MVC模式是"Model-View-Controller"的缩写,中文翻译为"模式-视图-控制器"。MVC应用程序总是由这三个部分组成。Event(事件)导致Controller改变Model或View,或者同时改变两者。只要Controller改变了Models的数据或者属性,所有依赖的View都会自动更新。类似的,只要Controller改变了View,View会从潜在的Model中获取数据来刷新自己。MVC模式最早是smalltalk语言研究团提出的,应用于用户交互应用程序中。smalltalk语言和java语言有很多相似性,都是面向对象语言,很自然的SUN在petstore(宠物店)事例应用程序中就推荐MVC模式作为开发Web应用的架构模式。MVC模式是一种架构模式,其实需要其他模式协作完成。在J2EE模式目录中,通常采用service to worker模式实现,而service to worker模式可由集中控制器模式,派遣器模式和Page Helper模式组成。而Struts只实现了MVC的View和Controller两个部分,Model部分需要开发者自己来实现,Struts提供了抽象类Action使开发者能将Model应用于Struts框架中。

       MVC模式是一个复杂的架构模式,其实现也显得非常复杂。但是,我们已经终结出了很多可靠的设计模式,多种设计模式结合在一起,使MVC模式的实现变得相对简单易行。Views可以看作一棵树,显然可以用Composite Pattern来实现。Views和Models之间的关系可以用Observer Pattern体现。Controller控制Views的显示,可以用Strategy Pattern实现。Model通常是一个调停者,可采用Mediator Pattern来实现。

       现在让我们来了解一下MVC三个部分在J2EE架构中处于什么位置,这样有助于我们理解MVC模式的实现。MVC与J2EE架构的对应关系是:View处于Web Tier或者说是Client Tier,通常是JSP/Servlet,即页面显示部分。Controller也处于Web Tier,通常用Servlet来实现,即页面显示的逻辑部分实现。Model处于Middle Tier,通常用服务端的javaBean或者EJB实现,即业务逻辑部分的实现。

一、MVC设计思想

  MVC英文即Model-View-Controller,即把一个应用的输入、处理、输出流程按照Model、View、Controller的方式进行分离,这样一个应用被分成三个层——模型层、视图层、控制层。

  视图(View)代表用户交互界面,对于Web应用来说,可以概括为HTML界面,但有可能为XHTML、XML和Applet。随着应用的复杂性和规模性,界面的处理也变得具有挑战性。一个应用可能有很多不同的视图,MVC设计模式对于视图的处理仅限于视图上数据的采集和处理,以及用户的请求,而不包括在视图上的业务流程的处理。业务流程的处理交予模型(Model)处理。比如一个订单的视图只接受来自模型的数据并显示给用户,以及将用户界面的输入数据和请求传递给控制和模型。

  模型(Model):就是业务流程/状态的处理以及业务规则的制定。业务流程的处理过程对其它层来说是黑箱操作,模型接受视图请求的数据,并返回最终的处理结果。业务模型的设计可以说是MVC最主要的核心。目前流行的EJB模型就是一个典型的应用例子,它从应用技术实现的角度对模型做了进一步的划分,以便充分利用现有的组件,但它不能作为应用设计模型的框架。它仅仅告诉你按这种模型设计就可以利用某些技术组件,从而减少了技术上的困难。对一个开发者来说,就可以专注于业务模型的设计。MVC设计模式告诉我们,把应用的模型按一定的规则抽取出来,抽取的层次很重要,这也是判断开发人员是否优秀的设计依据。抽象与具体不能隔得太远,也不能太近。MVC并没有提供模型的设计方法,而只告诉你应该组织管理这些模型,以便于模型的重构和提高重用性。我们可以用对象编程来做比喻,MVC定义了一个顶级类,告诉它的子类你只能做这些,但没法限制你能做这些。这点对编程的开发人员非常重要。

  业务模型还有一个很重要的模型那就是数据模型J 菽P椭饕 甘堤宥韵蟮氖 ?保存(持续化)。比如将一张订单保存到数据库,从数据库获取订单。我们可以将这个模型单独列出,所有有关数据库的操作只限制在该模型中。

  控制(Controller)可以理解为从用户接收请求, 将模型与视图匹配在一起,共同完成用户的请求。划分控制层的作用也很明显,它清楚地告诉你,它就是一个分发器,选择什么样的模型,选择什么样的视图,可以完成什么样的用户请求。控制层并不做任何的数据处理。例如,用户点击一个连接,控制层接受请求后, 并不处理业务信息,它只把用户的信息传递给模型,告诉模型做什么,选择符合要求的视图返回给用户。因此,一个模型可能对应多个视图,一个视图可能对应多个模型。

模型、视图与控制器的分离,使得一个模型可以具有多个显示视图。如果用户通过某个视图的控制器改变了模型的数据,所有其它依赖于这些数据的视图都应反映到这些变化。因此,无论何时发生了何种数据变化,控制器都会将变化通知所有的视图,导致显示的更新。这实际上是一种模型的变化-传播机制。模型、视图、控制器三者之间的关系和各自的主要功能,如图1所示。

二、MVC设计模式的实现

四、MVC的优点

  大部分用过程语言比如ASP、PHP开发出来的Web应用,初始的开发模板就是混合层的数据编程。例如,直接向数据库发送请求并用HTML显示,开发速度往往比较快,但由于数据页面的分离不是很直接,因而很难体现出业务模型的样子或者模型的重用性。产品设计弹性力度很小,很难满足用户的变化性需求。MVC要求对应用分层,虽然要花费额外的工作,但产品的结构清晰,产品的应用通过模型可以得到更好地体现。

  首先,最重要的是应该有多个视图对应一个模型的能力。在目前用户需求的快速变化下,可能有多种方式访问应用的要求。例如,订单模型可能有本系统的订单,也有网上订单,或者其他系统的订单,但对于订单的处理都是一样,也就是说订单的处理是一致的。按MVC设计模式,一个订单模型以及多个视图即可解决问题。这样减少了代码的复制,即减少了代码的维护量,一旦模型发生改变,也易于维护。 其次,由于模型返回的数据不带任何显示格式,因而这些模型也可直接应用于接口的使用。

  再次,由于一个应用被分离为三层,因此有时改变其中的一层就能满足应用的改变。一个应用的业务流程或者业务规则的改变只需改动MVC的模型层。

  控制层的概念也很有效,由于它把不同的模型和不同的视图组合在一起完成不同的请求,因此,控制层可以说是包含了用户请求权限的概念。

  最后,它还有利于软件工程化管理。由于不同的层各司其职,每一层不同的应用具有某些相同的特征,有利于通过工程化、工具化产生管理程序代码。

五、MVC的不足

  MVC的不足体现在以下几个方面:

  (1)增加了系统结构和实现的复杂性。对于简单的界面,严格遵循MVC,使模型、视图与控制器分离,会增加结构的复杂性,并可能产生过多的更新操作,降低运行效率。

  (2)视图与控制器间的过于紧密的连接。视图与控制器是相互分离,但确实联系紧密的部件,视图没有控制器的存在,其应用是很有限的,反之亦然,这样就妨碍了他们的独立重用。

  (3)视图对模型数据的低效率访问。依据模型操作接口的不同,视图可能需要多次调用才能获得足够的显示数据。对未变化数据的不必要的频繁访问,也将损害操作性能。

  (4) 目前,一般高级的界面工具或构造器不支持MVC模式。改造这些工具以适应MVC需要和建立分离的部件的代价是很高的,从而造成使用MVC的困难。

 

  ASP.NET提供了一个很好的实现这种经典设计模式的类似环境。开发者通过在ASPX页面中开发用户接口来实现视图;控制器的功能在逻辑功能代码(.cs)中实现;模型通常对应应用系统的业务部分。在ASP.NET中实现这种设计而提供的一个多层系统,较经典的ASP结构实现的系统来说有明显的优点。将用户显示(视图)从动作(控制器)中分离出来,提高了代码的重用性。将数据(模型)从对其操作的动作(控制器)分离出来可以让你设计一个与后台存储数据无关的系统。就MVC结构的本质而言,它是一种解决耦合系统问题的方法。

  2.1 视图

  视图是模型的表示,它提供用户交互界面。使用多个包含单显示页面的用户部件,复杂的Web页面可以展示来自多个数据源的内容,并且网页人员,美工能独自参与这些Web页面的开发和维护。

  在ASP.NET下,视图的实现很简单。可以像开发WINDOWS界面一样直接在集成开发环境下通过拖动控件来完成页面开发本。本文中介绍每一个页面都采用复合视图的形式即:一个页面由多个子视图(用户部件)组成;子视图可以是最简单HTML 控件、服务器控件或多个控件嵌套构而成的Web自定义控件。页面都由模板定义,模板定义了页面的布局,用户部件的标签和数目,用户指定一个模板,平台根据这些信息自动创建页面。针对静态的模板内容,如页面上的站点导航,菜单,友好链接,这些使用缺省的模板内容配置;针对动态的模板内容(主要是业务内容),由于用户的请求不同,只能使用后期绑定,并且针对用户的不同,用户部件的显示内容进行过滤。使用由用户部件根据模板配置组成的组合页面,它增强了可重用性,并原型化了站点的布局。

  视图部分大致处理流程如下:首先,页面模板定义了页面的布局;页面配置文件定义视图标签的具体内容(用户部件);然后,由页面布局策略类初始化并加载页面;每个用户部件根据它自己的配置进行初始化,加载校验器并设置参数,以及事件的委托等;用户提交后,通过了表示层的校验,用户部件把数据自动提交给业务实体即模型。

  这一部分主要定义了WEB页面基类PageBase;页面布局策略类PageLayout,完成页面布局,用于加载用户部件到页面;用户部件基类UserControlBase即用户部件框架,用于动态加载检验部件,以及实现用户部件的个性化。为了实现WEB应用的灵活性,视图部分也用到了许多配置文件例如:置文件有模板配置、页面配置、路径配置、验证配置等。

  2.2 控制器

  为了能够控制和协调每个用户跨越多个请求的处理,控制机制应该以集中的方式进行管理。因此,为了达到集中管理的目的引入了控制器。应用程序的控制器集中从客户端接收请求(典型情况下是一个运行浏览器的用户),决定执行什么商业逻辑功能,然后将产生下一步用户界面的责任委派给一个适当的视图组件。

  用控制器提供一个控制和处理请求的集中入口点,它负责接收、截取并处理用户请求;并将请求委托给分发者类,根据当前状态和业务操作的结果决定向客户呈现的视图。在这一部分主要定义了HttpReqDispatcher(分发者类)、HttpCapture(请求捕获者类)、 Controller(控制器类)等,它们相互配合来完成控制器的功能。请求捕获者类捕获HTTP请求并转发给控制器类。控制器类是系统中处理所有请求的最初入口点。控制器完成一些必要的处理后把请求委托给分发者类;分发者类分发者负责视图的管理和导航,它管理将选择哪个视图提供给用户,并提供给分发资源控制。在这一部分分别采用了分发者、策略、工厂方法、适配器等设计模式。

  为了使请求捕获者类自动捕获用户请求并进行处理,ASP.NET 提供低级别的请求/响应 API,使开发人员能够使用 .NET 框架类为传入的 HTTP 请求提供服务。为此,必须创作支持 System.Web.IHTTPHandler 接口和实现 ProcessRequest() 方法的类即:请求捕获者类,并在web.config 的 <httphandlers>节中添加类。ASP.NET 收到的每个传入 HTTP 请求最终由实现 IHTTPHandler 的类的特定实例来处理。IHttpHandlerFactory 提供了处理 IHttpHandler 实例 URL 请求的实际解析的结构。HTTP 处理程序和工厂在 ASP.NET 配置中声明为 web.config 文件的一部分。ASP.NET 定义了一个<httphandlers> 配置节,在其中可以添加和移除处理程序和工厂。子目录继承 HttpHandlerFactory 和 HttpHandler 的设置。 HTTP 处理程序和工厂是 ASP.NET 页框架的主体。工厂将每个请求分配给一个处理程序,后者处理该请求。例如,在全局 machine.config 文件中,ASP.NET 将所有对 ASPx 文件的请求映射到 HttpCapture类:

<httphandlers>
...
...
</httphandlers>

  2.3 模型

  MVC系统中的模型从概念上可以分为两类U+2015U+2015系统的内部状态和改变系统状态的动作。模型是你所有的商业逻辑代码片段所在。本文为模型提供了业务实体对象和业务处理对象:所有的业务处理对象都是从ProcessBase类派生的子类。业务处理对象封装了具体的处理逻辑,调用业务逻辑模型,并且把响应提交到合适的视图组件以产生响应。业务实体对象可以通过定义属性描述客户端表单数据。所有业务实体对象都EntityBase派生子类对象,业务处理对象可以直接对它进行读写,而不再需要和request、response对象进行数据交互。通过业务实体对象实现了对视图和模型之间交互的支持。实现时把"做什么"(业务处理)和"如何做"(业务实体)分离。这样可以实现业务逻辑的重用。由于各个应用的具体业务是不同的,这里不再列举其具体代码实例。

三、MVC设计模式的扩展

  通过在ASP.NET中的MVC模式编写的,具有极其良好的可扩展性。它可以轻松实现以下功能:

  ①实现一个模型的多个视图;

  ②采用多个控制器;

  ③当模型改变时,所有视图将自动刷新;

  ④所有的控制器将相互独立工作。

  这就是MVC模式的好处,只需在以前的程序上稍作修改或增加新的类,即可轻松增加许多程序功能。以前开发的许多类可以重用,而程序结构根本不再需要改变,各类之间相互独立,便于团体开发,提高开发效率。下面讨论如何实现一个模型、两个视图和一个控制器的程序。其中模型类及视图类根本不需要改变,与前面的完全一样,这就是面向对象编程的好处。对于控制器中的类,只需要增加另一个视图,并与模型发生关联即可。该模式下视图、控制器、模型三者之间的示意图如图2所示。


  同样也可以实现其它形式的MVC例如:一个模型、两个视图和两个控制器。从上面可以看出,通过MVC模式实现的应用程序具有极其良好的可扩展性,是ASP.NET面向对象编程的未来方向。
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