• 在 ASP.NET 中使用 HTTPHandler 实现 Front Controller


    http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms998532.aspx

    背景信息

    示例有助于解释如何在 ASP.NET 中实现 Front Controller,并让您看到通过单个控制器对象来集中所有控制所带来的价值,只要该示例的复杂程度足以说明您在实现该模式时将遇到的问题。

    注意:因为 Page Controller 内置在 ASP.NET 中,所以,实现 Front Controller 而不是 Page Controller 就需要大量的工作。实际上,您必须为 Front Controller 构建整个框架。只有在您的应用程序具有足够高的复杂程度时,才应该这样做。否则,请阅读 Page Controller 相关内容,以确定它是否够用。

    以下示例建立在 ASP.NET 中实现 Page Controller中所描述的解决方案上。该解决方案描述了两个不同的页面。这两个页面是从一个公共的基类继承而来的,该基类负责将站点头信息添加到每个页面上。当您希望让页面具有相同行为时,该实现是 Page Controller 的常见选择。下面是 Page Controller 示例中的 BasePage 类:

    using System; 
    using System.Web.UI; 
    using System.Web.UI.WebControls; 
    public class BasePage : Page 
    { 
       protected Label eMail; 
       protected Label siteName; 
       virtual protected void PageLoadEvent(object sender, System.EventArgs e) 
       {} 
       protected void Page_Load(object sender, System.EventArgs e) 
       { 
          if(!IsPostBack) 
          { 
             string name = Context.User.Identity.Name; 
             eMail.Text = DatabaseGateway.RetrieveAddress(name); 
             siteName.Text = "Micro-site"; 
             PageLoadEvent(sender, e); 
          } 
       } 
       #region Web Form Designer generated code 
       override protected void OnInit(EventArgs e) 
       { 
          // 
          // CODEGEN: This call is required by the ASP.NET Web Form Designer. 
          // 
          InitializeComponent(); 
          base.OnInit(e); 
       } 
       //  
       // 设计器支持所必需的方法 – 不要使用代码编辑器修改 
       // 此方法的内容。 
       //  
       private void InitializeComponent() 
       {     
          this.Load += new System.EventHandler(this.Page_Load); 
       } 
       #endregion 
    } 
    

    每次加载页面时,就会调用 Page_Load 函数。该函数从 DatabaseGateway 类检索电子邮件地址(如“在 ASP.NET 中实现 Page Controller”中所示),并用数据设置某些标签,然后调用 PageLoadEvent 对每个页面进行特殊化处理。

    选择 Front Controller 而不是 Page Controller 的条件之一是,基类中的条件逻辑过多。此示例不使用基类中的条件逻辑。因此,单就此条件而言,无需实现 Front Controller

     

    更改需求

    前面的示例非常适用于其预期目的。不过,该示例过于简单,无法代表大多数 Web 应用程序。为了更接近于这类应用程序的整体复杂性,按照此示例的需求,我们需要在页面上使用不同的头信息(这取决于 URL 和查询参数)。

    此示例将创建两个站点:Micro 站点和 Macro 站点。每个站点都查询不同的数据,以检索头信息中包含的电子邮件地址。页面本身保持不变;只有头信息内容是不同的。在此示例中,大多数实现与前面的示例相同。唯一必须修改的类是 BasePage

    using System; 
    using System.Web.UI; 
    using System.Web.UI.WebControls; 
    public class BasePage : Page 
    { 
       protected Label eMail; 
       protected Label siteName; 
       virtual protected void PageLoadEvent(object sender, System.EventArgs e) 
       {} 
       protected void Page_Load(object sender, System.EventArgs e) 
       { 
          if(!IsPostBack) 
          { 
             string site = Request["site"]; 
             if(site != null && site.Equals("macro")) 
                LoadMacroHeader(); 
             else 
                LoadMicroHeader(); 
             PageLoadEvent(sender, e); 
          } 
       } 
       private void LoadMicroHeader() 
       { 
          string name = Context.User.Identity.Name; 
          eMail.Text = WebUsersDatabase.RetrieveAddress(name);             
          siteName.Text = "Micro-site"; 
       } 
       private void LoadMacroHeader() 
       { 
          string name = Context.User.Identity.Name; 
          eMail.Text = MacroUsersDatabase.RetrieveAddress(name);             
          siteName.Text = "Macro-site"; 
       } 
       #region Web Form Designer generated code 
       override protected void OnInit(EventArgs e) 
       { 
          // 
          // CODEGEN: This call is required by the ASP.NET Web Form Designer. 
          // 
          InitializeComponent(); 
          base.OnInit(e); 
       } 
       //  
       // Required method for Designer support - do not modify 
       // the contents of this method with the code editor. 
       //  
       private void InitializeComponent() 
       {     
          this.Load += new System.EventHandler(this.Page_Load); 
       } 
       #endregion 
    } 
    

    前面已经提到,Micro 站点和 Macro 站点各自使用不同的数据库来检索头信息中包含的电子邮件地址。LoadMacroHeaderLoadMicroHeader 这两个方法使用不同的数据库网关类,即 WebUsersDatabaseMacroUsersDatabase,来从数据库检索地址。

    Page_Load 方法的职责已更改。在前面的示例中,它从数据库检索信息。在此实现中,它决定要调用哪个函数,LoadMicroHeader 还是 LoadMacroHeader,然后再调用适当的方法。如果只有两个站点,该实现就已足够了。不过,基类现在包含条件逻辑。您也许不希望看到此类中包含的逻辑。显然,大多数开发人员在看到代码中的分支较多时会觉得很麻烦,但两个分支可能不会让他们有这样的感觉。限制条件逻辑的主要原因是,条件逻辑更有可能发生更改,从而导致您修改实现。因为整个实现包含在一个文件中,因此,所做的更改会影响其他站点。

     

    实现策略

    Front Controller 通常分为两个部分来实现。Handler 对象从 Web 服务器接收各个请求(HTTP Get 和 Post),并检索相关参数,然后根据参数选择适当的命令。控制器的第二个部分是 Command Processor,该部分执行特定操作或命令来满足请求。命令完成后转到视图,以便显示页面。

    注意:此实现策略解决了前面的示例中出现的问题。虽然此示例可能不足以证明对 Front Controller 的更改是合理的,但它说明了为什么会使用 Front Controller ,并且该实现解决了这种复杂性高得多的问题。另外,与大多数实现一样,实现此模式的方式不止一种,这只是其中的一个选择。

     

    处理程序

    ASP.NET 提供低级请求/响应 API 来处理传入的 HTTP 请求。ASP.NET 所接收的每个传入 HTTP 请求最终由实现 IHTTPHandler 接口的类的具体实例来处理。这种低级 API 非常适用于实现 Front Controller 的处理程序部分。

    注意:Microsoft? .NET Framework 为 HTTP 处理程序提供了多个实现选择。例如,在高容量环境中,您可以通过实现了 IHttpAsyncHandler 接口的异步 HTTP 处理程序来提高响应速度。为简单起见,此解决方案使用同步处理程序。有关如何实现异步 HTTP 处理程序的详细信息,请访问 Microsoft Developer Network (MSDN?) 网站 (http://msdn.microsoft.com)。

    图 1 显示了控制器的处理程序部分的结构。

    1 Front Controller 的处理程序部分

    此解决方案完美地划分了职责。Handler 类负责处理各个 Web 请求,并将确定正确的 Command 对象这一职责委派给 CommandFactory 类。当 CommandFactory 返回Command 对象后,Handler 将调用 Command 上的 Execute 方法来执行请求。

    Handler.cs

    下面的代码示例显示了如何实现 Handler 类:

    using System; 
    using System.Web; 
    public class Handler : IHttpHandler 
    { 
       public void ProcessRequest(HttpContext context)  
       { 
          Command command =  
             CommandFactory.Make(context.Request.Params); 
          command.Execute(context); 
       } 
       public bool IsReusable  
       {  
          get { return true;}  
       } 
    } 
    

    Command.cs

    Command 类是 Command 模式 [Gamma95] 的一个示例。Command 模式在此解决方案中非常有用,因为您不希望 Handler 类直接依赖于命令。一般来说,可以从CommandFactory 返回命令对象。

    using System; 
    using System.Web; 
    public interface Command 
    { 
       void Execute(HttpContext context); 
    } 
    

    CommandFactory.cs

    CommandFactory 类对于实现至关重要。它根据查询字符串中的参数来判断将创建哪个命令。在此示例中,如果 site 查询参数被设置为 micro 或根本没有设置,工厂将创建MicroSite 命令对象。如果 site 被设置为 macro,工厂将创建 MacroSite 命令对象。如果该值被设置为任何其他值,工厂将返回 UnknownCommand 对象,以便进行默认错误处理。这是 Special Case 模式 [Fowler03] 的一个示例。

    using System; 
    using System.Collections.Specialized; 
    public class CommandFactory 
    { 
       public static Command Make(NameValueCollection parms) 
       { 
          string siteName = parms["site"]; 
          Command command = new UnknownCommand(); 
          if(siteName == null || siteName.Equals("micro")) 
             command = new MicroSite(); 
          else if(siteName.Equals("macro")) 
             command = new MacroSite(); 
          return command; 
       } 
    } 
    配置处理程序

    HTTP 处理程序在 ASP.NET 配置中被声明为 web.config 文件。ASP.NET 定义了一个可以在其中添加和删除处理程序的 <httphandlers> 配置段。例如,ASP.NET 将 Page*.aspx 文件的所有请求映射到应用程序的 web.config 文件中的 Handler 类:

    <httpHandlers> 
       <add verb="*" path="Page*.aspx" type="Handler,FrontController" /> 
    </httpHandlers> 
     
    命令

    命令代表了网站中的可变性。在此示例中,从每个站点的数据库中检索数据的功能包含在它自己的类中,并且该类是从名为 RedirectingCommand 的基类继承而来的。RedirectingCommand 类实现了 Command 接口。调用 RedirectingCommand 类的 Execute 时,它首先调用名为 OnExecute 的抽象方法,然后转到视图。该特定视图是从名为 UrlMap 的类检索而来的。UrlMap 类从应用程序的 web.config 文件中检索映射关系。图 2 显示了该解决方案的命令部分的结构。

    2 front controller 的命令部分

    RedirectingCommand.cs

    RedirectingCommand 是一个抽象基类,它调用名为 OnExecute 的抽象方法来执行特定命令,然后转到从 UrlMap 检索到的视图。

    using System; 
    using System.Web; 
    public abstract class RedirectingCommand : Command 
    { 
       private UrlMap map = UrlMap.SoleInstance; 
       protected abstract void OnExecute(HttpContext context); 
       public void Execute(HttpContext context) 
       { 
          OnExecute(context); 
          string url = String.Format("{0}?{1}", 
             map.Map[context.Request.Url.AbsolutePath], 
             context.Request.Url.Query); 
          context.Server.Transfer(url); 
       } 
    } 
    

    UrlMap.cs

    UrlMap 类从应用程序的 web.config 文件加载配置信息。配置信息将所请求的 URL 的绝对路径关联到该文件所指定的另一个 URL。这样,就可以更改当请求外部页面时要将用户转到哪个实际页面。这个过程为更改视图提供了很高的灵活性,因为用户永远不会引用实际页面。下面是 UrlMap 类:

    using System; 
    using System.Web; 
    using System.Xml; 
    using System.Configuration; 
    using System.Collections.Specialized; 
    public class UrlMap : IConfigurationSectionHandler  
    { 
       private readonly NameValueCollection _commands = new NameValueCollection(); 
       public const string SECTION_NAME="controller.mapping"; 
       public static UrlMap SoleInstance  
       { 
          get {return (UrlMap) ConfigurationSettings.GetConfig(SECTION_NAME);} 
       } 
       object IConfigurationSectionHandler.Create(object parent,object configContext, XmlNode section)  
       { 
          return (object) new UrlMap(parent,configContext, section);    
       } 
       private UrlMap() {/*no-op*/} 
       public UrlMap(object parent,object configContext, XmlNode section)  
       { 
          try  
          { 
             XmlElement entriesElement = section["entries"]; 
             foreach(XmlElement element in entriesElement)  
             { 
                _commands.Add(element.Attributes["key"].Value,element.Attributes["url"].Value); 
             } 
          }  
          catch (Exception ex)  
          { 
             throw new ConfigurationException("Error while parsing configuration section.",ex,section); 
          } 
       }    
       public NameValueCollection Map 
       { 
          get { return _commands; } 
       } 
    } 
    

    下面的代码是从显示配置的 web.config 文件中摘录的:

    <controller.mapping> 
       <entries> 
          <entry key="/patterns/frontc/3/Page1.aspx" url="ActualPage1.aspx" /> 
          <entry key="/patterns/frontc/3/Page2.aspx" url="ActualPage2.aspx" /> 
       </entries> 
    </controller.mapping>  
     

    MicroSite.cs

    MicroSite 类与此模式前面的 LoadMicroHeader 中的代码类似。主要区别是,无法再访问页面中包含的标签。而必须将信息添加到 HttpContext 对象。下面的示例显示了MicroSite 代码:

    using System; 
    using System.Web; 
    public class MicroSite : RedirectingCommand 
    { 
       protected override void OnExecute(HttpContext context) 
       { 
          string name = context.User.Identity.Name; 
          context.Items["address"] =  
             WebUsersDatabase.RetrieveAddress(name); 
          context.Items["site"] = "Micro-Site"; 
       } 
    } 
    

    MacroSite.cs

    MacroSite 类与 MicroSite 类似,但它使用的是不同的数据库网关类 MacroUsersDatabase。这两个类都将信息存储在传递进来的 HttpContext 中,以便让视图可以检索它。下面的示例显示了 MacroSite 代码:

    using System; 
    using System.Web; 
    public class MacroSite : RedirectingCommand 
    { 
       protected override void OnExecute(HttpContext context) 
       { 
          string name = context.User.Identity.Name; 
          context.Items["address"] =  
             MacroUsersDatabase.RetrieveAddress(name); 
          context.Items["site"] = "Macro-Site"; 
       } 
    } 
    

    WebUsersDatabase.cs

    WebUsersDatabase 类负责从“webusers”数据库中检索电子邮件地址。它是 Table Data Gateway [Fowler03] 模式的一个示例。

    using System; 
    using System.Data; 
    using System.Data.SqlClient; 
    public class WebUsersDatabase 
    { 
       public static string RetrieveAddress(string name) 
       { 
          string address = null; 
          String selectCmd =  
             String.Format("select * from webuser where (id = '{0}')", 
             name); 
          SqlConnection myConnection =  
             new SqlConnection("server=(local);database=webusers;Trusted_Connection=yes"); 
          SqlDataAdapter myCommand = new SqlDataAdapter(selectCmd, myConnection); 
          DataSet ds = new DataSet(); 
          myCommand.Fill(ds,"webuser"); 
          if(ds.Tables["webuser"].Rows.Count == 1) 
          { 
             DataRow row = ds.Tables["webuser"].Rows[0]; 
             address = row["address"].ToString(); 
          } 
          return address; 
       } 
    } 
    

    MacroUsersDatabase.cs

    MacroUsersDatabase 类负责从“macrousers”数据库中检索电子邮件地址。它是 Table Data Gateway 模式的一个示例。

    using System; 
    using System.Data; 
    using System.Data.SqlClient; 
    public class MacroUsersDatabase 
    { 
       public static string RetrieveAddress(string name) 
       { 
          string address = null; 
          String selectCmd =  
             String.Format("select * from customer where (id = '{0}')", 
             name); 
          SqlConnection myConnection =  
             new SqlConnection("server=(local);database=macrousers;Trusted_Connection=yes"); 
          SqlDataAdapter myCommand = new SqlDataAdapter(selectCmd, myConnection); 
          DataSet ds = new DataSet(); 
          myCommand.Fill(ds,"customer"); 
          if(ds.Tables["customer"].Rows.Count == 1) 
          { 
             DataRow row = ds.Tables["customer"].Rows[0]; 
             address = row["email"].ToString(); 
          } 
          return address; 
       } 
    } 
     
    视图

    视图最后实现。“更改需求”中的示例视图负责根据用户访问哪个站点从数据库中检索信息,然后向用户显示所产生的页面。因为数据库访问代码已移到命令,所以视图现在从ttpContext 对象检索数据。图 3 显示了代码隐藏类的结构。

    3 视图的代码隐藏类的结构

    由于仍然存在公共行为,因此仍然需要 BasePage 类以避免代码重复。

    BasePage.cs

    与“更改需要”中的示例相比,BasePage 类已有大幅更改。它不再负责确定要加载哪个站点头信息。它只检索由命令存储在 HttpContext 对象中的数据,并将它们分配给适当的标签:

    using System; 
    using System.Web.UI; 
    using System.Web.UI.WebControls; 
    public class BasePage : Page 
    { 
       protected Label eMail; 
       protected Label siteName; 
       virtual protected void PageLoadEvent(object sender, System.EventArgs e) 
       {} 
       protected void Page_Load(object sender, System.EventArgs e) 
       { 
          if(!IsPostBack) 
          { 
             eMail.Text = (string)Context.Items["address"]; 
             siteName.Text = (string)Context.Items["site"]; 
             PageLoadEvent(sender, e); 
          } 
       } 
       #region Web Form Designer generated code 
       #endregion 
    } 
    

    ActualPage1.aspx.cs ActualPage2.aspx

    ActualPage1ActualPage2 是针对具体页面的代码隐藏类。它们都是从 BasePage 继承而来的,以确保在屏幕的顶部填入头信息:

    using System; 
    using System.Web.UI; 
    using System.Web.UI.WebControls; 
    public class ActualPage1 : BasePage 
    { 
       protected System.Web.UI.WebControls.Label pageNumber; 
       protected override void PageLoadEvent(object sender, System.EventArgs e) 
       { 
          pageNumber.Text = "1"; 
       } 
       #region Web Form Designer generated code 
       #endregion 
    } 
    using System; 
    using System.Web.UI.WebControls; 
    public class ActualPage2 : BasePage 
    { 
       protected Label pageNumber; 
       protected override void PageLoadEvent(object sender, System.EventArgs e) 
       { 
          pageNumber.Text = "2"; 
       } 
      #region Web Form Designer generated code 
       #endregion 
    } 
    

    在从 Page Controller 实现转移到 Front Controller 实现时,不必更改这些页面。

    测试考虑事项

    实现对 ASP.NET 运行库的依赖性使测试变得很困难。您无法将通过继承 System.Web.UI.Page System.Web.UI.IHTTPHandler 或 ASP.NET 运行库中所包含的其他各种类而得到的类进行实例化。这就无法对应用程序的大多数组成部分分别进行单元测试。自动测试此实现的所选方法是,生成 HTTP 请求,然后检索 HTTP 响应,并确定响应是否正确。此方法容易产生错误,因为这是在将响应文本与预期文本进行比较。

     

    CommandFixture.cs

    对于可测试的实现来说,导致其可测试的一个因素是 CommandFactory,因为它是独立于 ASP.NET 运行库的。因此,您可以通过编写测试步骤来验证是否获得了正确的Command 对象。下面是 CommandFactory 类的 NUnit (http://nunit.org) 测试:

    using System; 
    using System.Collections.Specialized; 
    using NUnit.Framework; 
    [TestFixture] 
    public class CommandFixture 
    { 
       private static readonly string microKey = "micro"; 
       private static readonly string macroKey = "macro"; 
       [SetUp] 
       public void BuildCommandFactory() 
       { 
          NameValueCollection map = new NameValueCollection(); 
          map.Add(microKey, "MicroSite"); 
          map.Add(macroKey, "MacroSite"); 
       } 
       [Test] 
       public void DefaultToMicro() 
       { 
          NameValueCollection map = new NameValueCollection(); 
          Command command = CommandFactory.Make(map); 
          Assertion.AssertNotNull(command); 
          Assertion.Assert(command is MicroSite); 
       } 
       [Test] 
       public void MicroSiteCommand() 
       { 
          NameValueCollection map = new NameValueCollection(); 
          map.Add("site", "micro"); 
          Command command = CommandFactory.Make(map); 
          Assertion.AssertNotNull(command); 
          Assertion.Assert(command is MicroSite); 
       } 
       [Test] 
       public void MacroSiteCommand() 
       { 
          NameValueCollection map = new NameValueCollection(); 
          map.Add("site", "macro"); 
          Command command = CommandFactory.Make(map); 
          Assertion.AssertNotNull(command); 
          Assertion.Assert(command is MacroSite); 
       } 
       [Test] 
       public void Error() 
       { 
          NameValueCollection map = new NameValueCollection(); 
          map.Add("site", "xyzcommand"); 
          Command command = CommandFactory.Make(map); 
          Assertion.AssertNotNull(command); 
          Assertion.Assert(command is UnknownCommand); 
       } 
    } 
    

    可以通过进一步的工作来隔离 Command 类。Execute 方法的一个参数是 HttpContext 对象。您可以更改此参数,使该对象独立于 ASP.NET 环境。这样,您就可以在 ASP.NET 运行库之外对命令进行单元测试。

     

    实现 Front Controller 增加了复杂性,并导致了许多优缺点:

    优点

    • 提高了灵活性。该实现展示了如何通过 Handler 类集中和协调所有请求。Handler 使用 CommandFactory 来确定要执行的具体操作。这样,就可以在不更改 Handler类的情况下修改和扩展功能。例如,要添加另一个站点,则必须创建特定命令,并且唯一必须更改的类是 CommandFactory

    • 简化了视图。Page Controller 示例中的视图从数据库检索数据,然后产生页面。在 Front Controller 中,视图不必再依赖数据库,因为这项工作是由各个命令来完成的。

    • 可以扩展,但不能修改。该实现为进行多种形式的调度提供了许多机会。例如,无论执行什么方法和对象,Handler 只调用 Command 对象的 Execute 方法。因此,您可以在不修改 Handler 的情况下添加额外的命令。通过用其他工厂代替 CommandFactory,可以对该实现进行进一步扩展。

    • URL 映射UrlMap 允许让用户看不到实际的页面名。用户输入一个 URL,然后系统将使用 web.config 文件将它映射到特定的 URL。这可以让程序员有更大的灵活性,因为这样做可以获得 Page Controller 实现中所没有的一个间接操作层。

    • 线程安全。命令对象(MicroSite 和 MacroSite)是针对每个请求分别创建的。这意味着,您不必担心这些对象中的线程安全问题。

    缺点

    • 性能降低。您必须检查是否有这样的可能。所有请求都是通过 Handler 对象处理的。它使用 CommandFactory 来确定要创建哪个命令。虽然在本示例中没有性能问题,但应该仔细检查这两个类,看看是否存在任何潜在的性能问题。

    • 其他方面的问题。该实现比 Page Controller 复杂得多。该实现的确提供了更多选择,但它的代价是复杂性和许多类。您必须权衡是否值得采用该实现。在您采用该实现并构建了框架后,可以很容易地添加新的命令和视图。不过,由于 Page Controller 是在 ASP.NET 中实现的,与在其他平台上相比,Front Controller 的实现不会同样多。

    • 测试考虑事项。由于 Front Controller 是在 ASP.NET 中实现的,因此很难单独测试。要提高可测试性,应该将要测试的功能从依赖于 ASP.NET 的代码中分离到不依赖于 ASP.NET 的类中。然后,您不必启动 ASP.NET 运行库就可以测试这些类。

    • 无效的 URL。因为 Front Controller 根据输入参数和应用程序的其他当前状态来决定要转到哪个视图,因此,URL 可能不会总是转到同一个页面。这样就会让用户无法保存 URL,也就无法随后再访问该页面。

    相关模式

    有关详细信息,请参阅以下相关模式:

    • Template Method [Gamma95] BasePage 类的 PageLoadEvent 方法是 Template Method 的实现示例。

    • Intercepting Filter.

    • Page Controller.

    • Command [Gamma95].

    • Factory。此模式前面所描述的工厂将来自 Factory Method [Gamma95] Abstract Factory [Gamma95] 的元素组合在一起。

    致谢

    [Fowler03] Fowler, Martin. Patterns of Enterprise Application Architecture. Addison-Wesley, 2003.

    [Gamma95] Gamma, Helm, Johnson, and Vlissides. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison-Wesley, 1995.

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