中小企業(yè)WEB網(wǎng)站架構與程序設計模式
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摘要:隨著Web技術的發(fā)展,Web程序運行架構與設計技術越來越多的呈現(xiàn)在開發(fā)者面前。本文探討了中小企業(yè)web應用程序的運行架構,研究分析了中小企業(yè)應用程序的設計模式。
引言
Web應用程序是一種經(jīng)由Internet或Intranet、以Web方式提供服務的程序。它是典型的瀏覽器／服務器架構的產(chǎn)物。采用Internet標準的通信協(xié)議HTTP作為兩者通信的標準。為服務開發(fā)商提供規(guī)范和簡化的開發(fā)模式,由于用統(tǒng)一的HTML語言作為客戶端程序的編碼,通過瀏覽器和Internet網(wǎng)的便捷性,可以在任何地方進行數(shù)據(jù)訪問。在現(xiàn)實的應用中,我們通過瀏覽器將事務邏輯暴露給用戶,用戶通過瀏覽器將事務邏輯激活并將初始參數(shù)等信息傳遞給服務器,運行存儲于之中的事務處理程序,處理規(guī)定的事務邏輯。這要通過運行相應的Web應用服務程序和數(shù)據(jù)庫服務程序來完成,服務器對數(shù)據(jù)進行處理后,將處理的結果生成網(wǎng)頁,傳給瀏覽器,以實現(xiàn)對處理結果的顯示。這樣系統(tǒng)客戶端被大大的簡化,用一個瀏覽器就可以應對于所有Web應用程序,降低了客戶端計算機的配置成本。
1中小企業(yè)Web應用程序的運行架構
1.1通信協(xié)議
瀏覽器/服務器架構的核心是HTTP,它有兩種報文形式:請求/響應。請求報文包括方法、資源路徑、協(xié)議的版本、頭部的可選信息和報文體;響應報文包括協(xié)議的版本號、狀態(tài)碼、頭部信息和獲取資源的內容等。隨著WebService技術的出現(xiàn),產(chǎn)生了SOAP、WSDL、UDDI協(xié)議。WSDL用來描述如何訪問具體的接口,UDDI用來管理,分發(fā),查詢WebService當用戶通過UDDI找到你的WSDL描述文檔后,就可以通過SOAP調用已建立Web服務中的一個或多個操作。SOAP支持不同的底層接口,如HTTP(S)或者SMTP。
1.2主要服務軟件
主要的Web服務器支撐軟件常見的有Apache、IIS、Nginx。Apache使用范圍廣,支持多平臺,Nginx支持反向,IIS是微軟支持Web服務器軟件通過添加組件可以支持多種服務。但它們只能將一個固定的內容返回到客戶端,不論何人、何時都一樣。Weblogic、Tomcat、Jetty是常見的應用服務器,它們通過瀏覽器把服務的業(yè)務暴露給用戶,當用戶提出請求時,在服務器端為用戶運行業(yè)務處理程序,完成業(yè)務邏輯處理。WebSphere是IBM的基于Java的應用環(huán)境,建立、部署和管理Internet和IntranetWeb應用服務器軟件,使用較少。Tomcat也是基于java應用服務器。它只是一個Servlet容器,可以獨立運行。它的特別之處在常常與Apache整合起來使用,能夠處理JSP,被廣泛使用。Jetty采用最優(yōu)的開源JavaWeb引擎,將Java社區(qū)中使用量最大,用戶數(shù)最多。Jetty通過使用APR和Tomcat本地技術的混合模型來解決問題?；旌霞夹g模型從最新的操作系統(tǒng)技術里提供了最好的線程和事件處理。其性能參數(shù)匹配甚至超越了本地ApacheHTTP服務器或者IIS。Jetty能夠提供數(shù)據(jù)庫連接池服務,不僅支持JSP等Java技術,還支持其他Web技術如PHP、.NET等。在數(shù)據(jù)管理上,中小企業(yè)網(wǎng)站主要使用關系型數(shù)據(jù)庫技術,它是對數(shù)據(jù)進行高效管理主要工具,并且為外提應用提供訪問接口,為Web應用創(chuàng)造良好的開發(fā)環(huán)境。近來也有使用非關系型數(shù)據(jù)庫的趨勢。主要的數(shù)據(jù)庫管理軟件為Mysql和MS-SQLServer。兩款產(chǎn)品性能差不多,MS-sqlserver主要用在微軟的為主的技術體系中,在市場中有一定的占有率。Mysql作為熱門的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),在市場中有廣泛的使用,它對Windows和linux平臺有很好的支持。尤其是和php程序設計語言結合,產(chǎn)生了好多開發(fā)環(huán)境。在客戶終端的瀏覽器上,微軟、谷歌、蘋果產(chǎn)品市場占有率很高。瀏覽器的內核主要有Trident、Gecko、WebKit、Presto。主要任務是對HTML語言進行解釋與渲染,生成用戶的瀏覽界面。
1.3運行架構
(1)數(shù)據(jù)訪問量有限的架構。網(wǎng)站的初期,我們往往會在單機上跑我們所有的程序。但隨著訪問量逐步上升,服務器的負載慢慢提高,網(wǎng)站的壓力逐步顯現(xiàn)。假如我們代碼層面已難以優(yōu)化,在不提高單臺機器的性能的情況下,可以將服務細化,將后臺服務分成業(yè)務服務和數(shù)據(jù)庫服務,分別由不同的計算機完成。這樣不僅可以有效地提高系統(tǒng)的負載能力,而且性價比也很高,還提高了容災能力,如圖1所示。(2)數(shù)據(jù)訪問量較大的架構。隨著訪問量繼續(xù)增加,上圖所示的架構也即將無法滿足客戶的需求了。這時可以把應用服務器從一臺變成多臺,將他們組成一個服務器集群,通過負載均衡技術把用戶的請求分散到不同的服務器中,從而提高負載能力。而對于日益增加數(shù)據(jù)庫的訪問需求,我們可以通過SAN、NAS和加大緩存與讀寫分離等技術來解決,如圖2所示。
2中小企業(yè)應用程序的設計模式
設計模式是軟件開發(fā)人員在軟件開發(fā)過程中面臨的一般問題的解決方案。它是一套被反復使用的、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設計經(jīng)驗的總結。框架是一種相對固定的設計模式是可重用、半完成的應用程序,使用框架可以生成專門定制的應用程序。
2.1基于“WEB頁面/文件”設計模式
這種設計模式下,當客戶端通過HTTP協(xié)議,將網(wǎng)頁上暴露的商業(yè)邏輯提交至服務器時,URL直接指向某個文件,然后由該文件來處理請求,同時將輸入?yún)?shù)提交給它,運行結束返回響應結果。在實踐中,我們把不同的業(yè)務處理程序放在不同的文件夾的文件中,使之與URL對應。當HTTP把請求提交至服務器時,URL為:www.sjsyd.com/news/reader.php?id=1234.可以想象,在站點根目錄的news目錄下放置一個reader.php文件,同時提交給文件的id值為1234。這種設計模式在ASP、PHP處理簡單業(yè)務時常見。
2.2基于MVC設計模式
模型(M)是數(shù)據(jù)的表述,它不是真正的數(shù)據(jù),而是數(shù)據(jù)的接口,使用它時我們無需知道底層數(shù)據(jù)庫的不同類型。視圖(V)使我們看到的界面,它是表現(xiàn)層?？刂破?C)控制模型和視圖之間的信息流動,它通過程序邏輯來判斷模型從數(shù)據(jù)庫獲取了什么信息,將什么信息傳給了視圖。這種設計模式分離了應用邏輯和表現(xiàn)邏輯,所有請求都通過控制器分發(fā),分發(fā)過程基于請求的URL.這種設計模式和上面的基于文件的模式一樣,都是基于請求/響應驅動的,服務器與客戶機之間的數(shù)據(jù)傳輸遵循Http協(xié)議。它是中小企業(yè)網(wǎng)站主流的程序設計模式,很多常用框架springMVC(Java),RubyonRails(Ruby),ZendFramework(PHP)等都支持它。因為它們有很好程序結構和代碼資源可供使用,給Web應用程序設計帶來了極大便利,能夠滿足高內聚、低耦合的要求。如有URL,www.sjsyd.com/lib/book/1234.可以想象在實際代碼中,我們會有一個控制器libController,其中有一個bookAction。當業(yè)務邏輯發(fā)生變化時,只要在控制器上變化一下即可,從而實現(xiàn)表現(xiàn)(V)與模型(M)的分離,與asp/php業(yè)務邏輯和表現(xiàn)層混合編程方式相比,程序的修改要方便很多。不同框架可能默認實現(xiàn)方式稍有不同,有的是一個Controller一個文件,其中有多個Action,有的是每個Action一個文件。還有更直接的基于URL的設計方案,那就是REST。通過人為規(guī)定URL的構成形式(Action限制為只有幾種)來促進網(wǎng)站之間的互相訪問,降低開發(fā)的復雜性,提高系統(tǒng)的伸縮性。
2.3基于組件的設計模式
此種設計模式在中小企業(yè)網(wǎng)站程序設計中最常用的框架為ASP.NET的Webform。它采用的是視圖優(yōu)先的策略,非常接近VCGUI,JavaSwing等可視化設計,可通過拖拽控件方式完成表現(xiàn)層設計。雙擊它們即可在后臺代碼中生成一系列事件響應代碼,這些邏輯代碼都在ASPX.CS文件中。Webform將用戶的請求與響應都封裝為控件,采用事件驅動模式來控制應用程序請求,因此需要大量服務器控件支持。.NET中的事件基于委托模型。委托模型遵循觀察者設計模式,使訂閱者能夠向提供方注冊并接收相關通知。事件發(fā)送方推送事件發(fā)生的通知,事件接收器接收該通知并定義對它的響應,HTTP被隱含其中。當然不是僅有ASP.NET支持這種模式,對PHP來說,PRADO就是完全基于組件和事件驅動的開發(fā)框架。
3結語
總之,隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能的發(fā)展與廣泛使用,中小企業(yè)網(wǎng)站必將在架構與設計模式中呈現(xiàn)出越來越多的特點,以適應業(yè)務需求的不斷變化。
作者：趙立群 單位：北京市石景山區(qū)業(yè)余大學
