架构模式：MVC

引言

MVC，即 Model（模型）-View（视图）-Controller（控制器），是广泛应用于交互式系统中的典型架构模式，尤其在 GUI 和 Web 应用中。

MVC 的概念源自 GOF（Gang of Four）的设计模式中的观察者模式（Observer Pattern），尽管 GOF 的经典设计模式中并未明确提出 MVC 这一术语。该概念由 Trygve Reenskaug 在 1979 年首次提出于其论文《Models-Views-Controllers》中。

MVC 架构通过将系统划分为三种关键组件，使其逻辑结构更清晰：

• 模型（Model）：管理应用程序的核心数据和业务逻辑，独立于视图和控制器，不关心数据的显示方式或如何被操作。
• 视图（View）：负责数据的呈现，通过从模型获取数据来展示给用户，不包含业务逻辑。
• 控制器（Controller）：处理用户输入，更新模型并通知视图以更新展示。

经典 MVC 的这种架构分离使得用户界面（视图和控制器）与核心数据（模型）解耦。本文探讨两种主流的 MVC 模式：经典 MVC 和 Web 应用中的 MVC Model 2 模式。

经典MVC

在经典 MVC 中，视图（View）是系统的中心，它负责发起事件请求。控制器（Controller）响应这些事件请求，更新模型（Model）。当模型发生变化时，它通过观察者模式通知视图，视图则自动更新。这种模型和视图之间的交互不需要控制器参与。

经典 MVC 主要应用于桌面应用程序中，因为它的观察者模式在本地环境中表现良好。但在 Web 应用中，视图和模型分别位于浏览器端和服务器端，这种模型观察的机制很难实现。因此，经典 MVC 在 Web 应用中的适用性受到限制。

尽管如此，经典 MVC 的分层设计及其使用的设计模式（观察者模式、组合模式、策略模式）至今仍具借鉴意义。

观察者模式

经典 MVC 使用观察者模式来实现主动模型（Active Model），即当模型发生变化时，自动通知视图进行更新。例如，在一个音乐播放应用中，当用户点击播放按钮，控制器通知模型播放音乐，模型可以通过观察者模式通知视图更新播放状态。

在简单场景中，模型可以是被动的（Passive Model），例如，控制器通知视图获取数据，模型则只作为数据持有者而不主动通知视图更新。

组合模式

View和Controlle通常是分层组织的，像树状结构的布局是其典型的实现。组合模式允许将复杂的视图结构拆解为简单的子视图，从而提高系统的可维护性和复用性。

策略模式

MVC 架构的另一重要特性是，可以在不修改视图的情况下改变系统的响应逻辑。控制器可以封装不同的响应策略，通过策略模式，系统可以动态切换控制器，调整用户输入的响应方式。

Web应用MVC：Model 2

Model 2 是为适应 Web 应用的特点而对经典 MVC 进行的改进，常用于 JSP 和类似的 Web 框架中。它采用了前端控制器模式（Front Controller Pattern），即所有用户请求首先由控制器处理，控制器负责调用模型和视图，生成用户所需的内容。

在Model2模式中，Controller是系统的核心，用户所有请求被 Controller 拦截（Front Controller模式，servlet / filter）。Controller 首先响应用户输入，并更新数据到Model组件，然后从Model获取需要的数据，并整合成 View 层需要的 Domain Objects（一般包含数据和业务逻辑，POJO / JavaBean）。随后，Controller 根据结果调用适当的 View 进行展示。

每个视图都有于此相关联的控制器组件。控制器接受用户输入，用户通过控制器与系统交互，控制接收到用户输入指令，首先操作Model实现数据更新，然后Controller通知View展示最新数据，View在展示过程中会与Model通信获取最新数据。

此模式下，View 和 Model 的部分可能有多种实现。一般倾向于单向互通（即View可直接获取Model）或间接互通。

例如，在一个电子商务网站中，用户在页面上进行商品搜索操作，请求首先被控制器（Servlet）拦截。控制器调用模型（数据库操作的 JavaBean）进行商品搜索，获取结果后将数据整合成视图需要的格式，然后调用相应的 JSP 视图页面展示搜索结果。用户可以在视图页面上进一步查看商品详情，视图页面会再次与模型通信获取商品的详细信息。

Java Web Model 2

Java Web Model 2是Model 2的典型范例，在Model 2构架中，Servlet作为前端控制器，负责接收客户端发送的请求，在Servlet中只包含控制逻辑和简单的前端处理；然后调用后端JavaBean来完成实际的逻辑处理；最后转发到相应的JSP页面处理显示逻辑。

Model2中，JSP是表现层角色，仅用于将结果呈现给用户。浏览器发来的请求与Servlet（控制器）交互，而Servlet负责与后台的JavaBean通信。模型（Model）由JavaBean充当，视图（View）有JSP页面充当，而控制器（Controller）则由Servlet充当。

优缺点

优点

低耦合性

视图层与业务层分离，使得更改视图层代码无需重新编译模型和控制器代码。同样，应用程序的业务流程或业务规则改变只需改动 MVC 的模型层。由于模型与控制器和视图相分离，改变应用程序的数据层和业务规则变得容易。

高重用性和可适用性

随着技术的不断进步，现在需要用越来越多的方式来访问应用程序。MVC模式允许你使用各种不同样式的视图来访问同一个服务器端的代码。它包括任何WEB（HTTP）浏览器或者无线浏览器（wap），比如，用户可以通过电脑也可通过手机来订购某样产品，虽然订购的方式不一样，但处理订购产品的方式是一样的。由于模型返回的数据没有进行格式化，所以同样的构件能被不同的界面使用。例如，很多数据可能用HTML来表示，但是也有可能用WAP来表示，而这些表示所需要的命令是改变视图层的实现方式，而控制层和模型层无需做任何改变。

较低的生命周期成本

MVC使开发和维护用户接口的技术含量降低。

快速的部署

使用MVC模式使开发时间得到相当大的缩减，它使程序员（Java开发人员）集中精力于业务逻辑，界面程序员（HTML和JSP开发人员）集中精力于表现形式上。

可维护性

分离视图层和业务逻辑层也使得WEB应用更易于维护和修改。

有利于软件工程化管理

由于不同的层各司其职，每一层不同的应用具有某些相同的特征，有利于通过工程化、工具化管理程序代码。

缺点

复杂性

MVC 架构虽然提高了系统的模块化，但也带来了额外的复杂性，特别是在小型项目中，可能过于臃肿。

调试困难

由于视图、控制器和模型是相互独立的，调试时可能需要跨多个模块进行排查，增加了调试的难度。

总结

MVC 首次将心智模型与数字模型建立联系，同时将代码逻辑进行分层，将「渲染」「控制 / 分发」与数据存储进行有机分隔。此后，在涉及界面展示的编程领域，人们大概率会想到 MVC 的分隔方式并依此实现。因此，MVC 存在各种变种和通信方式，如 Backbone JS 中 View 和 Model 之间可以相互更改；Cocoa MVC 中 View 和 Controller 之间、Controller 和 Model 之间相互更改。