快速入门系列--MVC--07与HTML5移动开发的结合

    现在移动互联网的盛行，跨平台并兼容不同设备的HTML5越来越盛行，很多公司都在将自己过去的非HTML5网站应用渐进式的转化为HTML5应用，使得一套代码可以兼容不同的物理终端设备和浏览器，极大的提高了系统的可维护性和可扩展性。于此同时，HTML5提供了很多的新特性，比如新的架构元素、代替cookie的Web存储技术、WebSocket等，也使得网站应用能够更好适应新的商业环境和技术更新。

    本系统的网站模块使用.NET技术堆栈中的ASP.NET MVC框架，此框架是微软公司推出的开源框架，相关源代码可以在Codeplex.com网站上找到。该技术框架经过7年多的发展，当前已发展到5.1版本，新增了包括移动客户端模板、WebAPI模板、OAuth认证等功能在内的新特性，便于当前的以互联网为主题背景的项目开发。

    在实际的项目中，主要面临的两个问题分别是：实际用户使用的终端设备的厂商、型号等可能千变万化，如何在不同的Web终端上呈现出适合的样式；ASP.NET MVC默认提供WebForm和Razor两种视图引擎，但他们并不能支持HTML5页面的呈现，如何扩展视图引擎用于支持HTML5页面的渲染。实际选择的技术解决方案是，使用Media Queries等技术手段来实现响应式的CSS3设计，用自定义静态HTML5视图引擎扩展ASP.NET MVC框架。接下来，将分别详细介绍两个解决方案在项目中的实施应用。

    首先，介绍响应式的网页布局，这个概念首先由Ethan Marcotte于2010年5月提出，目的是使得一个网站可以兼容多个终端—而不是为每一个终端开发一个特定的版本，可以说它就是为解决移动互联网相关痛点应运而生的。实际上，当前正在运营的很多大型网站上，仍然是维护多套的网站程序，有的还使用不同的域名来服务不同的终端。同时往往对移动端网页中的业务功能进行了一定的删减，虽然也能提供不错的用户体验，但这并不是最合理的解决方案，尽可能的统一用户接口是很有必要的。响应式的页面布局在具体的实现上，主要包含以下的几个步骤。

第一步，在html页面的head部分增加名为viewport的meta元素，viewport表示一个虚拟的窗口，通过它来设置适应移动设备屏幕的大小，代码如下所示。

 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1,user-scalable=0" />
<script src="http://css3-mediaqueries-js.googlecode.com/svn/trunk/css3-mediaqueries.js"></script>

    Content属性中"width=device-width"，表示宽度为当前设备宽度；"intial-scale=1"表示初始缩放倍数为1,；"user-scalable=0"表示不支持用户手动缩放。同时增加css3-mediaqueries.js用于兼容IE6等老式浏览器。    

第二步，使用Media Queries模块来根据不同的设备的可视屏幕大小来导入不同的CSS文件。该模块的应用需要修改两部分的内容，一部分是在HTML文件中增加3个不同条件下的CSS文件，另一部分是在CSS文件使用指定的形式将原有的内容包装起来。代码如下所示。

//Html文件中：
<link rel="stylesheet" type="text/css" media="only screen and (min-900px)" href="/content/theme/base/normalScreen.css" />
<link rel="stylesheet" type="text/css" media="only screen and (min-480px), only screen and (max-device-900)" href="/content/theme/base/smallScreen.css" />
<link rel="stylesheet" type="text/css" media="only screen and (max-480px)" href="/content/theme/base/tinyScreen.css" />
//CSS文件中：
@media screen and (min-900px) {
/*正常CSS内容，省略*/
}

    在HTML文件中，Media属性中"screen and (min-900px)"表示媒体类型为屏幕，同时屏幕的最小宽度为900像素，only关键字使得不支持Media Queries的设备忽略该样式文件，之后href属性中为当前条件下所引用的CSS文件路径。通常来说屏幕可见宽度小于480像素的设备为手机，介于480像素到900像素之间的为平板电脑，大于900像素的为台式机电脑。在CSS文件中，通过添加@media段与页面中media属性进行映射，其块中所包含的内容与一般传统网站的该文件相似，针对不同的设备，通过继承的方式对样式的布局进行一些细节的调整。

    最后一步，主要是处理前端开发中一些细节，包括使用相对的宽度，相对的字体大小、流动的布局、自适应的图片等内容，和传统的页面开发相似，在此就不一一展开。最终的效果图如下，可以看到同样的内容在不同的设备上得到不一样的渲染，以下是应用响应式页面布局技术的效果图。

    接下来介绍如何在ASP.NET MVC框架中扩展自定义的视图引擎，使得框架能与HTML5技术无缝的衔接。之所以选择ASP.NET MVC框架作为Web前端主要构件基础，除了之前所提到的一些支持移动互联网方面的新特性外，它内生所具备的高性能，高扩展性也起到了很大的作用。相对与重量级的WebForm框架，该框架显得非常的轻量级，使得页面渲染所消耗的资源得到了大幅的减少，并保留了认证、安全和本地缓存等模块的支持。此外，该框架提供了极强的扩展性，无论是自行修改框架，还是在已有项目中增减业务模块，都非常的方便。这一点，和JAVA阵营的J2EE技术很相似，但同时又具有很高的稳定性和较高的开发效率。例如可以自定义URL路由美化URL并提升搜索引擎排名，自定义数据绑定支持不同数据格式的序列化和反序列化，自定义视图引擎应对不同的业务场景等。接下来，具体介绍如何实现自定义的HTML5视图引擎，包含以下的步骤。

    第一步，创建自定义的HTML5视图。它是读取HTML5文件并呈现的基础，需要实现System.Web.Mvc.IView接口，并实现接口中的Render方法，该方法主要通过流的方式读取指定的HTML5文件并渲染到页面，该部分内容比较简单，简化的代码如下所示。

public class HTML5View : IView
{
public string FileName { get; private set; }//文件名
public HTML5View(string fileName)
{
this.FileName = fileName;
}
 
public void Render(ViewContext viewContext, TextWriter writer)
{
byte[] buffer = null;
using (var fs = new FileStream(this.FileName, FileMode.Open))
{
buffer = new byte[fs.Length];
fs.Read(buffer, 0, buffer.Length);
}
writer.Write(Encoding.UTF8.GetString(buffer));//读取文件并渲染
}
}

　　第二步，创建自定义缓存。由于HTML5FileView中都是静态的内容，很自然的需要构建相应的缓存用于提高性能。创建页面的缓存Key对象HTML5ViewCacheKey，实现GetHashCode方法，通过对Controller和View的名称进行简单的Hash组合运算等到缓存内容的Key，并实现Equals方法用于比较，简化的代码如下所示。

 public class HTML5ViewCacheKey
{
public string ControllerName { get; private set; }
public string ViewName { get; private set; }
public HTML5ViewCacheKey(string controllerName, string viewName)
{
this.ControllerName = controllerName ?? string.Empty;
this.ViewName = viewName ?? string.Empty;
}

public override int GetHashCode()
{
return this.ControllerName.ToLower().GetHashCode() ^ this.ViewName.ToLower().GetHashCode();
} 

public override bool Equals(object obj)
{
HTML5ViewCacheKey key = obj as HTML5ViewCacheKey;
if (null == key)
return false;
return key.GetHashCode() == this.GetHashCode();
}
}

　　第三步，创建视图引擎HTML5ViewEngine。该类实现了IViewEngine接口，字典类viewEngineResults结合第二步中构建的缓存类用于缓存渲染后的视图。方法FindView首先解析路由信息获得控制器的名称，之后判断请求是否支持缓存，若不支持缓存，则直接通过InternalFindView方法获得视图。反之，判断请求视图是否在本地缓存中，若存在直接返回，若不存在则调用方法获取并缓存，写缓存时注意加锁。InternalFindView方法中，借助面向约定编程的思路到指定的路径中寻找到对应的文件HTML5，最终完成URL信息与文件的映射。

public class HTML5ViewEngine : IViewEngine
{
private Dictionary<HTML5ViewCacheKey, ViewEngineResult> viewEngineResults =
new Dictionary<HTML5ViewCacheKey, ViewEngineResult>();
private static object syncHelper = new object();
 
public ViewEngineResult FindPartialView(ControllerContext controllerContext, string partialViewName, bool useCache)
{
return this.FindView(controllerContext, partialViewName, null, useCache);
}

public ViewEngineResult FindView(ControllerContext controllerContext, string viewName, string masterName, bool useCache)
{
string controllerName = controllerContext.RouteData.GetRequiredString("controller");
var key = new HTML5ViewCacheKey(controllerName, viewName);
ViewEngineResult result = null;
if (!useCache)//是否支持缓存
{
result = InternalFindView(controllerContext, viewName, controllerName);
viewEngineResults[key] = result;
return result;
}
if (viewEngineResults.TryGetValue(key, out result)) //视图是否已经在缓存中
{
return result;
}

lock (syncHelper)//锁定视图数据写入缓存过程
{
if (viewEngineResults.TryGetValue(key, out result))
{
return result;
}
result = InternalFindView(controllerContext, viewName, controllerName);
viewEngineResults[key] = result;
return result;
}
}

private ViewEngineResult InternalFindView(ControllerContext controllerContext, string viewName, string controllerName)
{
string[] searchLocations = new string[]{
string.Format("~/staticViews/{0}/{1}.html", controllerName.ToLower(), viewName.ToLower()),
string.Format("~/staticViews/Shared/{0}.html", viewName.ToLower())
};

string filename = controllerContext.HttpContext.Request.MapPath(searchLocations[0]);
if (File.Exists(filename))
{
return new ViewEngineResult(new HTML5View(filename), this);
}
filename = string.Format(@"staticViewsshared{0}.html", viewName.ToLower());
if (File.Exists(filename))
{
return new ViewEngineResult(new HTML5View(filename), this);
}
return new ViewEngineResult(searchLocations);
}

public void ReleaseView(ControllerContext controllerContext, IView view)
{
}
}

　　 最后一步，将视图自定义的视图引擎添加到Global.asax文件的Application_Start方法中，完成该引擎的注册。同时注意需要将该引擎的优先级设为最高，使得系统优先使用该引擎对视图相关请求进行响应。

 public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication
{
protected void Application_Start()
{
//省略
ViewEngines.Engines.Insert(0, new HTML5ViewEngine());
}

通过以上步骤，基本上将ASP.NET MVC框架，HTML5技术，移动互联网开发技术有机的整合到了一起。

系列目录如下，谢谢您的阅读。

快速入门系列--MVC--01概述

快速入门系列--MVC--02路由

快速入门系列--MVC--03控制器和IOC应用

快速入门系列--MVC--04模型

快速入门系列--MVC--05行为

快速入门系列--MVC--06视图

快速入门系列--MVC--07与HTML5移动开发的结合

    Tip: 本文由于是学习需要，主要参考了以下书目。

[1]蒋金楠. ASP.NET MVC4框架揭秘[M]. 上海:电子工业出版社, 2012. 419-421

[2]唐俊开. HTML5移动Web开发指南[M]. 上海:电子工业出版社, 2012. 52-54