摘要 mvc設(shè)計模式是基于j2ee的web應用開發(fā)的首選模式，當前許多流行的框架也都是基于mvc設(shè)計模式的。本文簡要介紹了mvc設(shè)計模式和struts框架，并提出了一種基于mvc模式的新型web應用開發(fā)框架——webframework，并對該框架的各個層次的組成、功能進行了詳細的描述。
關(guān)鍵詞 mvc設(shè)計模式； 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。在實際軟件開發(fā)中運用這些框架，大大降低了j2ee開發(fā)的復雜度和難度，降低了開發(fā)成本。但是這些框架也有不足的地方，如難于掌握，配置復雜等等。本文研究的目的在于設(shè)計出一種簡單易行的框架——webframework，webframework結(jié)構(gòu)清晰，易于理解，增加系統(tǒng)的可擴展性，可維護性，降低開發(fā)成本。
mvc設(shè)計模式
基于j2ee的web應用系統(tǒng)，多數(shù)都利用mvc模式來實現(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)計模式。mvc模式將交互式應用分成模型（model）、視圖（view）和控制器（controller）三部分[1]。模型是指從現(xiàn)實世界中挖掘出來的對象模型，是應用邏輯的反映。模型封裝了數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作，是實際進行數(shù)據(jù)處理的計算的地方。視圖是應用和用戶之間的接口，它負責將應用顯現(xiàn)給用戶和顯示模型的狀態(tài)。控制器負責視圖和模型之間的交互，控制對用戶輸入的響應響應方式和流程，它主要負責兩方面的動作：把用戶的請求分發(fā)到相應的模型；將模型的改變及時反應到視圖上。mvc將這些對象分離以提高靈活性和復用性。mvc模式的結(jié)構(gòu)如圖1所示：
圖1 mvc設(shè)計模式的結(jié)構(gòu)
struts框架
struts是apache基金會jakarta項目組的一個open source項目，它將servlet2.2和jsp1.1標記用作實現(xiàn)的一部分，它由一組相互協(xié)作的類、servlet和jsp標記，組成一個可重用的系統(tǒng)設(shè)計。它能夠很好地幫助java開發(fā)者利用j2ee開發(fā)web應用。它將設(shè)計模式中“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應用項目的開發(fā)都紛紛采用struts框架，或者借鑒struts架構(gòu)設(shè)計，進行基于mvc模式的應用系統(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)點主要體現(xiàn)在兩個方面：表單驗證和頁面導航。表單驗證解決了請求數(shù)據(jù)的驗證問題，增強了系統(tǒng)健壯性。而頁面導航使系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程脈絡(luò)清晰，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)以后的維護工作。
但是struts也存在一些不足：
1）陡峭的學習曲線。taglib是struts的標記庫，如果能靈活運用，能大提高開發(fā)效率，但對初學者來說，卻需要一個持續(xù)學習的過程，增加了系統(tǒng)的開發(fā)成本。
2）增加了系統(tǒng)的復雜度。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)計和實現(xiàn)。
3）沒有對表單數(shù)據(jù)前端驗證提出方案，不利于在大型系統(tǒng)中使用。
4）配置文件過于復雜繁索，隨著系統(tǒng)規(guī)模的增大，struts-config.xml越來越龐大，維護也變得越來越困難。
webframework框架
針對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，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)復雜度；運用簡單的瀏覽器端表單字段數(shù)據(jù)驗證，提高系統(tǒng)的運行效率；簡化的配置文件，便于系統(tǒng)的維護。
設(shè)計目標
遵循j2ee規(guī)范，基于多層分布式應用軟件開發(fā)框架，分布式的層次構(gòu)架方式可以提高軟件系統(tǒng)性能上的可擴展性，從長期的角度上保障了客戶對當前的軟件投資；實現(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；各個構(gòu)架層次邏輯分離，有利于軟件開發(fā)過程中團隊成員的協(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，實現(xiàn)了人機交互所需控制邏輯和部分業(yè)務(wù)會話邏輯，再加上貫穿所有系統(tǒng)邏輯層的業(yè)務(wù)實體，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，大大加強了系統(tǒng)架構(gòu)的可擴展性和應用子系統(tǒng)的可插拔性。
業(yè)務(wù)層細分成業(yè)務(wù)會話層和業(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)層平臺和外部系統(tǒng)無關(guān)。業(yè)務(wù)會話層，側(cè)重于業(yè)務(wù)活動，將一項業(yè)務(wù)的所有活動事務(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)。
本分層模型中實現(xiàn)了mvc設(shè)計模式。其中，servlet組件對應于mvc中的控制器（controller）部分，jsp及browser對應于視圖（view）部分，而會話外觀、邏輯bean及值對象則對應于模型（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)層對數(shù)據(jù)進行管理，并向業(yè)務(wù)邏輯層提供標準化的開放訪問接口。
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、計算機生成的報告、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)的存儲和訪問服務(wù)。
主要功能：數(shù)據(jù)創(chuàng)建、數(shù)據(jù)存儲、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。
(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)。
圖3 myframework框架結(jié)構(gòu)圖
2.2 業(yè)務(wù)邏輯層
(1)層定義
業(yè)務(wù)邏輯層接受從表示層輸入的用戶請求，將其轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)邏輯過程能夠理解的方式，根據(jù)特定的業(yè)務(wù)邏輯有序地向數(shù)據(jù)層發(fā)送數(shù)據(jù)請求，并將數(shù)據(jù)層返回的數(shù)據(jù)解釋及組合成用戶所需信息，返回給表示層，是整個應用軟件系統(tǒng)中業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)和處理核心。業(yè)務(wù)邏輯層運行在基于j2ee應用服務(wù)器的ejb及web容器中。
(2)組件定義
業(yè)務(wù)邏輯層包含會話外觀（session fa?ade）、邏輯bean（logic bean）和和數(shù)據(jù)存取bean（data access bean）等三個邏輯組件。
1)會話外觀
提供了面向表示層的統(tǒng)一的業(yè)務(wù)邏輯調(diào)用接口；是數(shù)據(jù)存取事務(wù)的邊界，所有數(shù)據(jù)存取事務(wù)都由會話外觀進行管理，即會話外觀負責數(shù)據(jù)存取事務(wù)的開始和關(guān)閉。
業(yè)務(wù)邏輯完成方式：通過調(diào)用邏輯bean實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。
2）邏輯bean
提供了業(yè)務(wù)邏輯具體實現(xiàn)；具有可復用性：可以直接被會話外觀調(diào)用，實現(xiàn)會話外觀所需的業(yè)務(wù)邏輯；可以被其他邏輯bean調(diào)用，此時此邏輯bean作為一個更復雜的業(yè)務(wù)邏輯的一個組成部分。
業(yè)務(wù)邏輯完成方式：可以通過調(diào)用其他的邏輯bean實現(xiàn)相對復雜的業(yè)務(wù)邏輯；可以直接調(diào)用數(shù)據(jù)存取bean完成相對簡單的業(yè)務(wù)邏輯。
3)數(shù)據(jù)存取bean
提供了數(shù)據(jù)層的訪問接口；不負責管理事務(wù)，它只是被動的使用調(diào)用者傳入的事務(wù)環(huán)境；與數(shù)據(jù)庫表的映射方式，通常采取單個數(shù)據(jù)表對應單個數(shù)據(jù)存取bean的映射方式，由單個數(shù)據(jù)存取bean包含對應單個數(shù)據(jù)表的所有相關(guān)數(shù)據(jù)訪問操作。
4)值對象
包含業(yè)務(wù)邏輯實體的屬性，不包括業(yè)務(wù)邏輯實體的操作；是表示層和業(yè)務(wù)邏輯層數(shù)據(jù)交換的主體單元，和會話外觀一同組成了完整的業(yè)務(wù)邏輯實體，提供了業(yè)務(wù)邏輯層面向表示層的統(tǒng)一接口；與數(shù)據(jù)庫表的映射方式，通常采取單個數(shù)據(jù)表對應單個值對象的映射方式；可以與不同類型值對象以聚合方式組成新的值對象。
(3)與其他層接口
1)由會話外觀提供面向表示層的業(yè)務(wù)邏輯調(diào)用接口，表示層通過java本地調(diào)用訪問業(yè)務(wù)邏輯層。
2)數(shù)據(jù)存取bean通過jdbc訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)。
3)數(shù)據(jù)存取bean通過操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)服務(wù)訪問文件數(shù)據(jù)。
2.3 表示層
(1)層定義
表示層接受用戶提交的輸入請求，通過對業(yè)務(wù)邏輯層的訪問，獲得并向用戶輸出可視化響應。
(2)組件定義
采用mvc設(shè)計模式，由servlet提供頁面請求和請求響應的總體控制，jsp和瀏覽器提供請求結(jié)果響應的可視化顯示。
1)servlet
接收所有用戶由通過瀏覽器提交的業(yè)務(wù)請求，并合成相應的值對象，訪問業(yè)務(wù)邏輯層完成業(yè)務(wù)邏輯實體的業(yè)務(wù)處理；將業(yè)務(wù)邏輯實體的變化以值對象的方式通知并轉(zhuǎn)向相應的jsp。
2)jsp
根據(jù)servlet告知的值對象，合成請求響應結(jié)果的最終輸出格式化文本（html）；將合成格式化文本以網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的方式發(fā)送給提交業(yè)務(wù)請求的用戶瀏覽器。
3)瀏覽器
提供用戶輸入業(yè)務(wù)請求數(shù)據(jù)的輸入界面，數(shù)據(jù)驗證通過后提交業(yè)務(wù)請求；接收業(yè)務(wù)請求響應的html文本，將業(yè)務(wù)請求響應結(jié)果以可視化的訪問呈現(xiàn)給用戶。
4)webservice
是業(yè)務(wù)邏輯層對外部系統(tǒng)提供服務(wù)的邊界和接口，完成和外部系統(tǒng)的集成和交互。
(3)與其他層接口
1)servlet通過java本地調(diào)用訪問業(yè)務(wù)邏輯層。
2)瀏覽器通過http/https協(xié)議向表示層提出業(yè)務(wù)請求并接收表示層的業(yè)務(wù)響應。
3、框架的配置文件
(1)系統(tǒng)初始化配置文件：web.xml
該文件是controller專屬的配置信息文件。控制器在第一次啟動時需要從這個文件載入系統(tǒng)的配置信息。文件內(nèi)容如下：
＜servlet＞
＜servlet-name＞controlservlet＜/servlet-name＞
＜servlet-class＞mytools.control.web.controlhan-dler＜/servlet-class＞
＜/servlet＞
＜servlet-mapping＞
＜servlet-name＞controlservlet＜/servlet-name＞
＜url-pattern＞/controler＜/url-pattern＞
＜/servlet-mapping＞
(2)頁面導航配置文件：web_config.xml
＜?xml version="1.0" encoding="gb2312"?＞
＜web-config＞
＜forwards＞
＜forward name="xx" path="filename.jsp"/＞
…………
＜/forwards＞
＜action-mappings＞
＜action name="xx" type="actionclassname" method="methodname"/＞
…………
＜/action-mappings＞
＜/web-config＞
web_config.xml文件是整個框架的重要部分，它控制了系統(tǒng)執(zhí)行時的執(zhí)行流程。該文件包括兩種元素：＜forwards＞和＜action-mappings＞，其中＜forwards＞元素用來設(shè)置當前要轉(zhuǎn)向調(diào)用的jsp頁面，而＜action-mappings＞則設(shè)置了當前用戶提交的操作要調(diào)用哪一個action 類，及當前類中的哪個方法。
總結(jié)
webframework框架已經(jīng)在一個航運管理項目中經(jīng)過測試和檢驗，實踐證明，此框架在中大型項目開發(fā)中，可以縮短開發(fā)周期，提高開發(fā)效率，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，易于維護。
有關(guān)應用開發(fā)框架的研究是一個不斷深入，逐步完善的過程，在對webframework不斷推廣試用的基礎(chǔ)上，還將進一步擴展其功能，使其應用領(lǐng)域更加廣泛。
