Web应用的UML建模与.NET框架开发

1 引言

基于Web的应用系统一般包含两部分：服务器和客户端浏览器。服务器主要对事务进行逻辑处理，而用户对服务器上业务逻辑的影响，使Web应用往往具有复杂性和高度动态性的特点。这种特点使得基于Web应用的系统开发比较复杂、管理困难。为了有效地解决上述问题，缩短开发周期，减少维护费用，主要策略是对Web应用进行建模。UML是面向对象技术领域中占主导地位的统一建模语言。此外，.NET框架在通用语言运行时CLR的基础上，提供了完善的基础类库、数据库访问技术ADO.NET和网络开发技术ASP.NET，使开发者可以快速构建Web应用。因此，本文主要探讨基于.NET框架Web应用的UML建模及开发方法，并将该方法用于作者开发的研究所管理系统中，实际应用表明该方法可以有效地降低系统开发和管理的复杂性，提高经济效益。

2 Web 应用的构架模式

Web应用的基本构架包括浏览器、网络和Web服务器。浏览器向服务器请求Web页，Web页可能包括由浏览器解释执行的客户端脚本，而且可以与浏览器、页内容和页中包含的其他控件（ Java Applet 、ActiveX控件和插件等）进行交互。用户向Web页输入信息或通过超级链接导航到其它Web页，与系统进行交互，改变系统的“业务状态”。

2.1 瘦Web客户端

主要适用于基于Internet的应用，对客户端配置几乎没有控制。客户端只需要标准Web浏览器，可以请求和显示标准的HTML页面。所有的业务逻辑都在服务器上执行。

客户端浏览器通过HTTP协议向服务器请求页面资源，服务器将被请求的URL解析为文件系统中的文件，或者由应用服务器处理并可能改变业务状态，得到请求的页面，返回给客户端。

2. 2 胖Web客户端

胖Web客户端对于可以确定客户端配置和浏览器版本的Web应用是最适合的。客户端通过HTTP与服务器通信，使用DHTML、Java applet或者ActiveX控件执行业务逻辑。HTTP的无连接特性，决定了客户端脚本、ActiveX控件和Java Applet只能同客户端对象进行交互。图1显示了构架中对象之间的关系。

客户端显示接收的页面时，执行嵌入的脚本，这些脚本通常可以在不同的线程中执行，通过DOM接口与页面内容进行交互。

2.3 Web传输

Web传输模式除了使用HTTP负责客户端和服务器的通信之外，还可以使用IIOP和DCOM等协议以支持分布式对象系统。Web页面通过远程对象桩和远程对象传输协议与远程对象服务器通信，由服务器管理远程业务对象的生命周期，向客户端对象提供服务。图2显示了各组件之间的关系。

远程对象桩是一个对象，在客户端执行，并与远程对象具有相同的接口。当通过这个对象调用方法时，这些方法被封装起来，使用远程对象传输协议RMI/DCOM发送到远程对象服务器，服务器解释请求，实例化并调用实际对象实例中的方法。

实际应用中，往往根据业务需要，综合使用上述构架。在我们的研究所管理系统中，综合采用了瘦Web客户端和Web传输构架。客户端使用了JavaScript进行客户端验证，把经过验证的数据提交服务器处理。在数据的后台管理上，采用了Web传输构架，保持客户端与服务器的开放连接，以便进行较长时间的、较复杂的会话。

3 UML 的 Web 应用扩展

UML（Unified Modeling Language）是一种通用的可视化建模语言，适用于各种软件开发方法、软件生命周期的各个阶段、各种应用领域以及各种开发工具。但在对Web应用进行建模时，它的一些构件不能与标准UML建模元素一一对应，因此必须对UML进行扩展。

UML的三种核心扩展机制包括构造型、标记值和约束。其中最重要的扩展机制是构造型，它不能改变原模型的结构，但可以在模型元素上附加新的语义，通常用“《构造型名》”来表示。约束是模型元素中的语义关系，定义了模型如何组织在一起，通常用一对“{}”之间的字符串表示。标记值是对模型元素特性的扩展，大多数的模型元素都有与之关联的特性，通常用带括号的字符串表示。

3.1 Web页建模

Web页可能同时包含客户端脚本和服务器端脚本，因此必须分别进行建模。服务器端Web页面一般包含由服务器执行的脚本，每一次被请求时都在服务器上组合，更新业务逻辑状态，返回给浏览器。客户端Web页可能包含数据、表现形式甚至业务逻辑，由浏览器解释执行，并可以与客户端组件相关联，如Java Applet、ActiveX、插件等。两者之间通过定向关系相互关联。这种关联关系的构造型为?build?。

Web应用中的超级链接代表导航路径，用构造型为?link?的关联关系表示。