朱廣蔚 ·什么是 web 開發(fā)框架
上一節(jié)課，我們簡單地認識了下 Flask 和 Django 這兩個 Web 開發(fā)框架。但是限于篇幅原因有一個很重要的概念 “什么是 Web 開發(fā)框架？” 并沒有在上節(jié)課講到。這節(jié)課我們就來學習下什么是 Web 開發(fā)框架。
1. web 開發(fā)的歷史
1.1 靜態(tài)內容的網(wǎng)站
1989 年，TimBerner 提出了一種能讓遠隔兩地的研究者們共享知識的設想。它的基本理念是：借助多文檔之間相互關聯(lián)形成的超文本（HyperText），連成可相互參閱的 WWW（World Wide Web）。
在互聯(lián)網(wǎng)早期，網(wǎng)站的內容是靜態(tài)的，瀏覽相同地址的頁面返回的內容不會發(fā)生變化。使用 HTML 語言描述網(wǎng)頁的內容，例如，用 HTML 描述某個網(wǎng)站的首頁如下：
<html>
<body>
<p>今天的日期是 2020 年 1 月 1 日</p>
</body>
</html>
無論什么時候去訪問這個網(wǎng)站，網(wǎng)頁總是顯示 “今天的日期是 2020 年 1 月 1 日”，如果用戶希望訪問網(wǎng)頁的時候能夠實時顯示今天的日期，就無法實現(xiàn)這樣的功能了。
由于網(wǎng)頁的內容是不發(fā)生變化的，因此早期互聯(lián)網(wǎng)站只能用于共享靜態(tài)的文檔，無法實現(xiàn)復雜的應用。
1.2 早期的動態(tài)網(wǎng)站
后來，互聯(lián)網(wǎng)得到了飛速的發(fā)展，人們不再滿足網(wǎng)頁只有靜態(tài)文本的形式，于是開發(fā)動態(tài)網(wǎng)頁的技術就應運而生了，例如專用于開發(fā)動態(tài)網(wǎng)頁的 PHP 編程語言。1995 年，Rasmus Lerdorf 發(fā)明了 PHP 編程語言。PHP 是在服務器端執(zhí)行腳本語言，它輸出 HTML 文本返回給瀏覽器。
使用 PHP 開發(fā)的網(wǎng)頁，網(wǎng)頁內容是運行時刻動態(tài)生成的。在上面的例子中，很容易實現(xiàn)實時顯示今天的日期的功能，PHP 腳本通過調用 date () 函數(shù)獲取當前日期， 即可生成包含有當前日期的 HTML 文件。
1.3 web 開發(fā)需要越來越多的編程
在互聯(lián)網(wǎng)早期，網(wǎng)站中的主要內容由靜態(tài)頁面構成，開發(fā)一個網(wǎng)站并不需要太多的編程工作，網(wǎng)站開發(fā)人員會編寫 HTML 文件即可，很多網(wǎng)站甚至于不需要程序員的參與。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)站的功能越來越復雜，網(wǎng)站提供的功能日趨豐富，網(wǎng)站更像是一個本地應用程序，而不是單純展示內容的網(wǎng)頁。在這個時期，開發(fā) Web 需要編寫大量的程序，一個復雜的 Web 開發(fā)項目包含有數(shù)萬行、甚至于數(shù)十萬行的源代碼，也就是說，寫一個網(wǎng)站開始變得越來越 “麻煩”。
不僅是麻煩，而且網(wǎng)站開發(fā)需要進行大量的重復性工作，比如說網(wǎng)站 A 需要開發(fā)一個后臺管理系統(tǒng)，網(wǎng)站 B 也需要后臺管理系統(tǒng)。后臺管理系統(tǒng)功能的實現(xiàn)邏輯又非常相似，我們開發(fā)兩個網(wǎng)站就要寫兩套后臺管理系統(tǒng)的代碼，極大地增加了程序員的工作量。
既然是這樣，我們?yōu)槭裁床荒馨丫W(wǎng)站開發(fā)中這些相似甚至一樣的功能抽離出來，封裝在一起，等到需要的時候再調用呢？
那個時候的程序員非常有效率，說干就干，他們把大量的相似性功能封裝起來，等到需要使用的時候進行調用，于是就慢慢地形成的 “框架” 的概念。
2. 什么是 Web 開發(fā)框架
其實框架這個詞并不是 Web 開發(fā)領域所首創(chuàng)，他最早出現(xiàn)在軟件開發(fā)行業(yè)中，一開始 “框架” 是這樣被定義的：框架是一種提供了可重用的公共結構的技術，為構建新的應用程序提供了極大的便利。
例如：在桌面應用程序開發(fā)的領域，微軟公司的 Visual Studio C++ 為應用程序生成框架，基于 VC++ 應用程序框架可以大大地提升桌面程序的開發(fā)效率。
而隨著 Web 開發(fā)項目的復雜度的日益提升，軟件開發(fā)中的框架技術被引入到 Web 開發(fā)領域。Web 開發(fā)框架是用于進行 Web 開發(fā)的一套軟件架構，Web 框架為 Web 應用程序提供了基礎的功能。開發(fā)人員在 Web 框架的基礎上實現(xiàn)自己的業(yè)務邏輯，基于 Web 框架開發(fā)應用，開發(fā)人員只需要專注應用的業(yè)務邏輯，非業(yè)務邏輯的基礎功能則由框架提供，從而提升開發(fā)效率。
3. web 開發(fā)框架的主要作用
3.1 利用 web 開發(fā)框架簡化應用開發(fā)
Web 框架的主要作用是減輕 Web 應用開發(fā)的工作量。使用 Web 框架進行 Web 開發(fā)的時候，在進行路由分發(fā)、頁面模板、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)庫訪問等方面，不需要自己再重新實現(xiàn)，而是將業(yè)務邏輯相關的代碼寫入框架就可以。
下面通過一個具體的例子說明，Web 框架是如何減輕 Web 應用開發(fā)的工作量。
3.2 論壇系統(tǒng)概述
一個論壇系統(tǒng)由如下數(shù)據(jù)構成：
- 主題，每個主題包含有標題和內容，使用 topicID 標識該主題；
- 用戶，每個用戶包含姓名和密碼，使用 userID 標識該用戶。
假設論壇的域名是 www.bbs.com，它向外界提供了若干可訪問的 URL：
| URL | 功能 |
|---|---|
| http://www.bbs.com/topics/12373 | 訪問 topicID 為 12373 的主題 |
| http://www.bbs.com/users/1353 | 訪問 userID 為 1353 的用戶頁面 |
3.3 處理頁面的函數(shù)
在服務器端有兩個處理頁面函數(shù)：
函數(shù) showTopic（topicID）：
- 處理形式為 /topics/xxx 的頁面請求，xxx 為 topicID；
- 根據(jù) topicID 返回對應的 topic 的內容；
函數(shù) showUser（userID） ：
- 處理形式為 /users/xxx 的頁面請求，xxx 為 userID；
- 根據(jù) userID 返回對應的 user 的內容。
3.4 服務端處理流程
假設瀏覽器訪問 URL http://www.bbs.com/topics/12373，處理的邏輯如下圖所示：
-
服務端收到
/topics/12373的頁面請求； -
查詢合適的函數(shù)處理路徑為
/topics/12373的頁面；- showTopic 處理形式為
/topics/xxx的頁面請求； - showUser 處理形式為
/users/xxx的頁面請求； - 因此選擇 showTopic 來處理此次頁面請求。
- showTopic 處理形式為
-
將頁面路徑拆分為
/topics和12373，把12373作為topicID； -
將
topicID傳遞給showTopic，執(zhí)行該函數(shù)。
對每一個頁面處理請求都需要進行如上的 4 步處理，在這 4 個步驟中，只有第 4 步才是應用關心的業(yè)務邏輯。如果基于 Web 框架開發(fā) Web 應用，Web 框架完成第 1 步、第 2 步、第 3 步的工作，應用程序完成第 4 步的工作。即應用程序只需要編寫具體處理頁面的函數(shù)，其余繁瑣的、與業(yè)務無關的工作交給 Web 框架，因此使用 Web 框架可以大大地減輕開發(fā)的工作量。
4. 小結
本節(jié)課講解了 Web 開發(fā)框架的概念，使用思維導圖描述如下：
引入 Web 開發(fā)框架的目的：讓開發(fā)人員只需要專注應用的業(yè)務邏輯，非業(yè)務邏輯的基礎功能則由框架提供，從而提升開發(fā)效率。通過一個具體的例子，演示了 Web 開發(fā)框架處理請求的步驟。
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