快速搞懂 ASP.NET MVC

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ASP.net .net ASP MVC WebForm

有一只企鹅首先发现地球暖化、冰山在融化，回来告诉其它企鹅，却没有任一只企鹅愿意相信；因为企鹅们觉得现在生活过得很好，都不想费心思考如何改变、改变何时会来临，因此仍每天做例行性的工作，不愿去研究别人的观点。「有时人们会抗拒改变，其实只是不想改变；但是愿意接收新观念的技术人员，通常会活得比较久」。本帖只提供 MVC Pattern 的观念和架构介绍，仅供未接触过 MVC Framework 的 .NET 技术人员作为参考之用，以评估是否要深入学习或在将来的项目导入。

常在网络上，看到有网友误认 MVC 和 3-Tier (三层架构) 是类似的东西：
http://topic.csdn.net/u/20090405/21/97a137ff-2105-4117-a0c3-39d7f0f1c952.html
http://topic.csdn.net/u/20090415/13/9ebe5011-c56b-47e6-9f89-40b70896a041.html

但二者本质上是完全不同的概念，如下：

3-Tier 或 N-Tier 的架构，中间层可能包含 EJB, Enterprise JavaBeans (J2EE)，或 .NET Enterprise Services、Remoting、WCF：
Client (WebPage) -- [ BLL (业务逻辑层) -- DAL (数据访问层) ] (Web Server) -- 数据来源或数据库
Client (WebPage) -- [ BLL (业务逻辑层) -- DAL (数据访问层) ] (Web Server + Application Server) -- 数据来源或数据库

MVC 则为：
● Model (模型) - 包含 BLL、DAL。View 和 Controller 都依赖于 Model，但是 Model 既不依赖于 View，也不依赖于 Controller，这是分离的主要优点之一
● View (视图) - 仅负责生成输出 (UI)。以 ASP.NET MVC 来说，不再有 Code-behind 这种 .aspx.cs 文件，亦无 runat="server" 标记、form 标记、控件声明、事件处理
● Controller (控制器) - 控制整个系统的 workflow、运作逻辑、错误处理、身分验证和授权、用户输入数据验证、…等等

总的来讲，微软的 ASP.NET MVC Framework 是为了让 ASP.NET 更适合中、大型的项目，能统一规划、控管整个网站系统的流程 (用 Controller 处理)，并更有效地分工开发、日后维护 (避免许多 WebForm 里重复出现相同功能的自定义函数)、管控某个功能在修改后对系统整体的影响，并将不同的功能作更明确地切割，让不同专长的技术人员各司其职，也顺便提高了代码的可读性，便于测试 (TDD, test -driven development) (减少直接绑到用户界面中的代码量) [4]，并达到「松散耦合 (loosely coupled)」，让组件易于更换和重复使用。但也因此，ASP.NET 程序员必须先改变过去，把很多业务逻辑、输入验证、页面切换…等杂七杂八的功能，全部写在 Code-Behind (aspx.cs) 里的旧习惯。

ASP.NET MVC provides a framework that enables you to easily implement the model-view-controller (MVC) pattern for Web applications. This pattern lets you separate applications into loosely coupled, pluggable components for application design, processing logic, and display. ASP.NET MVC also greatly facilitates test -driven development (TDD).

事实上，MVC Pattern 的发明已有二十多年，其与再衍生的观念和框架 (MVP)，在 Java / J2EE / Struts 的一些 Framework 早已行之多年。MVC 模式的结构如下 [4]：

● View (JSP) 只纯粹用来生成输出，不涉及数据来源的访问、事件处理、各种逻辑处理和运算工作。因此更适合大型项目的分工，把这层完全交由美工人员制作 (而非程序员兼美工和排版)。此层如同 ASP.NET 中的 .aspx 前台页面，亦即 UI (User Interface)。

● Model (JavaBean、EJB 组件) 用来存放独立且可重复使用的组件，包括：数据来源 (数据库) 的访问、商业逻辑的代码，并应与 View 作完整地切割，以便保留系统日后扩充或改写时的弹性。此层如同 ASP.NET 中的 App_Code 文件夹中的自定义类、DataSet (.xsd)、TableAdapter、…等等。

● Controller (Java Servlet) 用来控制整个网站处理的「流程」，负责协调 View 和 Model 之间的流程传递和转向，也要管理和指派由哪个文件去接收用户所提出的「请求 (request)」，亦即由它决定要展现哪一个 aspx 文件给用户。当用户从浏览器送出 request 时 (例若用鼠标单击页面中的控件，或输入数据后单击 Button 的提交、输入 URL 网址、点选 hyperlink…等等)，Controller 里定义的某些 method 会判断要交由 Model 中的哪些运算逻辑去处理，然后再判断要将处理结果传回哪一个 View 去显示出来。此外，Controller 还可包含错误处理、授权、输入验证…等功能的代码，集中统一处理，以避免传统 WebForm 里大量重复的代码。但说穿了，Controller 事实上只是一个自定义类，搭配一些 Attribute (特性)。而 Controller 也是目前 ASP.NET 所欠缺的部分。

图 1　MVC (Model 2) 架构的运作方式，可与下图 2 的 ASP.NET MVC 项目相互对应

事实上，在 Java / JSP / JavaEE 常引用的网站开发架构中，还可分为 Model 1 与 Model 2。而 Model 1 还可分为二至三种，如下：

● 第一种是将 HTML 和 .NET (Java) code 混在一起，俗称意大利面的写法，如：古早的 ASP。这种 Inline code 最为人垢病的问题，是代码的可读性低、难以维护。

● 第二种是由与 .aspx 一对一搭配的 Code-Behind code (.aspx.cs) 直接访问数据库，亦即二层式的架构。但这样的缺点是代码难以重复使用，而且因为逻辑已写死在固定的页面里，会造成系统日后扩充、维护的困难。

● 第三种是经由自定义类库、App_Code 文件夹中的自定义类或组件，去访问数据库，或做商业逻辑的运算 (JSP + JavaBean)。但此种做法仍缺乏「流程 (flow)」的统一控管，导致每一支 ASPX (JSP) 都要验证用户身份、验证 request 的参数、处理 Session、做例外处理，甚至包括 View 里的写码原则、语系设定，都得在每一支 ASPX 对应的 Code-Behind 去处理，也因此不适合大型系统的开发、扩充和维护。这种架构虽然也能做到虚拟式的三层式或多层式架构，但也是目前 ASP.NET 的极限。

至于 Model 2，即俗称的 MVC Pattern，则加入了 Controller 的部分，将流程及事件交由中心控管，除了可让整个系统的运作流程更为明确，有效切开各层的工作，亦可避免让 View 里的 Code-Behind 去处理 Model 中的数据库访问、商业逻辑运算，也不必再每个页面重复撰写「流程传递和转向」的代码，而改由中央的 Controller 程序代码 (action method) 来统一控管。

但 MVC 架构也有其缺点，例如开发人员需要另外花时间转换观念及学习某一个 Framework，尤其是 .NET 的开发人员，因为过去较没有 Controller 统一协调流程的观念，势必得重新习惯，将很多原本写死在各个页面中的代码，统一改写在 Controller 里面。而且系统在设计阶段时，即要先协调好各个类及对象，彼此间数据交换的格式及做法，因此势必得拉长系统事先的分析、规划时程。但若能有像 Java Struts 或 ASP.NET MVC Framework 这样现成的框架可套用，则日后开发大型系统时，即可望达到事半功倍的效果。

要开发 ASP.NET MVC，必须要有 Visual Studio 2008 + SP1，并下载 MVC 套件 (经过至少两年的研发，微软终于在 2009 年 4 月发布了 1.0 正式版)，下载网址如下：
ASP.NET MVC 1.0 download (2009/04/09):
http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=53289097-73ce-43bf-b6a6-35e00103cb4b&displaylang=en

安装完成后，在新建项目时，会多出一个「ASP.NET MVC Web Application」的选项。创建一个默认的 MVC 项目后，其在 VS 解决方案的结构如下图所示：

图 2　View 中的 ASPX、ASCX、MasterPage 纯粹负责显示用，默认没有配置 Code-Behind 文件 (aspx.cs)

如上图 2，ASP.NET MVC 项目，会自动产生存储 MVC 文件的三个文件夹、控制流程的两个 Controller 类、多个没有 Code-Behind 的 View 页面，和定义 Routing rules 的 Global.asax.cs。

事实上版工我在一年前试玩 ASP.NET MVC Beta 版时，当时的 View 默认仍配有 Code-Behind 文件，但里面空无一物，只有一行注释：
!-- Please do not delete this file. It is used to ensure that ASP.NET MVC is activated by IIS when a user makes a "/" request to the server. --

在前阵子发布的正式版里，View 默认已不配置 Code-Behind 文件。此外，ASP.NET MVC 里的 View，为了让项目开发更明确地切割，已不再有页面初始化和加载方法，也没有事件处理程序，除了基类声明以外没有任何内容，基类声明为 System.Web.Mvc.ViewPage，而不再是过去 WebForm 的 System.Web.UI.Page。

新创的 ASP.NET MVC 项目，直接按 F5 即可执行，如下图 3 所示。但由于 MVC 的 View 会在显示前先要求 Controller 运行 (参考图 1)，因此若您尝试将 View 里的某个 .aspx 设为「起始页」后，按 F5 执行时，反而会发生「HTTP 404. The resource cannot be found.」的错误，亦即若想直接导航至该页面将不起作用。

图 3　ASP.NET MVC 项目的首页

您会发现浏览器里的 URL 会像下面这样，网址不是具体的 .aspx 扩展名：

http://localhost:端口号/Home/index
http://localhost:端口号

事实上该页的内容，是去捉 Views/Home 文件夹底下，的 Index.aspx 的内容来呈现。其由 Global.asax.cs 配置，并用了「URL 重写 (Url Routing)」，让用户可以按你自己定义的的规则来访问网站 [14]。

在图 3 首页的右侧，会有两个 hyperlink，可分别导向「LogOn.aspx」、「About.aspx」页面；但 hyperlink 要导向哪一个页面，不是写死在 View 的页面中 (已无 Code-Behind)，而是统一由 Global.asax.cs 去定义 Routing rules，去解析当浏览器收到 URL、表单或任何 request 时，应该要扔给哪一个 Controller 自定义类去处理；再由该个被指定的 Controller (如上图 2 里默认自动产生的 HomeController.cs)，里面所定义的一或多个 System.Web.Mvc.ActionResult 类，以及 View 方法 (术语叫 action method)，去设定要把 UI render 回哪一个 View (页面) 去，也就是本文一开始所提到的 (参考本帖图 1)，Model 2 架构是由 Controller 文件，去统一控管整个 ASP.NET 系统的流程、页面导向，而不是写死在各个 aspx.cs 文件里。

以下为 Global.asax.cs 的一部分代码，网友们可搭配参考上图 2 里 Controller、View 的结构去阅读：

using System.Web.Mvc;
using System.Web.Routing;

public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication
{
    public static void RegisterRoutes(RouteCollection routes)
    {
        routes.IgnoreRoute("{resource}.axd/{*pathInfo}");

        // C# 3.0 的「匿名类型 (Anonymous Type)」语法
        routes.MapRoute(
            "Default",                      // Route name
            "{controller}/{action}/{id}",   // URL with parameters (控制器名 / 操作名称 / ID 参数)
            new { controller = "Home", action = "Index", id = "" } // Parameter defaults
        );
    }
}

MapRoute 方法里的三个参数，分别代表：routes、route name、URL。其中第一个参数 "Default"，代表了项目中的 Default.aspx (不是位于 View 文件夹里)。这个 URL Routing 是为了解决用户直接访问域名时，会出现找不到文件的情形，所以要采用这个方法，将主页改成 Routing 到 Home/Index 上。因此当您在浏览器的地址栏输入：

http://localhost:端口号/Default.aspx
或
http://localhost:端口号

亦会导至图 2 中的 Views/Home/Index.aspx。

System.Web.Mvc Namespace (MSDN Library, 暂无中文版):
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.web.mvc.aspx

RouteCollectionExtensions.MapRoute Method:
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd470521.aspx

ASP.NET MVC Framework (Part 1) (ScottGu 于 2007 年 11 月发表的 blog，图中为 ASP.NET MVC 在 Beta 版时的画面):
http://weblogs.asp.net/scottgu/archive/2007/11/13/asp-net-mvc-framework-part-1.aspx

在图 3 的首页里，当鼠标移到右侧的 hyperlink 时，实际连结的页面名称 (某个 .aspx) 并不会直接显示在浏览器的地址栏、浏览器下方的信息栏里，因为 request「转向」的运作皆统一由 Controller 处理，亦即由图 2 中 HomeController.cs 里，配置的 System.Web.Mvc.ActionResult 类的 actionName 去指定，因此浏览器的网址仍会维持 Site.Master (MasterPage) 里的 Html.ActionLink 绑定，所配置的 actionName (即下方两行代码的第二个参数 "Index"、"About")，而不会如过去 ASP.NET 1.x / 2.0 般，直接在地址栏里，显示某一个 .aspx 的页面名称。

以下为 Site.master 的一部分代码：

<%@ Master Language="C#" Inherits="System.Web.Mvc.ViewMasterPage" %>

<ul id="menu">
<li><%= Html.ActionLink("Home", "Index", "Home")%></li>
<li><%= Html.ActionLink("About", "About", "Home")%></li>
</ul>

Controller 除了用来控管整个网站的流程转向外，事实上还能避免大量的代码重复，亦即统一处理一些系统可「共享」的功能，例如：验证用户身份、输入验证 (validate)、Session 管理，或是像购物网站中，当购物车里物品的添加、修改、移除时，任何用户皆相同的「共通逻辑」处理；以及要结帐时，去做购物数量、单价相乘的计算动作，或将某个存储购物明细的 Collection 数据结构对象加入 Session，最后再转向某一个页面 (View)。

总结：

本帖仅是给 .NET 技术人员，作为初步了解 MVC Pattern，以及 ASP.NET MVC Framework 的入门文章。若有兴趣深入研究的网友，可参考本帖最下方的「相关文件」，另博客园及网络上已有许多相关的帖子。至于通用的 MVC 观念，亦可参考坊间 JSP / Struts / J2EE 的网络论坛、相关书籍，或 Design Patterns (设计模式) 中的「复合模式 (Compound Pattern)」[15]。

如同 MSDN Magazine 中提到的 [7]，ASP.NET MVC 不是用来取代传统 ASP.NET WebForm 的，两者有各自的优点和缺点，而将来的 ASP.NET MVC 还可能在 UI、控件拖曳、Routing 上持续改进。不过身为一个技术人员，最好能早点厘清两者的特性与优缺点 [4] [6]，以评估是否要深入学习，或在将来的项目导入；并思考为什么微软要推出这个框架，且还花了至少两年的时间很慎重地去研发。

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