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MVC 簡介

作者:張軍朝  工作單位:太原理工大學  聯系方式:13007098506  發表時間:2011-03-21  瀏覽次數:1889

1.1 MVC 簡介
    MVC是三個單詞的縮寫,分別為:模型(Model),視圖(View)和控制Controller)。MVC模式的目的就是實現Web系統的職能分工。Model層實現系統中的業務邏輯,通常可以用JavaBean或EJB來實現。View層用于與用戶的交互,通常用JSP來實現。Controller層是Model與View之間溝通的橋梁,它可以分派用戶的請求并選擇恰當的視圖用于顯示,同時它也可以解釋用戶的輸入并將它們映射為模型層可執行的操作。
1.2 MVC與模板概念的理解
  MVC(Model View Controller)模型-視圖-控制器。MVC本來是存在于Desktop程序中的,M是指數據模型,V是指用戶界面,C則是控制器。使用MVC的目的是將M和V的實現代碼分離,從而使同一個程序可以使用不同的表現形式。 比如一批統計數據你可以分別用柱狀圖、餅圖來表示。C存在的目的則是確保M和V的同步,一旦M改變,V應該同步更新。
    模型-視圖-控制器(MVC)是Xerox PARC在八十年代為編程語言Smalltalk-80發明的一種軟件設計模式,至今已被廣泛使用。最近幾年被推薦為Oracle旗下Sun公司Java EE平臺的設計模式,并且受到越來越多的使用 ColdFusion 和 PHP 的開發者的歡迎。模型-視圖-控制器模式是一個有用的工具箱,它有很多好處,但也有一些缺點。
1.3 MVC如何工作
  MVC是一個設計模式,它強制性的使應用程序的輸入、處理和輸出分開。使用MVC應用程序被分成三個核心部件:模型、視圖、控制器。它們各自處理自己的任務。
    ㈠視圖
  視圖是用戶看到并與之交互的界面。對老式的Web應用程序來說,視圖就是由HTML元素組成的界面,在新式的Web應用程序中,HTML依舊在視圖中扮演著重要的角色,但一些新的技術已層出不窮,它們包括Macromedia Flash和象XHTML,XML/XSL,WML等一些標識語言和Web services. 如何處理應用程序的界面變得越來越有挑戰性。MVC一個大的好處是它能為你的應用程序處理很多不同的視圖。在視圖中其實沒有真正的處理發生,不管這些數據是聯機存儲的還是一個雇員列表,作為視圖來講,它只是作為一種輸出數據并允許用戶操縱的方式。
    ㈡模型
  模型表示企業數據和業務規則。在MVC的三個部件中,模型擁有最多的處理任務。例如它可能用象EJBs和ColdFusion Components這樣的構件對象來處理數據庫。被模型返回的數據是中立的,就是說模型與數據格式無關,這樣一個模型能為多個視圖提供數據。由于應用于模型的代碼只需寫一次就可以被多個視圖重用,所以減少了代碼的重復性。
    ㈢控制器
  控制器接受用戶的輸入并調用模型和視圖去完成用戶的需求。所以當單擊Web頁面中的超鏈接和發送HTML表單時,控制器本身不輸出任何東西和做任何處理。它只是接收請求并決定調用哪個模型構件去處理請求,然后再確定用哪個視圖來顯示返回的數據。
1.4為什么要使用 MVC
  大部分Web應用程序都是用像ASP,PHP,或者CFML這樣的過程化(自PHP5.0版本后已全面支持面向對象模型)語言來創建的。它們將像數據庫查詢語句這樣的數據層代碼和像HTML這樣的表示層代碼混在一起。經驗比較豐富的開發者會將數據從表示層分離開來,但這通常不是很容易做到的,它需要精心的計劃和不斷的嘗試。MVC從根本上強制性的將它們分開。盡管構造MVC應用程序需要一些額外的工作,但是它給我們帶來的好處是毋庸置疑的。
    首先,最重要的一點是多個視圖能共享一個模型,現在需要用越來越多的方式來訪問你的應用程序。對此,其中一個解決之道是使用MVC,無論你的用戶想要Flash界面或是 WAP 界面;用一個模型就能處理它們。由于你已經將數據和業務規則從表示層分開,所以你可以最大化的重用你的代碼了。
    由于模型返回的數據沒有進行格式化,所以同樣的構件能被不同界面使用。例如,很多數據可能用HTML來表示,但是它們也有可能要用Adobe Flash和WAP來表示。模型也有狀態管理和數據持久性處理的功能,例如,基于會話的購物車和電子商務過程也能被Flash網站或者無線聯網的應用程序所重用。
   因為模型是自包含的,并且與控制器和視圖相分離,所以很容易改變你的應用程序的數據層和業務規則。如果你想把你的數據庫從MySQL移植到Oracle,或者改變你的基于RDBMS數據源到LDAP,只需改變你的模型即可。一旦你正確的實現了模型,不管你的數據來自數據庫或是LDAP服務器,視圖將會正確的顯示它們。由于運用MVC的應用程序的三個部件是相互獨立,改變其中一個不會影響其它兩個,所以依據這種設計思想你能構造良好的松耦合的構件。
    對我來說,控制器也提供了一個好處,就是可以使用控制器來聯接不同的模型和視圖去完成用戶的需求,這樣控制器可以為構造應用程序提供強有力的手段。給定一些可重用的模型和視圖,控制器可以根據用戶的需求選擇模型進行處理,然后選擇視圖將處理結果顯示給用戶。
1.5 MVC的優點
㈠低耦合性
  視圖層和業務層分離,這樣就允許更改視圖層代碼而不用重新編譯模型和控制器代碼,同樣,一個應用的業務流程或者業務規則的改變只需要改動MVC的模型層即可。因為模型與控制器和視圖相分離,所以很容易改變應用程序的數據層和業務規則。
㈡高重用性和可適用性
  隨著技術的不斷進步,現在需要用越來越多的方式來訪問應用程序。MVC模式允許你使用各種不同樣式的視圖來訪問同一個服務器端的代碼。它包括任何WEB(HTTP)瀏覽器或者無線瀏覽器(wap),比如,用戶可以通過電腦也可通過手機來訂購某樣產品,雖然訂購的方式不一樣,但處理訂購產品的方式是一樣的。由于模型返回的數據沒有進行格式化,所以同樣的構件能被不同的界面使用。例如,很多數據可能用HTML來表示,但是也有可能用WAP來表示,而這些表示所需要的命令是改變視圖層的實現方式,而控制層和模型層無需做任何改變。
㈢較低的生命周期成本
  MVC使降低開發和維護用戶接口的技術含量成為可能。
㈣快速的部署
  使用MVC模式使開發時間得到相當大的縮減,它使程序員(Java開發人員)集中精力于業務邏輯,界面程序員(HTML和JSP開發人員)集中精力于表現形式上。
㈤可維護性
  分離視圖層和業務邏輯層也使得WEB應用更易于維護和修改。
㈥有利于軟件工程化管理
  由于不同的層各司其職,每一層不同的應用具有某些相同的特征,有利于通過工程化、工具化管理程序代碼。
1.6 MVC的缺點
  MVC的缺點是由于它沒有明確的定義,所以完全理解MVC并不是很容易。使用MVC需要精心的計劃,由于它的內部原理比較復雜,所以需要花費一些時間去思考。
    你將不得不花費相當可觀的時間去考慮如何將MVC運用到你的應用程序,同時由于模型和視圖要嚴格的分離,這樣也給調試應用程序帶來了一定的困難。每個構件在使用之前都需要經過徹底的測試。一旦你的構件經過了測試,你就可以毫無顧忌的重用它們了。根據開發者經驗,由于開發者將一個應用程序分成了三個部件,所以使用MVC同時也意味著你將要管理比以前更多的文件,這一點是顯而易見的。這樣好像我們的工作量增加了,但是請記住這比起它所能帶給我們的好處是不值一提。MVC并不適合小型甚至中等規模的應用程序,花費大量時間將MVC應用到規模并不是很大的應用程序通常會得不償失。MVC設計模式是一個很好創建軟件的途徑,它所提倡的一些原則,像內容和顯示互相分離可能比較好理解。但是如果你要隔離模型、視圖和控制器的構件,你可能需要重新思考你的應用程序,尤其是應用程序的構架方面。如果你肯接受MVC,并且有能力應付它所帶來的額外的工作和復雜性,MVC將會使你的軟件在健壯性,代碼重用和結構方面上一個新的臺階。
1.7 開發方式
㈠Java開發Web Application
  Java開發Web Application有幾種符合MVC設計模式的開發方式。
   1:Jsp+Servlet+JavaBean(EJB)
   2:Jsp+JavaBean(Controller)+JavaBean(EJB)(Model)
   3:TDK(Turbine,Velocity...)   
     4:Xsp
   5:Jsp+Struts+JavaBean(EJB)
   6:SSH (Struts + Spring + Hibernate)
㈡.NET開發Web Application
  .NET開發Web Application可以采用:
   1:ASP.NET MVC Framework(ASP.NET MVC )
   2:MonoRail (RC3)
   3:ASP.NET MVC2
㈢php 開發Web Application
  php 開發Web Application 可以采用:
   1. Zend framework PHP官方框架
   2. fleaphp/Qeephp 等國內流行框架
   3. CakePHP 等國外流行框架
   4. ThinkPHP 等其他框架
1.8 常見的MVC組件
  Struts:Apache的,最流行的MVC組件
   Struts2: Apache用Struts 和 WebWork的組合出來的新產品,目前上升勢頭強勁
   WebWork:這個可是老牌的MVC組件,后來組合成了Struts2, 不過自身仍在發展
   Spring MVC:SpringFramework自己整合自己Spring的優勢推出的MVC組件,用戶也不少
   JSF:這個是一個規范,Sun的和 Apache的都有各自的實現。用戶量很大,被眾多IDE支持。
   Tapestry: 最徹底的MVC開發框架,豐富的組件資源,重用性很高。組件扮演著控制器Controller的角色,是模式層(Model) 中pure-domain objects和包含有組件的HTML模板之間的媒介。大多數情況下,這種方式應用于頁面(頁面也 是 Tapestry組件),但是在某些情況中,一個組件擁有自己的模板,包含著更多的組件,并且支持與使用者的互交。頁面通過配置一系列屬性表達式(Property expressions)連接模式層和表現層。屬性表達式使用另外一種開源框架OGNL(Object Graph Navigation Language)。OGNL的開源工程(project)獨立于Tapestry,但是在Tapestry中起很重要的作用。OGNL主要的目的在于讀取和更新對象的Java Bean屬性。
   .net mvc:在.net上的mvc組件,經過了preview1~5,RC1,RC2,目前已經是正式版了,微軟給出的定義是可以用于生產的架構。配合VS2008以及將要出現的VS2010,相信.net mvc將會是MVC家族的重要的一員。
1.9 Struts 中Model 1 和Model 2簡介
  我們在開發Web應用時經常提到的一個概念是Model1/Model2,那么到底它是什么意思呢?其實它是對采用JSP技術構成Web應用的不同模型的描述。下面對這個概念做一個簡單的介紹。
㈠Model 1
  在使用JAVA技術建立Web應用的實例中,由于JSP技術的發展,很快這種便于掌握和可實現快速開發的技術就成了創建Web應用的主要技術。JSP頁面中可以非常容易地結合業務邏輯(jsp:useBean)、服務端處理過程(jsp:let)和HTML(),在JSP頁面中同時實現顯示,業務邏輯和流程控制,從而可以快速地完成應用開發。現在很多的Web應用就是由一組JSP頁面構成的。這種以JSP為中心的開發模型我們可以稱之為Model1。
   當然這種開發模式在進行快速和小規模的應用開發時,是有非常大的優勢,但是從工程化的角度考慮,它也有一些不足之處:   應用的實現一般是基于過程的,一組JSP頁面實現一個業務流程,如果要進行改動,必須在多個地方進行修改。這樣非常不利于應用擴展和更新。
   由于應用不是建立在模塊上的,業務邏輯和表示邏輯混合在JSP頁面中沒有進行抽象和分離。所以非常不利于應用系統業務的重用和改動。   
    考慮到這些問題在開發大型的Web應用時必須采用不同的設計模式――這就是Model2
㈡Model 2
  Model 2表示的是基于MVC模式的框架。MVC是Model-View-Controller的簡寫。“Model”代表的是應用的業務邏輯(通過JavaBean,EJB組件實現),“View”是應用的表示面(由JSP頁面產生),“Controller”是提供應用的處理過程控制(一般是一個Servlet),通過這種設計模型把應用邏輯,處理過程和顯示邏輯分成不同的組件實現。這些組件可以進行交互和重用。從而彌補了Model1的不足。
   Model2具有組件化的優點從而更易于實現對大規模系統的開發和管理,但是開發StrutsMVC系統比簡單的JSP開發要復雜許多,它需要更多的時間學習和掌握。同時新東西的引入會帶來新的問題(這讓我想起來關于“自動計算”的一篇文章,中間提到為了降低系統的復雜度,卻導致更高的復雜度)。
   必須基于StrutsMVC組件的方式重新思考和設計應用結構。原來通過建立一個簡單的JSP頁面就能實現的應用現在變成了多個步驟的設計和實現過程。
   所有的頁面和組件必須在Struts MVC框架中實現,所以必須進行附加地開發工作。
   StrutsMVC本身就是一個非常復雜的系統,所以采用StrutsMVC實現Web應用時,最好選一個現成的MVC框架,在此之下進行開發,從而取得事半功倍的效果。現在有很多可供使用的MVC框架,由于Struts有完整的文檔并且相對來講比較簡單,所以用它開發MVC系統還是比較方便地。
1.10 Struts的結構和處理流程簡介
  Struts1是Apache組織的一個項目,像其他的Apache組織的項目一樣,它也是開放源碼項目。Struts1是一個比較好的MVC框架提供了對開發MVC系統的底層支持,它采用的主要技術是Servlet,JSP和customtaglibrary。
   作為一個MVC的框架,Struts1對Model、View和Controller都提供了對應的實現組件,分別進行介紹,并且看看它們是如何結合在一起的。
    Controller:控制器的作用是從客戶端接受請求,并且選擇執行相應的業務邏輯,然后把響應結果送回到客戶端。在Struts1中Controller功能由圖中ActionServlet和ActionMapping對象構成:核心是一個Servlet類型的對象ActionServlet,它用來接受客戶端的請求。ActionServlet包括一組基于配置的ActionMapping對象,每個ActionMapping對象實現了一個請求到一個具體的Model部分中Action處理器對象之間的映射。
   Model:StrutsMVC系統中的Model部分從概念上可以分為兩類――系統的內部狀態,和改變系統狀態的動作。Struts1為Model部分提供了Action和ActionForm對象:所有的Action處理器對象都是開發者從Struts1的Action類派生的子類。Action處理器對象封裝了具體的處理邏輯,調用業務邏輯模塊,并且把響應提交到合適的View組件以產生響應。Struts1提供的ActionForm組件對象,它可以通過定義屬性描述客戶端表單數據。開發者可以從它派生子類對象,利用它和Struts提供的自定義標記庫結合可以實現對客戶端的表單數據的良好封裝和支持,Action處理器對象可以直接對它進行讀寫,而不再需要和request、response對象進行數據交互。通過ActionForm組件對象實現了對View和Model之間交互的支持。Struts1通常建議使用一組JavaBean表示系統的內部狀態,根據系統的復雜度也可以使用像EntityEJB和SessionEJB等組件來實現系統狀態。Struts建議在實現時把“做什么”(Action)和“如何做”(業務邏輯)分離。這樣可以實現業務邏輯的重用。
   View:Struts1應用中的View部分是通過JSP技術實現的。Struts1提供了自定義的標記庫可以使用,通過這些自定義標記可以非常好地和系統的Model部分交互,通過使用這些自定義標記創建的JSP表單,可以實現和Model部分中的ActionForm的映射,完成對用戶數據的封裝,同時這些自定義標記還提供了像模板定制等多種顯示功能。
   StrutsMVC框架的處理流程清楚的體現了MVC系統的特點,簡單的Struts組件結構。StrutsControllerActionServlet處理客戶請求,利用配置的ActionMapping對象把請求映射到Action處理器對象進行處理。Action處理對象訪問ActionForm中的數據,處理和響應客戶請求,它還調用后臺的Bean組件,這些組件封裝了具體的業務邏輯。Action處理器對象根據處理結果通知Controller,Controller進行下一步的處理。
1.11 利用Struts框架開發
  Struts1 MVC系統要做的工作
   由于Struts已經為我們提供了一個非常好的MVC框架,我們利用Struts開發MVC系統時可以大大加快開發的速度。在開發時可以采用的一個開發流程如下:
    ①收集和定義應用需求。
    ②基于數據采集和顯示的原則定義和開發“屏幕顯示”需求 。
    ③為每一個“屏幕顯示”定義訪問路徑。
    ④定義ActionMappings建立到應用業務邏輯之間的聯系。
    ⑤開發滿足“屏幕顯示”需求的所有支持對象。
    ⑥基于每一個“屏幕顯示”需求提供的數據屬性來創建對應的ActionForm對象
    ⑦開發被ActionMapping調用的Action對象。   
    ⑧開發應用業務邏輯對象 (Bean,EJB,等等)。   
    ⑨對應ActionMapping設計的流程創建JSP頁面。
    ⑩建立合適的配置文件struts-config.xml , web.xml。
    ⑾開發/測試/部署   
    具體在使用Struts框架時,對應各個部分的開發工作主要包括:
   ①Model部分:采用JavaBean和EJB組件,設計和實現系統的業務邏輯。根據不同的請求從Action派生具體Action處理對象。完成“做什么”的任務來調用由Bean構成的業務組件。創建由ActionForm的派生類實現對客戶端表單數據的封裝。
   ②Controller部分:Struts為我們提供了核心控制部分的實現。我們只需要配置ActionMapping對象
   ③View部分:為了使用Model中的ActionForm對象,我們必須用Struts提供的自定義標記創建HTML表單。利用Struts提供的自定義標記庫編寫用戶界面把應用邏輯和顯示邏輯分離。Struts框架通過這些自定義標記建立了View和Model之間的聯系。Struts的自定義標記還提供了很多定制頁面的功能。
   同時需要編輯兩個配置文件:web.xml和struts-config.xml。通過它們配置Struts系統中的各個模塊之間的交互。下面對這兩個配置文件做一些介紹:
   web.xml文件的配置:
   web應用中的web.xml是第一個要配置的地方,它描述了系統的Controller對象。在web.xml中增加如下標記
    <servlet><servlet-name>action</servlet-name><servlet-class>
   org.apache.struts.action.ActionServlet</servlet-class><init-m>
   <m-name>application</m-name> </servlet>
   說明:這個servlet對象就是Struts提供的Controller,還可以為它指定初始化參數,比如對系統應用屬性的支持。
    < SERVLET-MAPPING> < SERVLET-NAME>action</SERVLET-NAME>< URL-PATTERN>*.do</URL-PATTERN></SERVLET-MAPPING>
    說明:實現客戶請求的url信息和服務器端具體處理的映射關系。
    <taglib><taglib-url>/WEB-INF/struts-bean.tld</taglib-url>
   <taglib-location>/WEB-INF/struts-bean.tld</taglib-location></taglib>
   說明:添加對Struts提供的應用所使用的自定義標記庫的引用。
   struts-config.xml文件的配置:
   struts-config.xml是用于建立Controller和Model之間的關系的。它描述了Controller所使用的把請求對應到具體處理的法則,同時它還描述了客戶提供的數據與ActionForm組件的對應映射關系。
   在struts-config.xml中增加如下標記
    <form-beans> <form-bean name=“loginForm”type=“loginForm”/></form-beans>   
    說明:標記描述一個具體的ActionForm子類對象,通過它和JSP頁面中的自定標記的結合使用可以實現ActionForm和View之間的數據映射。    
    <action-mappings><actionpath=“/login”type=“loginAction”
  name=“loginForm”input=“/login.jsp”/></action-mappings>    
    說明:標記描述了請求和處理的一對一映射關系。input和path屬性唯一的標記了客戶端的一個請求,name屬性描述封裝客戶端的數據的ActionForm子類對象。Type屬性描述處理這個請求的Action子類對象。
  通過對兩個配置文件的配置,把Struts MVC框架中MVC的各個部分聯系起來,實現一個真正的Struts MVC系統。
 

2011-3-21

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