使用 Ruby on Rails 快速开发 Web 应用程序

基于 Ruby 的框架用于快速开发，使用的是模型-视图-控制器模式

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级别： 初级

David Mertz, Ph.D. (mertz@gnosis.cx), 开发人员, Gnosis Software

2005 年 7 月 04 日

虽 然还是测试版本，但 Ruby on Rails 已经成为进行 Web 应用程序开发的一个新途径。Rails 的成功之处在于能够自动化大部分常见类型的 Web 应用程序的创建，而且在您希望添加定制或者有特殊要求时，并不会受到限制。不仅如此，同那些只能完成 Web 应用程序单方面需求的自由软件（Free Software）库相比，Rails 包含了非常完整的一套工具。

Ruby on Rails 正在令整个 Web 开发领域受到震憾。让我们首先了解底层的技术：

• Ruby 是一门免费的、简单的、直观的、可扩展的、可移植的、解释的脚本语言，用于快速而简单的面向对象编程。类似于 Perl，它支持 处理文本文件和执行系统管理任务的很多特性。
• Rails 是用 Ruby 编写的一款完整的、开放源代码的 Web 框架，目的是使用更简单而且更少的代码编写实际使用的应用程序。

作为一个完整的框架，这意味着 Rails 中的所有的层都是为协同工作而构造的，所以您不必自己再重复，可以完全只使用一门单一的语言。 在 Rails 中，所有内容（从模板到控制流再到业务逻辑）都是用 Ruby 编写的。Rails 支持基于配置文件和注释的反射（reflection）和运行时扩展。

本文详细介绍了 Rails 的组成部分，并介绍了它的工作原理。

Rails 介绍

关于 Rails，首先需要理解的是它的模型/视图/控制器（model/view/controller，MVC）架构。虽然这种技术不是 Rails 所特有的 —— 甚至不是 Web 应用程序所特有的（相对于其他程序），但是 Rails 具有非常清晰而专一的 MVC 思维方式。如果您并不使用 MVC 方法，那么 Rails 的用处将大为降低（与遵循其模式的情况相比）。

模型

Rails 应用程序的模型部分主要是它所使用的底层数据库。实际上，在很多情形中 Rails 应用程序正是以一种受管理的方式对关系型数据库管理 系统（RDBMS）中的数据执行操作的一个途径。

ActiveRecord 类是 Rails 的一个核心组成部分，它将关系型表映射为 Ruby 对象，使其成为控制器可以操作并能在视图 中显示的数据。Rails 应用程序特别倾向于使用广为应用的 MySQL 数据库，不过也有与很多其他 RDBMS 的绑定，比如 IBM? DB2?。

如果您愿意，您可以添加 Ruby 代码来在应用程序模型中执行额外的验证，加强数据关联，或者触发其他操作。应用程序的 app/models/ 目录中的 Ruby 文件能够调用 ActiveRecord 的多种验证方法。不过，您也可以将模型代码留作一个存根，而只是依赖保存数据 的 RDBMS 的约束。例如，我在这个示例中所开发的应用程序只包含这个骨架模型代码（至少在开始时是）：

清单 1. 骨架模型 app/models/contact.rb

				
class Contact < ActiveRecord::Base
end

控制器

控制器以其抽象形式执行应用程序的逻辑。也就是说，应用程序的 app/controllers/ 目录中的 Ruby 脚本能把模型数据导入为变量，保存回去，或对其进行修改 和处理。不过，控制器不关心用户如何适当地显示或者输入数据。在通常的 MVC 模型中，这可以让用户能够以多种方式与同一控制器进行交互：本地 GUI， Web 界面，以及视力较弱的人使用的语音界面都可以与相同的控制器进行交互。

不过，Rails 不像那样非常通用；相反，它仅局限于在 Web 页中提供和收集数据。虽然如此，但是您可以修改那些 Web 页的布局 —— 颜色、字体、表格、 样式表单，等等 —— 与控制器代码无关。

视图

Rails 视图是我们编写 Ruby 代码的地方。Rails 包含有一门用于 .rhtml 的非常好的模板语言，它将纯粹的 HTML 与嵌入的 Ruby 代码组合起来。 Rails 应用程序界面的最表层外观通常是由 CSS 样式表单控制的。.rhtml 格式是一种增强的 HTML。实际上，一个简单的 HTML 文件本身也是一个 合法的 RHTML 模板，不过，不应该忽略 RHTML 为您提供的脚本控制。

RHTML 是真正的模板格式 —— 不仅是在 HTML 中嵌入代码的方式 —— 这是一种更为有效的方法。如果您熟悉 PHP，那么可以考虑 PHP 本身与 Smarty 模板之间的对照。也就是说，嵌入的脚本只是将代码与未被解释的 HTML 混合在一起；当需要向客户机输出某些内容时，代码部分 仍要负责执行 print 语句。

与之不同的是，模板引擎向 HTML 添加了一组定制的标签，让您能够将条件、循环以及其他逻辑作为增强的 HTML 标记的一部分来表示。

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生成代码

Rails 所提供的工具主要是一组代码生成器。相对于那些强迫我使用严格的工作空间和 IDE 的开发环境，我更喜欢这种方法。 Rails 不会妨碍您，但是却会为您省去大部分手工编程的工作 —— 或者，通过提供“可自由获得的”初步（first-pass）支架（scaffolding）， 至少帮助您轻松将需要手工编码的工作分为多个部分。

支架 概念是 Rails 中的核心概念。非常简单的应用程序可能完全不用编码，让 Rails 在运行时动态地生成客户机 HTML 页面。 第一遍生成代码时创建的只是粗略的支架；接下来您可以生成更详细的能够定制的控制器、视图和模型。不过在开始时不需要生成太多。

Rails 对其文件的组织是固定的而且非常普通的，不过这种组织相对严格。如果您试图强行使用其他文件和代码组织方式，那么您可能得 付出努力去修改 Rails 环境。再者说，我找不到不使用 Rails 所提供的组织方式的理由；在大部分情况下，它“fits your brain”（Ruby 的 支持者喜欢这样讲）。例如，如果您从头开始设计一个框架（至少如果您以“Ruby 方式”思考），那么这些目录名称及其组织可能与您的选择非常接近。

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构建一个简单的应用程序

在 Ruby on Rails Web 站点上有一些教程，可以完整地引导您创建一个简单的 Rails 应用程序（见 参考资料）。 这里的示例程序与之类似，因为正确开始构建 Rails 应用程序的方式是确定的。由于此介绍的长度相对较短，所以我 极力 推荐 那些较长的教程中的一篇，以使得您能够打好更为全面的基础。

示例应用程序是一个基本的通讯录。它演示了创建应用程序的一般步骤：

1. 生成模型（在此步骤中创建 MySQL 数据库和表）。
2. 生成应用程序（包括生成基本代码和目录）。
3. 启动 Rails（并配置数据库的访问）。
4. 创建一些内容（包括生成支架模型和控制器，并告知控制器去使用那个支架）。

我们将详细研究每一个步骤。

生成 AddressBook 模型

对于任何应用程序，您需要做的第一件事情是为它创建一个存放数据的数据库。技术上这个步骤不必最先进行，不过需要在早期完成；应该在编写任何 应用程序代码（甚至是自动生成的代码）之前创建数据库，这应该是显然的。所以，让我们在 MySQL 数据库中创建一个数据库，并在此数据库中创建第一张表。 （阅读其他文档以了解如何安装运行 MySQL 或其他 RDBMS。）

我们假定 MySQL 已经安装并且可用。

清单 2. 创建 MySQL 数据库和表

[~/Sites]$ cat AddressBook.sql
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS AddressBook;
USE AddressBook;
CREATE TABLE IF NOT EXISTS contacts (
  id smallint(5) unsigned NOT NULL auto_increment,
  name varchar(30) NOT NULL default '',
  created_on timestamp(14) NOT NULL,
  updated_on timestamp(14) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (id),
  UNIQUE KEY name_key (name)
) TYPE=MyISAM COMMENT='List of Contacts';
[~/Sites]$ cat AddressBook.sql | mysql

在这第一张表中有些地方需要注意。最重要的是每一张表都必须拥有一个 id 列，列名称就是 id。Rails 使用 主键列 id 来完成各种记录保持和引用任务。域 created_on 和 updated_on 是不需要的，不过，如果您使用了它们，那么 Rails 会自动地“在后台”维护它们；在大部分情况下使用这些时间戳没有什么不好。所以，您还要添加的“真正” 数据就只是通讯录内容的名称。

另一个稍微古怪的方面是，Rails 为不同的内容使用单数和复数的名称。根据上下文，各种条目会被重命名为单数或复数形式。表的名称应该使用复数格式。 我没有使用不规则复数单词的经验；datum 和 data 等单词可能会令 Rails 出现问题。

生成 AddressBook 应用程序

既然已经拥有了一个能够交互的数据库，就可以创建 AddressBook 应用程序了。第一个步骤是简单地运行 rails 来生成基本目录和支架代码：

清单 3. 生成基本代码和目录

[~/Sites]$ rails AddressBook
create
create  app/apis
create  app/controllers
create  app/helpers
create  app/models
create  app/views/layouts
create  config/environments
create  components
[...]
create  public/images
create  public/javascripts
create  public/stylesheets
create  script
[...]
create  README
create  script/generate
create  script/server
[...]

我删减了运行 rails 的输出；所忽略了那些行只是提醒您已经创建的各种文件和目录。在您的系统上试运行它，浏览生成的所有文件。 我已经在代码中显示了一些最重要的文件和目录。

运行 Rails

创建了 AddressBook/ 目录和所需要的子目录后，您需要执行一次惟一的初始配置。首先，通过修改 YAML 配置文件来设置数据库，如下：

清单 4. 配置数据库访问

[~/Sites]$ cd AddressBook
[~/Sites/AddressBook]$ head -6 config/database.yml # after editing
development:
  adapter: mysql
  database: AddressBook
  host: localhost
  username: some_user
  password: password_if_needed

最后，您需要提供数据。Rails 附带了它自己的单一功能的 Web 服务器，即 WEBrick，非常适用于我们的试验。您可能也会遵循 Ruby on Rails Web 站点上的说明来配置 Apache 或者其他服务器，以通过 FCGI（或者普通的 CGI，但是普通的 CGI 将会较慢）向 Rails 应用程序提供服务。

清单 5. 启动 WEBrick 服务器

[~/Sites/AddressBook]$ ruby script/server -d
=> Rails application started on http://0.0.0.0:3000
[2005-03-21 17:57:38] INFO  WEBrick 1.3.1
[2005-03-21 17:57:38] INFO  ruby 1.8.2 (2004-12-25) [powerpc-darwin7.8.0]

创建一些内容

要在 WEBrick 端口上看到一个欢迎页面，先前的步骤就足够了。例如，在我的本地系统中，现在可以访问 http://gnosis-powerbook.local:3000/。不过，为了操作定制数据库，需要 生成稍微多一些代码。可以使用脚本 generate 来完成此任务， 这个脚本创建在 AddressBook/ 应用程序目录中：

清单 6. 支架模型和控制器代码的生成

[~/Sites/AddressBook]$ ruby script/generate model contact
      exists  app/models/
      exists  test/unit/
      exists  test/fixtures/
      create  app/models/contact.rb
      create  test/unit/contact_test.rb
      create  test/fixtures/contacts.yml
[~/Sites/AddressBook]$ ruby script/generate controller contact
      exists  app/controllers/
      exists  app/helpers/
      create  app/views/contact
      exists  test/functional/
      create  app/controllers/contact_controller.rb
      create  test/functional/contact_controller_test.rb
      create  app/helpers/contact_helper.rb

注意，在相应的表名中，这里应该使用单数的 contact，而不是复数的 contacts。

现在需要编辑一个或多个生成的文件（只需稍加编辑）来让控制器去使用支架：

清单 7. 告知控制器去使用支架

[~/Sites/AddressBook]$ cat app/controllers/contact_controller.rb
class ContactController < ApplicationController
  model :contact
  scaffold :contact
end

现在可以通过类似于 http://rails.server/contact/ 的 URL （在我的测试用例中是 http://gnosis-powerbook.local:3000/contact/）来查看和修改数据库的内容。 输入一些数据后，它看起来如图 1 和图 2 所示：

图 1. 列出联系人

图 2. 编辑联系人

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创建可定制的内容

前面的代码创建了一个查看和修改数据库的功能完全的界面，不过，所有格式化、显示以及业务逻辑（比如本来就有的）都由 Rails 动态完成， 没有任何重大修改。为了创建一些更为定制的内容，需要生成更多一些代码。现在我们所需要的是让 Rails 显式地写出它在运行时隐式地生成的 所有支架，以使得我们能够修改它。

图 8. 显式控制器和视图代码生成

[~/Sites/AddressBook]$ ruby script/generate scaffold Contact
  dependency  model
      [...]
      create  app/views/contacts
      exists  test/functional/
      create  app/controllers/contacts_controller.rb
      create  test/functional/contacts_controller_test.rb
      create  app/helpers/contacts_helper.rb
      create  app/views/layouts/contacts.rhtml
      create  public/stylesheets/scaffold.css
      create  app/views/contacts/list.rhtml
      create  app/views/contacts/show.rhtml
      create  app/views/contacts/new.rhtml
      create  app/views/contacts/edit.rhtml

现在有了更多一些要做的，所以尝试去修改一些内容。（注意此代码已经重新使用了复数格式 contacts， 我不清楚其原因；现在我们需要接受它。）尝试在 CSS 中修改一些颜色和字体：

清单 9. 配置层叠样式表单

[~/Sites/AddressBook]$ head -8 public/stylesheets/scaffold.css
body { background-color: #ffe; color: #338; }
body, p, ol, ul, td {
  font-family: verdana, arial, helvetica, sans-serif;
  font-size:   13px;
}
td { border: 1px solid; }
a { color: #eef; background-color: #446; }
a:hover { color: #fff; background-color:#000; }

您已经拥有了这段代码，那么 contacts_controller.rb 做什么？就其操作而言，它比前面的代码中所出现的 contact_controller.rb 更为显式且可配置。控制器类似如下：

清单 10. 控制器 app/controllers/contacts_controller.rb

class ContactsController < ApplicationController
  def list
    @contacts = Contact.find_all
  end
  def show
    @contact = Contact.find(@params['id'])
  end
  def create
    @contact = Contact.new(@params['contact'])
    if @contact.save
      flash['notice'] = 'Contact was successfully created.'
      redirect_to :action => 'list'
    else
      render_action 'new'
    end
  end

如前所述，控制器的主要任务是将数据导入到变量之中。对象 Contact 是模型所提供的 ActiveRecord 对象-关系映射。变量 @contacts 或者 @contact 是它们的适当方法中所给出的数据。 通过 URL 可以访问那些方法本身，比如 http://rails.server/contacts/show/2 （这一个方法显示出 id 为“2”的联系人）。

此示例中的控制器最终连接到了视图，即 RHTML 文件，它们使用的是控制器导入到变量中的数据值。例如，这里是 list 视图的一部分：

清单 11. 列出视图 app/views/contacts/list.rhtml

[...]
<% for contact in @contacts %>
  <tr>
  <% for column in Contact.content_columns %>
    <td><%=h contact.send(column.name) %></td>
  <% end %>
    <td><%= link_to 'Show', :action => 'show', :id => contact.id %></td>
    <td><%= link_to 'Edit', :action => 'edit', :id => contact.id %></td>
    <td><%= link_to 'Destroy', :action => 'destroy', :id => contact.id %></td>
  </tr>
<% end %>
[...]

方法 ContactsController.list 导入变量 @contacts，RHTML 中的流控制标签从数组中 取出单个的记录。

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修改模型

初始的模型只包含联系人的名字。不幸的是，本文中我已经没有余地扩展这个模型以使其包含实际的联系人数据，比如电话号码、地址、电子邮件等等。通常，那些数据 应该存放在一张子表中，子表的外部关键字关联到表 contacts。Rails 模型会使用类似这样的定制代码来指明关联：

清单 12. 定制代码 app/models/phone.rb

class Phone < ActiveRecord::Base
  belongs_to :contact
end

在结束之前，让我们来对数据模型稍加修改，以查看它如何影响应用程序。首先，添加一列：

清单 13. 向模型添加 first_met 数据

$ cat add-contact-date.sql
USE AddressBook;
ALTER TABLE contacts ADD first_met date;
$ cat add-contact-date.sql | mysql

既然已经修改了底层的模型，http://rails.server/contact/ —— 支架的后台版本 —— 就会直接调整过来，不需要您做什么。 控制器和视图是完全自动基于模型的。不过，在 http://rails.server/contacts/ 上应用程序版本使用了我们手工编写的文件， 并不是那样自动化的。

list 视图将 Contact.content_columns 作为模板循环的一部分，能够 自动查找 所有 的列，不管它们是什么。不过，edit 等其他视图已经被生成了，需要添加新的 数据域。例如：

清单 14. 编辑视图 app/views/contacts/edit.rhtml

<h1>Editing contact</h1>
<%= error_messages_for 'contact' %>
<%= start_form_tag :action => 'update' %>
<%= hidden_field 'contact', 'id' %>
<p><label for="contact_name">Name</label><br/>
  <%= text_field 'contact', 'name'  %></p>
<p><label for="first_met">Known Since</label><br/>
  <%= date_select "contact", "first_met", :use_month_numbers => false %></p>
<input type="submit" value="Update" />
<%= end_form_tag %>
<%= link_to 'Show', :action => 'show', :id => @contact.id %> |
<%= link_to 'Back', :action => 'list' %>

那么您手工修改的应用程序看起来如何了呢？与默认的区别不太大，不过在图 3 和 4 中可以看到修改已经生效了：

图 3. 列出联系人，修改后

图 4. 编辑联系人，修改后

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结束语

Rails 为您提供了开发灵活的 Web 应用程序的一种极其快速的途径；本篇介绍只是肤浅地涉及了如何使用 Rails。完整的框架包含很多实用的类和方法， 能够完成基于 Web 的应用程序使用最多的操作。

Rails 的最大价值在于它孕育了一个成体系的“Rails 思维方式”，因为您所需要的所有支持代码令它变得完整。相对于只是给出要使用的原始材料的 其他工具包和框架而言，这是一个巨大的优势。Rails 开发为您提供了将半成形（half-formed）的想法实现为功能完全的 Web 应用程序的一条坦途。

参考资料

• 您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的 英文原文。
  
  
• “Deploy an application with Cerise Web server” （developerWorks，2005 年 2 月）展示了如何使用 Cerise Web 服务器和 Ruby 创建一个 留言本 Web 应用程序。
  
  
• 在 Ruby on Rails 的主页开始使用介绍教程、指南以及下载资源和文档。
  
  
• 要获得 Ruby on Rails 所支持的数据库列表（包括 IBM DB2），请访问 Database Drivers page。
  
  
• 这个 十分钟的视频 实时地展示了某人开发基于 Ruby 的 Web 应用程序。
  
  
• Wikipedia 有一个关于 MVC architectural paradigm 的极好条目。
  
  
• 在 developerWorks Linux 专区 可以找到更多为 Linux 开发人员准备的参考资料。
  
  
• 通过参与 developerWorks blogs 加入到 developerWorks 社区。
  
  
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关于作者

		对 David Mertz 来说，整个世界就是一个舞台；他的职业是致力于提供相关的舞台说明。要深入了解他的生活，请访问他的 个人主页。从 2000 年起他就一直在撰写 developerWorks 专栏 Charming Python 和 XML Matters。阅读他的 Text Processing in Python 一书。您可以通过 mertz@gnosis.cx 与 David 联系。