高速開發的網路應用系統架構-Ruby on Rails (RoR)

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對有使用過Ruby on Rails（簡稱RoR）的開發者而言，多數人的感想就是「快」，根據「超越Java（Beyond Java）」一書所述，使用RoR的開發速度可快上5至10倍；除了速度上的優勢外，Rails更在2006年獲得有『軟體界的奧斯卡獎』之稱的Jolt Awards，證明其在網站開發工具的實力已不容忽視，另外由於「Agile Web Development with Rails」一書也獲得了技術類書籍的Jolt Awards，使得RoR成為火紅的應用程式開發語言之一。本文將針對RoR做一概要的介紹。

RoR的源起

在介紹RoR前，必須先介紹Ruby的起源，Ruby是一個純物件導向語言，擁有簡潔的語法、內建正規表達式引擎、異常處理機制等特性。1993年由日本人松本行弘（Matsumoto Yukihiro）開發，當時松本的同事有感於「Perl寫來方便但讀起來很難。如果有好的物件導向Scripting語言就好了。」因此，松本在原有的Perl上加入物件導向概念，並於1995年正式釋出。雖然最初有關Ruby的相關文件與網路討論均以日文為主，且早期的採用者也都集中在日本，但松本一開始就有「不要只有侷限在日本」的願景，遂於1997年開始建立英文Mailing list，就連變更記錄也附有英文，才逐漸提升Ruby在國際上的能見度。

Ruby會如此火紅，除了開發者本身的努力外，RoR架構的出現更是一大功臣。RoR是David Heinemeier Hansson（簡稱DHH）在2004年為了Basecamp專案而開發的網站架構，於2005年12月釋出1.0.0版，RoR具有開發速度快、部署與維護容易等特色，一出來就廣受開發人員的歡迎，DHH也因此獲得了Google與O'Reilly共同頒發的『年度最佳駭客獎』。

RoR的特色

為了讓程式開發更快速，RoR提供許多方便的功能，如：

約定優於配置（Convention Over Configuration）：隨著網路應用程式架構的演進，模組化的概念也逐漸盛行，為了讓各模組能相互溝通，配置檔的設定就成為不得不處理的部份，但過多的設定檔反而為開發者帶來困擾，為解決上述問題，RoR採用更有效率的作法，將類別、方法、資料表等都採取預設的命名約定，開發者只需依循約定即可，甚至可以不用在配置檔中多寫任何一行設定。DRY（DonRepeat Yourself）：RoR提供Helper、Partial等方式來減少相似程式碼的重覆，進而使程式碼簡潔並降低出錯的機率。
功能完整的框架：大部份的框架都是藉由外掛的方式增加功能，RoR則提供一般網路應用系統均會用到的模組，以應付大多數的開發情況，如：Ajax、Web Service、ORM（Object Relational Mapping）等。
資料庫Schema版本管理：RoR裡的Migration能提供與資料庫平台無關的資料庫Schema與前者的版本控管，讓開發者能放心的修改Schema而不須擔心遺失舊有的Schema。

RoR的架構

RoR的架構基本上符合MVC（Model View Controller）架構，包含以下各模組：

Active Record：負責ORM（Object Relational Mapping）
Active Pack：負責MVC架構中View和Controller的部份，包括以下兩部份：
- Action Controller：處理從Clinet端傳入的Request，並將其重新導向，此外也負責與Active Record、Action Mail、Action Web Service等模組的溝通。
- Action View：使用內建的範本引擎來產生給Clinet的回應
Prototype：提供Ajax與相關視覺效果，例如：畫面上項目的拖拉
Action Mail：提供收發信件的功能
Action Web Service：協助開發者能輕易地在應用程式中加入Web Service API，支援SOAP、XML-RPC、及WSDL。

RoR的運作流程

以網路商店中新增商品進使用者的購物車為例。在RoR中，簡便的作法是以傳遞URL的方式來執行，伺服器上的Dispatcher Servlet負責解析網址並將Request導向給正確的Action Controller，解析方式請見圖三，Store Controller的add_to_cart方法根據傳入的參數利用Active Record與資料庫進行CRUD（Create、Retrieve、Update and Delete）等動作，以上動作結束後，Store Controller再呼叫Action View產生執行結果的畫面回應給使用者。

頗受爭議的部份

雖然RoR在開發上擁有速度上的優勢，但它仍有頗受爭議的部份：

延展性（Scalability）：雖然網路已有如何增加RoR延展性的文章，但有關延展性的質疑聲卻從未間斷過，在大型系統實作出現之前，相關的論戰似乎難有定論。
對舊有DB Schema的支援：如果在Schema中有使用某些用法，例如複合鍵，那麼開發者就必須考慮修改Schema或在RoR中多增加些手續才可順利建置。
執行期速度：Ruby具有晚期連結（late binding）以及鴨子型別處理（duck typing）的特性，在程式執行時需較多檢核步驟。

結論

對多數的開發者而言，RoR算是嶄新的領域，其所帶來的高生產力已讓人眼睛為之一亮，雖然目前仍有頗受爭議之處，但隨著投入者的增加，RoR的成熟是可期待的。