本节致力于让你理解 MVC 的概念，为后面的学习打下基础。

MVC 的定义

MVC 是 Model-View-Controller 的缩写。Model（模型） - View（视图） - Controller（控制器）是一个用于实现图形用户界面（GUI）程序的软件架构模式。

MVC 用于 GUI 开发

学习 MVC 前一定要意识到它是用于 GUI 开发的。

MVC 是一种模式

当我们讨论软件开发时，模式指常规角色的组合。在一种模式中，每个角色都有自己的职责并与其他角色进行交互。

软件旨在处理数据。通过长时间的观察，人们发现 GUI 程序的数据处理周期分以下三个步骤：

  • 程序通过用户界面向用户显示数据

  • 用户通过操作用户界面来更改数据并表达意图

  • 程序（通过逻辑）处理数据并响应用户

上面的流程涉及到了几个角色？
答案是三个，数据、用户界面和逻辑。

注：因为用户不属于程序的一部分，所以设计程序时不将它作为角色。

角色 职责
Data 携带显示给用户的信息或从用户收集的信息
User Interface 显式数据，收集数据，将操作传递给逻辑
Logic 处理数据，响应用户操作，选择适当的用户界面来显示数据

随着演进，这三个角色都有了更恰当的名称，Model、View 和 Controller。

下面列出 MVC 各角色间如何交互和各自的一些规则，在你编写自己的 MVC 程序时尽量不要打破这些规则。如果你无意间打破这些规则，你的 MVC 很可能就转变成了 MVC 的某种变体，这将在下面讨论。

  • Controller：

    • 响应用户命令

    • 操作 Model

    • 为 Model 选择适当的 View，或是为 View 选择合适的 Model

    • 请求 View 去渲染显式 Model

  • View：

    • 将用户的命令或操作传递给 Controller

    • View 不一定知道它的 Model 类型

    • 在 Controller 分配具体实例前，View 不知道它的 Model 类的实例（实际的视图模型）

    • View 知道如何在 Controller 请求时渲染 Model

    • View 不会直接操作 Model，只有 Controller 可以操作 Model

  • Model：

    • Model 可以包含业务逻辑，例如数据存储到数据库

    • Model 由 Controller 进行控制，由 View 进行渲染

    • Model 不会主动与 Controller 进行交互，即 Model 无法操作 Controller

    • Model 不会主动与 View 进行交互，即 Model 无法操作 View

MVC 模式包括多种变体

只要稍加更改限制再合理的重新分配职责，我们就可以得到一些 MVC 模式的变体。

例如，Mode-View-Presenter(MVP) 模式和 Model-View-ViewModel (MVVM) 模式。

由于 MVVM 也是一种流行的模式，所以我们展开讲一讲。

MVVM 模式的核心概念简单来说就是打破 View 和 Model 间的隔阂：

  1. View 知道其 Model 并可以直接操作 Model

  2. ViewModel 直接响应用户操作

  3. ViewModel 可以主动通知 View 如何渲染它（Model）

  4. Controller 的职责被重新分配给了 ViewModel

使用 MVC 模式的优势

要说清楚 MVC 的优势，就要先讲传统的 GUI 程序开发模式 —— RAD（Rapid Application Development 快速应用开发） 。

GUI 程序是事件驱动的。只要是 GUI 程序，无论 Web、移动应用还是桌面程序，理论上我们都可以将所有逻辑写在事件处理程序中。

例如，我们可以在一个按钮事件处理程序中，验证文本框文本，获取下拉列表选项值，检查是否选中了复选框，然后与本地文件系统，数据库或 Web 服务进行通信存储数据。

我们将这种方式称为快速应用开发（RAD）。

RAD 仅适用于小型程序，当程序越来越大时，UI 实例之间的关系开始变得混乱。特别是当多个开发人员正在为同一组 UI 编写代码时，越来越难理解来自其他开发人员的逻辑。维护代码，解决代码冲突和修复错误的成本都会上升。

为了避免这些问题，我们可以做两件事：

  1. 将数据和逻辑从事件处理程序分离出来，并将它们集中在某处，以便代码重用

  2. 对于集中式数据和逻辑，将它们分成不同的角色和职责

经过数十年的实验和发展，软件行业发现 MVC（及其变体）一直是一个良好且稳定的解决方案。它可以有效地消除 RAD 在大规模开发中引起的问题。

在大型 GUI 项目中应用 MVC 模式的好处包括：

  1. 健壮：开发人员只能在正确的位置编写代码。他们可以轻松地理解和重用他人的代码

  2. 可测试：UI 很难测试，但与 UI 分离的模型和控制器很容易通过单元测试进行测试。这大大提高了软件质量和开发性能

  3. 可扩展：对于 RAD 开发，添加的 UI 元素越多，UI 形成的网络就越复杂。但 MVC 将应用程序的功能划分为小的垂直支柱。每个支柱由一组控制器，视图和模型组成。扩展程序功能时，我们只需不断添加小支柱并按单元测试用例覆盖代码即可

如何实现 MVC 模式

有三种使用 MVC 及其变体的方法：

  1. RAD + MVC 模式：例如 WinForm 是用于 Windows 开发的 RAD 框架，在编写 WinForm 程序时，你可以手动创建 Model、View 和 Controller，而不是将所有代码都放在事件处理程序中，享受 MVC 模式带来的好处

  2. RAD + MVC 框架：为避免重复造轮子，开发人员为那些单纯的 RAD 框架创建了许多可重用的 MVC 框架。

    1. 例如 WPF 是用于 Windows 开发的 RAD 框架，PRISM 是一个包含基类并实现了 MVVM 模式的基础结构的框架。使用 PRISM 框架时，你可以通过派生基类轻松创建 View、Model 和 ViewModel，而无需从头构建它们

    2. 另一个例子是 Angular 框架。 HTML + JavaScript 是传统的 Web 开发 RAD 框架，但要使用纯 HTML + JavaScript 创建企业级 Web 程序很困难。Angular 是用于 HTML Web 客户端开发的 MVC 框架。一旦你将 HTML 和 Angular 框架结合使用，你的 Web 程序就变成了 MVC 程序

  3. MVC 程序框架：有许多现成的 MVC 程序框架，例如 ASP.NET MVC，ASP.NET Core 和 Spring MVC。使用 MVC 程序框架和使用 RAD + MVC 框架的区别在于：一旦在 MVC 程序框架上构建程序，程序就会被自然地限制为 MVC 程序，你也再无法将其转换为非 MVC 程序。
    例如，当你使用 ASP.NET MVC，ASP.NET Core 或 Spring MVC 创建 Web 程序时，项目构建器会自动应用并搭建 MVC 架构， 你的工作就是不断添加模型，视图和控制器以实现客户的需求