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朱廣蔚 · 更新于 2020-12-03

什么是 web 開發(fā)框架

上一節(jié)課，我們簡(jiǎn)單地認(rèn)識(shí)了下 Flask 和 Django 這兩個(gè) Web 開發(fā)框架。但是限于篇幅原因有一個(gè)很重要的概念 “什么是 Web 開發(fā)框架？” 并沒(méi)有在上節(jié)課講到。這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)下什么是 Web 開發(fā)框架。

1. web 開發(fā)的歷史

1.1 靜態(tài)內(nèi)容的網(wǎng)站

1989 年，TimBerner 提出了一種能讓遠(yuǎn)隔兩地的研究者們共享知識(shí)的設(shè)想。它的基本理念是：借助多文檔之間相互關(guān)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(nèi)容是靜態(tài)的，瀏覽相同地址的頁(yè)面返回的內(nèi)容不會(huì)發(fā)生變化。使用 HTML 語(yǔ)言描述網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容，例如，用 HTML 描述某個(gè)網(wǎng)站的首頁(yè)如下：

<html>
<body>
   <p>今天的日期是 2020 年 1 月 1 日</p>   
</body>    
</html>

無(wú)論什么時(shí)候去訪問(wèn)這個(gè)網(wǎng)站，網(wǎng)頁(yè)總是顯示 “今天的日期是 2020 年 1 月 1 日”，如果用戶希望訪問(wèn)網(wǎng)頁(yè)的時(shí)候能夠?qū)崟r(shí)顯示今天的日期，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)這樣的功能了。

由于網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)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(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)用。

1.2 早期的動(dòng)態(tài)網(wǎng)站

后來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)得到了飛速的發(fā)展，人們不再滿足網(wǎng)頁(yè)只有靜態(tài)文本的形式，于是開發(fā)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了，例如專用于開發(fā)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的 PHP 編程語(yǔ)言。1995 年，Rasmus Lerdorf 發(fā)明了 PHP 編程語(yǔ)言。PHP 是在服務(wù)器端執(zhí)行腳本語(yǔ)言，它輸出 HTML 文本返回給瀏覽器。

圖片描述

使用 PHP 開發(fā)的網(wǎng)頁(yè)，網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容是運(yùn)行時(shí)刻動(dòng)態(tài)生成的。在上面的例子中，很容易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示今天的日期的功能，PHP 腳本通過(guò)調(diào)用 date () 函數(shù)獲取當(dāng)前日期， 即可生成包含有當(dāng)前日期的 HTML 文件。

1.3 web 開發(fā)需要越來(lái)越多的編程

在互聯(lián)網(wǎng)早期，網(wǎng)站中的主要內(nèi)容由靜態(tài)頁(yè)面構(gòu)成，開發(fā)一個(gè)網(wǎng)站并不需要太多的編程工作，網(wǎng)站開發(fā)人員會(huì)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(lái)越復(fù)雜，網(wǎng)站提供的功能日趨豐富，網(wǎng)站更像是一個(gè)本地應(yīng)用程序，而不是單純展示內(nèi)容的網(wǎng)頁(yè)。在這個(gè)時(shí)期，開發(fā) Web 需要編寫大量的程序，一個(gè)復(fù)雜的 Web 開發(fā)項(xiàng)目包含有數(shù)萬(wàn)行、甚至于數(shù)十萬(wàn)行的源代碼，也就是說(shuō)，寫一個(gè)網(wǎng)站開始變得越來(lái)越 “麻煩”。

不僅是麻煩，而且網(wǎng)站開發(fā)需要進(jìn)行大量的重復(fù)性工作，比如說(shuō)網(wǎng)站 A 需要開發(fā)一個(gè)后臺(tái)管理系統(tǒng)，網(wǎng)站 B 也需要后臺(tái)管理系統(tǒng)。后臺(tái)管理系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)邏輯又非常相似，我們開發(fā)兩個(gè)網(wǎng)站就要寫兩套后臺(tái)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(lái)，封裝在一起，等到需要的時(shí)候再調(diào)用呢？

那個(gè)時(shí)候的程序員非常有效率，說(shuō)干就干，他們把大量的相似性功能封裝起來(lái)，等到需要使用的時(shí)候進(jìn)行調(diào)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(shí)框架這個(gè)詞并不是 Web 開發(fā)領(lǐng)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(jié)構(gòu)的技術(shù)，為構(gòu)建新的應(yīng)用程序提供了極大的便利。

例如：在桌面應(yīng)用程序開發(fā)的領(lǐng)域，微軟公司的 Visual Studio C++ 為應(yīng)用程序生成框架，基于 VC++ 應(yīng)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(xiàng)目的復(fù)雜度的日益提升，軟件開發(fā)中的框架技術(shù)被引入到 Web 開發(fā)領(lǐng)域。Web 開發(fā)框架是用于進(jìn)行 Web 開發(fā)的一套軟件架構(gòu)，Web 框架為 Web 應(yīng)用程序提供了基礎(chǔ)的功能。開發(fā)人員在 Web 框架的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自己的業(yè)務(wù)邏輯，基于 Web 框架開發(fā)應(yīng)用，開發(fā)人員只需要專注應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯，非業(yè)務(wù)邏輯的基礎(chǔ)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(jiǎn)化應(yīng)用開發(fā)

Web 框架的主要作用是減輕 Web 應(yīng)用開發(fā)的工作量。使用 Web 框架進(jìn)行 Web 開發(fā)的時(shí)候，在進(jìn)行路由分發(fā)、頁(yè)面模板、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)等方面，不需要自己再重新實(shí)現(xiàn)，而是將業(yè)務(wù)邏輯相關(guān)的代碼寫入框架就可以。

下面通過(guò)一個(gè)具體的例子說(shuō)明，Web 框架是如何減輕 Web 應(yīng)用開發(fā)的工作量。

3.2 論壇系統(tǒng)概述

一個(gè)論壇系統(tǒng)由如下數(shù)據(jù)構(gòu)成：

  • 主題，每個(gè)主題包含有標(biāo)題和內(nèi)容，使用 topicID 標(biāo)識(shí)該主題；
  • 用戶，每個(gè)用戶包含姓名和密碼，使用 userID 標(biāo)識(shí)該用戶。

假設(shè)論壇的域名是 www.bbs.com，它向外界提供了若干可訪問(wèn)的 URL：

URL 功能
http://www.bbs.com/topics/12373 訪問(wèn) topicID 為 12373 的主題
http://www.bbs.com/users/1353 訪問(wèn) userID 為 1353 的用戶頁(yè)面

3.3 處理頁(yè)面的函數(shù)

在服務(wù)器端有兩個(gè)處理頁(yè)面函數(shù)：

函數(shù) showTopic（topicID）：

  • 處理形式為 /topics/xxx 的頁(yè)面請(qǐng)求，xxx 為 topicID；
  • 根據(jù) topicID 返回對(duì)應(yīng)的 topic 的內(nèi)容；

函數(shù) showUser（userID） ：

  • 處理形式為 /users/xxx 的頁(yè)面請(qǐng)求，xxx 為 userID；
  • 根據(jù) userID 返回對(duì)應(yīng)的 user 的內(nèi)容。

3.4 服務(wù)端處理流程

假設(shè)瀏覽器訪問(wèn) URL http://www.bbs.com/topics/12373，處理的邏輯如下圖所示：

圖片描述

  1. 服務(wù)端收到 /topics/12373 的頁(yè)面請(qǐng)求；

  2. 查詢合適的函數(shù)處理路徑為 /topics/12373 的頁(yè)面；

    • showTopic 處理形式為 /topics/xxx 的頁(yè)面請(qǐng)求；
    • showUser 處理形式為 /users/xxx 的頁(yè)面請(qǐng)求；
    • 因此選擇 showTopic 來(lái)處理此次頁(yè)面請(qǐng)求。

  3. 將頁(yè)面路徑拆分為 /topics 和 12373，把 12373 作為 topicID；

  4. 將 topicID 傳遞給 showTopic，執(zhí)行該函數(shù)。

對(duì)每一個(gè)頁(yè)面處理請(qǐng)求都需要進(jìn)行如上的 4 步處理，在這 4 個(gè)步驟中，只有第 4 步才是應(yīng)用關(guān)心的業(yè)務(wù)邏輯。如果基于 Web 框架開發(fā) Web 應(yīng)用，Web 框架完成第 1 步、第 2 步、第 3 步的工作，應(yīng)用程序完成第 4 步的工作。即應(yīng)用程序只需要編寫具體處理頁(yè)面的函數(shù)，其余繁瑣的、與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)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(jié)

本節(jié)課講解了 Web 開發(fā)框架的概念，使用思維導(dǎo)圖描述如下：

圖片描述

引入 Web 開發(fā)框架的目的：讓開發(fā)人員只需要專注應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯，非業(yè)務(wù)邏輯的基礎(chǔ)功能則由框架提供，從而提升開發(fā)效率。通過(guò)一個(gè)具體的例子，演示了 Web 開發(fā)框架處理請(qǐng)求的步驟。