从 MVC 到前后端分离 从 MVC 到前后端分离

1 理解 MVC

MVC 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(Plain Ordinary Java Object)来表示,其本质是一个普通的 Java Bean,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:

从 MVC 到前后端分离
从 MVC 到前后端分离

2 MVC 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、Spring MVC 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:

从 MVC 到前后端分离
从 MVC 到前后端分离

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 Representational State Transfer(表述性状态转移),它是 Roy Fielding 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 RESTful Web Services,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:

从 MVC 到前后端分离
从 MVC 到前后端分离

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 REST

REST 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:

public class Response {

    private static final String OK = "ok";
    private static final String ERROR = "error";

    private Meta meta;
    private Object data;

    public Response success() {
        this.meta = new Meta(true, OK);
        return this;
    }

    public Response success(Object data) {
        this.meta = new Meta(true, OK);
        this.data = data;
        return this;
    }

    public Response failure() {
        this.meta = new Meta(false, ERROR);
        return this;
    }

    public Response failure(String message) {
        this.meta = new Meta(false, message);
        return this;
    }

    public Meta getMeta() {
        return meta;
    }

    public Object getData() {
        return data;
    }

    public class Meta {

        private boolean success;
        private String message;

        public Meta(boolean success) {
            this.success = success;
        }

        public Meta(boolean success, String message) {
            this.success = success;
            this.message = message;
        }

        public boolean isSuccess() {
            return success;
        }

        public