MVC與三層結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用研究

摘 要：本文介紹MVC與三層結(jié)構(gòu)技術(shù)的內(nèi)容和區(qū)別，包括MVC框架的結(jié)構(gòu)和三層結(jié)構(gòu)技術(shù)的內(nèi)容，并對(duì)兩者的主要應(yīng)用（包括B/S架構(gòu)下）進(jìn)行闡述；對(duì)兩者結(jié)合設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用和性能做了說(shuō)明和論述。因?yàn)镸VC與三層結(jié)構(gòu)技術(shù)在軟件開發(fā)（尤其在Web技術(shù)下的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)）具有的重要作用和地位，對(duì)其研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān) 鍵 詞：MVC ；三層結(jié)構(gòu)技術(shù)；軟件框架；B/S；Web

1.MVC與三層結(jié)構(gòu)技術(shù)簡(jiǎn)介

MVC是一種軟件，是一種軟件框架[1]。軟件框架是對(duì)通用功能操作進(jìn)行抽象的軟件，這些抽象的功能操作的代碼可以根據(jù)應(yīng)用程序的功能要求有選擇的改變，并復(fù)用框架代碼，進(jìn)而形成特定的應(yīng)用軟件。

就是把一些通用的功能，通過(guò)開發(fā)平臺(tái)以代碼和架構(gòu)的形式表示出來(lái)，開發(fā)者通過(guò)框架提供的接口進(jìn)行功能開發(fā)，可以復(fù)寫框架代碼，而不必從開始編寫?？蚣芴峁┝艘恍┸浖δ艿哪J(rèn)實(shí)現(xiàn)，在特定的開發(fā)平臺(tái)下，就是說(shuō)開發(fā)平臺(tái)已經(jīng)代替開發(fā)者實(shí)現(xiàn)了一些通用功能并提供了相應(yīng)的代碼，開發(fā)者只需重寫或添加功能代碼。注意：框架內(nèi)部代碼不可重寫；應(yīng)用程序流程必須在框架內(nèi)部。

三層結(jié)構(gòu)技術(shù)[2]是一種設(shè)計(jì)架構(gòu)模式，是一種軟件的設(shè)計(jì)思想。可以把軟件設(shè)計(jì)分為表示層、中間層和數(shù)據(jù)層，已利于軟件功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，稱為三層結(jié)構(gòu)技術(shù)。

框架給出了應(yīng)用程序的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)模式給出了具體設(shè)計(jì)的解決方案；設(shè)計(jì)模式可用不同語(yǔ)言和不同方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，而框架則是開發(fā)平臺(tái)給出的設(shè)計(jì)和代碼的混合體；設(shè)計(jì)模式與語(yǔ)言無(wú)關(guān)的，具體設(shè)計(jì)受制于開發(fā)平臺(tái)框架的具體實(shí)現(xiàn)環(huán)境。利用框架開發(fā)軟件應(yīng)體現(xiàn)設(shè)計(jì)模式的基本思想，軟件設(shè)計(jì)模式思想的實(shí)現(xiàn)要選擇合適的軟件框架并受制于框架。

2.MVC結(jié)構(gòu)

2.1組成

由Servlet（Controller）、JSP（View）、JavaBean（Model）三部分構(gòu)成。Model是負(fù)責(zé)保持狀態(tài)、數(shù)據(jù)的應(yīng)用組件，通常這個(gè)狀態(tài)持久于數(shù)據(jù)庫(kù)之中。View是負(fù)責(zé)用戶界面的組件（UI），通常這個(gè)UI是使用Model模型數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建的。Controller用來(lái)處理用戶交互，控制器行為（Action）用來(lái)完成用戶發(fā)過(guò)來(lái)的每一個(gè)請(qǐng)求，操作Model（模型）最終會(huì)選擇用哪個(gè)View（視圖）來(lái)顯示UI的組件。

2.2特點(diǎn)

視圖、控制和模型分離，近一步提高了復(fù)用程度，三者可以獨(dú)立變化，降低了耦合性并進(jìn)一步提高了模塊的復(fù)用性；合作效率得到充分發(fā)揮，開發(fā)成員的分工界面更加清晰；當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)更容易鎖定問題。

2.3結(jié)構(gòu)

3.三層結(jié)構(gòu)技術(shù)[3]

所謂三層體系結(jié)構(gòu)，就基于Web的數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)而言就是在客戶端與數(shù)據(jù)庫(kù)之間加入了一個(gè)中間層，也叫組件層。

而軟件設(shè)計(jì)的一般三層體系結(jié)構(gòu)[4]分為：

（1）表現(xiàn)層（UI）：就是展現(xiàn)給用戶的界面，即用戶在使用一個(gè)系統(tǒng)的時(shí)候展現(xiàn)在操作員或用戶的所見與所得及其過(guò)程。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）：針對(duì)具體問題的操作，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)而言也可以說(shuō)是對(duì)數(shù)據(jù)層的操作，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯處理和一些事務(wù)辦理。

（3）數(shù)據(jù)訪問層（DAL）：該層所做事務(wù)是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)直接操作，針對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的增添、刪除、修改、更新、查找等功能實(shí)現(xiàn)。

完善的三層結(jié)構(gòu)的要求是：修改表現(xiàn)層而不用修改邏輯層，修改邏輯層而不用修改數(shù)據(jù)層。這樣就為軟件設(shè)計(jì)提供了架構(gòu)設(shè)計(jì)思想，利于代碼的模塊設(shè)計(jì)和功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，修改和重組。

4.三層結(jié)構(gòu)在B/S上的應(yīng)用

在Browser/Server三層體系結(jié)構(gòu)下，應(yīng)用軟件三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)被分割為表示層（Presentation）、功能層（Business Logic）、數(shù)據(jù)層（Data Service）三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元。

第一層：表示層，Web瀏覽器上的軟件設(shè)計(jì)。

表示層包含系統(tǒng)的顯示邏輯，位于客戶端。它的任務(wù)是由Web瀏覽器向網(wǎng)絡(luò)上的某一Web服務(wù)器提出服務(wù)請(qǐng)求，Web服務(wù)器對(duì)用戶身份進(jìn)行驗(yàn)證后用HTTP協(xié)議把所需的主頁(yè)傳送給客戶端，客戶機(jī)接受傳來(lái)的主頁(yè)文件，并把它顯示在Web瀏覽器上，相應(yīng)數(shù)據(jù)由此被獲得和顯示。

第二層：功能層，具有應(yīng)用程序擴(kuò)展功能的Web服務(wù)器上的軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理。

功能層包含系統(tǒng)的事務(wù)處理邏輯，位于Web服務(wù)器端。它的任務(wù)是接受用戶的請(qǐng)求，首先需要執(zhí)行相應(yīng)的擴(kuò)展應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行連接，通過(guò)SQL等方式向數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器提出數(shù)據(jù)處理申請(qǐng)，而后等數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理的結(jié)果提交給Web服務(wù)器，再由Web服務(wù)器傳送回客戶端。

第三層：數(shù)據(jù)層，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上的軟件設(shè)計(jì)，主要是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

數(shù)據(jù)層含系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理邏輯，位于數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端。其任務(wù)是接受Web服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)操縱的請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、修改、更新等功能，把運(yùn)行結(jié)果和數(shù)據(jù)提交給Web服務(wù)器。

5.主要的MVC[5]

（1）Struts：Struts是Apache軟件基金下Takarta項(xiàng)目的一部分。Struts框架的主要架構(gòu)設(shè)計(jì)和開發(fā)者是Craig R.McClanahan。Struts 是Java Web MVC框架中不爭(zhēng)的王者。

（2）Spring：Spring實(shí)際上是Expert One-on-One J2EE Design and Development 一書中所闡述的設(shè)計(jì)思想的具體實(shí)現(xiàn)。

（3）Hibernate：Hibernate是一個(gè)開放源代碼的對(duì)象關(guān)系映射框架，它對(duì)JDBC進(jìn)行了非常輕量級(jí)的對(duì)象封裝，使得Java程序員可以隨心所欲的使用對(duì)象編程思維來(lái)操縱數(shù)據(jù)庫(kù)。

（4）.NET：.NET MVC是微軟官方提供的以MVC模式為基礎(chǔ)的.NET Web應(yīng)用程序 （Web Application）框架。

6.MVC與三層結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用

傳統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)代碼繁瑣，代碼模塊間耦合性高，可重用性差，開發(fā)更簡(jiǎn)潔地設(shè)計(jì)一款代碼整潔，耦合性低，可重用性更高，可擴(kuò)展性更好的軟件，MVC與三層結(jié)構(gòu)技術(shù)被采用。

（1）Hibernate：Hibernate是一個(gè)開放源代碼的對(duì)象關(guān)系映射框架；它是一個(gè)基于J2EE的java應(yīng)用框架。Hibernate有六個(gè)核心接口，分別為Session、SessionFactory、Transaction、Query、Criteria和Configuration。不僅進(jìn)行持久化對(duì)象操作，還進(jìn)行事務(wù)控制操作，通過(guò)這六個(gè)核心接口，業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)顯示分離，體現(xiàn)了對(duì)象編程的思想。

（2）.NET：在傳統(tǒng)的.NET的WEB軟件開發(fā)中，顯示頁(yè)面和邏輯頁(yè)面，代碼耦合性高，可維護(hù)性差，采用MVC架構(gòu)，和三層結(jié)構(gòu)技術(shù)有效地節(jié)約了代碼開發(fā)工作量，表示層和業(yè)務(wù)邏輯層及數(shù)據(jù)層分離，降低了代碼的耦合性，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性及可復(fù)用性。

僅僅使用了XML并不就是.NET應(yīng)用，僅僅使用SOAP SDK調(diào)用一個(gè)Web Service也不是.NET應(yīng)用。.NET是基于Windows操作系統(tǒng)運(yùn)行的操作平臺(tái)，應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)的分布式。三層結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用于分布式開發(fā)，極大地提高了代碼的可讀性和可移植性?；贏SP的集中式和Web Service的分布式開發(fā)，采用MVC和三層結(jié)構(gòu)技術(shù)成為一股潮流。

7.性能

7.1 可重用性

在使用MVC三層結(jié)構(gòu)技術(shù)的軟件設(shè)計(jì)中，代碼重用有非常明顯的效益和應(yīng)用場(chǎng)合。使用MVC框架，編碼工作需要逐步細(xì)化，可通過(guò)局部修改和重組，同時(shí)保持整體穩(wěn)定性，因此能大量節(jié)省程序設(shè)計(jì)人員的時(shí)間，因此為一般人所接受。

7.2 簡(jiǎn)潔性

MVC已給出軟件設(shè)計(jì)的框架，三層結(jié)構(gòu)技術(shù)使表示層，業(yè)務(wù)邏輯層及數(shù)據(jù)層徹底分離，由此開發(fā)出的軟件代碼易于進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)，功能分工更是簡(jiǎn)潔易于設(shè)計(jì)開發(fā)和使用掌握。

7.3 可移植性

功能模塊的設(shè)計(jì)在該模式下易于實(shí)現(xiàn)，軟件框架已給出，需要實(shí)現(xiàn)各種功能模塊，三層結(jié)構(gòu)模塊的徹底分離，使軟件設(shè)計(jì)的功能模塊易于獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)接口連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和控制的交互。需要做得很大一部分工作是各個(gè)功能的細(xì)化，和獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，各個(gè)模塊的耦合性低，可移植性增強(qiáng)。

7.4 可擴(kuò)展型

軟件各個(gè)部分和各個(gè)功能模塊通過(guò)接口連接，更能的增減通過(guò)接口連接功能模塊實(shí)現(xiàn)，因此軟件的可擴(kuò)展型非常高和容易實(shí)現(xiàn)，要做好軟件模塊的接口設(shè)計(jì)和功能代碼封裝。

7.5 可維護(hù)性

簡(jiǎn)潔的框架流程和模塊設(shè)計(jì)思想，使軟件的可讀性增高，代碼之間的耦合性低，和較高的可移植性，帶來(lái)了軟件維護(hù)工作的便利。使用MVC和三層結(jié)構(gòu)技術(shù)使系統(tǒng)的可維護(hù)性顯著增強(qiáng)和可行。

8.結(jié)束語(yǔ)

MVC框架三層結(jié)構(gòu)技術(shù)在軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)中有著廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)和開發(fā)效益，隨著Web和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展和推廣，具有重要的作用和地位。MVC是一種軟件框架，三層結(jié)構(gòu)技術(shù)體現(xiàn)出一種設(shè)計(jì)思想。本文簡(jiǎn)要介紹了MVC和三層結(jié)構(gòu)技術(shù)與區(qū)別，以及主要應(yīng)用（包括在B/S的應(yīng)用），并對(duì)MVC和三層結(jié)構(gòu)技術(shù)開發(fā)軟件的性能做了重要闡述，具有重要的研究意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 溫昱.軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版，2007.

[2] 徐愛蘭.計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的分層技術(shù)探討[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用， 2012，24：162-163.

[3] 孟勛.基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的學(xué)校人員管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，20：7-9.

[4] 百度百科 http：//baike.baidu.com/view/687468.htm

[5] 百度百科 http：//baike.baidu.com/view/5432454.htm