三种主流Web架构

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wx59a761fc8c542 2021-07-15 14:13:41

文章标签 C 文章分类 架构后端开发

做WEB好几年了，各种语言和技术都稍有涉猎。今天心血来潮，突然想总结一下。其实不论什么技术，什么需求，通常WEB开发就是通过WEB前端管理一个或大或小或独立或分布式的关系型数据库，很多东西都是相通的。这里说的WEB架构，是指WEB应用开发中每种技术独有的资源组织形式（包括文件，数据库，HTTP请求处理等。注意并非OO的开发方式才有架构一说），也许说开发方式更容易让人理解一些。

以下想法主要以PHP实现为示例，但很多体会我想Java，.NET，Ruby开发者应该也很容易理解。最后是我对于刚面世就引起无数人关注的Delphi fo PHP的评测。

WEB程序的架构基本上可以分成以下三类：

(一) 基于“WEB页面/文件”，例如CGI和PHP/ASP程序。程序的文件分别存储在不同的目录里，与URL相对应。当HTTP请求提交至服务器时，URL直接指向某个文件，然后由该文件来处理请求，并返回响应结果。

比如http://www.website.conm/news/readnews.php?id=1234

可以想像，我们在站点根目录的news目录下放置一个readnews.php文件。

这种开发方式最自然，最易理解，也是PHP最常用的方式。要注意产生的URL对搜索引擎不友好，不过你可以用服务器提供的URL重写方案来处理，例如Apache的mod_rewrite。

(二) 基于“动作”(Action)。这是MVC架构的WEB程序所采用的最常见的方式。目前主流的WEB框架像Struts、Webwork(Java)，Ruby on Rails(Ruby),Zend Framework(PHP)等都采用这种设计。URL映射到控制器(controller)和控制器中的动作(action)，由action来处理请求并输出响应结果。这种设计和上面的基于文件的方式一样，都是请求/响应驱动的方案，离不开HTTP。

比如 http://www.website.com/news/read/id/1234

可以想像在实际代码中，我们会有一个控制器newsController，其中有一个readAction。不同框架可能默认实现方式稍有不同，有的是一个Controller一个文件，其中有多个Action，有的是每个Action一个文件。当然这些你都可以自己控制，题外话。

这种方式的URL通常都很漂亮，对搜索引擎友好，因为很多框架都自带有URL重写功能。可以自由规定URL中controller、action及参数出现的位置。

另外，还有更直接的基于URL的设计方案，那就是REST。通过人为规定URL的构成形式（比如Action限制成只有几种）来促进网站之间的互相访问，降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。REST对于Web Services来说是一个创新。

虽然本文讨论的是单个项目所采用的架构，而REST是为了解决网站之间的通讯问题，但REST的出现，会对单个项目的架构造成影响（很显然你在开发时就要构造规范的URL）。将来混用REST和MVC应该也是一种趋势。RoR提供很好的REST支持，Zend Framework也提供了Zend_Rest来支持REST，包括Server和Client。

(三) 基于“组件”（Component ，GUI设计也常称控件）、事件驱动的架构，最常见的是微软的.NET。基本思想是把程序分成很多组件，每个组件都可以触发事件，调用特定的事件处理器来处理（比如在一个HTML按钮上设置onClick事件链接到一个PHP函数）。这种设计远离HTTP，HTTP请求完全抽象，映射到一个事件。

事实上这种设计原本最常应用于传统桌面GUI程序的开发，例如Delphi，Java Swing等。所有表现层的组件比如窗口，或者HTML表单都可以由IDE来提供，我们只需要在IDE里点击或拖动鼠标就能够自动添加一个组件，并且添加一个相应的事件处理器。

这种开发方式有几个优点：

复用性 -代码高度可重用。

易于使用 -通常只需要配置控件的属性，编写相关的事件处理函数。

我个人也挺喜欢这种方式，PEAR就提供了相当强大的HTML_QuickForm，用于在页面添加表单元素及其事件处理函数，还可以与Smarty等模板引擎相结合。这对于项目开发来说是一个补充性的功能，在项目中的某些部份使用QuickForm，有时可以大大加快开发。

而完全基于组件和事件驱动的开发框架对于PHP来说也已经不新鲜，PRADO就是一个这样的框架，曾经得过Zend编程大赛的头奖。但目前来说很显然Prado所提倡的这种开发方式仍然没有被大部份PHP程序员所接受。为什么呢？

我觉得主要有以下两个问题：

(1)效率问题

这里指的不是开发效率，而是代码的执行效率。众所周知，正常情况下，PHP的执行是相当高效的。但是目前这种基于控件的框架效率都成问题。Prado本身提供了一个缓存机制来缓解这个问题。如果不采用缓存，可以说很多站点根本不能使用Prado这样的框架，比如门户网站，大型论坛等。

但ASP .NET不太一样，因为它是编译型的框架，最后生成的代码是编译生成的，不需要再次进行中间过程的诸多处理，所以在第一次执行之后速度会很快，执行效率还是很高的。　这是语言层次的功能，Prado无法通过代码层次的努力完全弥补。

(2)没有强大的IDE支持

设置控件的属性，添加其对应的事件处理器，看似简单，但控件多了，这也是个繁重的工作。.NET的强大就在于它把程序员从重复的工作中解放了出来，设置属性很方便，事件处理器也会自动添加。Prado目前没有这样的IDE支持。

总之，这种基于控件的框架比较适合于用户交互较多的，需要对页面中的很多组件设置不同处理操作，但对于性能要求不高的应用。另外，带有组件支持的框架通常对AJAX的支持都较好，比如.NET和Ruby on Rails。

综上，三种架构基本上可以代表目前的所有主流WEB开发方式，包括PHP,JavaEE,.NET,Ruby/RoR。

目前PHP开发的状况和未来的趋势：

平时做PHP比较多，特别总结一下PHP开发的趋势。目前在PHP开发中，我们最常用的是基于“文件”的架构，其实也就是一种“面向过程”的开发方式。通常我们写PHP程序的目的就是“快点上线，让程序跑起来”。而且大多数PHP程序员还要和HTML、CSS做近身搏斗，所以如果程序太抽象，调整视觉效果就比较困难。所以对于小项目，这是一个最好的选择。

但越来越多人认识到，面向对象和MVC框架更能促进代码的复用和分享，而且程序易于扩展，随着程序复杂性的增加这个趋势越明显。所以OO框架层出不穷。目前PHP框架当中最有前景的是CakePHP、Symphony和Zend Framework，各自拥有活跃的社区和庞大的用户群，都在快速成长当中。PHP的框架都避免走Java框架庞大臃肿的老路，致力于快速开发，而且主动模仿和吸收RoR这些优秀框架的新特性。随着PHP5的普及和这些框架的成熟，加上PHP原本开发社区的庞大人数，将来也许又会再产生出一些行业性的标准。

这种选择适合于中大型项目，特别是需要较大的团队合作和需要长期维护和二次开发情况。个人认为这是将来PHP开发的趋势。

而对于基于组件和事件驱动的开发方式大多数PHP程序员都不感兴趣。但是也有不少人在做这方面的努力，例如Codegear的Delphi for PHP，就吸引了很多人的关注。如果有强大的商业支持，也许将来在开发市场也会占一席之地。

我会在下一篇文章介绍D4P的新特性并作评测。

WEB开发的未来展望：

随着更贴近HTTP的REST的流行，我觉得像.NET和Java中的抽象组件的方式会受到冲击。因为这些组件并不如它们所承诺的那么方便。未来MVC+REST+RIA的模式应该会比较流行。

AJAX是一把双刃剑，尽管事件驱动的架构看起来非常适合于处理异步的请求（可以想像页面中存在几个组件，每个组件都可以触发异步请求，对应对服务器端的某个事件处理器，看起来是很理想的一个处理方式），但要为客户端自动生成良好的JavaScript代码是很不容易的，要满足各种浏览器的兼容性要求，还要能够自己进行扩展，以满足项目中千奇百怪的需求。很多时候我更倾向于使用一些JS框架如Prototype来自己开发各种效果，而不是在服务器端生成。在服务器端生成JS的两个结果，一是对生成的代码不信任，二是人变傻，因为你并不知道真正发生了什么。

(一点牢骚也贴上来)

关于WEB开发的个人疑惑：

l 为了让开发更简单，我们不得不学习使用复杂的开发工具和框架，这到底是一个进步，还是退步？

l IDE让程序员变聪明还是变傻？当我们在服务器代码里面就可以设计客户端界面，这是一个进步还是退步？

举个例子说，微软的ASP.NET AJAX，让我们可以在服务器端设计各种异步的控件。那么程序员甚至可以不会Javascript，不懂AJAX就设计出各种客户端效果。要是哪一天项目需要设计稍复杂的效果，靠IDE和框架无法自动完成，你要怎么办？　到这个时候再来学JS，也许就迟了。更可怕的是，技术在更新和淘汰，可能十年之后，你会发现自己除了各种IDE之后，真正精通的技术很少，脱离了IDE你写一个小程序都要查半天API手册，因为你平时都是依赖“自动补齐”来写代码的！这样的情景，我想没有人愿意发生。

也许对于短期开发的项目来说，是一个进步，但对于程序员个人的成长来说，这并不是好事。对工具的依赖，导致了我们对于底层和核心技术的不求甚解，限制了个人的成长。

　先前我曾经介绍过利用Apache Axis实现基于SOAP的Web Service实现技术和相关代码，总的来说，SOAP的Web Service解决方案虽然较为成熟，且安全性较好，但是使用门槛较高，在大并发情况下会有性能问题，在互联网上使用不太普及，因此并不太适合Web 2.0网站服务使用，目前大量的Web 2.0网站使用另外一种解决方案——REST。

　　REST的架构设计

　　REST（Representational State Transfer）是一种轻量级的Web Service架构风格，其实现和操作明显比SOAP和XML-RPC更为简洁，可以完全通过HTTP协议实现，还可以利用缓存Cache来提高响应速度，性能、效率和易用性上都优于SOAP协议。

　　REST架构遵循了CRUD原则，CRUD原则对于资源只需要四种行为：Create（创建）、Read（读取）、Update（更新）和Delete（删除）就可以完成对其操作和处理。这四个操作是一种原子操作，即一种无法再分的操作，通过它们可以构造复杂的操作过程，正如数学上四则运算是数字的最基本的运算一样。

　　REST架构让人们真正理解我们的网络协议HTTP本来面貌，对资源的操作包括获取、创建、修改和删除资源的操作正好对应HTTP协议提供的GET、POST、PUT和DELETE方法，因此REST把HTTP对一个URL资源的操作限制在GET、POST、PUT和DELETE这四个之内。这种针对网络应用的设计和开发方式，可以降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。

　　REST的设计准则

　　REST架构是针对Web应用而设计的，其目的是为了降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。REST提出了如下设计准则：

　　网络上的所有事物都被抽象为资源（resource）；

　　每个资源对应一个唯一的资源标识符（resource identifier）；

　　通过通用的连接器接口（generic connector interface）对资源进行操作；

　　对资源的各种操作不会改变资源标识符；

　　所有的操作都是无状态的（stateless）。

　　使用REST架构

　　对于开发人员来说，关心的是如何使用REST架构，这里我们来简单谈谈这个问题。REST不仅仅是一种崭新的架构，它带来的更是一种全新的Web开发过程中的思维方式：通过URL来设计系统结构。REST是一套简单的设计原则、一种架构风格（或模式），不是一种具体的标准或架构。REST有很多成功的使用案例，著名的Delicious和Flickr都提供基于REST风格的API使用，客户端调用也极其方便，下面是我用ASP写的一个很简单的REST举例，从中可以看出REST是多么的简单易用。

　　客户端代码：

Private Function httpGet(url, method, data)
    Dim xmlhttp
    Set xmlhttp = Server.CreateObject("MSXML2.ServerXMLHTTP")
    xmlhttp.open method, url + "?" + data, False
    xmlhttp.setRequestHeader "Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded; charset=UTF-8"
    xmlhttp.setRequestHeader "Content-Length", Len(data)
    xmlhttp.send (Null)
    If (xmlhttp.Status = 200) Then httpGet = xmlhttp.responseText
    Set xmlhttp = Nothing
End Function

Private Function httpPost(url, method, data)
    Dim xmlhttp
    Set xmlhttp = Server.CreateObject("MSXML2.ServerXMLHTTP")
    xmlhttp.open method, url, False
    xmlhttp.setRequestHeader "Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded; charset=UTF-8"
    xmlhttp.setRequestHeader "Content-Length", Len(data)
    xmlhttp.send (data)
    If (xmlhttp.Status = 200) Then httpPost = xmlhttp.responseText
    Set xmlhttp = Nothing
End Function

Private Function httpPut(url, method, data)
    Dim xmlhttp
    Set xmlhttp = Server.CreateObject("MSXML2.ServerXMLHTTP")
    xmlhttp.open method, url, False
    xmlhttp.setRequestHeader "Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded; charset=UTF-8"
    xmlhttp.setRequestHeader "Content-Length", Len(data)
    xmlhttp.send (data)
    If xmlhttp.Status >= 400 And xmlhttp.Status <= 599 Then
        response.write " Error Occurred : " & xmlhttp.Status & " - " & xmlhttp.statusText
    Else
        response.write xmlhttp.responseText
    End If
    If (xmlhttp.Status = 200) Then httpPut = xmlhttp.responseText
    Set xmlhttp = Nothing
End Function

Private Function httpDelete(url, method, data)
    Dim xmlhttp
    Set xmlhttp = Server.CreateObject("MSXML2.ServerXMLHTTP")
    xmlhttp.open method, url + "?" + data, False
    xmlhttp.setRequestHeader "Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded; charset=UTF-8"
    xmlhttp.setRequestHeader "Content-Length", Len(data)
    xmlhttp.send (Null)
    If xmlhttp.Status >= 400 And xmlhttp.Status <= 599 Then
        response.write " Error Occurred : " & xmlhttp.Status & " - " & xmlhttp.statusText
    Else
        response.write xmlhttp.responseText
    End If
    If (xmlhttp.Status = 200) Then httpDelete = xmlhttp.responseText
    Set xmlhttp = Nothing
End Function

response.write httpPost("http://localhost/rest/service.asp", "POST", "do=POST")
response.write httpGet("http://localhost/rest/service.asp", "GET", "do=GET")
response.write httpPut("http://localhost/rest/service.asp", "PUT", "do=PUT")
response.write httpDelete("http://localhost/rest/service.asp", "DELETE", "do=DELETE")

　　服务端代码：

Response.Write Request.ServerVariables("REQUEST_METHOD")
If (Request.ServerVariables("REQUEST_METHOD")="GET") Then
Response.Write "DO GET" + Request("do")
ElseIf (Request.ServerVariables("REQUEST_METHOD")="POST") Then
Response.Write "DO POST" + Request("do")
ElseIf (Request.ServerVariables("REQUEST_METHOD")="PUT") Then
Response.Write "DO PUT" + Request("do")
ElseIf (Request.ServerVariables("REQUEST_METHOD")="DELETE") Then
Response.Write "DO DELETE" + Request("do")
End if

　　需要注意的是，IIS服务器默认是不支持ASP文件的PUT和DELETE操作，默认会返回“403 - Forbidden”错误，因此需要修改IIS的设置，修改方法是：管理根据－IIS信息服务器－网站－属性－主目录－应用程序配置－配置－映射，选择ASP －编辑－修改为全部动作。