Ruby/Rails: 不一样的'Web'应用

我不是Web程序员,也从来未开发过用户超过10个人的'web'项目:-),但这并不意味着web技术对我无用,正相反,我开发过许多和web技术有关的程序和库,web架构和思想对我的设计和开发有着很大的帮助。

例如我经常碰到要设计通讯协议以适应不可靠的传输,web的无状态特性正是克服不可靠传输的法宝,屡试不爽:-)

最近一段时间用ruby作了不少东西,也有用rails,但是从来没有对rails内部进行深究.直到最近碰到一个项目,促使我不得不到rails里面去挖掘,以借鉴rails一些优秀的东西。

这个项目非常有趣,是一套用于农场的自动化系统(所以使用者大多是奶牛,哈哈~),包含用于工人们佩戴的移动W设备,到处安装的RFID数据收集设备,闸门控制设备,电子称,显示屏....还有许多名目繁多的设备,这些设备的数据有的通过电缆,有的通过ZigBee无线网络汇集到一台服务器上,这台服务器跑Linux,运行Rails。服务器负责收集所有设备的数据,和发送指令给相关设备,例如控制闸门。

给我不断带来麻烦的是这个W设备。

W设备是这个系统里面除服务器外唯一和人打交道的设备,配有RFID数据收集器,一个小液晶显示屏,数个按钮,通过ZigBee无线网络和服务器通讯---典型的嵌入式移动设备。

客户起初对W设备的操作功能要求不高而对成本敏感,因此W设备配置了很低的硬件资源,基本上就是靠一个集成了无线功能的MCU操作,仅数十k的内存,但对于简单的数据收集和传输,绰绰有余。

然而好景不长,随着项目进行,客户对W设备赋予了更多更重要的角色,功能需求暴涨,且快速变化,更重要的是,要求日后能够定制功能(二次开发)。

Mission Impossible ? 不,这正是一个典型B/S架构的系统最适合做的事情了。当然普通web浏览器无法在W的数十k内存上跑,HTTP/HTML也无法有效的在ZigBee网络上传输,因此我们就新设计了一套通讯协议和标记语言,姑且称之为MML(Mini Markup Language)。

那么服务器端呢?已经有rails在跑用于收集/展示数据,输出报表之类的任务,可以利用rails来作为W的服务端么?

通讯问题,改改Webric,从串口(连接到ZigBee网络控制器)上获取数据并伪装成web请求,或许还可以...路由问题,由于ZigBee带宽极其有限,需要高度精简传输内容,因此传回来的请求串中包含的是非常简短的内容,需要转换到对应的Controller/Action,这个通过添加router映射似乎也可行。MML Render问题就比较头痛了,需要修改的地方不少。

考虑到修改rails可能工作量和分险比较高,于是采用另外一个方案:设计新的W Server,在W Server里面直接利用rails的资源。实际上,最终这个W Server直接放在rails应用程序的scripte目录下(也许vendor目录更合适),在W server里面只要加入:
require File.dirname(__FILE__) + '/../config/boot'

然后就可以使用rails提供的任何资源了,当然对于W Server来说,最有用的是Models。这样W Server就和rails应用程序浑然一体了。

W Server有了rails这样强大的后盾之后,还需要有:Parser, Router,Server,Controller,和MML render.

Parser: 负责解析自定义的通讯协议,获取从W设备传来的请求,并解析参数等。
Router: 扫描并装载Controllers,缓存Controller对象,根据Parser的结果取得相应Controller的对象。Router还负责监控Controller是否已被修改和重新装载Controller.
Server: 总控制,从串口中读取数据,调用Parser解析,把结果传给Router,从Router中获取Controler对象并根据Parser结果调用Controller.Action,以及缓存Controller的输出等等。
Controller: 业务逻辑都在这里实现,调用rails的Models访问数据库。
MML Render: 使用erb作为模板文件,再加上一些辅助的功能,例如render link,menu之类的,和自定义的MML特性密切相关。MML Render作为module最终mixin到Controller里面。

可以看出,W Server模型几乎和rails的一样,在设计W Server碰到问题时经常探究在rails中是怎么解决的,因此倒是对rails的了解增进了不少。当然由于W Server的工作方式,目标和rails不同,因此复杂度就不可同日而语.

这个项目做完之后,我有几个感受:
* Ruby的开发效率真的很高
  除去注释,full stack的W Server的全部代码少于千行,what a surprise!当然,这里沾了rails的光,省却了Models,还有erb拿来就用.然而相比之下,在W上光MML解析和Render部分C代码就超过2000行.

* 复用Rails真的很容易
  在这个案例中,就是增加一行代码而已.

* Web技术,可以无处不在
Ruby/Rails = Make it real!


~文以共勉~

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