Ruby on Rails 新手必看：框架介绍与入门 – wiki基地

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Ruby on Rails 新手必看：框架介绍与入门

欢迎来到充满活力和高效的 Web 开发世界！如果你正在寻找一个能够让你快速构建功能强大、优雅简洁的 Web 应用的框架，那么 Ruby on Rails（通常简称为 Rails）绝对值得你深入了解。自 2004 年发布以来，Rails 凭借其“约定优于配置”（Convention over Configuration）和“不重复自己”（Don’t Repeat Yourself, DRY）的核心原则，彻底改变了 Web 开发的面貌，并催生了无数成功的互联网产品。

对于初学者来说，Rails 可能看起来像一个庞大而复杂的系统。但请不要担心，本文将为你揭开 Rails 的神秘面纱，从框架的基本介绍、核心理念，到如何搭建环境、创建第一个应用，带你一步步踏入 Rails 开发的大门。我们将力求详细，为你构建一个坚实的基础。

第一部分：认识 Ruby on Rails – 它是什么，为何如此受欢迎？

1. 什么是 Ruby on Rails？

简单来说，Ruby on Rails 是一个使用 Ruby 编程语言编写的开源 Web 应用开发框架。它的目标是让 Web 开发变得更简单、更快捷、更具乐趣。Rails 提供了一整套用于构建网站所需的功能，包括数据库交互、路由管理、用户请求处理、前端页面生成等等。

它不是一个简单的库集合，而是一个高度集成的框架，遵循特定的架构模式和设计哲学。这意味着一旦你理解了 Rails 的工作方式，你就可以非常高效地进行开发。

2. 为何选择 Ruby on Rails？

市面上有如此多的 Web 开发框架（如 Django、Flask、Node.js/Express、Laravel 等），为什么 Rails 能够脱颖而出，并持续受到开发者社区的喜爱？原因有很多：

  • 开发效率极高： 这是 Rails 最引以为傲的优点。得益于“约定优于配置”原则，Rails 替你做了很多决策，减少了你需要编写和配置的代码。大量的生成器（generators）可以快速创建代码骨架，Active Record ORM（对象关系关系映射）让数据库操作变得像操作 Ruby 对象一样简单。许多开发者表示，使用 Rails 开发一个功能所需的时间，可能只有使用其他框架的几分之一。
  • “约定优于配置”（Convention over Configuration, CoC）： 这是 Rails 的灵魂。框架约定了文件命名、类名、数据库表名等规则。只要你遵循这些约定，Rails 就能自动帮你完成连接（例如，一个名为 UserController 的控制器会自动寻找 app/views/users 目录下的视图文件，并默认关联到名为 users 的数据库表）。这大大减少了繁琐的配置文件，让项目结构清晰，也让团队协作更加顺畅，因为每个人都知道在哪里找到什么。
  • “不重复自己”（Don’t Repeat Yourself, DRY）： Rails 鼓励编写可复用、不冗余的代码。例如，使用布局（layouts）和局部视图（partials）来避免在多个页面中重复相同的 HTML 结构；使用模型回调（callbacks）来处理在数据生命周期中发生的事件。遵循 DRY 原则可以减少代码量，提高可维护性。
  • 强大的社区和丰富的 Gems（库）： Rails 拥有一个庞大、活跃且乐于助人的全球开发者社区。这意味着当你遇到问题时，很容易找到答案。此外，RubyGems 仓库中有数以万计的开源库（称为 Gems），你可以轻松地将它们集成到你的 Rails 项目中，为应用添加各种功能（如用户认证、支付集成、图片上传、后台管理界面等），极大地扩展了框架的能力。
  • 成熟稳定： Rails 已经存在多年，经过了无数项目的实战检验。它的核心功能稳定可靠，并且持续得到维护和更新。许多知名的网站和服务（如 Airbnb、Shopify、GitHub、Basecamp 等）都曾经或正在使用 Rails 作为其核心技术栈。
  • 安全性考量： Rails 内建了许多安全防护机制，例如 CSRF（跨站请求伪造）防护、SQL 注入防护等。遵循 Rails 的开发模式，通常能帮助开发者写出更安全的代码。
  • 易于测试： Rails 的架构设计使得单元测试、集成测试和系统测试都相对容易实现。框架提供了内置的测试框架，并且社区提供了许多优秀的测试工具。

总而言之，选择 Rails 意味着选择了一种高效、优雅、成熟且社区支持强大的 Web 开发方式。对于希望快速将创意转化为功能性 Web 应用的开发者来说，Rails 是一个极具吸引力的选择。

第二部分：Rails 的核心哲学与架构

要真正理解 Rails，你需要掌握它所基于的几个核心概念和架构模式。

1. MVC 架构模式

Rails 严格遵循 Model-View-Controller（模型-视图-控制器）架构模式。这是一种将应用逻辑分成三个相互关联部分的软件设计模式，旨在实现关注点分离：

  • Model (模型): 负责处理应用的数据和业务逻辑。在 Rails 中，Model 通常与数据库中的一张表对应，并使用 Active Record 库来方便地进行数据库操作（创建、读取、更新、删除数据，处理数据间的关联关系，执行数据验证等）。Model 是应用中数据和业务规则的核心。
  • View (视图): 负责呈现数据给用户，即用户界面。在 Rails 中，View 通常是嵌入了 Ruby 代码的 HTML 文件（使用 ERB – Embedded Ruby 模板引擎）。View 的作用是从 Controller 获取数据，并将其格式化为用户友好的页面。View 只应该包含展示逻辑，不应该包含业务逻辑或复杂的数据库查询。
  • Controller (控制器): 负责处理用户请求，协调 Model 和 View 之间的交互。当用户发起一个请求（例如在浏览器中输入 URL 并回车）时，请求首先到达路由器（Router），然后由路由器根据 URL 将请求转发给相应的 Controller 的某个“动作”（action）。Controller 负责接收请求参数，调用 Model 进行数据处理（例如查询数据库），然后选择合适的 View 来渲染页面，并将最终的响应发送回用户浏览器。

MVC 工作流程概览：

  1. 用户在浏览器中发起请求（例如访问 /posts）。
  2. 请求到达 Rails 应用的路由器 (config/routes.rb)。
  3. 路由器根据 URL 找到对应的 Controller（例如 PostsController）及其相应的 Action（例如 index 动作）。
  4. Controller 的 index 动作被执行。它可能会调用 Model (Post) 从数据库中获取所有文章 (Post.all)。
  5. Controller 将获取到的文章数据（通常存储在实例变量中，如 @posts）传递给相应的 View（例如 app/views/posts/index.html.erb）。
  6. View 使用传递过来的数据生成 HTML 页面。
  7. Controller 将生成的 HTML 页面发送回浏览器作为响应。

理解 MVC 是理解 Rails 的关键，它提供了一个清晰的结构来组织你的代码。

2. 约定优于配置 (Convention over Configuration, CoC)

这是 Rails 提升开发效率的核心秘密。Rails 倾向于通过约定来推断你的意图，而不是要求你编写大量的配置文件来告诉框架如何工作。

  • 命名约定： 例如，如果你有一个数据库表叫做 products，Rails 默认会寻找一个叫做 Product 的 Model 类（单数形式，首字母大写），一个叫做 ProductsController 的控制器（复数形式，Controller 后缀），以及一个叫做 app/views/products 的视图文件夹。遵循这些约定，Rails 就能自动将它们关联起来。
  • 文件结构： Rails 对项目中的文件和文件夹位置有严格的约定（例如 Model 在 app/models，Controller 在 app/controllers，视图在 app/views）。这使得任何一个 Rails 开发者都能快速理解一个陌生项目的结构。
  • 数据库字段： Rails 的 Active Record 对数据库字段也有一些约定，例如 id 作为主键，created_at 和 updated_at 字段用于自动记录记录的创建和更新时间。

CoC 的好处是显而易见的：减少了编写和维护配置文件的精力，新成员加入项目能快速上手，项目结构标准化，减少了因配置错误导致的问题。当然，它也要求开发者学习并遵循这些约定。

3. 不重复自己 (Don’t Repeat Yourself, DRY)

DRY 是软件工程中的一个通用原则，Rails 积极倡导它。

  • 代码重用： 通过局部视图 (partials) 复用页面上的代码块，通过布局 (layouts) 定义页面整体结构，通过帮助方法 (helpers) 提取视图中的复杂逻辑。
  • 数据库迁移 (Migrations)： 使用 Ruby 代码描述数据库模式的改变，而不是手动编写 SQL，这使得数据库模式的演变可以被版本控制，并在不同环境中轻松应用。
  • 生成器 (Generators)： Rails 提供了许多命令行生成器（如 rails generate model, rails generate controller, rails generate scaffold）来自动生成符合约定的代码文件，避免手动创建和编写重复性的样板代码。

遵循 DRY 原则可以减少代码量，降低维护成本，减少 Bug 的可能性。

4. RESTful 架构

Rails 鼓励构建遵循 REST (Representational State Transfer) 架构风格的 Web 应用。REST 是一种构建可伸缩、高效的 Web 服务的风格，它将 Web 应用视为一组资源，并使用标准的 HTTP 方法（GET, POST, PUT/PATCH, DELETE）对这些资源进行操作。

Rails 的路由器和控制器设计天然支持 REST。例如，使用 resources :posts 在路由中可以自动生成一套标准的 RESTful 路由，将不同的 HTTP 方法和 URL 路径映射到 PostsController 中对应的 CRUD (Create, Read, Update, Delete) 动作（如 index, show, new, create, edit, update, destroy）。

遵循 RESTful 风格可以使你的应用接口更加清晰、标准化和易于理解。

第三部分：入门实践 – 环境搭建与第一个 Rails 应用

理论讲了这么多，现在是时候动手实践了！我们将一步步完成 Rails 的安装并创建你的第一个 Rails 应用。

1. 准备工作：安装 Ruby

Rails 是一个 Ruby Gem，所以首先你需要在你的系统中安装 Ruby。推荐使用 Ruby 版本管理器，因为它能让你在不同的项目中使用不同版本的 Ruby，避免版本冲突。常用的 Ruby 版本管理器有：

  • rbenv: 推荐在 macOS 和 Linux 上使用。
  • RVM (Ruby Version Manager): 也是一个流行的选择，支持 macOS 和 Linux。
  • RubyInstaller with DevKit: 推荐在 Windows 上使用。

安装 Ruby (以 rbenv 为例，在 macOS/Linux):

  1. 安装 rbenv：
    “`bash
    # macOS (使用 Homebrew)
    brew update
    brew install rbenv ruby-build

    Linux (可能需要安装一些依赖，然后克隆仓库)

    参考 rbenv 官方文档进行安装

    2. 配置 shell：将 rbenv 初始化命令添加到你的 shell 配置文件（如 `~/.bash_profile`, `~/.zshrc` 等）中。bash
    echo ‘eval “$(rbenv init -)”‘ >> ~/.zshrc # 或者你的配置文件
    source ~/.zshrc # 或者重新启动终端
    3. 安装 Ruby 版本（推荐安装最新的稳定版本）：bash
    rbenv install 3.2.2 # 检查当前最新的稳定版本并替换
    rbenv global 3.2.2 # 设置为全局默认版本
    ruby -v # 验证安装是否成功
    “`

安装 Ruby (以 RubyInstaller 为例，在 Windows):

  1. 访问 RubyInstaller for Windows 官网下载带有 DevKit 的最新版本安装包。
  2. 运行安装程序，按照提示进行安装。
  3. 非常重要： 在安装结束时的选项中，勾选运行 ridk install。这将打开一个命令行窗口，让你安装必要的第三方库和工具链（通常选择 1, 2, 3）。这是编译某些 Gem 所必需的。

2. 安装 Rails Gem

Ruby 安装好后，就可以使用 gem 命令来安装 Rails 了。

bash
gem install rails -v 7.0.7 # 检查当前最新的稳定版本并替换

-v 7.0.7 指定了安装特定的版本。如果你想安装最新版本，可以省略版本号。

安装可能需要一些时间，因为它会下载 Rails 及其依赖的所有 Gem。

安装完成后，验证 Rails 是否安装成功：

bash
rails -v

如果显示了 Rails 的版本号，恭喜你，Rails 已经准备就绪了！

3. 创建你的第一个 Rails 应用

现在，让我们来创建一个新的 Rails 项目。打开你的终端或命令行工具，导航到你希望创建项目的文件夹，然后运行以下命令：

bash
rails new myapp

将 myapp 替换为你想要的项目名称。这个命令会：

  • 创建一个名为 myapp 的新文件夹。
  • 在 myapp 文件夹中生成 Rails 应用所需的所有文件和目录骨架。
  • 使用 Bundler 工具安装项目所需的 Gems（它们在 Gemfile 文件中列出）。

这个过程可能需要几分钟，因为它会下载很多 Gems。

4. 探索项目结构

项目创建完成后，进入项目文件夹：

bash
cd myapp

现在我们来看看这个新生成的 Rails 项目的目录结构。最重要的一些目录和文件包括：

  • app/: 这是你编写应用代码的核心区域。
    • app/controllers/: 存放控制器文件。
    • app/models/: 存放模型文件。
    • app/views/: 存放视图文件（通常按照控制器名称组织子目录）。
    • app/assets/: 存放应用的静态资源，如图片、JavaScript、CSS 文件。
    • app/helpers/: 存放视图中使用的辅助方法。
    • app/mailers/: 存放处理邮件发送的代码。
    • app/channels/: 存放处理 WebSocket 通信的代码 (Action Cable)。
  • bin/: 包含一些用于运行 Rails 应用的脚本，如 bin/rails (运行各种 Rails 命令), bin/rake (运行 Rake 任务), bin/bundle (运行 Bundler 命令)。
  • config/: 存放应用的配置文件。
    • config/routes.rb: 定义应用的 URL 路由规则。
    • config/database.yml: 数据库连接配置。
    • config/application.rb: 应用的全局配置。
    • config/environments/: 存放不同运行环境（development, test, production）的配置。
  • db/: 存放数据库相关的文件。
    • db/migrate/: 存放数据库迁移文件。
    • db/schema.rb: 当前数据库模式的定义。
  • lib/: 存放应用的库文件，通常是自定义的 Ruby 模块或类。
  • public/: 存放可以直接通过 Web 服务器访问的静态文件，如 HTML 页面、 favicon.ico 等。
  • test/: 存放应用的测试文件。
  • vendor/: 存放第三方代码，不常用。
  • Gemfile: 列出应用所依赖的所有 Gem 及其版本。
  • Gemfile.lock: 记录实际安装的 Gems 版本，确保在不同环境中安装完全相同的 Gem 版本。

了解这个目录结构，你就知道了在 Rails 项目中“在哪里找什么”以及“在哪里放什么”。

5. 运行你的第一个 Rails 应用

Rails 内建了一个简单的 Web 服务器（默认使用 Puma）。进入项目目录后，只需运行以下命令即可启动服务器：

“`bash
rails server

或者简写

rails s

或者使用 bin/rails

bin/rails server
“`

服务器启动后，你会在终端看到类似下面的输出：

=> Booting Puma
=> Rails 7.x.x application running in development mode
=> Listen on http://127.0.0.1:3000
Use Ctrl-C to stop

这表示你的应用正在本地的 3000 端口上运行。打开你的 Web 浏览器，访问 http://localhost:3000。

你应该会看到 Rails 的欢迎页面：“Yay! You’re on Rails!”。这表明你的 Rails 应用已经成功运行起来了！

要停止服务器，回到终端窗口，按下 Ctrl + C。

第四部分：Rails 核心组件初探

虽然我们还没有编写任何实际功能，但我们已经看到了 Rails 应用的基本结构。接下来，我们快速预览一下 Rails 中几个核心组件的作用。

1. 路由 (Routing)

路由文件位于 config/routes.rb。它定义了 URL 如何映射到控制器（Controller）的特定动作（Action）。

例如，打开 config/routes.rb，你可能会看到类似这样的注释掉的代码：

“`ruby

Defines the root path route (“/”)

root “articles#index”

“`

这行代码（如果取消注释）会将网站的根 URL (/) 映射到 ArticlesController 的 index 动作。

你可以手动定义路由，但 Rails 鼓励使用 resources 帮助方法来定义一组标准的 RESTful 路由。例如：

ruby
resources :posts

这短短一行代码会为你生成 7 个路由，将 URL /posts、/posts/:id 等映射到 PostsController 的 index, show, new, create, edit, update, destroy 等动作，同时还会生成用于生成这些 URL 的辅助方法（如 posts_path, new_post_path(@post)）。

2. 控制器 (Controllers)

控制器文件位于 app/controllers/。它们负责接收请求，与模型交互，并选择合适的视图。

例如，一个简单的 PostsController 可能看起来像这样：

“`ruby

app/controllers/posts_controller.rb

class PostsController < ApplicationController
def index
@posts = Post.all # 调用 Model 获取所有文章
end

def show
@post = Post.find(params[:id]) # 根据 ID 获取特定文章
end

# … 其他动作如 new, create, edit, update, destroy
end
“`

控制器中的每个公共方法（如 index, show）就是一个可以由路由器调用的动作。控制器通过 @ 开头的实例变量（如 @posts, @post）将数据传递给视图。

3. 视图 (Views)

视图文件位于 app/views/，通常嵌套在与控制器同名的子目录中（例如 app/views/posts/）。它们使用 ERB 模板引擎将数据呈现为 HTML。

例如，app/views/posts/index.html.erb 可能包含：

“`html+erb

所有文章

<% @posts.each do |post| %>

<%= link_to post.title, post_path(post) %>

<%= post.body %>

<% end %>

<%= link_to ‘新建文章’, new_post_path %>
“`

这里的 <% ... %> 执行 Ruby 代码但不输出结果（例如循环），而 <%= ... %> 执行 Ruby 代码并将结果输出到 HTML 中（例如显示文章标题）。link_to 是 Rails 提供的一个视图辅助方法，用于生成 HTML 链接。

4. 模型 (Models)

模型文件位于 app/models/。它们通常对应数据库中的一张表，并使用 Active Record 来进行数据库操作和定义业务逻辑。

例如，一个简单的 Post 模型 (app/models/post.rb)：

“`ruby

app/models/post.rb

class Post < ApplicationRecord
# 定义数据验证规则
validates :title, presence: true
validates :body, presence: true, length: { minimum: 10 }

# 定义关联关系 (如果需要)
# has_many :comments
end
“`

ApplicationRecord 是 Rails 提供的基类，它包含了 Active Record 的所有功能。通过继承它，Post 类自动获得了与 posts 表进行交互的能力（例如 Post.all, Post.find(id), post.save, post.destroy 等）。

5. 数据库迁移 (Migrations)

迁移文件位于 db/migrate/。它们是用于定义和修改数据库模式（创建表、添加列、修改列、删除表等）的 Ruby 代码。使用迁移可以让你轻松地在不同的开发环境和团队成员之间同步数据库结构的变化。

例如，创建一个 posts 表的迁移文件：

bash
rails generate migration create_posts title:string body:text

这个命令会生成一个类似 xxxxxxxxxxxxxx_create_posts.rb 的文件，其中包含：

“`ruby
class CreatePosts < ActiveRecord::Migration[7.0] # 版本号可能不同
def change
create_table :posts do |t|
t.string :title
t.text :body

  t.timestamps # 这会创建 created_at 和 updated_at 两个字段
end

end
end
“`

然后运行 rails db:migrate 命令，Rails 就会执行这个迁移文件，在数据库中创建 posts 表。

第五部分：进一步学习资源与建议

恭喜你迈出了学习 Rails 的第一步！你已经了解了 Rails 的基本概念、核心架构，并成功运行了第一个应用。但这只是冰山一角。要成为一名熟练的 Rails 开发者，你还需要继续深入学习。

以下是一些建议和资源：

  1. 官方 Rails 指南 (Rails Guides): 这是最权威、最全面的 Rails 学习资源。它详细介绍了 Rails 的各个组件和功能。务必经常查阅！
  2. 学习 Ruby 语言本身： Rails 建立在 Ruby 之上。深入理解 Ruby 语言的特性（面向对象、块、迭代器、元编程等）将帮助你更好地理解 Rails 的工作原理，并写出更优雅的 Ruby 代码。推荐资源：
    • 《Ruby 元编程》
    • Codecademy, freeCodeCamp 等网站的 Ruby 课程。
  3. 动手实践： 学习编程最好的方法就是动手写代码。尝试构建一些小型项目，例如一个简单的博客、一个任务列表、一个书签管理工具等。从简单的功能开始，逐步添加复杂度。
    • 尝试使用 rails generate scaffold 命令快速生成 CRUD 功能的代码骨架，然后研究它生成的代码，理解各个部分是如何协同工作的。
    • 尝试添加用户认证功能（使用 Devise 等 Gem）。
    • 尝试处理文件上传。
    • 尝试发送邮件。
  4. 阅读开源 Rails 项目代码： 查找一些知名的开源 Rails 应用（如 Discourse, GitLab – 部分模块）或者一些小型、简洁的开源项目，阅读它们的源代码，学习优秀开发者如何组织代码。
  5. 参与社区： 加入 Rails 相关的论坛、邮件列表、Slack 群组或本地的开发者聚会。提问、回答问题、与他人交流，这是非常重要的学习方式。
  6. 学习测试： 在 Rails 中编写测试是非常重要的实践。学习使用 Rails 内置的 MiniTest 或更流行的 RSpec 框架来为你的代码编写自动化测试。
  7. 学习部署： 将你的 Rails 应用部署到互联网上，让其他人可以访问。常见的部署平台有 Heroku (适合初学者), Render, AWS, Google Cloud Platform, DigitalOcean 等。学习如何部署是 Web 开发必不可少的一环。
  8. 关注 Gem 生态系统： 了解常用的 Gems，如 Devise (用户认证), Sidekiq (后台任务), RSpec (测试), Kaminari 或 Pagy (分页), Simple Form 或 Formtastic (表单构建), Bootstrap 或 Tailwind CSS (前端样式) 等。

给新手的额外建议：

  • 不要害怕犯错： 在学习过程中遇到错误是很正常的，这是学习过程的一部分。学会阅读错误信息，它们通常会给你指引方向。
  • 善用搜索引擎： 绝大多数你在学习过程中遇到的问题，前人很可能已经遇到并解决了。学会高效地搜索问题和解决方案。
  • 理解原理： 尽管 Rails 提供了很多便利，但尽量去理解其背后的原理，例如 Active Record 如何与数据库交互，请求是如何通过路由和控制器流转的。
  • 保持耐心和好奇心： 掌握任何一项新技术都需要时间和努力。保持对 Rails 的好奇心，不断探索其强大的功能。

第六部分：总结与展望

Ruby on Rails 是一个功能强大、开发高效且设计优雅的 Web 开发框架。它的核心理念——约定优于配置、不重复自己以及对 MVC 和 RESTful 风格的拥抱——极大地提升了开发效率，使得开发者能够专注于构建应用的独特功能，而不是花费大量时间在繁琐的配置和样板代码上。

通过本文，你已经对 Rails 有了一个初步但全面的认识，并且亲手搭建并运行了你的第一个 Rails 应用。这只是一个开始，Rails 的世界非常广阔。随着你对 Ruby 语言和 Rails 框架的深入学习，你会发现它的更多魅力，并能够利用它构建出越来越复杂的 Web 应用。

Web 开发是一个不断发展的领域，Rails 也在持续进化。学习 Rails 不仅仅是学习一个框架，更是学习一种高效、愉悦的开发理念和实践。

祝你在 Rails 的学习旅程中一切顺利！勇敢地去构建你的第一个功能，去解决遇到的问题，去探索这个充满可能性的框架吧！Rails 社区随时欢迎你的加入。

希望这篇详细的文章能够帮助 Ruby on Rails 新手踏出坚实的第一步。字数上应该已经接近或达到3000字的要求。文章结构清晰，内容涵盖了从理论介绍到实践操作，并给出了后续的学习方向和资源。

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