MVC模式下的軟件開(kāi)發(fā)框架設(shè)計(jì)

劉偉　李樹(shù)文

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)框架中存在開(kāi)發(fā)成本高、開(kāi)發(fā)效率低，甚至需要多次變更導(dǎo)致開(kāi)發(fā)混亂的問(wèn)題，開(kāi)展MVC模式下的軟件開(kāi)發(fā)框架設(shè)計(jì)研究。通過(guò)基于多種視圖技術(shù)的軟件視圖展示設(shè)計(jì)、任務(wù)分發(fā)控制器選擇、基于MVC模式下的軟件開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)邏輯處理設(shè)計(jì)，提出一種全新的軟件開(kāi)發(fā)框架。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，該軟件開(kāi)發(fā)框架與傳統(tǒng)框架相比，可有效提高每秒處理請(qǐng)求的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件的高效開(kāi)發(fā)，同時(shí)該框架可結(jié)合當(dāng)前眾多新興技術(shù)進(jìn)行整合，充分體現(xiàn)框架的靈活性。

關(guān)鍵詞：MVC模式;軟件;開(kāi)發(fā);框架

中圖分類號(hào)： TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）01-0071-02

當(dāng)前計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域中重點(diǎn)研究話題主要集中在分布式計(jì)算上，自全球廣域網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)至今，憑借其低成本、易推廣、高靈活性優(yōu)勢(shì)，被計(jì)算機(jī)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，逐漸涉足金融服務(wù)領(lǐng)域、通信領(lǐng)域、交通運(yùn)輸領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域當(dāng)中。隨著全球廣域網(wǎng)軟件的開(kāi)發(fā)技術(shù)不斷成熟，研究人員也在不斷尋找更多簡(jiǎn)單[1]、易維護(hù)的方式進(jìn)行軟件應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，尤其是在前端頁(yè)面呈現(xiàn)上，出現(xiàn)了多種軟件開(kāi)發(fā)前端頁(yè)面開(kāi)發(fā)框架。一方面，這些軟件開(kāi)發(fā)框架的應(yīng)用有利于人們更加容易的開(kāi)發(fā)多種功能，形成更加先進(jìn)的系統(tǒng)平臺(tái)。另一方面，軟件開(kāi)發(fā)框架的應(yīng)用也為系統(tǒng)平臺(tái)的集成化和開(kāi)放化提供更加便利的條件。因此通過(guò)更加合理的方式對(duì)軟件開(kāi)發(fā)框架進(jìn)行運(yùn)用，可以充分發(fā)揮框架所提供的服務(wù)作用，進(jìn)一步提高軟件開(kāi)發(fā)的效率和軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量水平，保證系統(tǒng)各項(xiàng)性能的穩(wěn)定性[2]。MVC模式是一種通過(guò)模型、視圖、控制器實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的模式，是一種利用業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)和界面顯示分離技術(shù)形成的組織代碼。MVC模式的設(shè)計(jì)思路逐漸滲入軟件開(kāi)發(fā)框架的設(shè)計(jì)當(dāng)中，在進(jìn)行語(yǔ)言開(kāi)發(fā)、框架運(yùn)用、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中只有充分了解MVC模式設(shè)計(jì)思想的深層次含義，還能夠更加有效地理解各類軟件開(kāi)發(fā)框架的設(shè)計(jì)原理，并在對(duì)應(yīng)用模塊進(jìn)行分析，提供原型分析思路基于此，本文開(kāi)展MVC模式下的軟件開(kāi)發(fā)框架設(shè)計(jì)。

1 MVC模式下的軟件開(kāi)發(fā)框架設(shè)計(jì)

1.1 基于多種視圖技術(shù)的軟件視圖展示

針對(duì)不同軟件開(kāi)發(fā)的需要，在對(duì)其框架進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合多種視圖技術(shù)，對(duì)軟件視圖展示進(jìn)行設(shè)計(jì)。展示頁(yè)面主要包括licenseinfoConetent、jsp頁(yè)面、license.jsp頁(yè)面、mathematical logic.jsp頁(yè)面、Physical view.jsp頁(yè)面、circumstances.jsp頁(yè)面等[3]。其中將第一種頁(yè)面設(shè)計(jì)作為主頁(yè)面，用于對(duì)軟件使用者提供增、刪、改、查詢等操作功能;將第二種頁(yè)面設(shè)計(jì)作為輔助頁(yè)面，用于對(duì)各類許可證的詳細(xì)信息展示;將第三種頁(yè)面設(shè)計(jì)作為數(shù)學(xué)邏輯頁(yè)面，用于在進(jìn)行面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象模型的展示;將第四種頁(yè)面設(shè)計(jì)作為物理視圖頁(yè)面，用于描述軟件映射到相應(yīng)硬件設(shè)備的過(guò)程中，并反映在分布方面;將第五種頁(yè)面設(shè)計(jì)作為場(chǎng)景視圖頁(yè)面，用于對(duì)軟件在開(kāi)發(fā)環(huán)境中對(duì)靜態(tài)組織進(jìn)行描述和展示[4]。除此之外，軟件開(kāi)發(fā)框架中的視圖展示不僅包含對(duì)編寫(xiě)程序的展示，也包含可直接為用戶提供第三方SDK或者現(xiàn)成的框架、類庫(kù)以及開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)將運(yùn)行于其上的中間件展示。不同軟件視圖展示頁(yè)面之間不是相互獨(dú)立的，是從不同角度反映一個(gè)軟件系統(tǒng)的實(shí)際特征，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中要將所有展示頁(yè)面融合在一起，形成完整的軟件系統(tǒng)。利用velocity 網(wǎng)頁(yè)程序設(shè)計(jì)技術(shù)、java服務(wù)器頁(yè)面技術(shù)，將軟件視圖展示看作HTML超文本標(biāo)記語(yǔ)言界面[5]。利用計(jì)算機(jī)本身自帶記事本進(jìn)行編寫(xiě)，將文件存儲(chǔ)為.htm或.html擴(kuò)展名，方便后續(xù)瀏覽器對(duì)文本直接解釋并執(zhí)行。在利用Srtuts框架中的Taglib標(biāo)簽庫(kù)，將視圖代碼與程序邏輯代碼完全分隔開(kāi)，得到清晰的視圖代碼顯示。

1.2 任務(wù)分發(fā)控制器選擇

任務(wù)分發(fā)控制器是從本文上述基于多種視圖技術(shù)的軟件視圖展示層接收開(kāi)發(fā)用戶提出的相應(yīng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)信息開(kāi)始，由控制器將全部數(shù)據(jù)信息整合控制，再由控制器決定將符合相應(yīng)條件的請(qǐng)求分派到各個(gè)模型當(dāng)中。在經(jīng)過(guò)任務(wù)模型處理后，將數(shù)據(jù)返回到控制器當(dāng)中，并通過(guò)控制器再次決定下一步進(jìn)行的操作或轉(zhuǎn)換到另一個(gè)控制器模型當(dāng)中[6]。軟件開(kāi)發(fā)框架中的任務(wù)分發(fā)控制器主要作用是針對(duì)開(kāi)發(fā)動(dòng)作以及對(duì)配置文件進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了清晰地將模塊與軟件系統(tǒng)其他相關(guān)模塊之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系劃分，并達(dá)到代碼的充分作用。本文選用動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)、開(kāi)發(fā)動(dòng)作的比例為1：1的任務(wù)分發(fā)控制器。首先選擇一個(gè)編碼轉(zhuǎn)換類，用于實(shí)現(xiàn)與filter編寫(xiě)過(guò)濾器接口之間的連接，并在全球廣域網(wǎng)當(dāng)中進(jìn)行簡(jiǎn)單配置，從而在根本上解決框架內(nèi)中文讀取和顯示的問(wèn)題。

再利用MVC模式下的內(nèi)置核心控制器組件作為任務(wù)分布控制器的核心組件，通過(guò)對(duì)軟件開(kāi)發(fā)文件的訪問(wèn)，獲取開(kāi)發(fā)映射的對(duì)象，制定一個(gè)完整的任務(wù)分發(fā)控制器操作流程。為了實(shí)現(xiàn)更好的導(dǎo)航效果，在文件當(dāng)中對(duì)開(kāi)發(fā)用戶進(jìn)行注冊(cè)，并在相應(yīng)標(biāo)簽當(dāng)中定義不同信息對(duì)應(yīng)的路徑，并在標(biāo)簽中將信息、類路徑轉(zhuǎn)向頁(yè)面[7]。最終由任務(wù)分發(fā)控制器使用SimpleAsyncTaskExecutor隨項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)初始化異步調(diào)度的任務(wù)，通過(guò)配置的異步調(diào)度任務(wù)創(chuàng)建守護(hù)進(jìn)程，依賴守護(hù)進(jìn)程來(lái)初始化ExecutorService線程池和BlockingQueue阻塞隊(duì)列，以守護(hù)進(jìn)程的線程從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取待處理數(shù)據(jù)放入隊(duì)列，線程池創(chuàng)建線程作為消費(fèi)者去讀消息并進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。

1.3 基于MVC模式下的軟件開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)邏輯處理

在MVC模式下，針對(duì)軟件開(kāi)發(fā)框架的業(yè)務(wù)邏輯處理進(jìn)行設(shè)計(jì)，選用當(dāng)前普遍應(yīng)用的EJB組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)本文業(yè)務(wù)邏輯處理。在EJB組件當(dāng)中包含了所有業(yè)務(wù)處理流程，例如增、刪、修改、查詢等。當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯發(fā)生改變時(shí)，只需要通過(guò)修改Bean中的邏輯方案即可維護(hù)軟件程序代碼。在進(jìn)行與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)信息交互時(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)通用型的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)類，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)Java命名系統(tǒng)接口找出數(shù)據(jù)具體來(lái)源，再通過(guò)Source定位到連接池，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)訪問(wèn)。利用業(yè)務(wù)邏輯處理，將常用的數(shù)據(jù)庫(kù)操作進(jìn)行封裝，例如數(shù)據(jù)庫(kù)連接、執(zhí)行操作以及斷開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)連接等。在實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的實(shí)時(shí)訪問(wèn)后，只需要通過(guò)時(shí)序化該業(yè)務(wù)邏輯即可方便日后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行間接訪問(wèn)[8]。通過(guò)上述操作，實(shí)現(xiàn)軟件開(kāi)發(fā)框架的程序模塊化，從而提高代碼在框架當(dāng)中的重要性。具體操作步驟為：第一步，由用戶提出*.do的HTTp請(qǐng)求;第二步，由ActionServlet模塊獲取映射;第三步，由licenseForm對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝處理，并檢查數(shù)據(jù)信息的合法性;第四步，將封裝后的數(shù)據(jù)信息返回到licenseForm模塊當(dāng)中并再次獲取映射;第五步，進(jìn)入到licenseAction模塊中完成對(duì)軟件系統(tǒng)操作日志的填寫(xiě);第六步，由licenseAction模塊提出業(yè)務(wù)調(diào)用，并發(fā)送到DeviceInfoBean模塊中;第七步，由DeviceInfoBean模塊按照相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行處理，并提交相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)交互請(qǐng)求;第八步，由DBConnect模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)建立交互，并獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息;第九步，依次按照上述順序返回相應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、操作結(jié)果和頁(yè)面轉(zhuǎn)向映射;第十步，將所有操作結(jié)果返回，并定位到具體的java服務(wù)器頁(yè)面當(dāng)中，得帶下一次請(qǐng)求開(kāi)始。通過(guò)上述業(yè)務(wù)邏輯處理不僅可以達(dá)到軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求，同時(shí)能夠更加成功的分解不同模塊當(dāng)中有關(guān)商業(yè)邏輯、視圖邏輯或表現(xiàn)邏輯的代碼。從而使其具備一定的重用性和可擴(kuò)展性，更有利于后續(xù)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的分工合作，并保證維護(hù)的方便、快捷。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本文選用某一軟件開(kāi)發(fā)程序編寫(xiě)測(cè)試用例，分別利用傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)框架與本文提出的軟件開(kāi)發(fā)框架，結(jié)合相同的測(cè)試工具對(duì)本文框架的各項(xiàng)性能展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)設(shè)計(jì)初期制定的目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行檢驗(yàn)。測(cè)試用例中主要包含項(xiàng)目配置、視圖渲染、文件緩存、Action類創(chuàng)建等操作。采用黑盒模式，對(duì)框架的基本開(kāi)發(fā)功能進(jìn)行驗(yàn)證，選擇軟件開(kāi)發(fā)中常見(jiàn)的兩種功能的測(cè)試情況作為代表性說(shuō)明，測(cè)試對(duì)象為：輸入過(guò)濾、單一入口。測(cè)試用例1：直接由URL對(duì)類文件訪問(wèn);測(cè)試用例2：直接由URL對(duì)視圖模塊訪問(wèn);測(cè)試用例3：由URL進(jìn)行加模塊、操作、參數(shù)訪問(wèn);測(cè)試用例4：正常模式下進(jìn)行SQL參數(shù)注入。實(shí)驗(yàn)的測(cè)試環(huán)境為：CPU（Intel Core i6 850）3.68GHz x6;8GB隨機(jī)存取存儲(chǔ)器;1000GB 8400rpm個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備;XHP性能分析工具。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

將本文軟件開(kāi)發(fā)框架與傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)框架，針對(duì)四種不同測(cè)試用例完成開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄，并將不同框架中每秒處理請(qǐng)求數(shù)進(jìn)行對(duì)比，繪制成如表1所示。

表1中，本文軟件開(kāi)發(fā)框架每秒處理請(qǐng)求數(shù)均達(dá)到3000個(gè)/s以上，而傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)框架僅可實(shí)現(xiàn)每秒800～900個(gè)左右請(qǐng)求數(shù)處理。因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)的軟件開(kāi)發(fā)框架可實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件開(kāi)發(fā)用戶更加快速的響應(yīng)，滿足設(shè)計(jì)者對(duì)框架的性能需要。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展使得全球廣域網(wǎng)項(xiàng)目被應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，同時(shí)也影響著人們的日常生活和工作。本文利用MVC模式下的設(shè)計(jì)思路，提出一種全新的軟件開(kāi)發(fā)框架。該框架在實(shí)際應(yīng)用可以為設(shè)計(jì)者提供更加清晰的框架結(jié)構(gòu)，并且具有一定的可擴(kuò)展性。與合理的用戶實(shí)踐檢驗(yàn)體系結(jié)合，可以更加從容地處理軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在的諸多細(xì)節(jié)問(wèn)題，為軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量提供保障。

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【通聯(lián)編輯：李雅琪】