中小企業(yè)WEB網(wǎng)站架構(gòu)與程序設(shè)計(jì)模式

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摘要:隨著Web技術(shù)的發(fā)展,Web程序運(yùn)行架構(gòu)與設(shè)計(jì)技術(shù)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(yīng)用程序的運(yùn)行架構(gòu),研究分析了中小企業(yè)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)模式。

關(guān)鍵詞:WEB網(wǎng)站；設(shè)計(jì)模式；運(yùn)行架構(gòu)

引言

Web應(yīng)用程序是一種經(jīng)由Internet或Intranet、以Web方式提供服務(wù)的程序。它是典型的瀏覽器／服務(wù)器架構(gòu)的產(chǎn)物。采用Internet標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議HTTP作為兩者通信的標(biāo)準(zhǔn)。為服務(wù)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(jìn)行數(shù)據(jù)訪問。在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中,我們通過瀏覽器將事務(wù)邏輯暴露給用戶,用戶通過瀏覽器將事務(wù)邏輯激活并將初始參數(shù)等信息傳遞給服務(wù)器,運(yùn)行存儲(chǔ)于之中的事務(wù)處理程序,處理規(guī)定的事務(wù)邏輯。這要通過運(yùn)行相應(yīng)的Web應(yīng)用服務(wù)程序和數(shù)據(jù)庫服務(wù)程序來完成,服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,將處理的結(jié)果生成網(wǎng)頁,傳給瀏覽器,以實(shí)現(xiàn)對(duì)處理結(jié)果的顯示。這樣系統(tǒng)客戶端被大大的簡化,用一個(gè)瀏覽器就可以應(yīng)對(duì)于所有Web應(yīng)用程序,降低了客戶端計(jì)算機(jī)的配置成本。

1中小企業(yè)Web應(yīng)用程序的運(yùn)行架構(gòu)

1.1通信協(xié)議

瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)的核心是HTTP,它有兩種報(bào)文形式:請(qǐng)求/響應(yīng)。請(qǐng)求報(bào)文包括方法、資源路徑、協(xié)議的版本、頭部的可選信息和報(bào)文體;響應(yīng)報(bào)文包括協(xié)議的版本號(hào)、狀態(tài)碼、頭部信息和獲取資源的內(nèi)容等。隨著WebService技術(shù)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(dāng)用戶通過UDDI找到你的WSDL描述文檔后,就可以通過SOAP調(diào)用已建立Web服務(wù)中的一個(gè)或多個(gè)操作。SOAP支持不同的底層接口,如HTTP(S)或者SMTP。

1.2主要服務(wù)軟件

主要的Web服務(wù)器支撐軟件常見的有Apache、IIS、Nginx。Apache使用范圍廣,支持多平臺(tái),Nginx支持反向,IIS是微軟支持Web服務(wù)器軟件通過添加組件可以支持多種服務(wù)。但它們只能將一個(gè)固定的內(nèi)容返回到客戶端,不論何人、何時(shí)都一樣。Weblogic、Tomcat、Jetty是常見的應(yīng)用服務(wù)器,它們通過瀏覽器把服務(wù)的業(yè)務(wù)暴露給用戶,當(dāng)用戶提出請(qǐng)求時(shí),在服務(wù)器端為用戶運(yùn)行業(yè)務(wù)處理程序,完成業(yè)務(wù)邏輯處理。WebSphere是IBM的基于Java的應(yīng)用環(huán)境,建立、部署和管理Internet和IntranetWeb應(yīng)用服務(wù)器軟件,使用較少。Tomcat也是基于java應(yīng)用服務(wù)器。它只是一個(gè)Servlet容器,可以獨(dú)立運(yùn)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(shù)的混合模型來解決問題?；旌霞夹g(shù)模型從最新的操作系統(tǒng)技術(shù)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(wù)器或者IIS。Jetty能夠提供數(shù)據(jù)庫連接池服務(wù),不僅支持JSP等Java技術(shù),還支持其他Web技術(shù)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(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù),它是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效管理主要工具,并且為外提應(yīng)用提供訪問接口,為Web應(yīng)用創(chuàng)造良好的開發(fā)環(huán)境。近來也有使用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的趨勢(shì)。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(shù)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(duì)Windows和linux平臺(tái)有很好的支持。尤其是和php程序設(shè)計(jì)語言結(jié)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(nèi)核主要有Trident、Gecko、WebKit、Presto。主要任務(wù)是對(duì)HTML語言進(jìn)行解釋與渲染,生成用戶的瀏覽界面。

1.3運(yùn)行架構(gòu)

(1)數(shù)據(jù)訪問量有限的架構(gòu)。網(wǎng)站的初期,我們往往會(huì)在單機(jī)上跑我們所有的程序。但隨著訪問量逐步上升,服務(wù)器的負(fù)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(tái)機(jī)器的性能的情況下,可以將服務(wù)細(xì)化,將后臺(tái)服務(wù)分成業(yè)務(wù)服務(wù)和數(shù)據(jù)庫服務(wù),分別由不同的計(jì)算機(jī)完成。這樣不僅可以有效地提高系統(tǒng)的負(fù)載能力,而且性價(jià)比也很高,還提高了容災(zāi)能力,如圖1所示。(2)數(shù)據(jù)訪問量較大的架構(gòu)。隨著訪問量繼續(xù)增加,上圖所示的架構(gòu)也即將無法滿足客戶的需求了。這時(shí)可以把應(yīng)用服務(wù)器從一臺(tái)變成多臺(tái),將他們組成一個(gè)服務(wù)器集群,通過負(fù)載均衡技術(shù)把用戶的請(qǐng)求分散到不同的服務(wù)器中,從而提高負(fù)載能力。而對(duì)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(shù)來解決,如圖2所示。

2中小企業(yè)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)模式

設(shè)計(jì)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(fù)使用的、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)?？蚣苁且环N相對(duì)固定的設(shè)計(jì)模式是可重用、半完成的應(yīng)用程序,使用框架可以生成專門定制的應(yīng)用程序。

2.1基于“WEB頁面/文件”設(shè)計(jì)模式

這種設(shè)計(jì)模式下,當(dāng)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(wù)器時(shí),URL直接指向某個(gè)文件,然后由該文件來處理請(qǐng)求,同時(shí)將輸入?yún)?shù)提交給它,運(yùn)行結(jié)束返回響應(yīng)結(jié)果。在實(shí)踐中,我們把不同的業(yè)務(wù)處理程序放在不同的文件夾的文件中,使之與URL對(duì)應(yīng)。當(dāng)HTTP把請(qǐng)求提交至服務(wù)器時(shí),URL為:www.sjsyd.com/news/reader.php?id=1234.可以想象,在站點(diǎn)根目錄的news目錄下放置一個(gè)reader.php文件,同時(shí)提交給文件的id值為1234。這種設(shè)計(jì)模式在ASP、PHP處理簡單業(yè)務(wù)時(shí)常見。

2.2基于MVC設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng),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(shè)計(jì)模式分離了應(yīng)用邏輯和表現(xiàn)邏輯,所有請(qǐng)求都通過控制器分發(fā),分發(fā)過程基于請(qǐng)求的URL.這種設(shè)計(jì)模式和上面的基于文件的模式一樣,都是基于請(qǐng)求/響應(yīng)驅(qū)動(dòng)的,服務(wù)器與客戶機(jī)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(shè)計(jì)模式,很多常用框架springMVC(Java),RubyonRails(Ruby),ZendFramework(PHP)等都支持它。因?yàn)樗鼈冇泻芎贸绦蚪Y(jié)構(gòu)和代碼資源可供使用,給Web應(yīng)用程序設(shè)計(jì)帶來了極大便利,能夠滿足高內(nèi)聚、低耦合的要求。如有URL,www.sjsyd.com/lib/book/1234.可以想象在實(shí)際代碼中,我們會(huì)有一個(gè)控制器libController,其中有一個(gè)bookAction。當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯發(fā)生變化時(shí),只要在控制器上變化一下即可,從而實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)(V)與模型(M)的分離,與asp/php業(yè)務(wù)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(rèn)實(shí)現(xiàn)方式稍有不同,有的是一個(gè)Controller一個(gè)文件,其中有多個(gè)Action,有的是每個(gè)Action一個(gè)文件。還有更直接的基于URL的設(shè)計(jì)方案,那就是REST。通過人為規(guī)定URL的構(gòu)成形式(Action限制為只有幾種)來促進(jìn)網(wǎng)站之間的互相訪問,降低開發(fā)的復(fù)雜性,提高系統(tǒng)的伸縮性。

2.3基于組件的設(shè)計(jì)模式

此種設(shè)計(jì)模式在中小企業(yè)網(wǎng)站程序設(shè)計(jì)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(shè)計(jì),可通過拖拽控件方式完成表現(xiàn)層設(shè)計(jì)。雙擊它們即可在后臺(tái)代碼中生成一系列事件響應(yīng)代碼,這些邏輯代碼都在ASPX.CS文件中。Webform將用戶的請(qǐng)求與響應(yīng)都封裝為控件,采用事件驅(qū)動(dòng)模式來控制應(yīng)用程序請(qǐng)求,因此需要大量服務(wù)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(shè)計(jì)模式,使訂閱者能夠向提供方注冊(cè)并接收相關(guān)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(duì)它的響應(yīng),HTTP被隱含其中。當(dāng)然不是僅有ASP.NET支持這種模式,對(duì)PHP來說,PRADO就是完全基于組件和事件驅(qū)動(dòng)的開發(fā)框架。

3結(jié)語

總之,隨著云計(jì)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(gòu)與設(shè)計(jì)模式中呈現(xiàn)出越來越多的特點(diǎn),以適應(yīng)業(yè)務(wù)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(xué)