JavaWeb程序架构模式的演进

Posted 2020-10-21

JavaWeb程序架构模式的演进

老一辈的程序员一般都经历了Web程序架构模式的演进，从最开始的在jsp或者jsp+Servlet上做开发，到后来的mvc、三层等。而现在有挺多人学完web，可能都没怎么使用过jsp或jsp+Servlet开发过项目，就直接学习使用Spring、Spring Boot或者SpringMVC等框架进行开发。如果没有经历这样一个逐步演进的过程，就很难理解框架带给了我们什么样的好处，而且开发过程中遇到问题也难以解决，更别说去学习这些框架中的源码了。学习是一个循序渐进的过程，不能急于求成，所以本文旨在简单的聊一聊Web的发展史。

一、web发展简史

以目前Spring Boot作为时间轴的话，web发展的过程大致可以分为以下几个阶段：

1.纯jsp / jsp+Servlet / jsp+JavaBean+Servlet
2.MVC / MVP / 三层架构
3.使用EJB进行分布式应用的开发，EJB是重量级框架，在使用上比较复杂和麻烦
4.由于EJB太重了，于是Spring应运而生，但是Spring在发展上越来越臃肿，所以还是有许多繁琐的配置
5.同样的由于String配置太繁琐，于是Spring boot诞生了，这时就可以体验到 “约定大于配置” 的乐趣

二、web发展初始阶段

1.jsp / jsp+Servlet / jsp+JavaBean+Servlet开发模式：

在最开始的时候，jsp刚刚出来，那时候的web开发基本都是在jsp+JavaBean上完成的。更有甚着直接把页面、逻辑、数据处理全都写在jsp上，想也知道这种方式开发的项目代码不仅乱、而且耦合性相当高，造成项目难以维护。
纯JSP流程图如下：

JSP+JavaBean流程图如下：

相信很多人在刚开始学习JavaWeb的时候，或多或少都使用过以上两种模式的开发，第一种模式就不用说了，所有的代码都写在JSP上耦合度相当地高。第二种模式虽然相较于第一种模式上，在一定程度上解耦了，但JSP依旧要负责页面控制以及请求与响应的处理，职责不单一。耦合度依旧比较高，高度耦合的结果是JSP代码十分复杂混乱，后期维护很困难。

以上这种模式虽然开发起来比较简单，当时这种模式也能够适合一些小型项目的开发，但是由于代码混乱维护困难也就逐渐被淘汰了。

领教到这种模式的蛋疼之后就开始加上了Servlet，这时JSP只负责页面控制，Servlet上负责数据的验证，JavaBean负责具体的业务逻辑与数据处理、封装以及和数据库交互等。

JSP+JavaBean+Servlet流程图如下：

在这种模式上已经开始有点MVC的影子了，但是这种模式还不能称之为一个比较完善的MVC设计模式。这种模式相对于之前的两种模式来说分工更明确，抽取出了Servlet层，体现了一个简单的分层思想。

思维导图：

三、web发展初中级阶段

1.MVC架构模式
这时候web开发上也开始应用了MVC架构模式，尽管MVC早已不是什么新鲜的架构模式了，早在桌面开发的时代MVC模式就已经存在。MVC是Model、View、Controller的缩写，MVC将系统分解为模型、视图、控制器三部分，每一部分都相对独立，职责单一，在实现过程中可以专注于自身的核心逻辑。MVC是对系统复杂性的一种合理的梳理与切分，它的思想实质就是“关注点分离”。至于MVC三元素的职责划分与相互关系，这里不再赘述，下图给出了非常细致的说明：

上图说明了MVC组件的功能和关系。

MVC模式各部分之间的通信方式如下：

View 传送指令到 Controller
Controller 完成业务逻辑后，要求 Model 改变状态
Model 将新的数据发送到 View，用户得到反馈
所有通信都是单向的

接受用户指令时，MVC 可以分成两种方式。一种是通过 View 接受指令，传递给 Controller，流程图如下：

另一种是直接通过controller接受指令，流程图如下：

一般在实际项目中往往采用更灵活的方式，通常会把这两种方式结合在一起，大致流程图如下：

1.用户可以向 View 发送指令（页面请求）。
2.用户也可以直接向 Controller 发送指令（Servlet请求）。

现在的SpringMVC就是MVC架构模式的框架。

MVP架构模式：
MVP与MVC很像，MVP 是从经典的模式MVC演变而来，它们的基本思想有相通的地方：Controller/Presenter负责逻辑的处理，Model提供数据，View负责显示。所以很多人都不是很分的清这两种模式的区别，简单来说两者主要的区别在于，MVC是单向通信的，而MVP是双向通信的。MVP模式将 Controller 改名为 Presenter，所以同时改变了通信方向，流程图如下：

MVP特点：

• 各部分之间的通信，都是双向的。
• View 与 Model 不发生联系，都通过 Presenter 传递。
• View 非常薄，不部署任何业务逻辑，称为"被动视图"（Passive View），即没有任何主动性，而 Presenter非常厚，大部分主要逻辑都部署在那里。

三层架构模式：
三层架构(3-tier architecture) 通常意义上的三层架构就是将整个业务应用划分为：界面层（User Interface layer）、业务逻辑层（Business Logic Layer）、数据访问层（Data access layer）。区分层次的目的即为了“高内聚低耦合”的思想。在软件体系架构设计中，分层式结构是最常见，也是最重要的一种结构。微软推荐的分层式结构一般分为三层，从下至上分别为：数据访问层、业务逻辑层（又或称为领域层）、表示层。

很多人容易把三层模式与MVC模式混淆，三层与MVC的最不同的地方在于三层是没有Controller控制器的概念。虽然同样是架构级别的，三层与MVC相同的地方在于他们都有一个表现层，但是他们不同的地方在于其他的两个层。MVC没有把业务的逻辑访问看成两个层，这是采用三层架构或MVC搭建程序最主要的区别。当然了，在三层中也提到了Model概念，但是三层架构中Model的概念与MVC中Model的概念是不一样的，“三层”中典型的Model层是以实体类构成的，而MVC里，则是由业务逻辑与访问数据组成的。

在三层中JSP与Servlet代码都属于表示层，业务逻辑层则是完成业务规则的实体类，数据访问层则是JDBC等代码，示意图：

以上已经介绍了几种架构模式，可以看到架构模式的演进目的都是为了解耦，低耦合的架构才能方便于项目后期的维护和扩展，好的架构模式才能让项目有较好的健壮性。

四、web发展中高级阶段

这个阶段开始使用EJB进行分布式应用的开发：

EJB是sun的JavaEE服务器端组件模型，设计目标与核心应用是部署分布式应用程序。简单来说就是把已经编写好的程序（即：类）打包放在服务器上执行。凭借java跨平台的优势，用EJB技术部署的分布式系统可以不限于特定的平台。EJB (Enterprise JavaBean)是J2EE(javaEE)的一部分，定义了一个用于开发基于组件的企业多重应用程序的标准。其特点包括网络服务支持和核心开发工具(SDK)。 在J2EE里，Enterprise Java Beans(EJB)称为Java 企业Bean，是Java的核心代码，分别是会话Bean（Session Bean），实体Bean（Entity Bean）和消息驱动Bean（MessageDriven Bean）。在EJB3.0推出以后，实体Bean被单独分了出来，形成了新的规范JPA。

EJB 从技术上而言不是一种"产品"，EJB 是一种描述了构建应用组件要解决的标准：

• 可扩展 (Scalable)
• 分布式 (Distributed)
• 事务处理(Transactional)
• 数据存储(Persistent)
• 安全性 (Secure)

以上转自百度百科。

由于我个人没有使用过EJB进行开发，不敢随便发表意见，以免误导大家，对EJB有兴趣的可以参考以下文章：

http://www.uml.org.cn/j2ee/2009112011.asp

Spring的诞生：
Rod Johnson在2002年编写的《Expert One-to-One J2EE Design and Development》一书，Rod 在本书中对J2EE正统框架（EJB）臃肿、低效、脱离现实的种种学院派做法提出了质疑，并以此书为指导思想，编写了interface21框架，也就是后来的Spring。

基于最优方法并适用于各种应用类型的Spring框架的建立要归功于Rod Johnson。这些想法也在他的书中得以阐述。书发表后，基于读者的要求，源代码在开源使用协议下得以提供。

一批自愿拓展Spring框架的程序开发员组成了团队，2003年2月在Sourceforge上构建了一个项目。在Spring框架上工作了一年之后，这个团队在2004年3月发布了第一个版本（1.0）。这个版本之后，Spring框架在Java社区里变得异常流行，部分的要归结于它好于一般水准的文档功能和参考文献，特别是对于一个开源项目而言尤其如此。

Spring解决的是业务逻辑层和其他各层的松耦合问题，因此它将面向接口的编程思想贯穿整个系统应用。简单来说，Spring是一个分层的JavaSE/EEfull-stack(一站式) 轻量级开源框架。

Spring框架的特征：

• 轻量
• 控制反转
• 面向切面
• 容器
• 框架
• MVC

Spring架构概述：

Spring虽然相较于EJB要轻量很多，但是发展到现在，Spring也有些臃肿了，在配置上也稍微有些繁琐，但是Spring依旧是现在的主流框架之一。框架的存在就是为了方便于我们使用一些架构模式，不必再从底层去开始开发，提高了开发的效率。

五、web发展目前阶段

到目前为止，已经出现了很多优秀的java开源框架，常见的有Spring、SpringMVC、Spring Boot、Struts 、Hibernate、MyBatis等，其中Spring Boot是Spring框架的简化。通过这些框架，我们可以很高效的应用架构模式去开发大型的项目。

化繁为简，Spring Boot框架：

Spring Boot是由Pivotal团队提供的全新框架，其设计目的是用来简化新Spring应用的初始搭建以及开发过程。该框架使用了特定的方式来进行配置，从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。通过这种方式，Spring Boot致力于在蓬勃发展的快速应用开发领域(rapid application development)成为领导者。

Spring Boot特点：

• 可以创建独立的Spring应用程序
• 嵌入的Tomcat，无需部署WAR文件
• 简化Maven配置
• 自动配置Spring
• 提供生产就绪型功能，如指标，健康检查和外部配置
• 绝对没有代码生成以及不要求配置XML

Spring Boot虽然目的是为了简化Spring，似乎看起来无需去学习Spring的繁琐配置，直接学Spring Boot多好啊，配置简单美滋滋，但是如果没有忍受过Spring的繁琐配置，没有经历过架构模式的演进以及JavaWeb基础不扎实的话，在使用Spring Boot的过程中就容易出现没有遇到过的错误，也不知道如何去解决。而且设计模式不熟悉的话，也不知道人家框架是怎么进行实现的，设计思想完全不知道，那么即便有好的框架在手也没法玩得6，更别说去设计架构模式了。

六、小结

从以上的演进简史可以看到目前这些主流框架是怎么来的，为什么要有这些框架。可以说我们目前学习技术的时代赶上了最好的时代，现在有那么多优秀的开源框架可以使用，又有那么多的设计思想可以借鉴，我们跳过了很多前人经常踩的坑，正是前人踩过了这些坑之后，才能发展那么多优秀的开源框架与设计思想。但是我们也应该要去经历一下这种架构模式的演进，才能深刻体会到不同的架构模式与框架带给我们的好处。现在的新东西越来越多，你我只有不停的进步，不停地学习才能跟上这个时代。