面向接口编程详解（三）——模式研究

通过前面两篇，我想各位朋友对“面向接口编程”的思想有了一定认识，并通过第二篇的例子，获得了一定的直观印象。但是，第二篇中的例子旨在展示面向接口编程的实现方法，比较简单，不能体现出面向接口编程的优势和这种思想的内涵。那么，这一篇作为本系列的终结篇，将通过分析几个比较有深度的模式或架构，解析隐藏其背后的面向接口思想。这篇我将要分析的分别是MVC模式和.NET平台的分层架构。

这篇的内容可能会比较抽象，望谅解。

1.从MVC开始

MVC简介：

本文不打算详细解释MVC架构，而是把重点放在其中的面向接口思想上。所以在这里，只对MVC做一个简略的介绍。

MVC是一种用于表示层设计的复合设计模式。M、V、C分别表示模型（Model）、View（视图）、Controller（控制器）。它们的职责如下：

模型：用于存储应用中的数据及运行逻辑，是应用的实体。

视图：负责可视部分，用于与用户交互及呈现数据。视图只负责显示，不负责将用户的操作行为解释给模型。

控制器：负责将用户的行为解释给模型。根据指定的策略和用户的操作，调用模型的逻辑。

关于三者的关系，我画了一张图，大家请看：

图3.1 MVC模式示意

它们之间的交互有以下几种：

1.当用户在视图上做任何需要调用模型的操作时，它的请求将被控制器 截获。

2.控制器按照自身指定的策略，将用户行为翻译成模型操作，调用模型相应逻辑实现。

3.控制器可能会在接到视图操作时，指定视图做某些改变。

4.当模型的状态发生改变时，将通过某种方式通知视图。

5.视图可以从模型获取状态，从而改变自己的显示。

 MVC介绍完了，那么可能会有人问，我们的主题呢？面向接口思想呢？其实，MVC中处处都存在面向接口的影子。下面，我对其中几个侧面进行解释。

1.首先我们可以看到，视图和模型是有直接交互的，也就是上面的4、5两点。但是有一点可能会让你吃惊：它们两个谁也不“认识”谁，即它们相互并不知道对方是做什么的、有什么属性、有什么方法，但是它们能交互。这是怎么做到的呢？因为它们个各知道对方实现了某一个接口。

此乃面向接口思想一大作用：使相互不认识的类进行交互。这样做是很有好处的，首先它们之间的耦合度大大降低，其次双方都可以进行替换，只要实现了相同的接口，就没有问题。

打个不太恰当的比喻。我们都知道120这个电话号码，是急救电话。其实120就是个接口，因为当你拨打这个电话时，你不知道那边是哪所医院，甚至不知道那边是不是医院，你只知道电话那头的地方可以救人，也可以说实现了IHelp接口。这样，你通过一个号码可以说同全部的救人机构联系起来了，当有紧急事件，接线控制那边会将你的请求接到最近可用的机构，你就可以最快的得到帮助。

现在我们假设没有使用面向接口思想，来看看会发生什么恐怖的事情：首先，我家的120号码是绑定在本市第一人民医院的，即当我拨打120时，只能拨通第一人民医院。如果有一天我食物中毒了，急忙拨通了120，但是电话那边告诉我他们医院的救护车都派出去了，我问那怎么接通别家医院的电话，那边的MM很温柔的告诉我，让我打电话给网通公司，然后重新为我布线。于是我吐血而亡……

言归正传。这里，我要引入一个设计模式，叫观察着（Observer）模式。这个模式大约是这样的：整个模式中有两种实体：观察者和被观察者，它们分别实现一个接口，这里我们姑且叫做IObserver与IObserverSubject。IObserver只有一个方法，例如叫Update，当被观察者状态改变时，调用这个方法，用来通知观察者。IObserverSubject接口有两个方法，都是供观察者调用。一个用来将观察者注册为此被观察者的观察对象，另一个用于将观察者移除。

一般情况下，一个被观察者对应多个观察者。

在MVC中，视图是观察者，模型是被观察者，当模型状态改变时，调用所有观察者的Update方法，通知视图模型有变，视图在Update方法里写下响应代码，完成操作。通过这个方法，视图和模型就可以在仅依赖接口的情形下进行交互，而不必强耦合，而且在模型不变的情况下，视图可以随意替换。（只要实现了IObserver）

2. 在MVC中另一个使用接口的地方就是控制器，这里我要首先引入一个设计模式：策略模式（Strategy）。在MVC中，控制器就使用了这个模式。

刚才我说过，视图负责与用户交互，但是，它只负责界面显示部分，至于当用户做了某个操作（如单击某个按钮）后系统应该怎么反应，视图并不负责，它只是将这个动作交给控制器，控制器根据内置的策略，将用户操作翻译成模型的逻辑。这就是说，同一个视图、同一种操作，模型可以做出不同的反应，这取决与控制器的内置策略。所以，我们的系统中可以有很多控制器，它们有不同的策略，当视图希望改变策略时，它可以更换控制器。怎么实现呢？这就需要视图不能和具体控制器耦合，而是要仅依赖一个控制器接口（如IController），并聚合一个IController的实例。当希望更改策略时，可以在系统运行时动态更换Controller，这就是策略模式的实现。

关于MVC的接口思想就先介绍到这里。其实MVC中还有很多地方用到面向接口，由于本文不是专门介绍MVC或设计模式的，所以对用到的模式没有做详解，而是把重点放在其中的面向接口思想上。如果没有设计模式的基础，读上文可能会有些困难，希望各位见谅！我打算在以后专门写文章来解析MVC。

2..NET平台下分层架构的面向接口思想

我们知道，在做大一点的系统应用时（特别是B/S架构），比较好的方法是分层架构。所谓分层架构，是指将系统从职责上分成若干层，每层各司其职，上层依赖下层完成操作。

在.NET平台上，比较经典的分层架构是三层架构，从下到上依次是：数据访问层、业务逻辑层、表示层。各层职责如下：

数据访问层：负责与数据源交互，完成数据访问等一系列操作。

业务逻辑层：完成与系统业务有关的逻辑操作。

表示层：负责与用户交互、呈现数据等一切与系统表示有关的操作。

刚才我们说过，分层架构下是向下依赖的（不考虑依赖倒置），也就是业务逻辑层要调用数据访问层完成与数据源有关的操作，而表示层调用业务逻辑层完成业务逻辑工作。但是，表示层对数据访问层是没有依赖的。

在这个架构中，每一层都不是一个类，而是一个类族，例如，在一个CMS系统中，数据访问层可能会有一系列的类，分别负责用户、文章、评论等业务实体的数据访问操作，而业务逻辑层也一样。如果我们直接依赖，即业务逻辑层实例化数据访问层的类，表示层再实例化业务逻辑层的类，会造成强耦合。如果我想把数据库从SQLServer换成MySQL，则要改变整个业务逻辑层代码，这是个不好的设计。（还记得“开放-关闭”原则吗）所以，一般的做法是，为数据访问层和业务逻辑层分别定义一族接口，业务逻辑层不依赖具体的数据访问层，而是仅依赖数据访问层的接口族，表示层也一样，依赖业务逻辑层的接口族。如此一来，当要更换数据库时，我们就不必改写整个业务逻辑层，因为业务逻辑层里根本没有任何数据访问层中的具体类，而全是通过接口实现的。在.NET中，只要配合配置文件和反射机制，再运用Abstract Factory设计模式，就可以实现“依赖注入”，即在不改动代码的情况下根据配置选择相应的层次组件。这样，我们就可以为不通数据库分别实现数据访问层，也可以编写ORM的数据访问层，甚至是基于XML的，只要实现了数据访问层接口族，就可以和业务逻辑层无缝连接，从而极大提高了软件的灵活性和可维护性。当然要更改业务逻辑层也是一样。

如果说，前面的例子都是从微观视角讨论接口，那么，这个例子则从宏观视角展现了面向接口编程的内涵和优势。很抱歉在这里不能对这个架构深入讲解，有兴趣的朋友可以参考微软的官方示例.NET PetShop4。（但是请注意，这个示例中业务逻辑层没有定义接口族，而是强耦合于表示层中，这可能是因为考虑到在这个系统中业务逻辑没有更改的可能。另外由于是个示例，不是真正的B2C系统，所以业务逻辑层很简单。）

好了，本系列文章就到这里。希望各位朋友通过这三篇文章，能对“面向接口编程”有一定的了解。当然，我只是起到一个抛砖引玉的作用，其真正的内涵和精髓，还需要各位从实践中慢慢认识。还有，就是面向接口思想不是孤立的，它和设计模式等内容都是面向对象大系中的精华，而且是相互渗透、相互联系的。其实，很多设计模式就是面向接口思想的体现。我们应该把这些放在一起学习，从而真正提供自己的面向对象思考能力和实战能力。