从MVC到前后端分离

1理解MVCMVC是一种经典的设计模式，全名为Model-View-Controller，即模型-视图-控制器。其中，模型是用于封装数据的载体，例如，在Java中一般通过一个简单的POJO（PlainOrdinaryJavaObject）来表示，其本质是一个普通的JavaBean，包含一系列的成员变量及其getter/setter方法。对于视图而言，它更加偏重于展现，也就是说，视图决定了界面到底长什么样子，在Java中可通过JSP来充当视图，或者通过纯HTML的方式进行展现，而后者才是目前的主流。模型和视图需要通过控制器来进行粘合，例如，用户发送一个HTTP请求，此时该请求首先会进入控制器，然后控制器去获取数据并将其封装为模型，最后将模型传递到视图中进行展现。综上所述，MVC的交互过程如下图所示：2MVC模式的优点与不足MVC模式早在上个世纪70年代就诞生了，直到今天它依然存在，可见生命力相当之强。MVC模式最早用于Smalltalk语言中，最后在其它许多开发语言中都得到了很好的应用，例如，Java中的Struts、SpringMVC等框架。正是因为这些MVC框架的出现，才让MVC模式真正落地，让开发更加高效，让代码耦合度尽量减小，让应用程序各部分的职责更加清晰。既然MVC模式这么好，难道它就没有不足的地方吗？我认为MVC至少有以下三点不足：1.每次请求必须经过“控制器-模型-视图”这个流程，用户才能看到最终的展现的界面，这个过程似乎有些复杂。2.实际上视图是依赖于模型的，换句话说，如果没有模型，视图也无法呈现出最终的效果。3.渲染视图的过程是在服务端来完成的，最终呈现给浏览器的是带有模型的视图页面，性能无法得到很好的优化。为了使数据展现过程更加直接，并且提供更好的用户体验，我们有必要对MVC模式进行改进。不妨这样来尝试，首先从浏览器发送AJAX请求，然后服务端接受该请求并返回JSON数据返回给浏览器，最后在浏览器中进行界面渲染。改进后的MVC模式如下图所示：也就是说，我们输入的是AJAX请求，输出的是JSON数据，市面上有这样的技术来实现这个功能吗？答案是REST。REST全称是RepresentationalStateTransfer（表述性状态转移），它是RoyFielding博士在2000年写的一篇关于软件架构风格的论文，此文一出，威震四方！国内外许多知名互联网公司纷纷开始采用这种轻量级的Web服务，大家习惯将其称为RESTfulWebServices，或简称REST服务。如果将浏览器这一端视为前端，而服务器那一端视为后端的话，可以将以上改进后的MVC模式简化为以下前后端分离模式：可见，有了REST服务，前端关注界面展现，后端关注业务逻辑，分工明确，职责清晰。那么，如何使用REST服务将应用程序进行前后端分离呢？我们接下来继续探讨，首先我们需要认识REST。3认识RESTREST本质上是使用URL来访问资源种方式。众所周知，URL就是我们平常使用的请求地址了，其中包括两部分：请求方式与请求路径，比较常见的请求方式是GET与POST，但在REST中又提出了几种其它类型的请求方式，汇总起来有六种：GET、POST、PUT、DELETE、HEAD、OPTIONS。尤其是前四种，正好与CRUD（Create-Retrieve-Update-Delete，增删改查）四种操作相对应，例如，GET（查）、POST（增）、PUT（改）、DELETE（删），这正是REST与CRUD的异曲同工之妙！需要强调的是，REST是“面向资源”的，这里提到的资源，实际上就是我们常说的领域对象，在系统设计过程中，我们经常通过领域对象来进行数据建模。REST是一个“无状态”的架构模式，因为在任何时候都可以由客户端发出请求到服务端，最终返回自己想要的数据，当前请求不会受到上次请求的影响。也就是说，服务端将内部资源发布REST服务，客户端通过URL来访问这些资源，这不就是SOA所提倡的“面向服务”的思想吗？所以，REST也被人们看做是一种“轻量级”的SOA实现技术，因此在企业级应用与互联网应用中都得到了广泛应用。下面我们举几个例子对REST请求进行简单描述：REST请求描述GET:/advertisers获取所有的广告主GET:/advertiser/1获取ID为1的广告主PUT:/advertiser/1更新ID为1的广告主DELETE:/advertiser/1删除ID为1的广告主POST:/advertiser创建广告主可见，请求路径相同，但请求方式不同，所代表的业务操作也不同，例如，/advertiser/1这个请求，带有GET、PUT、DELETE三种不同的请求方式，对应三种不同的业务操作。虽然REST看起来还是很简单的，实际上我们往往需要提供一个REST框架，让其实现前后端分离架构，让开发人员将精力集中在业务上，而并非那些具体的技术细节。下面我们将使用Java技术来实现这个REST框架，整体框架会基于Spring进行开发。4实现REST框架4.1统一响应结构使用REST框架实现前后端分离架构，我们需要首先确定返回的JSON响应结构是统一的，也就是说，每个REST请求将返回相同结构的JSON响应结构。不妨定义一个相对通用的JSON响应结构，其中包含两部分：元数据与返回值，其中，元数据表示操作是否成功与返回值消息等，返回值对应服务端方法所返回的数据。该JSON响应结构如下：{meta:{success:true,message:ok},data:...}为了在框架中映射以上JSON响应结构，我们需要编写一个Response类与其对应：publicclassResponse{privatestaticfinalStringOK=ok;privatestaticfinalStringERROR=error;privateMetameta;privateObjectdata;publicResponsesuccess(){this.meta=newMeta(true,OK);returnthis;}publicResponsesuccess(Objectdata){this.meta=newMeta(true,OK);this.data=data;returnthis;}publicResponsefailure(){this.meta=newMeta(false,ERROR);returnthis;}publicResponsefailure(Stringmessage){this.meta=newMeta(false,message);returnthis;}publicMetagetMeta(){returnmeta;}publicObjectgetData(){returndata;}publicclassMeta{privatebooleansuccess;privateStringmessage;publicMeta(booleansuccess){this.success=success;}publicMeta(booleansuccess,Stringmessage){this.success=success;this.message=message;}publicbooleanisSuccess(){returnsuccess;}publicStringgetMessage(){returnmessage;}}}以上Response类包括两类通用返回值消息：ok与error，还包括两个常用的操作方法：success()与failure()，通过一个内部类来展现元数据结构，我们在下文中多次会使用该Response类。实现该REST框架需要考虑许多问题，首当其冲的就是对象序列化问题。4.2实现对象序列化想要解释什么是对象序列化？不妨通过一些例子进行说明。比如，在服务端从数据库中获取了数据，此时该数据是一个普通的Java对象，然后需要将这个Java对象转换为JSON字符串，并将其返回到浏览器中进行渲染，这个转换过程称为序列化；再比如，通过浏览器发送了一个普通的HTTP请求，该请求携带了一个JSON格式的参数，在服务端需要将该JSON参数转换为普通的Java对象，这个转换过程称为反序列化。不管是序列化还是反序列化，我们一般都称为序列化。实际上，SpringMVC已经为我们提供了这类序列化特性，只需在Controller的方法参数中使用@RequestBody注解定义需要反序列化的参数即可，如以下代码片段：@ControllerpublicclassAdvertiserController{@RequestMapping(value=/advertiser,method=RequestMethod.POST)publicResponsecreateAdvertiser(@RequestBodyAdvertiserParamadvertiserParam){...}}若需要对Controller的方法返回值进行序列化，则需要在该返回值上使用@ResponseBody注解来定义，如以下代码片段：@ControllerpublicclassAdvertiserController{@RequestMapping(value=/advertiser/{id},method=RequestMethod.GET)public@ResponseBodyResponsegetAdvertiser(@PathVariable(id)StringadvertiserId){...}}当然，@ResponseBody注解也可以定义在类上，这样所有的方法都继承了该特性。由于经常会使用到@ResponseBody注解，所以Spring提供了一个名为@RestController的注解来取代以上的@Controller注解，这样我们就可以省略返回值前面的@ResponseBody注解了，但参数前面的@RequestBody注解是无法省略的。实际上，看看Spring中对应@RestController注解的源码便可知晓：@Target({ElementType.TYPE})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Documented@Controller@ResponseBodypublic@interfaceRestController{Stringvalue()default;}可见，@RestController注解已经被@Controller与@ResponseBody注解定义过了，Spring框架会识别这类注解。需要注意的是，该特性在Spring4.0中才引入。因此，我们可将以上代码进行如下改写：@RestControllerpublicclassAdvertiserController{@RequestMapping(value=/advertiser,method=RequestMethod.POST)publicResponsecreateAdvertiser(@RequestBodyAdvertiserParamadvertiserParam){...}@RequestMapping(value=/advertiser/{id},method=RequestMethod.GET)publicResponsegetAdvertiser(@PathVariable(id)StringadvertiserId){...}}除了使用注解来定义序列化行为以外，我们还需要使用Jackson来提供JSON的序列化操作，在Spring配置文件中只需添加以下配置即可：mvc:annotation-drivenmvc:message-convertersbeanclass=org.springframework.http.converter.json.MappingJackson2HttpMessageConver