Hệ thống tích hợp ứng dụng desktop và web - Based với mô hình 3 lớp trên.net

HỆ THỐNG TÍCH HỢP ỨNG DỤNG DESKTOP VÀ WEB-BASED VỚI MÔ HÌNH 3 LỚP TRÊN.NET Trung tâm Tin học-Trường ĐH Thủy Lợi NỘI DUNG Hệ thống tích hợp ứng dụng Desktop và Web-based với mô hình 3 lớp trên .NET 1. Khái quát về mô hình triển khai và phát triển ứng dụng 1.1. Sơ lược về mô hình 3 lớp Nếu là một người phát triển ứng dụng web với công nghệ .NET chắc hẳn bạn đã từng nghe nói đến DotNetNuke (DNN) như là một trong những mô hình phát triển ứng dụng web đầy triển vọng. Cũng tương tự, CSLA.NET được cho là một trong những mẫu hình về phát triển ứng dụng tích hợp web-based và windows-based. Tuy nhiên, đã bao giờ bạn nghĩ rằng có thể tự mình xây dựng một mô hình phát triển các ứng dụng trên Desktop tích hợp với Web? Ý chúng tôi nói đến ở đây không chỉ là cơ sở dữ liệu dùng chung mà có cả các “components” và cơ chế chung cho phép “lai ghép” các thành phần trong cả hai môi trường phát triển web và win forms. Dĩ nhiên việc phân lớp là nói đến cả các quy trình sinh mã (code generation) nhằm giảm nhẹ khối lượng lập trình, tiết kiệm nhân công và thời gian. Trong bài viết này, chúng tôi đề xuất một giải pháp mà có thể bạn sẽ thấy rằng những quy trình và mô hình ứng dụng để phát triển một Portal trên web có thể triển khai một quy trình xây dựng ứng dụng đa người dùng trên nền desktop với cơ sở dữ liệu tập trung. Chúng tôi xin dẫn ra đây mô hình xây dựng ứng dụng của DNN: 1.2. Mô hình thực tế mô tả phát triển ứng dụng cụ thể Với những gì mà một mô hình 3 lớp thể hiện, chúng ta sẽ xây dựng một hệt thống trên phát triển ứng dụng tích hợp Web-based và Desktop trên C# với CSDL tập trung trên hệ quản trị CSDL MS SQL server. Các đặc trưng của mô hình 3 lớp. 1.3 Mô hình các thực thể khi triển khai trên hệ thống đa người dùng DAL Data Access Layer Truy vấn CSDL. BLL Bussiness Logic Layer Lớp thực thi giao dịch. UI User Interface Layer (Presentation) Lớp giao diện người dùng. Vậy ở đây chúng ta phải quan tâm đến các vấn đề: Ứng dũng sẽ cung cấp những gì cho người dùng cuối (lớp UI) Làm sao để xây dựng các lớp (classes) mô tả thông tin trên BLL. Bằng cách nào người phát triển có thể duy trì BLL và không phải lập trình lại khi mà DAL của chúng ta dựa trên các thực thể CSDL khác nhau như (Sql, Access, Oracle..) Đặc trưng nào của BLL và DAL cho phép chúng ta giảm bớt công việc lập trình bằng việc sử dụng những công cụ sinh mã (code generator) Xin có một mách nước nhỏ: chúng ta sẽ sử dụng và tùy biến những công cụ cho phép sản sinh hàng loạt các đối tượng (tại BLL và DAL). Và hiển nhiên chúng ta tiết kiệm được thời gian và công sức (tới 25%) dành cho công việc phát triển ứng dụng. 2. Những người phát triển ứng dụng và công việc cần làm 2.1 Tổng quan về ứng dụng sử dụng cho việc trình diến (demo application) Như vậy công việc của người phát triển (developer) là gì. Chúng ta hãy xem một mô hình 3 lớp cung cấp cho người phát triển ứng dụng những gì. Có lẽ nhiều hơn những gì chúng tôi và các bạn có thể tưởng tượng ra. Chúng tôi xin đi vào việc xây dựng một ứng dụng cụ thể nhỏ với CSDL và tìm hiểu các công cụ mà chúng tôi đã áp dụng. Chúng ta hãy xem xét một mô hình CSDL nhỏ (tạm gọi là SmallStore) mô tả việc quản lý đơn giản thông tin về việc bán hàng cho một cửa hàng. Trong phần này chúng tôi sẽ lấy mô hình của Dotnetnuke làm hình mẫu đại diện cho mô hình ứng dung 3 lớp. Mô hình CSDL của SmallStore. Ghi chú: Hệ thống bao gồm thông tin về các nhân viên, khách hàng, và hóa đơn trong việc bán các sản phẩm của một cửa hàng. Các thông tin có thể được truy xuất theo từng bảng, với các điều kiện lọc theo từng quan hệ (Foreign key Contraints). Tại mối lớp trong mô hình đã triển khai, các đặc tả về CSDL vẫn được “truyền đạt” cho đến tận lớp Presentation. Các đặc tả này có thể là: khóa chính, khóa ngoại, danh sách đối tượng, các thao tác CSDL – thêm, sửa, xóa, tìm kiếm. 2.2. Tìm hiểu sơ qua về các thành phần có thể sử dụng độc lập của DNN DotNetNuke.dll Thư viện các thành phần Framework của DotNetNuke Microsoft.ApplicationBlocks.Data.dll Thư việc các hàm làm việc trực tiếp với CSDL DotNetNuke.SqlDataProvider.dll Thư viện các sqlHelper dành cho việc truy nhập cơ sở dữ liệu trên MS SQL server DotNetNuke.Caching.BroadcastPollingCachingProvider.SQLDataProvider.dll Thư viện các phương thức quản lý bộ lưu đệm (cache) dùng cho tối ưu hóa truy nhập CSDL với MS SQL server Với các nhân tố trên, chúng ta bước đầu có thể bắt tay vào việc xây dựng các thành phần của ứng dụng. Chúng tôi xin trình bày về quá trình triển khai các components theo thứ tự từ dưới lên (từ lớp truy nhập dữ liệu DAL) trong mô hình đã đưa ra. 2.3 Công cụ sinh mã (codesmith explorer) và các tùy biến Codesmith là một phần mềm, hay đúng hơn là một môi trường phát triển mẫu (template) dành cho việc sản sinh các đoạn mã dựa trên những tham số đưa vào và CSDL đã xây dựng. Có thể tìm thấy Codesmith và tải về theo liên kết: CodeSmith Explorer là một ứng dụng nhỏ và miễn phí trong bộ CodeSmith Studio (bản thương mại – không miễn phí). CodeSmith Explorer khi được cài đặt sẽ có thể tích hợp sẵn trong môi trường lập trình của Visual Studio .NET dưới dạng một Add-on. CodeSmith Explorer sử dụng các templates để sinh mã cho việc lập trình. Các mẫu dành cho phát triển module trong DNN có thể download miễn phí tại liên kết: 2.4 Xây dựng các Projects phục vụ cho công việc Hai Projects cơ bản mà chúng ta cần có để phát triển ứng dụng thể hiện trên hình sau. Component Project Chứa các components: Controller class Info class DataProvider class. SqlDataProvider Project Bao gồm SqlDataProvider classes Store Procedures. 2.4 Mô hình lập trình 3 lớp 2.4.1 Mô hình các lớp đối tượng Chúng ta hãy xem xét một ví dụ của việc tạo ra các lớp để có thể thao tác với đối tượng lớp nhân viên (ứng với bảng HT_NhanVien trong CSDL). Các components được tạo ra sẽ có dạng thức như sau. Trong ví dụ này, phương thức lấy thông tin của một nhân viên theo khóa chính MaNhanVien được sử dụng để cho thấy các đối tượng trong kiến trúc của DNN. Mô hình của các đối tượng được trình bày trong sơ đồ dưới đây ControllerObject InfoObject DataProviderObject SQLDataProviderObject Store Procedure Controller Class Đối tượng điều khiển, sự dụng các phương thức của DataProvider để truy xuất dữ liệu. Info Class Lớp mô tả các đối tượng lưu trữ thông tin DataProvider Class Lớp ảo (abstract) định nghĩa các phương thức truy nhập dữ liệu. Lớp ảo này cho phép phát triển độc lập các mô tả truy nhập dữ liệu. SqlDataProvider Class Đối tượng truy nhập dữ liệu thực sự Store Procedure Các thủ tục ở CSDL MSSQL server được SqlDataProvider sử dụng 2.4.2 Triển khai cụ thể của các Components của lớp Bissiness logic public class NhanVienController : DotNetNuke.Entities.Modules.ISearchable, DotNetNuke.Entities.Modules.IPortable { public NhanVienInfo Get(string maNhanVien) { return (NhanVienInfo)DotNetNuke.Common.Utilities.CBO.FillObject(DataProvider.Instance().GetNhanVien(maNhanVien), typeof(NhanVienInfo)); } } public class NhanVienInfo { #region "Private Members" string _maNhanVien; string _ten; bool _gioiTinh; DateTime _ngaySinh; string _dienThoai; string _diaChi; string _maPB; double _heSoLuong; #endregion #region "Constructors" public NhanVienInfo() { } public NhanVienInfo(string maNhanVien, string ten , bool gioiTinh , DateTime ngaySinh , string dienThoai , string diaChi , string maPB , double heSoLuong) { this.MaNhanVien = maNhanVien; this.Ten = ten; this.GioiTinh = gioiTinh; this.NgaySinh = ngaySinh; this.DienThoai = dienThoai; this.DiaChi = diaChi; this.MaPB = maPB; this.HeSoLuong = heSoLuong; } #endregion } public abstract class DataProvider { public abstract IDataReader GetNhanVien(string maNhanVien); } public class SqlDataProvider : DataProvider public override IDataReader GetNhanVien(string maNhanVien) { return (IDataReader)SqlHelper.ExecuteReader(ConnectionString, DatabaseOwner + ObjectQualifier + "HT_NhanVienGet", maNhanVien); } } 2.5 Xây dựng thành phần (components) cho lớp Data Access Layer (DAL) Để cụ thể hóa, ta xem xét tạo một phiên bản SqlDataProvider cho một bảng trong CSDL. Lúc này ta hiểu mỗi bảng CSDL như là một lớp đối tượng. Chọn Bảng trong CSDL mà ta cần triển khai mô hình SqlDataProvider. Ghi chú: Có một số lưu ý: Các bảng được chọn sinh mã bắt buộc phải có trường khóa chính (Primary Key) trong bảng. Khi đó các phương thức của SqlDataProvider được sinh ra có thể nhận biết được các tiêu chí như thêm, sửa, xóa, cập nhật và tìm kiếm. . Việc sinh mã thực hiện thành công Đoạn mã chứa các phuơng thức của SqlDataProvider dành cho truy xuất thông tin Nhân viên, tương ứng với bảng NhanVien trong CSDL: #region "NhanVien Methods" public override IDataReader GetNhanVien(string maNhanVien) { return (IDataReader)SqlHelper.ExecuteReader(ConnectionString, DatabaseOwner + ObjectQualifier + "HT_NhanVienGet", maNhanVien); } public override IDataReader ListNhanVien() { return (IDataReader)SqlHelper.ExecuteReader(ConnectionString, DatabaseOwner + ObjectQualifier + "HT_NhanVienList"); } public override int AddNhanVien(string ten, bool gioiTinh, DateTime ngaySinh, string dienThoai, string diaChi, string maPB, double heSoLuong) { return int.Parse(SqlHelper.ExecuteScalar(ConnectionString, DatabaseOwner + ObjectQualifier + "HT_NhanVienAdd", GetNull(ten), GetNull(gioiTinh), GetNull(ngaySinh), GetNull(dienThoai), GetNull(diaChi), GetNull(maPB), GetNull(heSoLuong)).ToString()); } public override void UpdateNhanVien(string maNhanVien, string ten, bool gioiTinh, DateTime ngaySinh, string dienThoai, string diaChi, string maPB, double heSoLuong) { SqlHelper.ExecuteNonQuery(ConnectionString, DatabaseOwner + ObjectQualifier + "HT_NhanVienUpdate", maNhanVien, GetNull(ten), GetNull(gioiTinh), GetNull(ngaySinh), GetNull(dienThoai), GetNull(diaChi), GetNull(maPB), GetNull(heSoLuong)); } public override void DeleteNhanVien(string maNhanVien) { SqlHelper.ExecuteNonQuery(ConnectionString, DatabaseOwner + ObjectQualifier + "HT_NhanVienDelete", maNhanVien); } #endregion 2.6 Hoàn thiện lớp triển khai (Bussiness Logic Layer-BLL) Công việc triển khai lớp BLL cũng được thực hiện tương tự. Chúng ta sẽ sử dụng các code templates và dùng Code Smith để sinh mã cho các lớp trong BLL. Các templates này được liệt kê dưới đây: Controller template C# BLL Controller Class.cst Info template C# BLL Info Class.cst DataProvider template C# DataProvider.cst Chú ý rằng DataProvider là một lớp ảo (abstract) nhằm tách rời lớp Bussiness khỏi các thực thể CSDL cụ thể như MS SQL (do SqlDataProvider đảm nhiệm). Việc “ảo hóa” truy nhập CSDL này cho phép ta triển khai ứng dụng trên một nền quản trị CSDL khác mà không phải xây dựng lại hay biên dịch lại lớp Bussiness. Ví dụ thể hiện cho tư duy trên là ta xây dựng một OracleDataProvider độc lập (có thể là một thư viện dll cũng được mô hình hóa giống SqlDataProvider). Sau đó gắn nó với DataProvider ảo thông qua cơ chế Reflection (tạo ra môt thể hiện cụ thể cho DataProvider tại thời điểm chạy thông qua thư viện dll đã được biên dịch sẵn nói trên). 3. Gắn kết các thành phần vào một Solution cho phát triển ứng dụng Component Project (được tạo ra với biên dịch Class Library) Chứa các thành phần Controller classes Info classes DataProvider classes Tên của project SmallStoreComponents Các thư viện sử dụng của DNN DotNetNuke.dll Microsoft.ApplicationBlocks.Data.dll SqlDataProvider Project (được tạo ra với biên dịch Class Library) Chứa các thành phần SqlDataProvider class Các hàm thực thi của SQL: Sql store procedures Tên của project SmallStoreSql Các thư viện sử dụng của DNN DotNetNuke.dll Microsoft.ApplicationBlocks.Data.dll Thư viện phụ thuộc SmallStoreComponents.dll Application Solution (solution cho ứng dụng) Solution tạo ra để gắn kết các Projects trên và project ứng dụng của chúng ta Tên của Solution SmallStore Các thư viện sử dụng của DNN DotNetNuke.dll Microsoft.ApplicationBlocks.Data.dll Thư viện được xây dựng cho mô hình 3 lớp SmallStoreComponents.dll SmallStoreSql.dll 4. Trải nghiệm mô hình tích hợp ứng dụng Web-base và Winform-based 4.1. Sự tích hợp Sau khi đã hiểu rõ mô hình 3 lớp, câu hỏi: “Làm sao có thể tích hợp ứng dụng Web-based và Windows form vào cùng một mô hình phát triển ứng dụng?” có lẽ đã có câu trả lời. Tuy nhiên vấn đề ở đây là tính đến đâu (lớp nào) thì hai môi trường phát triển đó phải tách nhau ra. Và chúng ta có có thể nói ngay là sự dùng lại được áp dụng cho các lớp DAL và BLL, chỉ đến lớp ứng dụng hay UI (Presentation) ta mới phải cụ thể hóa các đối tượng giao diện trong hai môi trường lập trình khác nhau. ControllerObject InfoObject DataProviderObject SQLDataProviderObject Windows Form Controls Web Form Controls 1 3 2 4.2 Sự đồng bộ và tương đồng của các modules lập trình Hệ thống được phát triển không dừng lại ở việc sử dụng chung DAL và BLL. Quy trình phát triển các modules cũng được ánh xạ từ Web-based sang Winform-based. Khởi tạo Session Yêu cầu đăng nhập Xác thực Kết thúc Session Truy nhậpứng dụng Thoát ứng dụng Kết thúc phiên truy nhập Cấp thẻ nhận thực Trên đây là quy trình xác thực với hệ thống được mô hình hóa chung cho ứng dụng tích hợp. Mục tiêu của mô hình trên là đưa ra quy trình chung nhất để có thể hợp nhất ứng dụng web và winform. Có một sự khác biệt nhỏ là trên ứng dụng web luôn phải trao đổi thông tin nhận thực giữa client (browser) và server, còn trên ứng dụng winform, một khi session được khởi tạo, nó có thể được lưu giữ trong ứng dụng desktop và việc xác thực qua mỗi thao tác chỉ là sự kiểm tra các biến session đã được lưu này. Ta sẽ bàn tới việc xây dựng mô hình module như thế nào. Tại đây ta bổ xung các thành phần phù hợp với lập trình Winform từ mô hình trên web: Phía bên phải của hình dưới đây là mô hình tương ứng giống như xây dựng Web-based (chỉ khác là chúng được hiểu với tư cách các Windows User Control). Phía bên trái là các thành phần bổ xung cho ứng dụng windows form. Ở đây, các forms của lớp UI sẽ được dựng lên từ các User Controls kế thừa từ Portal ModuleBase mà bên trong đã có sẵn các tham số về phiên đăng nhập, cấu hình module, thông tin người dùng và quyền hạn truy nhập các chức năng hệ thống hay quyền hạn sử dụng các thao tác CSDL. FormBase MyFormBase User Control MyModuleBase Portal ModuleBase Dựng Các forms thể hiện của lớp UI 5. Kết luận Như vậy sau khi có được mô hình ứng dụng tích hợp, ta có thể phát triển, bảo trì, thậm chí “du nhập” toàn phần các chức năng đã lập trình trên web cho ứng dụng trên windows form và ngược lại. Việc làm này rút ngắn khá nhiều thời gian phát triển ứng dụng. Nếu các quy trình nghiệp vụ (các chức năng) được tách ra khỏi lập trình giao diện thì ta hoàn toàn có thể triển khai những hệ thống chạy độc lập trên nền web hoặc windows form mà vẫn sử dụng chung được các thư viện hay mã nguồn đã viết (mà không phải sửa đổi lại). Sự thực là chúng tôi đã có một hệ thống như vậy. Sơ đồ phân tích thiết kế cũng như thư viện dựng sẵn (không phải là mã nguồn), kèm theo các công cụ sinh mã và templates sinh mã chúng tôi hoàn toàn có thể cung cấp cho các bạn để chạy thử.