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在應用程式開發的領域裡,相當重視「關注點分離 (separation of concerns, SOC) 」的設計原則,從字面上的意思,就是把整個應用程式分拆成不同功能層 (layer) 或程式碼模組 (module),每個區塊有各自的關注點,彼此分工合作。

當我們把關注點分離的概念落實到軟體架構 (architectural pattern) 時,最常見的分工是把「管理資料的功能」和「呈現視覺的功能」分離。這裡會介紹一個很常用的設計模式叫作 MVC 設計模式,在這個模式裡,會把軟體分成 Model、View、Controller 三大功能層。每一次 request/response 週期的背後,都由這三大功能層來合作完成。

什麼是 MVC?

Model、View、Controller 的區分,是希望能把應用程式的內部運作歸納成不同的部門,讓每個部門各自負責不同的關注點。具體的行為是「把不同意義的程式碼放在不同的檔案裡」。

Model

Model 常譯為「模型」,負責和資料庫溝通。這裡我們要先注意:應用程式和資料庫是兩個不同的東西,在應用程式裡想要做「新增/瀏覽/修改/刪除」的動作,就需要先有 Model 層幫忙去資料庫裡取出必要的資料,把資料放進應用程式裡的某個程式物件,然後才能用 JavaScript 去操作該物件。

這種放資料、與資料庫連動的物件,會被稱為 Model 物件,由 Model 層來統一管理。

Model 管理的功能層被稱做「邏輯層」,更明確一點說,是和「商業邏輯」有關的功能,例如:

電商網站

  • 會員購物有九折、訂單超過一定的金額免運費
  • 檢查登入帳號的類型,並依此開放不同權限

社交網站:判斷使用者彼此之間的友好程度

To-do List:過了期但沒被執行的 to-dos 不能被刪除

這些邏輯出自於產品本身的需求或是規則。它們是獨立於網頁介面的商業邏輯,如果之後又另外開發了如手機 App 等相關應用程式,這些商業邏輯在大部分情況是通用的。和這些邏輯相關的程式碼應該被分類到對應的 Model 檔案裡。

View

View 常譯為「視圖」,View 所管理的功能層叫作「表現層 (presentation layer)」,顧名思義是負責管理畫面的呈現,也就是 HTML 樣板 (template)。

在開發框架裡,因為 HTML template 會有需要以動態顯示資料的情況 (也就是由 Model 取出的資料內容),所以 View 會再進一步運用樣板引擎 (template engine) 將資料帶入 template。我們很快就會在實作中看到相關細節。

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Controller

Controller 常譯為「控制器」,它掌握使用者互動邏輯,也是應用程式收發 request/response 的核心。來自路由的 request 會先被送到 Controller,再由 Controller 通知 Model 調度資料,並且把資料傳遞給 View 來產生樣板 (template),並將呈現資料的 HTML 頁面回傳給客戶端。

你可以把 Controller 想做是 MVC 架構的中間人,它決定了應用程式的工作流程 (workflow),並且蒐集不同元件的工作結果,統一回傳給使用者。以下常見的設計問題,會由 Controller 來控制:

  • 使用者是否需要先登入 (認證) 才可以看到網頁內容?
  • 使用者是否只能閱讀資料,但不能修改或刪除?
  • 使用者新增了資料之後,會重新導向至哪個頁面?

在 Controller 上會設置很多不同的「動作 (action)」,有點類似電視遙控器上的按鈕,只要觸發了不同的 action,Controller 就會啟動後續一系列的行為。

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MVC 模式的實作

MVC 是一種理念,重點是分化程式的職責,而不同的框架有不同的運用方式,運用 MVC 模式最著名的框架是 Ruby on Rails,Rails 框架的檔案架構規劃了非常嚴謹的 models、controllers、views 架構,而且環繞著 MVC 模式發展出一系列的命名慣例:

相比之下,Express.js 也運用了 MVC 模式的思維,只是在檔案架構上並沒有強制分成不同的資料夾,例如以下例子是一個輕量的專案,檔案架構是透過 Express.js 的程式碼產生器 (express-generator) 自動產生的。由於程式碼不多,因此直接由 routes 下的程式碼來負責 Controller 的工作,在下圖中沒有 Model,若需要連結資料庫的話,需要再自己實作 Model 的部分。

若專案規模變大,為了提高閱讀和維護的效率,會再把程式碼獨立出來、並歸類到資料夾裡,有可能會出現如 Rails 那樣的完整 MVC 架構:

採用 MVC 架構三大好處

  • 重複使用已寫好的程式碼:由於 MVC 三塊彼此獨立、各司其職,你可以使用同一套 model,針對使用場景不一樣,產出不同的 view 來呈現適合的資料,最大化程式碼的使用效率。
  • 更容易維護程式碼:由於 MVC 三塊彼此獨立且互不干擾,可以讓你在不破壞現有架構下,進行擴充或修改,大幅提升開發效率。
  • 方便團隊合作:同先前所說,由於 MVC 架構將應用程式切分為三塊,在實際工作時,也可以比照相同的方式,將工程師、設計師的負責部分切開,加快開發速度。

如何有效學習MVC

大部分的人第一次學習 MVC 時,常常是搭配在「第一次使用框架」的經驗裡,因此會有點搞不懂因果關係。在進入 Express.js 框架之前,AC的軟體開發實務入門課程點此開啟試讀)就特地設計一個純 JavaScript 的小專案《翻牌遊戲》,在純 JavaScript 裡討論程式碼的分工,讓學生可以針對 MVC 的架構來理解程式碼分工的好處。有了這一層的鋪墊,之後學生學到框架時,就有更多的背景知識來了解「框架裡的 MVC 架構」。

至於學習是否有效,我們可以看看學員的真實回饋。

學習程式碼模組化的概念,引入 MVC 架構來管理程式碼

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