)層的設(shè)計(jì)，降低開發(fā)難度，節(jié)約開發(fā)成本；使用VO（Value Object）作為數(shù)據(jù)傳遞的方式，降低系統(tǒng)復(fù)雜度；運(yùn)用簡單的瀏覽器端表單字段數(shù)據(jù)驗(yàn)證，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率；簡化的配置文件，便于系統(tǒng)的維護(hù)。

　　設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　遵循J2EE規(guī)范，基于多層分布式應(yīng)用軟件開發(fā)框架，分布式的層次構(gòu)架方式可以提高軟件系統(tǒng)性能上的可擴(kuò)展性，從長期的角度上保障了客戶對(duì)當(dāng)前的軟件投資；實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)在異常情況下也可以正常地提供服務(wù)，提高軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性；各個(gè)構(gòu)架層次邏輯分離，有利于軟件開發(fā)過程中團(tuán)隊(duì)成員的協(xié)同工作，提高生產(chǎn)效率。

　　2、框架結(jié)構(gòu)

　　在設(shè)計(jì)策略中，將軟件系統(tǒng)從構(gòu)架上分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和表示層，主要集中在業(yè)務(wù)表示與業(yè)務(wù)邏輯層。將普通三層架構(gòu)的表示層細(xì)分成視圖格式層和表示控制邏輯層。表示層涉及基于“瘦客戶”技術(shù)的用戶視圖格式服務(wù)器端表示和相應(yīng)的交互式控制邏輯。視圖格式層，只保留了構(gòu)建客戶端用戶視圖必要的顯示格式和事件觸發(fā)；而在表示控制邏輯層則如名稱所描述的那樣，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互所需控制邏輯和部分業(yè)務(wù)會(huì)話邏輯，再加上貫穿所有系統(tǒng)邏輯層的業(yè)務(wù)實(shí)體，則構(gòu)成了以MVC模式為核心的表示層架構(gòu)，將顯示格式、顯示控制邏輯、模型數(shù)據(jù)三部分有效地分隔開來，大大加強(qiáng)了系統(tǒng)架構(gòu)的可擴(kuò)展性和應(yīng)用子系統(tǒng)的可插拔性。

　　業(yè)務(wù)層細(xì)分成業(yè)務(wù)會(huì)話層和業(yè)務(wù)持久化層。業(yè)務(wù)層集中在業(yè)務(wù)流程中處理邏輯的組件化封裝，且與數(shù)據(jù)層平臺(tái)和外部系統(tǒng)無關(guān)。業(yè)務(wù)會(huì)話層，側(cè)重于業(yè)務(wù)活動(dòng)，將一項(xiàng)業(yè)務(wù)的所有活動(dòng)事務(wù)性地封裝起來，也確保業(yè)務(wù)流程處理的一致性和高效率；而業(yè)務(wù)持久化層則是為業(yè)務(wù)會(huì)話層提供支持，提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的持久化操作，在業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)庫之間建立分離作用的中間層，構(gòu)成松耦合的架構(gòu)。

　　本分層模型中實(shí)現(xiàn)了MVC設(shè)計(jì)模式。其中，Servlet組件對(duì)應(yīng)于MVC中的控制器（Controller）部分，JSP及Browser對(duì)應(yīng)于視圖（View）部分，而會(huì)話外觀、邏輯Bean及值對(duì)象則對(duì)應(yīng)于模型（Model）部分。其結(jié)構(gòu)圖3所示：

　　2.1、數(shù)據(jù)層

　　(1)層定義

　　數(shù)據(jù)層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行治理，并向業(yè)務(wù)邏輯層提供標(biāo)準(zhǔn)化的開放訪問接口。

　　數(shù)據(jù)層目前主要提供兩種形式的服務(wù)方式：數(shù)據(jù)庫方式和文件方式。數(shù)據(jù)庫主要提供業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)等具有明顯結(jié)構(gòu)化特性的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪問服務(wù)；文件主要提供包括掃描文檔圖像、傳真、照片、計(jì)算機(jī)生成的報(bào)告、字處理文檔、電子表格、演示文稿、語音和視頻片段等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪問服務(wù)。

　　主要功能：數(shù)據(jù)創(chuàng)建、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)安全、事務(wù)支持、數(shù)據(jù)備份/恢復(fù)。

　　(2)與其他層接口

　　1)數(shù)據(jù)庫方式的數(shù)據(jù)層面向業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)庫訪問服務(wù)接口，業(yè)務(wù)邏輯層通過JDBC協(xié)議訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)。

　　2)文件方式的數(shù)據(jù)層面向業(yè)務(wù)邏輯層提供文件級(jí)的訪問服務(wù)接口，業(yè)務(wù)邏輯層通過操作系統(tǒng)本身提供的文件訪問API訪問文件數(shù)據(jù)。

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