針對前端開發(fā)中基于ajax的復(fù)雜頁面開發(fā)所面臨的代碼規(guī)模大,難以組織和維護(hù),代碼復(fù)用性、擴(kuò)展性和適應(yīng)性差等問題,本文嘗試以MVC思想為基礎(chǔ),結(jié)合Web前端開發(fā)中內(nèi)容-結(jié)構(gòu)-表現(xiàn)-行為相分離的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn),提出一種將Web頁面代碼分為視圖(View,頁面靜態(tài)部分,包括內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、表現(xiàn))、模型(Model,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)校驗(yàn)與本地邏輯處理、發(fā)起ajax請求)、控制器(Controller,負(fù)責(zé)用戶和系統(tǒng)事件響應(yīng)、模型和呈現(xiàn)器調(diào)度)、呈現(xiàn)器(Renderer,對視圖的渲染,控制器與事件的綁定、數(shù)據(jù)搜集)的頁面開發(fā)新模式,并基于此模式提出了一個(gè)開發(fā)框架原型。
摘要 針對前端開發(fā)中基于ajax的復(fù)雜頁面開發(fā)所面臨的代碼規(guī)模大,難以組織和維護(hù),代碼復(fù)用性、擴(kuò)展性和適應(yīng)性差等問題,本文嘗試以MVC思想為基礎(chǔ),結(jié)合Web前端開發(fā)中內(nèi)容-結(jié)構(gòu)-表現(xiàn)-行為相分離的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn),提出一種將Web頁面代碼分為視圖(View,頁面靜態(tài)部分,包括內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、表現(xiàn))、模型(Model,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)校驗(yàn)與本地邏輯處理、發(fā)起ajax請求)、控制器(Controller,負(fù)責(zé)用戶和系統(tǒng)事件響應(yīng)、模型和渲染器調(diào)度)、渲染器(Renderer,對視圖的渲染,控制器與事件的綁定、數(shù)據(jù)搜集)的頁面開發(fā)新模式,并基于此模式提出了一個(gè)開發(fā)框架原型。 關(guān)鍵字: MCRV設(shè)計(jì)模式 Javascript MVC Web開發(fā)標(biāo)準(zhǔn) 1.Web前端開發(fā)面臨的問題 早期的Web頁開發(fā)(Web前端開發(fā))中,Web頁面較為簡單,大多數(shù)Web頁面的功能僅限于用HTML和簡單樣式展示靜態(tài)信息,或向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù),Web頁面與用戶的交互較少。隨著Web的發(fā)展,DHTML、CSS、javascript等技術(shù)出現(xiàn),Web頁不再僅限于展示靜態(tài)信息,動(dòng)態(tài)、交互成為Web頁的主流功能之一。與此同時(shí),Web頁代碼規(guī)模也變的較大,頁面中的HTML、CSS、Javascript等代碼往往混雜在一起,如何很好的組織這些代碼,使Web客戶端程序具有很好的結(jié)構(gòu),易于閱讀和維護(hù),成為Web前端開發(fā)人員面臨的一個(gè)難題。在實(shí)踐中,業(yè)界提出了內(nèi)容(Content)-結(jié)構(gòu)(Structure)-表現(xiàn)(Presentation)-行為(Behavior)相分離的Web頁開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。在這種標(biāo)準(zhǔn)中,一個(gè)Web頁代碼可以分為如下四個(gè)部分: 內(nèi)容:頁面實(shí)際要傳達(dá)的真正信息,包含數(shù)據(jù)、文檔或者圖片等。 結(jié)構(gòu):對內(nèi)容的劃分,使內(nèi)容更加具有邏輯性,易用性。類似頁面的標(biāo)題、作者、章、節(jié)、段落和列表。 表現(xiàn):用來描述內(nèi)容外觀,稱之為“表現(xiàn)”,主要指CSS樣式。 行為:行為就是對內(nèi)容的交互及操作效果。行為控制主要通過javascript實(shí)現(xiàn)。 內(nèi)容-結(jié)構(gòu)-表現(xiàn)-行為(CSPB)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)對Web頁包含的的代碼進(jìn)行了分類,使代碼各個(gè)部分得到很好的分離,使Web頁初步具有了良好的結(jié)構(gòu)。隨后,Web進(jìn)入了嶄新的Web2.0時(shí)代,以Gmail為代表的Web2.0應(yīng)用大量出現(xiàn),并且取得很大的成功。這類Web頁的典型特征是用一個(gè)基于ajax技術(shù)的無刷新的頁面完成大量復(fù)雜的功能。此類頁面包括Web IM、Web Map、Gmail等應(yīng)用,統(tǒng)稱為one-page Web應(yīng)用。同時(shí),在企業(yè)級Web開發(fā)中,一個(gè)Web頁同時(shí)完成多個(gè)復(fù)雜功能的情況也越來越多。在這些復(fù)雜Web頁應(yīng)用中, Javascript代碼是此類富客戶端應(yīng)用程序的核心,負(fù)責(zé)與用戶的復(fù)雜交互和頁面展現(xiàn)。One-page Web頁面javascript代碼規(guī)模往往非常龐大,邏輯復(fù)雜,動(dòng)則千行以上,有時(shí)甚至需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)來完成一個(gè)頁面的開發(fā)。如何合理組織大量的javascript代碼,使之具有良好的擴(kuò)展性,能夠適應(yīng)需求的變化,使代碼易于維護(hù),是廣大Web前端開發(fā)人員面臨的一大挑戰(zhàn)??v觀Web應(yīng)用程序開發(fā)的歷史,Web后端開發(fā)(PHP、J2EE、ASP.NET)與Web客戶端開發(fā)的發(fā)展過程有一定的相似性,曾面臨類似的問題。最初,Web程序功能簡單,代碼較少時(shí),所有的控制、邏輯、UI展現(xiàn)代碼混雜在一起;隨著Web發(fā)展,程序規(guī)模變大,按原有方式開發(fā)出的程序顯然不具有良好的結(jié)構(gòu),不利于大規(guī)模開發(fā)和后期維護(hù),也不利于Web開發(fā)人員工作和角色的進(jìn)一步細(xì)分,代碼復(fù)用性差,瓶頸開始出現(xiàn)。Web后端程序設(shè)計(jì)者的解決方法是進(jìn)行代碼分類,將控制代碼與展現(xiàn)代碼開始分離, 于是Web后端開發(fā)從所謂的Model1發(fā)展到Model2;同時(shí),傳統(tǒng)桌面程序設(shè)計(jì)中的MVC(模型-視圖-控制器)設(shè)計(jì)模式被引入,負(fù)責(zé)程序數(shù)據(jù)與邏輯計(jì)算的部分進(jìn)一步分離出來,形成了Web后端開發(fā)中的MVC開發(fā)模式。MVC設(shè)計(jì)模式貫穿了軟件工程分而治之的思想,有效解決了Web后端程序設(shè)計(jì)中的代碼組織和復(fù)用問題。采用同一設(shè)計(jì)模式(MVC)也使代碼更容易被他人理解,保證代碼可靠性;它使Web開發(fā)工作可以細(xì)分為業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)和UI展現(xiàn)開發(fā)。因此,MVC也利于團(tuán)隊(duì)開發(fā)。那么,MVC設(shè)計(jì)思想是否也能應(yīng)用在前端開發(fā)中解決相關(guān)問題呢?既然問題具有許多相似性,筆者沿著相同的解決思路來試圖解決前端開發(fā)中的代碼組織問題。 2.MVC設(shè)計(jì)模式 在提出本文提出的MCRV設(shè)計(jì)模式之前,有必要對其所基于的MVC設(shè)計(jì)模式進(jìn)行闡述。MVC這個(gè)概念很早之前就被人提起[1],它代表一種設(shè)計(jì)思想。MVC是Model-View-Conroller的縮寫,即模型-視圖-控制器。這種開發(fā)模式將一個(gè)應(yīng)用程序分為三個(gè)部分,模型(model)實(shí)現(xiàn)商業(yè)邏輯,提供數(shù)據(jù);視圖(view)負(fù)責(zé)向用戶呈現(xiàn)界面和接受用戶交互;控制器(controller)則負(fù)責(zé)響應(yīng)用戶交互請求,對用戶請求進(jìn)行翻譯,根據(jù)不同的請求調(diào)用模型,執(zhí)行商業(yè)邏輯。控制器本質(zhì)上是一個(gè)調(diào)度器 (dispatcher),通過其包含的各個(gè)方法(action)來執(zhí)行具體的商業(yè)邏輯。MVC各個(gè)部件以最小的耦合性協(xié)同工作,從而使程序具有良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性和復(fù)用性。MVC設(shè)計(jì)模式最開始被用于桌面程序設(shè)計(jì),典型地用于相同的數(shù)據(jù)需要不同的用戶交互界面的設(shè)計(jì)場景。在經(jīng)典的MVC設(shè)計(jì)思想中,控制器負(fù)責(zé)響應(yīng)用戶事件,根據(jù)事件類型和參數(shù)調(diào)用模型或改變視圖。每個(gè)模型對應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)視圖,當(dāng)模型被控制器調(diào)用而得到改變時(shí),模型向所有向其注冊過的視圖發(fā)送通知,視圖根據(jù)從模型的中得到的信息改變外觀。這種設(shè)計(jì)模式可以用圖1表示。可以看出經(jīng)典MVC設(shè)計(jì)模式中Controller、Model 都可以改變視圖。
3.MCRV設(shè)計(jì)模式
綜上所述,MVC是解決具有復(fù)雜交互界面、代碼規(guī)模大的應(yīng)用程序面臨代碼組織、復(fù)用問題的有效設(shè)計(jì)模式。基于此,本文嘗試基于MVC設(shè)計(jì)思想解決前端開發(fā)中的類似問題。然而,在前端頁面開發(fā)中不能直接套用MVC設(shè)計(jì)模式。因?yàn)?,前端開發(fā)中的Web頁面包含了HTML、CSS、Javascript等多個(gè)種類的代碼,相對Web后端來說,Web頁面整體就是一個(gè)負(fù)責(zé)UI展現(xiàn)、用戶本地交互、發(fā)送服務(wù)請求的大View,與經(jīng)典MVC及Web后端開發(fā)MVC模式中的View皆有不同。因此,需要具體問題具體分析。首先對Web頁面中的HTML、CSS、Javascript等代碼進(jìn)一步分析,明確它們的具體功能分類。根據(jù)業(yè)界提出的Web開發(fā)標(biāo)準(zhǔn),Web頁首先被分為了內(nèi)容-結(jié)構(gòu)-表現(xiàn)-行為幾個(gè)部分。內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)是頁面的靜態(tài)部分,主要負(fù)責(zé)UI的展現(xiàn),用戶操作指令(鍵盤、鼠標(biāo))的接受,因此,內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)屬于視圖 (View)的范疇。行為主要就是javascript代碼,負(fù)責(zé)對用戶操作指令的響應(yīng)。在復(fù)雜ajax應(yīng)用中, javascript代碼的功能一般包括:響應(yīng)用戶指令,執(zhí)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證/處理、執(zhí)行客戶端交互邏輯,向服務(wù)器發(fā)送ajax請求,接受并處理服務(wù)器返回的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)改變UI(向頁面結(jié)構(gòu)填充內(nèi)容數(shù)據(jù)、變換樣式等)。基于模型-視圖-控制器分離的思想,Javascript代碼中的數(shù)據(jù)驗(yàn)證/處理、本地業(yè)務(wù)邏輯計(jì)算、向服務(wù)器發(fā)請求獲取數(shù)據(jù)的功能,對應(yīng)模型(Model)的功能;響應(yīng)(翻譯)用戶操作指令,根據(jù)指令執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯處理的功能,屬于控制器(Controller)的功能;而接受處理過的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)修改頁面的內(nèi)容/結(jié)構(gòu)/樣式的功能既不屬于控制器的功范疇,也不屬于模型的功能范疇,這部分代碼因?yàn)楦鶕?jù)數(shù)據(jù)對View進(jìn)行呈現(xiàn)(render),可以命名為Renderer(渲染器或呈現(xiàn)器)。根據(jù)前述分析,本文提出了MCRV設(shè)計(jì)模式,如圖3所示。闡述如下: M(Model):模型。完成數(shù)據(jù)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)處理,執(zhí)行客戶端業(yè)務(wù)邏輯計(jì)算,或向服務(wù)器發(fā)起ajax請求調(diào)用服務(wù)端邏輯、接受返回的數(shù)據(jù),將處理后的數(shù)據(jù)返回控制器。 C(Controller):控制器??刂破黜憫?yīng)View上的事件,根據(jù)事件調(diào)度執(zhí)行模型的業(yè)務(wù)邏輯,從業(yè)務(wù)邏輯獲取返回?cái)?shù)據(jù),調(diào)度相應(yīng)的渲染器(Render)來完成界面展現(xiàn)。在這個(gè)過程中控制器會(huì)有數(shù)據(jù)的傳遞:控制器調(diào)用模型中的邏輯時(shí)會(huì)傳送Renderer搜集的數(shù)據(jù)(form表單各域的name/value、其他控制參數(shù)),模型執(zhí)行邏輯后返回作為執(zhí)行結(jié)果的數(shù)據(jù)給控制器,控制器根據(jù)數(shù)據(jù)來調(diào)用渲染器(renderer)來完成界面呈現(xiàn)(rendering),呈現(xiàn)(rendering)就是修改頁面結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和樣式的過程。數(shù)據(jù)傳遞過程可以用圖4表示。 R(Renderer):渲染器(呈現(xiàn)器)。渲染器被控制器調(diào)用,接受從控制器傳遞的數(shù)據(jù),完成對界面的具體渲染。渲染器也負(fù)責(zé)控件(widget)的初始化,及建立Controller與具體事件的對應(yīng)關(guān)系,事件發(fā)生時(shí)負(fù)責(zé)搜集View上的數(shù)據(jù)傳送到Controller。 V(View):視圖。視圖是用戶最終看到的整個(gè)Web界面,由結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、樣式(表現(xiàn))等靜態(tài)內(nèi)容共同構(gòu)成。View由Renderer進(jìn)行初始化渲染和修改。
圖3:MCRV開發(fā)模式
圖4:數(shù)據(jù)傳遞過程可以看到在MCRV開發(fā)模式中,Controller處于控制中心的位置,Model完成具體的商業(yè)邏輯計(jì)算以及向后端發(fā)起ajax請求返回?cái)?shù)據(jù)的功能。Controller與Model、Renderer之間的交互本質(zhì)上數(shù)據(jù)交互的過程,它們之間存在著一個(gè)數(shù)據(jù)流,如圖4所示。因此,制定Controller、Model、Renderer之間的交互接口時(shí),數(shù)據(jù)格式定義很重要。4.基于MCRV設(shè)計(jì)模式的Demo
下面是一個(gè)用MCRV模式來開發(fā)的Demo頁面,頁面的功能是用表格展示和修改用戶信息。javascript使用了jQuery庫。頁面界面如圖5所示。頁面代碼在程序清單1中
5.基于MCRV模式的開發(fā)框架原型 5.1基本設(shè)計(jì)思想
框架是在一個(gè)特定的問題領(lǐng)域內(nèi),應(yīng)用程序的部分設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[2]。框架與設(shè)計(jì)模式通常是精密結(jié)合的。框架規(guī)定了應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu),使基于特定設(shè)計(jì)模式的開發(fā)能夠復(fù)用公共代碼;反之,框架強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)復(fù)用,框架設(shè)計(jì)也基本上使用了設(shè)計(jì)模式,掌握了框架的設(shè)計(jì)模式可以快速掌握基于框架的應(yīng)用程序開發(fā)。因此,使用MCRV設(shè)計(jì)模式進(jìn)行前端開發(fā)時(shí)最好有一個(gè)與之配合的javascript框架。 基本設(shè)計(jì)考慮:? Model、Controller、Renderer組成一個(gè)三元組MCR,一個(gè)MCR三元組中Controller對象、Model對象和Renderer對象是唯一的。? Model、Controller、Renderer可以初始化和銷毀? Controller、Model、View在需要時(shí)可以透明地引用其他對象? 數(shù)據(jù)與邏輯分離,支持?jǐn)?shù)據(jù)本地存儲(chǔ)? 一個(gè)Web頁面可以有多個(gè)MCR組,即可以有多個(gè)Controller、Model、Renderer三元組分別完成不同的控制、邏輯、展現(xiàn)。這為一個(gè)頁面邏輯和交互非常復(fù)雜時(shí),拆分為多個(gè)模塊,由多人開發(fā)提供了支持。5.2 基本對象及其關(guān)系 下面是一個(gè)基于上述考慮的基于MCRV設(shè)計(jì)模式的javascript框架原型(以下簡稱MCRV框架)。 框架的基本對象:MCR、Model、Controller、Renderer、Cache。如圖6所示。
-Dispose()方法:執(zhí)行MCR銷毀操作,避免javascript內(nèi)存泄露;在頁面unload時(shí)自動(dòng)調(diào)用;這個(gè)方法自動(dòng)調(diào)用Model、Controller和Renderer的dispose()方法 -model屬性:包含的模型 -controller屬性:包含的控制器 -renderer屬性:包含的渲染器? Model:模型對象。 -init()方法:執(zhí)行模型初始化 -dispose()方法:執(zhí)行對象銷毀,釋放資源 -cahce屬性:數(shù)據(jù)的緩存。? Controller:控制器對象 -init()方法:執(zhí)行控制器初始化 -dispose()方法:執(zhí)行對象銷毀,釋放資源 -model屬性:調(diào)度的模型 -renderer屬性:控制的渲染器? Renderer:渲染器對象 -init()方法:執(zhí)行渲染器初始化 -dispose()方法:執(zhí)行對象銷毀,釋放資源 -controller屬性:對controller的引用? Cache:基于key-value的緩存對象 -get()方法:基于鍵值獲取緩存數(shù)據(jù) -set()方法:設(shè)置緩存數(shù)據(jù) -remove()方法:刪除對應(yīng)某個(gè)鍵值的緩存 -size():緩存數(shù)量5.3 MCRV框架與其他web其他部分的關(guān)系 基于MCRV模式的開發(fā)框架與Web頁面開發(fā)其他組成部分的關(guān)系可以用圖7表示。MCRV框架搭建起了js應(yīng)用程序整體的結(jié)構(gòu),提供了應(yīng)用程序上下文環(huán)境。MCRV框架可以與js組件庫、css基礎(chǔ)樣式庫和js業(yè)務(wù)邏輯組件一起作為應(yīng)用程序構(gòu)建的基礎(chǔ),并且它們之間沒有依賴關(guān)系。盡管應(yīng)用程序可以在js基礎(chǔ)庫(如jQuery)上開發(fā),但是MCRV框架不依賴這些庫。 6.結(jié)論
實(shí)踐表明,MCRV設(shè)計(jì)模式能夠有效解決復(fù)雜ajax開發(fā)中面臨的問題,可以使Web頁面代碼結(jié)構(gòu)良好,降低javascript代碼的耦合性,提高復(fù)用性、適應(yīng)性和靈活性,使Web頁更加易于維護(hù)和重構(gòu)。 |
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