Модель-көзқарас-бақылаушы: Бағдарламалық үлгілер

Кіріспе

Бағдарламалық жасақтама үлгісі

Model–view–controller (MVC) – пайдаланушы интерфейстерін жасау үшін жиі қолданылатын бағдарламалық жасақтама үлгісі. Ол өзара байланысты үш құрамдық бөлікке жинақталған бағдарламалық логиканы бөліп көрсетеді. Бұл құрамдық бөліктер:

модель – ақпараттың ішкі көрінісі;
көрініс – ақпаратты пайдаланушыға ұсынатын және одан ақпаратты қабылдайтын интерфейс;
контроллер – осы екеуін байланыстыратын бағдарламалық құрал. Бұл үлгі бастапқыда десктоптық графикалық пайдаланушы интерфейстерінде (GUI) қолданылса, кейіннен веб-қосымшаларды жобалауда кең таралды. Көптеген бағдарламалау тілдерінде MVC үлгісін енгізуді жеңілдететін фреймворктер бар. Мазмұны

Тарих

Графикалық пайдаланушы интерфейстерін дамытудың алғашқы кезеңдеріндегі маңызды жаңалықтардың бірі – MVC, бағдарламалық құралдарды олардың жауапкершіліктері тұрғысынан сипаттау және жүзеге асырудың алғашқы тәсілдерінің бірі болды. Тригве Ринскауг MVC-ді 1970-ші жылдардың соңында Xerox Palo Alto Research Center (PARC) ғылыми орталығында Smalltalk 79-мен жұмыс істеген кезінде жасады. Ол пайдаланушылардың үлкен, күрделі деректер жиынтығымен өзара әрекеттесетін кез келген бағдарламаны құру үшін қолданылатын үлгі іздеді. Оның бастапқы дизайны төрт бөліктен тұрды: Модель, көрініс, нысан және редактор. Басқа Smalltalk әзірлеушілерімен талқылағаннан кейін, ол және топтың қалған бөлігі Модель, көрініс және контроллерге тоқтасты. 1988 жылы The Journal of Object Technology (JOT) журналында екі бұрынғы PARC қызметкері жариялаған мақаласында MVC Smalltalk 80 әзірлеушілері үшін жалпы «бағдарламалау парадигмасы және әдістемесі» ретінде ұсынылды. Алайда, олардың схемасы Ринскауг және авторлардың схемасынан, сондай-ақ Smalltalk 80 анықтамалық кітаптарында келтірілген схемадан өзгеше болды. Олар көріністі кез келген графикалық мәселені қамтитын ретінде анықтады, ал контроллер – пайдаланушының енгізген деректерін қабылдайтын және бір немесе бірнеше көріністермен және тек бір модельмен өзара әрекеттесетін абстрактілі, көбінесе көрінбейтін нысан болды. MVC үлгісі кейіннен дамып, MVC-ді әртүрлі жағдайларға бейімдеген иерархиялық модель-көрініс-контроллер (HMVC), модель-көрініс-адаптер (MVA), модель-көрініс-презентер (MVP), модель-көрініс-көрініс модель (MVVM) және басқа да нұсқаларға жол ашты. 1996 жылы NeXT компаниясының WebObjects енгізілуінен кейін веб-қосымшаларда MVC үлгісін қолдану өсті, ол бастапқыда Objective C тілінде жазылған (Smalltalk-тен көп нәрсені қарыз алған) және MVC принциптерін сақтауға көмектесті. Кейіннен MVC үлгісі Java әзірлеушілері арасында танымал болды, өйткені WebObjects Java-ға көшірілді. Java үшін жасалған кейінгі фреймворктер, мысалы Spring (2002 жылдың қазанында шығарылды), Java мен MVC арасындағы тығыз байланысты сақтап қалды. 2003 жылы Мартин Фаулер «Patterns of Enterprise Application Architecture» кітабын жариялады, онда MVC «кіріс контроллері» сұранысты қабылдайтын, модель нысанына тиісті хабарламаларды жіберетін, модель нысанынан жауап алатын және жауапты көрсету үшін тиісті көрініске жіберетін үлгі ретінде ұсынылды. Бұл Ruby on Rails веб-қосымшалар фреймворкіне (2004 жылдың тамызы) ұқсас, онда клиент серверге сұрауларды браузер көрінісі арқылы жібереді, бұл сұрауларды сервердегі контроллер өңдейді, ал контроллер тиісті модель нысандарымен байланысады. Django фреймворкі (Python үшін 2005 жылдың шілдесі) осыған ұқсас «модель-үлгі-көрініс» (MTV) тәсілін ұсынды, онда көрініс модельдерден деректерді алады және оларды көрсету үшін үлгілерге жібереді. Rails және Django екеуі де жылдам енгізуге баса назар аударды, бұл MVC-нің дәстүрлі кәсіпорын ортасынан тыс танымалдығын арттырды.

One of the seminal insights in the early development of graphical user interfaces, MVC became one of the first approaches to describe and implement software constructs in terms of their responsibilities. Trygve Reenskaug created MVC while working on Smalltalk 79 as a visiting scientist at the Xerox Palo Alto Research Center (PARC) in the late 1970s. He wanted a pattern that could be used to structure any program where users interact with a large, convoluted data set. His design initially had four parts: Model, view, thing, and editor. After discussing it with the other Smalltalk developers, he and the rest of the group settled on model, view, and controller instead. In 1988, an article in The Journal of Object Technology (JOT) by two ex PARC employees presented MVC as a general "programming paradigm and methodology" for Smalltalk 80 developers. However, their scheme differed from both Reenskaug et al. 's and that presented by the Smalltalk 80 reference books. They defined a view as covering any graphical concern, with a controller being a more abstract, generally invisible object that receives user input and interacts with one or many views and only one model. The MVC pattern subsequently evolved, giving rise to variants such as hierarchical model–view–controller (HMVC), model–view–adapter (MVA), model–view–presenter (MVP), model–view–viewmodel (MVVM), and others that adapted MVC to different contexts. The use of the MVC pattern in web applications grew after the introduction of NeXT's WebObjects in 1996, which was originally written in Objective C (that borrowed heavily from Smalltalk) and helped enforce MVC principles. Later, the MVC pattern became popular with Java developers when WebObjects was ported to Java. Later frameworks for Java, such as Spring (released in October 2002), continued the strong bond between Java and MVC. In 2003, Martin Fowler published Patterns of Enterprise Application Architecture, which presented MVC as a pattern where an "input controller" receives a request, sends the appropriate messages to a model object, takes a response from the model object, and passes the response to the appropriate view for display. This is close to the approach taken by the Ruby on Rails web application framework (August 2004), which has the client send requests to the server via an in browser view, these requests are handled by a controller on the server, and the controller communicates with the appropriate model objects. The Django framework (July 2005, for Python) put forward a similar "model template view" (MTV) take on the pattern, in which a view retrieves data from models and passes it to templates for display. Both Rails and Django debuted with a strong emphasis on rapid deployment, which increased MVC's popularity outside the traditional enterprise environment in which it has long been popular.

Үлгі

Үлгінің орталық компоненті. Бұл қолданбаның динамикалық дерек құрылымы, ол пайдаланушы интерфейсінен тәуелсіз. Ол қолданбаның деректерін, логикасын және ережелерін тікелей басқарады. Smalltalk 80-де модель түрінің дизайны бағдарламашының толық ықтиярында. WebObjects, Rails және Django жүйелерінде модель түрі әдетте қолданбаның дерекқорындағы кестеге сәйкес келеді.

Көрінісі

Ақпаратты кез келген түрде көрсету, мысалы, диаграмма, сызба немесе кесте. Бірдей ақпаратты әртүрлі көріністерде ұсыну мүмкін, мысалы, басшылар үшін жол диаграммасы және бухгалтерлер үшін кестелік көрініс. Smalltalk 80-де көрініс – модельдің визуальды бейнесі ғана, ол пайдаланушының енгізген мәліметтерімен жұмыс істемейді. WebObjects-те көрініс мәзір немесе батырма сияқты толыққанды пайдаланушы интерфейсі элементін білдіреді және пайдаланушыдан мәліметтерді қабылдайды. Дегенмен, Smalltalk 80 және WebObjects жүйелерінде көріністер жалпы мақсатта қолданылады және бір-бірімен құрастырылуы мүмкін. Rails және Django-да көрініс рөлін HTML үлгілері атқарады, сондықтан олардың жүйесінде көрініс тікелей пайдаланушы интерфейсі элементін көрсетудің орнына браузердегі пайдаланушы интерфейсін анықтайды. (Django осыған байланысты осы нысанды "үлгі" деп атауды жөн көреді.) Бұл тәсіл кішкентай, құрастырылатын көріністерге салыстырмалы түрде аз мән береді; әдеттегі Rails көрінісі контроллер әрекетімен бір-бірге сәйкес келеді. Smalltalk 80 көріністері модельмен де, контроллермен де байланысады, ал WebObjects-те көрініс тек контроллермен байланысады, ол өз кезегінде модельмен байланысады. Rails және Django-да контроллер/көрініс клиентке жауап дайындағанда көрініс/үлгіні пайдаланады.

Бақылаушы

Кірісті қабылдайды және оны модель немесе көрініс үшін командаларға айналдырады. Smalltalk 80 контроллері пайдаланушының кнопкаларды басу немесе тышқанның қозғалысы сияқты кіріс оқиғаларын басқарады. Кез келген уақытта әрбір контроллерде бір байланысты көрініс және модель болады, бірақ бір модель объектісі көптеген түрлі контроллерлерден хабар алуы мүмкін. Кез келген уақытта тек бір контроллер, "белсенді" контроллер ғана пайдаланушыдан кіріс алады; жаһандық терезе менеджері объектісі ағымдағы белсенді контроллерді орнатуға жауапты. Егер пайдаланушының кірісі модельде өзгерістерді тудырса, контроллер модельге өзгеріс жасауға сигнал береді, бірақ модель өзінің көріністерін жаңартуға жауапты болады. WebObjects жүйесінде көріністер пайдаланушының кірісімен айналысады, ал контроллер көріністер мен модельдер арасында делдалдық қызмет атқарады. Бір қолданбаға немесе бір терезеге тек бір контроллер ғана болуы мүмкін. Қолданбаға тән логиканың көп бөлігі контроллерде кездеседі. Rails жүйесінде клиенттен сервердегі қосымшаға келіп түскен сұраулар "маршрутизаторға" жіберіледі, ол сұрауды белгілі бір контроллердің белгілі бір әдісіне бағыттайды. Бұл әдіс шеңберінде контроллер сұрау деректерімен және кез келген тиісті модель объектілерімен өзара әрекеттеседі және көрініс арқылы жауап дайындайды. Әдетте, әрбір көріністің оған байланысты контроллері болады; мысалы, егер қолданбада клиент көрінісі болса, онда әдетте оған байланысты Клиенттер контроллері де болады. Дегенмен, әзірлеушілер қаласа, басқа да контроллерлерді жасауға құқылы. Django осы рөлді атқаратын объектіні контроллер емес, "көрініс" деп атайды.

Мотивация

Алан Кей 2003 жылы жазғандай, MVC-нің бастапқы мақсаты кез келген объекті үшін графикалық интерфейс жасауға мүмкіндік беру еді. Бұл туралы Ричард Паусонның "Жылаңаш объектілер" кітабында толыққанды түсіндірілген.

Веб-қосымшаларда пайдалану

Бастапқыда үстелдік есептеулер үшін жасалғанмен, MVC негізгі бағдарламалау тілдеріндегі World Wide Web қолданбалары үшін кеңінен қабылданды. Осы үлгіні сақтау үшін бірнеше веб-фреймворк құрылды. Бұл бағдарламалық қамтамалардың түсіндірулері әртүрлі, негізінен MVC жауапкершіліктері клиент пен сервер арасында қалай бөлінеді дегенде. MVC-нің алғашқы фреймворктері серверде модельдің, көріністің және контроллердің барлық логикасын орналастыратын жұқа клиенттік тәсілді қолданды. Бұл тәсілде клиент контроллерге гиперсілтеме сұраныстарын немесе формаларды жібереді, содан кейін көріністен толық және жаңартылған веб-бетті (немесе басқа құжатты) алады; модель толығымен серверде сақталады. Кейінгі фреймворктер MVC компоненттерінің бір бөлігін клиентте орындауға мүмкіндік берді, деректерді синхрондау үшін Ajax пайдаланды.