卜慶禹 遼寧錦州渤海大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

基于Spring的MVC框架實(shí)現(xiàn)Web應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

卜慶禹 遼寧錦州渤海大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

MVC設(shè)計(jì)模式是軟件設(shè)計(jì)中的一種經(jīng)典設(shè)計(jì)模式。本文在分析MVC設(shè)計(jì)模式基本原理以及構(gòu)成的基礎(chǔ)上，關(guān)于基于Spring實(shí)現(xiàn)的MVC設(shè)計(jì)模式的基本原理、參數(shù)配置；本文最后以一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)用戶請求在Spring MVC框架存在的管理周期。為了建立可重用、靈活且易于管理的設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)機(jī)制，本文提出一種基于Spring的MVC框架實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。Spring MVC框架的視圖層是基于JSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)采用總體控制原則的方法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯控制轉(zhuǎn)發(fā)功能，采用對象映射類完成數(shù)據(jù)持久化操作?；诳刂品崔D(zhuǎn)/面向切面技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)管理，并將Spring MVC框架應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)收藏夾的開發(fā)中。

Spring MVC框架 Web應(yīng)用系統(tǒng) 設(shè)計(jì)模式 控制反轉(zhuǎn) 面向切面

1 引言

目前，大多數(shù)的應(yīng)用程序都基于MVC設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用系統(tǒng)，其中包括Web應(yīng)用程序框架。Spring框架為我們提供了MVC設(shè)計(jì)模式的實(shí)用機(jī)制，Spring框架按照分發(fā)器的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，配置的數(shù)據(jù)映射關(guān)系、視圖解析模式、支持本地文件上傳功能等。該設(shè)計(jì)機(jī)制結(jié)構(gòu)清晰、代碼可重用性高、執(zhí)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，但在時(shí)機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中，其缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)難度較大、文件配置比較復(fù)雜，重要的是沒有數(shù)據(jù)持久化方案。

目前，Spring框架為我們所提供了兩種數(shù)據(jù)持久化機(jī)制，第一種通過ORM對象與表字段之間的關(guān)系映射為工具，第二種則通過對JDBC數(shù)據(jù)庫對象連接類實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)封裝和持久化操作。前者能緩解面向?qū)ο髷?shù)據(jù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫存在不關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象，但此過程必須依賴對象映射工具。后者設(shè)計(jì)機(jī)制簡單易用而且方便關(guān)聯(lián)，但是缺點(diǎn)是未能解決面向?qū)ο髷?shù)據(jù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的存在不關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。

正因如此，本文研究針對Spring框架中的MVC設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展實(shí)踐，提出一種由Spring框架改進(jìn)的MVC設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)Web應(yīng)用系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)機(jī)理，并以基于Spring框架改進(jìn)的MVC實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)收藏夾為真實(shí)案例講述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。

2 MVC設(shè)計(jì)模式概述

2.1 MVC的基本設(shè)計(jì)思想

Model、View和Controller的簡稱，即是MVC設(shè)計(jì)架構(gòu)。需要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的分離，應(yīng)用系統(tǒng)形成以模型、視圖和控制三層的軟件架構(gòu)。

第一，模型層負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)以及狀態(tài)的處理過程。業(yè)務(wù)狀態(tài)對于其他層而言看不見的，模型層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，收集數(shù)據(jù)處理結(jié)果。

第二，視圖層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交互管理，對于Web應(yīng)用系統(tǒng)視圖層通過HTML技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但是，各種網(wǎng)頁前端技術(shù)可以應(yīng)用其中，例如JS技術(shù)。通常情況下，視圖的作用負(fù)責(zé)對頁面控件數(shù)據(jù)的采集和系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的顯示，而不負(fù)責(zé)在視圖層的業(yè)務(wù)功能處理過程。

第三，控制層負(fù)責(zé)從用戶獲取相關(guān)的請求操作，負(fù)責(zé)建立模型與視圖之間聯(lián)系，共同完成用戶請求操作。在MVC設(shè)計(jì)模式中，控制層并不需要做任何的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理，它只負(fù)責(zé)找到相匹配的模型的函數(shù)，并將參數(shù)傳遞該模型車的函數(shù)。當(dāng)用戶發(fā)出請求時(shí)，模型層處理完畢業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)控制轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)視圖層為用戶顯示。

第四，業(yè)務(wù)功能模型的設(shè)計(jì)。業(yè)務(wù)模型層設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)模型主要完成數(shù)據(jù)持久化操作，是指實(shí)體對象與表字段一一映射關(guān)系。

2.2 基于MVC設(shè)計(jì)模式開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)顯示在同一個(gè)文件的編碼方式，其缺點(diǎn)是使得程序編寫與調(diào)試變得麻煩，而基于MVC設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)的Web應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，具備如下的優(yōu)點(diǎn)：

①模型層與視圖層存在一對多的關(guān)系。全部視圖及時(shí)獲得來自于模型層數(shù)據(jù)的動態(tài)變化，使得視圖層與控制層數(shù)據(jù)同步。

②允許修改視圖層與控制層之間的對應(yīng)關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)需求動態(tài)變更。

③代碼可移植性與可重用性較好。由于模型層是獨(dú)立于其他層的，因此模型層可以實(shí)現(xiàn)不同平臺工作的移植。需要其他的平臺對視圖層與控制層實(shí)現(xiàn)動態(tài)的修改。

3 Spring MVC框架的基本原理與配置

根據(jù)MVC設(shè)計(jì)架構(gòu)的基本原理實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)需要獲取系統(tǒng)應(yīng)用的需求，設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的MVC結(jié)構(gòu)前提需要充分了解系統(tǒng)的全部需求。

3.1 Spring MVC框架的基本組件和處理流程

Spring框架MVC設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了MVC的核心組件，它作為控制器和處理邏輯為用戶提供了高級設(shè)計(jì)模式的功能。重要的是向MVC設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)添加控制反轉(zhuǎn)功能，這使得程序代碼具備高度耦合，提供了某種配置可實(shí)現(xiàn)動態(tài)變更組件可行性。Spring框架MVC設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)接受來自于用戶請求過程。

①前端控制器，它負(fù)責(zé)為處理程序控制轉(zhuǎn)發(fā)用戶請求和處理結(jié)果，并快速執(zhí)行視圖解析。它根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)地址給特定的控制器，負(fù)責(zé)處理具體也去請求對象，控制轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)現(xiàn)對模型層和視圖層代碼解析。

②控制器，控制器負(fù)責(zé)對Web業(yè)務(wù)層處理數(shù)據(jù)邏輯的組件，再根據(jù)實(shí)際調(diào)用需求業(yè)務(wù)Service完成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯處理請求。系統(tǒng)中存在一個(gè)缺省的處理器，它只是簡單的控制轉(zhuǎn)發(fā)接口。

③模型層和視圖層，控制器并傳遞給前端控制器某些參數(shù)和相關(guān)函數(shù)，控制轉(zhuǎn)發(fā)器接收到來自于模型層和視圖層，將解析相關(guān)代碼，并將模型加載到相應(yīng)視圖上傳給用戶界面。

④視圖解析器，Spring框架提供了視圖解析的功能，大多數(shù)情形，模型層和視圖層的數(shù)據(jù)封裝，就需要通過視圖解析器解析相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示資源。Spring框架中內(nèi)置了很多種技術(shù)，其中包括：JSP技術(shù)、模型模版和視圖顯示的支持。

3.2 Spring MVC框架的應(yīng)用配置

Spring框架MVC的設(shè)計(jì)架構(gòu)應(yīng)用配置主要包括：業(yè)務(wù)邏輯控制器、視圖解析器以及用戶請求。

第一，配置控制轉(zhuǎn)發(fā)器DispatcherServlet類，其配置格式：

第二，使用Controller定義控制轉(zhuǎn)發(fā)類，Spring框架提供基于一種注解的控制器類，該控制器不需要完成某種接口，也不需要實(shí)現(xiàn)框架的基類。

第三，使用映射請求RequestMapping類完成類定義的標(biāo)注，將Controller定義控制轉(zhuǎn)發(fā)類與其他類關(guān)聯(lián)，以便下一步實(shí)現(xiàn)的控制轉(zhuǎn)發(fā)。在映射請求RequestMapping類實(shí)現(xiàn)了Controller接口，而通過方法實(shí)現(xiàn)的過程中讓功能擴(kuò)展Spring框架。

3.3 Spring MVC框架中XML配置的缺點(diǎn)

Bean容器則是Spring框架的核心所在，并有效地結(jié)合AOP技術(shù)，將業(yè)務(wù)功能管理加入其中，就需要構(gòu)建無狀態(tài)會話Bean容器即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)輕量級框架。

Spring框架實(shí)現(xiàn)MVC的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存在多種組件，他們都是基于XML文件格式實(shí)現(xiàn)的參數(shù)配置，Spring框架MVC設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：

①該框架必須要結(jié)合工程中的配置文件才可以對象間的一一對應(yīng)關(guān)系，該配置文件的代碼可讀性非常差。

②必須經(jīng)過依賴關(guān)系實(shí)現(xiàn)對XML文件解析，在XML文件中必須將這種配置關(guān)系全部配置正確后系統(tǒng)才可以運(yùn)行，而系統(tǒng)運(yùn)行之后并不能識別XML文件的錯(cuò)誤之處。

③由于系統(tǒng)中引入XML文件配置和描述的JavaBean對象，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)體對象達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，該應(yīng)用系統(tǒng)很難升級和維護(hù)，一旦應(yīng)用系統(tǒng)中的XML文件變多，可讀性就越差。本文建議配置完XML文件的功能，從而有效減少XML文件配置任務(wù)，有效地提高程序代碼的高內(nèi)聚性。

4 Spring MVC框架的具體實(shí)現(xiàn)

4.1 視圖層的具體實(shí)現(xiàn)

視圖層的實(shí)現(xiàn)是通過JSP技術(shù)，本文主要是根據(jù)實(shí)際的功能需求構(gòu)建視圖層頁面顯示過程。

4.2 控制層的實(shí)現(xiàn)

①系統(tǒng)主控制器的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)主控制器的實(shí)現(xiàn)過程主要包括：構(gòu)建和配置主控制類。主控制類需要繼承于HttpServlet類，主要繼承了基本的接口函數(shù)。

②系統(tǒng)過濾器的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)過濾器MainFilter接口是由Filter類所組成，前者負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)主要過濾功能，后者玩初始化Filter類。Filter類實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)的Web.xml配置文件中過濾，過濾器模式使用的URL樣式，而且兩者使用控制元素不同而已。

4.3 業(yè)務(wù)邏輯層的實(shí)現(xiàn)

①基本業(yè)務(wù)邏輯處理類的實(shí)現(xiàn)

基本業(yè)務(wù)邏輯處理類Manager（）函數(shù)，其與具體業(yè)務(wù)非常緊密，需根據(jù)特定的業(yè)務(wù)處理才能夠?qū)崿F(xiàn)基本業(yè)務(wù)處理功能，基本業(yè)務(wù)邏輯處理類實(shí)現(xiàn)步驟如下：

第一，系統(tǒng)中定義了xxxManager（）類，會根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)功能需求繼承父類的方法，每個(gè)接口方法會實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)需求，例如：管理用戶功能、實(shí)現(xiàn)訂單管理等。

第二，系統(tǒng)中定義了xxxManagerImpl（）接口類，根據(jù)特定的業(yè)務(wù)功能編寫此類接口方法。在接口實(shí)現(xiàn)過程中，完成數(shù)據(jù)的持久化操作與用戶的交互行為，通過調(diào)用數(shù)據(jù)訪問類DAO實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問操作。

第三，配置Application Context.xml文件，為xxxManagerImpl接口類配置實(shí)體對象和注入能夠操作數(shù)據(jù)庫對象。

②AOP事務(wù)的實(shí)現(xiàn)

高級業(yè)務(wù)邏輯處理是需要基于控制反轉(zhuǎn)機(jī)制和面向切面編程技術(shù)共同實(shí)現(xiàn)的管理操作?？刂品崔D(zhuǎn)完成用于業(yè)務(wù)對象依賴注入關(guān)系的一種機(jī)制，其原理是將程序員所設(shè)計(jì)的類與類之間的關(guān)系全部交給容器實(shí)現(xiàn)，只需要調(diào)用類在這個(gè)容器中定義函數(shù)名稱即可，有效減小業(yè)務(wù)對象之間的彼此依賴度，并實(shí)現(xiàn)了很多業(yè)務(wù)對象之間耦合度。

5 本文結(jié)論與未來研究方向

Spring框架實(shí)現(xiàn)的MVC設(shè)計(jì)模式主要是利用控制反轉(zhuǎn)策略和依賴注入機(jī)制共同完成，以達(dá)到降低代碼之間的耦合度、減少重復(fù)代碼編寫量的目的。Spring框架實(shí)現(xiàn)的MVC設(shè)計(jì)模式分離了Web應(yīng)用系統(tǒng)的全部功能。本文重點(diǎn)研究了Spring框架實(shí)現(xiàn)的MVC設(shè)計(jì)模式的基本原理和組成。此外，Spring框架實(shí)現(xiàn)的MVC設(shè)計(jì)模式可通過配置相關(guān)的攔截器類實(shí)現(xiàn)AOP權(quán)限反轉(zhuǎn)控制，如何在Spring框架實(shí)現(xiàn)的MVC設(shè)計(jì)模式基本流程是下一步的研究方向。

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