MVC模式中--数据流转和数据访问的困境及解决方案

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1.数据流转的困境

    什么是数据流转的困境？数据为什么会流转？数据的流转又会遇到什么困境？在回答这些问题之前，我们必须首先了解一个事实：

   结论：有一股神秘的力量在MVC的各个模块中进行流转，并且它在不同的MVC层次中表现出不同的形态和状态。

 

   我们不妨用一段简单的Struts2程序来证明这一点。这里依然选择Registration作为业务场景，源代码如下：

 

代码清单1 User.java
public class User{
  private String name;
  private String password;
  private Date birthday;

 //省略了setter和getter方法

}

 

代码清单2 user.jsp
<form method="post" action="registration.action">
   user name:<input type="text" name="user.name" value="downpour"/>

   password:<input type="password" name="user.password" value="pass"/>

   birthday:<input type="text" name="user.birthday" value="1989-03-23" />

   <input type="submit" value="submit"/>

</form>

 

代码清单3 UserAction.java
public class UserAction{
private User user;

public String execute(){
// 可以直接在这里使用user对象，因为它已经被作为传入的参数了
return "success";

}

//省略了setter和getter方法

}

 

这是一个简单的Struts2入门程序。仔细观察其中的运行细节就会发现，User是贯穿整个流转过程的数据载体，鉴于它的特殊作用，我们通常将User称之为数据模型（Model）。我们发现，User这个数据模型在不同的MVC模块中，表现出不同的形式：

  View层--表现层为字符串展现

    在这里，View层的数据模型讲遵循Http协议，因而它没有数据的概念。所有数据在页面上的表现都是一个个扁平的、不带数据类型的字符串，无论数据结构有多么复杂，数据类型有多丰富，到了展现的时候，全都一视同仁地当作字符串在页面上展现出来。数据在传递时，任何数据都被当作字符串或者字符串的数组来进行。

 

  Controller层--表现为Java对象
    在控制层，数据模型遵循Java的语法和数据结构。所有数据载体在Java世界中可以表现为丰富的数据结构和数据类型，你可以自定义喜欢的类，在类与类之间进行继承、嵌套。我们通常会把这种模型称之为对象树。数据在传递时，将以对象的形式进行。

 

      结论：数据在不同的MVC层次上，扮演的角色和表现形式不同。这是由于Http协议与Java的面向对象性之间的不匹配造成的。

 

    如果我们要数据在View层（页面）和Java世界中互相流转传递，就会在“字符串”与“对象树”之间存在不匹配性。这个不匹配性源于Web是一个“弱类型”的平台，Web的目标是展示类容，而Java却是具有丰富数据类型的“强类型”的平台，目标是处理复杂的逻辑。同一个对象，在“弱类型”的平台和一个“强类型”的平台之间交互，就必须有一个非常重要的“翻译”角色解决这种“不匹配”。这个角色，就是我们所说的表达式引擎，它充当着桥梁作用，保证数据能够顺利地在MVC的各个层次进行流转。
  
     Java与其它数据形式的匹配

      在我们的日常开发中，不仅要面对Java世界的对象，同时还要面对各种其它的数据元素表现形式（XML、HTML、关系数据库、JSON等）。这种情况下，我们总是采用一些工具来帮助解决不匹配的问题。例如，我们使用Hibernate或者myBatis这样的持久层框架来处理Java对象与关系型数据库的匹配。

 

2.数据访问的困境

     数据模型（Model）除了表现出流动性的特征外，我们同时更加关心数据的内容。在Web环境中，我们时不时会需要在MVC的任何执行层次对数据的内容进行访问。由于数据模型在MVC的不同不同层次的表现形式以及遵循的协议都完全不同，因而在MVC的不同层次，我们进行数据访问的具体方式也不同。

 

     数据访问的困境，主要还是来源于数据模型在某些层次的展现缺乏足够的表现力。例如，在视图层，既没有数据类型的概念，野咩野数据结构的概念。无论数据自身的结构有多复杂，一旦对外展现，都最终转化为统一的字符串形式。在这种情况下，我们就需要建立一种符号化的规则，使之与复杂而丰富的Java类型对应起来，这种规则就是表达式引擎的雏形。

 

    在数据流转的过程中，我们可以看到两个截然不同的方向：

    从View层到Controller层

     这个方向的数据流转所强调的，是能够保证一个扁平而分散的数据能以一定的规则设置到Java世界的对象树中去。同时，能够聪明地进行由字符串到Java中各个类型的转化。

    从Controller层到View层

     这个方向的数据流转所强调的，是保证在View层能够以某些简易的规则对Java的对象树进行访问。同时，在一定程度上控制对象树中的数据的显示格式。我们这里所说的数据访问，其实指的是数据从Controller层流转到View层的过程。在这个过程中，表达式引擎所起的作用，就是建立起访问规则与Java对象树之间的联系。在这个方面有不少成熟的方案，如JSTL、模版语言等等，但无论是什么样的解决方案，其实现的基础都是一致的，那就是表达式引擎。

 

3.表达式引擎
     从我们对所遇到的Web开发中的困境的讨论中，我们已经看到了在Web开发中引入表达式引擎的重要性。那么表达式引擎又是如何工作的呢？页面上的参数到底是如何与我们定义的Java类关联起来并实现交互的呢?我们以刚刚的Registration例子为基础，分析一下它们的存在形式，如下表所示。

                                      页面参数与Action中User类的映射关系
页面中的参数名 页面中的参数值 User类中的字段（类型）  User类中的字段值
user.name         Downpour          name(String)                      Downpour
user.password   Pass                  password(String)               Pass
user.birthday     1982-03-23        birthday（java.util.date） 1982-03-23
 
    实际上，第2列和第4列的内容是相同的，它们在本质上都是“值”。唯一的区别在于，第2列的值的存在空间是页面，因而无法为其定义所谓的数据类型，它们看上去都表现为字符串形式，而第4列的值的存在空间是Java类，此时，可以为之定义我们所需要的任何数据类型。

      我们重点来关注一下第1列和第3列。如果把它们单独列出来，实际上我们所实现的是一种转化，这种转化存在于一个规则化的表达式和Java对象之间：
    user.name---user实例的name字段
    user.password---user实例的password字段

    此时，我们就需要引入一个概念---表达式引擎。它的作用就是帮助我们完成这种规则化的表达式与Java对象之间的互相转化。从上面的例子可以看出，表达式引擎在其中起到了非常关键的穿针引线的作用。

 

结论：表达式引擎在Web开发中能够完成规则化字符串表达式与Java对象之间的互相转化，

           因而它成为架起MVC各个模块之间数据沟通的桥梁。

 

      发挥我们的主观能动性来思考一下，数据在交互的过程中到底会遇到什么样的困境，这些困境讲成为我们选择和使用表达式引擎的依据：

       表达式引擎应该能处理表达式与对象之间的映射关系，这种映射关系应是双向的。

       表达式引擎应该能支持丰富多样的表达式语法计算。

       表达式引擎应该能支持必要的数据类型的转换。

在Java世界中，有许多优秀的表达式引擎，比如OGNL。至于OGNL在内部实现机制和设计原理上有哪些亮点，还望读者参考OGNL自行研究。