Swing程式最佳架構設計—以業務對象為中心的MVC模式

 

        Swing 程式最佳架構設計 — 以業務對象為中心的 MVC 模式   前言：我打算寫一系列關於Swing程式開發的文章。這是由於最近我在做一個Swing產品的開發。長期做JavaEE程式，讓我有些麻木了。Swing是設計模式的典範，是一件優雅的藝術品，是一件超越時代的產品！有機會作Swing軟體的開發，讓我非常有感覺！呵呵，希望有機會能夠用Java3D編寫軟體，那種感覺一定更棒！Java和Swing都是傑作。我這個人對別人一向很挑剔的，能夠得到我由衷地讚譽，可想而知它們有多優秀了。奇怪的是，它們居然一直都無法佔領案頭市場。有人說這是技術的原因。我認為這應該是商業、曆史的原因才對。好了，我也應該為java和Swing在案頭的成功盡我綿薄之力，共用我的思想吧！以感謝這麼多年來，Java帶給我的美好回憶。檯燈、電腦、Java，還有Coffee，伴我度過多少不眠之夜！I love U！    Swing 程式最佳架構設計之一                        業務模型中心架構模式  以業務模型為中心以業務模型為中心的架構模式。這是Swing和其他所有程式應該採用的架構模式。之所以強調Swing，是因為在Swing程式中使用這種“以業務模型為中心”的架構模式，更有意義，作用更大！我們知道，一個軟體由幾個部分組成：1，表現層（使用者介面層）這時軟體和使用者互動的部分，可以分為字元介面（DOS等命令列），GUI圖形介面（案頭GUI，瀏覽器GUI，三維介面）等。這僅僅是軟體的外表，外貌再華麗，也不能說明軟體的優劣！Google的介面平淡無奇，但它確是今天最強大的軟體！ 2，業務層這是實現軟體功能的地方。存在著大量映射著業務領域的對象，存在著複雜的業務計算。這才是軟體真正工作的地方。軟體的核心和痛點就在這裡！巨大的開發工作量和思考，也都集中在這裡。業務模型，及其互相之間的互動，這才是軟體的核心！ 3，資料庫訪問層（可能有）有些軟體需要把操作儲存進資料庫，持續保留下來。通常，企業級等需要業務資料的軟體需要這個模組。它實現業務對象和關係型資料庫的映射。稱為“O-R”映射。 4，持久化層（可能有）有些軟體不把資料儲存進資料庫，而是儲存為檔案。如，二進位檔案，文字檔，XML檔案等。它實現業務對象和檔案之間的映射。可能是序列化業務對象。如果是儲存為xml檔案，我們稱它為O-XML映射，是業務對象和XML檔案之間的映射。現在有一些開源軟體實現了Java對象和XML檔案之間的映射，就如同是O-R映射一樣。其實，基於Java的XML訪問組件，自己開發O-XML映射也是非常簡單的，我自己也寫了一個這樣的庫。 可以看到，“以業務模型為中心”，並不是一種特例，而是最基本的軟體開發規律！是所有軟體共有的基本特性。只是，今天，在各自不同的領域，這個基本常識被一些常用的領域中的架構模式所模糊了。如，在Java的企業級軟體開發中，大家都知道J2EE軟體分為3層：1，表現層2，業務層-----業務對象和Service助手類3，資料庫訪問層-----DAO助手類這樣的架構模式，模糊了“業務對象”是整個軟體的核心這樣一個事實。Service助手類和DAO助手類，實際上都是業務對象的一部分，完全可以被放在業務類中。助手類和業務對象分離，不過是一種設計模式而已。   Swing程式中的應用好了，本文並不想討論這些“形而上學”的問題。上面的討論，不過是想讓你明白，本文所論述的“以業務模型為中心”的架構模式，並不是Swing應用程式所特有的，而是所有軟體的特性，只是，在Swing這個條件優越的案頭開發環境中，更加有用罷了！ Swing程式作為傳統型程式，擁有比JavaEE程式更好的環境，更強的功能。Swing程式常常是單機的，即使是網路化的，也可以在業務層中實現分布式，而不像JavaEE程式，使用者介面和響應使用者操作的代碼都是分布在不同的機器上的！因此，Swing程式更能發揮我們軟體開發人員的智慧和能力！   Swing 程式最佳架構設計之二                        MVC 模式   Swing程式的組成一般，Swing程式由以下幾部分組成：1，表現層----Swing組件組成的GUI2，業務層------業務對象，及其相互之間的關係3，持久化層-----把業務對象儲存為檔案，或者是資料庫記錄。 MVC模式在Swing程式中的應用我們知道，Swing是MVC模式的典範。Swing的各個可視化組件都使用MVC模式來設計。 Swing組件一般由三個部分組成：1，Swing的Model，這是MVC中的M—模型部分。它儲存了Swing組件所需要的資料。Swing組件的UI需要根據它來展現。2，Swing的UI類。這是MVC模式的View—視圖部分。它根據組件的Model中的資料，執行繪製、展現Swing組件的任務。3，Swing組件類。這是“門面”，它封裝了Swing的UI對象和Model對象。我們一般都是通過它來操縱Swing組件，不會直接使用Swing組件內部的UI對象和Model對象。Swing組件之間，還有著複雜的關係。Swing的UI類，監聽Model對象的資料改變，即時進行重繪介面的工作。在Swing組件上還可以註冊一系列的事件監聽器。它們就是MVC模式中的Controller控制器。  Swing應用程式中使用MVC模式一個Swing應用程式的GUI由很多個Swing組件組成。各個Swing組件本身是由MVC模式設計的，而我們的整個Swing應用程式的表現層也應該由MVC模式設計。使用MVC模式，能夠更好地分離代碼和資料。使整個應用的表現層部分，更加低耦合、高內聚，靈活度更高。在Swing應用程式的編寫過程中，我們需要使用Swing組件的2個部分：1，Swing組件的Model。Swing組件的MVC模式設計，使整個Swing組件是以Model為核心的。通過更改Model，我們就能夠即時改變Swing組件的UI外觀。2，Swing組件上註冊事件監聽器。這是Swing組件的控制器，也可以作為整個Swing程式的控制器之一。    在Swing組件的監聽器中，我們可以響應使用者的操作，作為整個程式功能的入口。在這裡，我們可以調用業務層的代碼進行業務計算。計算完畢之後，可以修改Swing程式的外觀。常常是修改某個Swing組件的Model。    Swing組件的監聽器，一般是使用Swing程式的內部類來實現的。因此，我們可以在控制器中完全使用整個Swing程式的所有資源！因此，Swing組件的控制器是足夠足夠強大的！  此Model非彼Model讀者應該對JavaEE比較熟悉吧。畢竟，今天Java的主戰場是在企業級應用上，會java，而不懂javaEE，這就有點說不過去了。這裡，我以大家比較熟悉的JavaEE的表現層技術來說明Swing程式的MVC設計。 Struts中，其MVC由以下幾部分組成：1，View視圖，就是使用Struts標籤的JSP頁面。2，Controller控制器，就是響應使用者操作的Action。3，Model模型，就是使用者html頁面表單中提交的資料。這在Struts中被稱為“form”表單。HTML表單的資料，都是String型的，而我們的業務對象的屬性，卻未必都是String型的。因此，在Struts應用程式中，我們需要根據接收到的form對象，構造業務對象。在SpringMVC中，提供了一個機制，可以協助我們自動把表單資料轉為業務對象。對於一些特殊的類型轉換，還是需要我們手工提供轉換。Form和業務對象之間的自動轉換，固然是提高了開發效率。但是，我們必須要明白，GUI組件中的資料Form和業務對象是截然不同的兩種東西。2者碰巧一樣，或者可以自動轉換，只是特例。它們本質上還是兩樣截然不同的東西。Form是表現層的資料容器，而業務對象則是來自於特定業務的對象。Form的資料類型，變化不多，而業務對象的資料類型，那就是千變萬化了。因此，Form物件類型和業務物件類型一致，這是少之又少的特例。  Swing程式中的表單資料（Form）和業務對象（Model）Web應用程式中的表單資料form，是來自於Html的表單的各個項的資料，都是String類型。Swing程式中的表單資料Form。是由Swing程式的各個Swing組件的Model組成的。其各個部分的資料類型非常不同。如，最簡單的文字框JTextField的Model，是javax.swing.text.Document類型的對象。這個對象，我們也可以直接得到或設定String的值來作為Model。實際上這個String類型的資料，是Document的屬性。還有，如JTree組件的Model是TreeModel對象。因此，Swing程式中的表單資料Form的類型是非常多的。顯然，我們的業務對象不大可能和Swing的Form資料的類型一致。因此，Swing程式的表現層的資料Form和業務對象Model之間的轉換，必然要由我們自己去實現。不大可能直接把Form作為業務對象扔到業務層中使用。也不可能直接在Swing的GUI中顯示業務對象的資料！  Swing程式的MVC模式的使用整個Swing程式應該這樣使用MVC模式：1，JFrame或者其他頂層容器中，由各個Swing組件構成了View視圖層。用來展現資料，提供使用者操作的圖形介面。 2，一個或者一組業務對象是Model。它們存放了Swing組件要顯示的資料。它們是業務對象，因此，可以直接在業務層代碼中使用，執行複雜的業務計算。它們不能直接在Swing組件中顯示。而是需要根據業務對象，構造Form對象，也就是Swing組件的Model來展示資料。為了讓View—Swing組件即時展現業務對象的資料，我們需要讓Swing組件監聽業務對象，一旦業務對象發生改變，就重新根據新的資料，構建新的Swing組件的Model，從而在Swing組件上展現最新的業務對象資料。這裡，我們使用ChangeListener改變監聽器。為了讓業務對象能夠得到使用者最新輸入的資料，我們還需要將業務對象註冊到Swing組件上。一旦Swing組件的資料發生了改變，就通知業務對象。業務對象根據Swing組件的Model，也就是Form對象的資料，修改業務對象的值。為了實現這樣的功能，我也使用了事件機制，實現了這一功能。這將在下文中論述。現在，業務對象和Swing組件之間，通過雙向的事件監聽機制，實現了雙向的引用！ 3，在Swing各個組件上註冊響應事件的監聽器（控制器），以響應使用者的操作。這些控制器，使用匿名內部類實現。每一個Swing組件上的控制器，都不僅僅是該Swing組件的控制器，而是整個Swing程式的控制器。因為，內部類可以操縱整個Swing程式的所有資源，因此，我們可以在控制器中，使用所有Swing組件的form，也可以使用所有業務對象，調用所有業務方法，實現任何需要的功能！控制器，是業務功能的進入點，它串連了Swing程式的表現層和業務層，串連了Swing的Form（Swing組件的Model）和業務對象。 現在，我們的Swing程式結構清晰，功能區分合理，低耦合、高內聚，堪稱是MVC模式的典範！   Swing組件和業務對象之間的互動關係在上文中，我們提出了Swing組件和業務對象之間相互的事件監聽機制。Swing組件監聽業務對象，使用“觀察者模式”的一種實現機制，ChangeListener改變監聽器。當然，也可以使用Observe/Observable這樣的機制，或者其它的事件機制。但是，經過權衡，我覺得還是ChangeListener最符合我的需要。它功能強大，又很簡單。當我們需要某個Swing組件監聽我們的業務對象時，我們建立一個該Swing組件的子類，它實現ChangeListener介面，實現public void stateChanged(ChangeEvent e){…}方法，根據監聽的業務對象的資料，構建自己新的Model，從而改變本Swing組件的顯示。 業務對象又該怎樣監聽Swing組件呢？我鐘愛ChangeListener，還是在Swing組件上註冊一個ChangeListener監聽器，這個監聽器就是我們的業務對象。但是，考慮到ChangeListener使用場合甚廣，為了避免Swing組件的其他動作激發該事件，我參照ChangeListener介面，建立了一個類型的新介面：ControllerChangeListener介面。現在，Swing組件上的資料就能夠和我們的業務對象的資料保持同步了！Form和業務對象雖然類型不同，卻好像是同一個對象，有著同樣的資料！  採用MVC模式後的Swing程式的執行流程1，使用者可以看到一個Swing組件構成的GUI介面。2，使用者在介面上進行操作。3，Swing組件的控制器被觸發。1）可能會激發ControllerChangeListener的事件，引起業務對象自動使用Swing組件的Model資料進行更新。2）業務對象更新資料，又會激發業務對象上的ChangeListener的事件。這會引起所有監聽業務對象其Swing組件更新其Model的資料，從而改變Swing組件的顯示。3）我們可能會針對業務對象，執行業務層代碼，進行複雜的業務計算。得到新的業務對象的值。    這同樣會激發業務對象的ChangeListener事件，讓Swing組件的Model得到更新，從而改變Swing組件顯示的介面。4）最後，當然，我們也可以直接修改某些Swing組件的Model或者外觀。因為，作為內部類的控制器可以使用Swing程式所有的屬性和方法。在我的《Swing多線程編程》一文中，我論述過Swing程式中，應該將SwingUI處理代碼和一般的業務代碼分配在不同的線程中。所以，在這裡的控制器中，我們應該使用SwingWorker這個助手類，把業務代碼放在 public Object construct() {…}方法中執行，而把直接修改Swing組件UI的方法，放到 public void finished() {…}方法中執行。這樣，Swing程式的互動性、響應能力和效能將大大提高！ 可以看到，這裡，通過將業務對象和Form對象（Swing組件的Model）關聯起來，我們在Swing應用程式中只需要“以業務對象為中心”。操縱業務對象，執行業務操作即可。Swing程式的使用者介面，就會自動更新。這就是採用“以業務對象為中心的MVC模式”的巨大優勢！