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MVC - Model View Controller

"Ensinar é aprender duas vezes." -- Joseph Joubert

Nesse capítulo, você aprenderá:

Servlet ou JSP?

Colocar todo HTML dentro de uma Servlet realmente não nos parece a melhor ideia. O que acontece quando precisamos mudar o design da página? O designer não vai saber Java para editar a Servlet, recompilá-la e colocá-la no servidor.

Imagine usar apenas JSP. Ficaríamos com muito scriptlet, que é muito difícil de dar manutenção.

Uma ideia mais interessante é usar o que é bom de cada um dos dois.

O JSP foi feito apenas para apresentar o resultado, e ele não deveria fazer acessos a banco de dados e nem fazer a instanciação de objetos. Isso deveria estar em código Java, na Servlet.

O ideal então é que a Servlet faça o trabalho árduo, a tal da lógica de negócio. E o JSP apenas apresente visualmente os resultados gerados pela Servlet. A Servlet ficaria então com a lógica de negócios (ou regras de negócio) e o JSP tem a lógica de apresentação.

Imagine o código do método da servlet AdicionaContatoServlet que fizemos antes:

  protected void service(HttpServletRequest request,
          HttpServletResponse response) {

      // log
      System.out.println("Tentando criar um novo contato...");

      // acessa o bean
      Contato contato = new Contato();
      // chama os setters
      ...

      // adiciona ao banco de dados
      ContatoDao dao = new ContatoDao();
      dao.adiciona(contato);

      // ok.... visualização
      out.println("<html>");
      out.println("<body>");
      out.println("Contato " + contato.getNome() +
          " adicionado com sucesso");
      out.println("</body>");
      out.println("</html>");

  }

Repare que, no final do nosso método, misturamos o código HTML com Java. O que queremos extrair do código acima é justamente essas últimas linhas.

Seria muito mais interessante para o programador e para o designer ter um arquivo JSP chamado contato-adicionado.jsp apenas com o HTML:

  <html>
    <body>
      Contato ${param.nome} adicionado com sucesso
    </body>
  </html>

Buscamos uma forma de redirecionar as requisições, capaz de encaminhar essa requisição para um outro recurso do servidor: por exemplo indo de uma servlet para um JSP.

Para isso, fazemos o dispatch das requisições, para que o JSP só seja renderizado depois que suas regras de negócio, dentro de uma servlet por exemplo, foram executadas.

 {w=60%}

Request Dispatcher

Poderíamos melhorar a nossa aplicação se trabalhássemos com o código Java na servlet e o HTML apenas no JSP.

A API de Servlets nos permite fazer tal redirecionamento. Basta conhecermos a URL que queremos acessar e podemos usar um objeto RequestDispatcher para acessar outro recurso Web, seja esse recurso uma página JSP ou uma servlet:

  RequestDispatcher rd = request
      .getRequestDispatcher("/contato-adicionado.jsp");
  rd.forward(request,response);

Podemos facilmente executar a lógica de nossa aplicação Web em uma servlet e então redirecionar para uma página JSP, onde você possui seu código HTML e tags que irão manipular os dados trazidos pela servlet.

Forward e include

O método forward só pode ser chamado quando nada foi ainda escrito para a saída. No momento que algo for escrito, fica impossível redirecionar o usuário, pois o protocolo HTTP não possui meios de voltar atrás naquilo que já foi enviado ao cliente.

Existe outro método da classe RequestDispatcher que representa a inclusão de página e não o redirecionamento. Esse método se chama include e pode ser chamado a qualquer instante para acrescentar ao resultado de uma página os dados de outra.

Exercícios: RequestDispatcher

Vamos evoluir nossa adição de contatos antes puramente usando Servlets para usar o RequestDispatcher.

  1. Seguindo a separação aprendida nesse capítulo, queremos deixar em um JSP separado a responsabilidade de montar o HTML a ser devolvido para o usuário.

    Crie então um novo arquivo contato-adicionado.jsp na pasta WebContent:

    <html>
    <body>
      Contato ${param.nome} adicionado com sucesso
    </body>
    </html>
  2. Altere sua servlet AdicionaContatoServlet para que, após a execução da lógica de negócios, o fluxo da requisição seja redirecionado para nosso novo JSP.

    Remova no fim da classe o código que monta a saída HTML (as chamadas de out.println). Vamos substituir por uma chamada ao RequestDispatcher e exibir o mesmo resultado usando o JSP que criamos. A chamada fica no final de nossa servlet:

  RequestDispatcher rd = request
          .getRequestDispatcher("/contato-adicionado.jsp");
  rd.forward(request,response);
  1. Teste a URL: http://localhost:8080/fj21-agenda/adiciona-contato.jsp

     {w=80%} ![ {w=80%}](assets/imagens/servlets/testa-adiciona-2.png)

Resultado

Perceba que já atingimos um resultado que não era possível anteriormente.

Muitos projetos antigos que foram escritos em Java utilizavam somente JSP ou servlets e o resultado era assustador: diferentes linguagens misturadas num único arquivo, tornando difícil a tarefa de manutenção do código. Com o conteúdo mostrado até esse momento, é possível escrever um código com muito mais qualidade: cada tecnologia com a sua responsabilidade.

Melhorando o processo

Aqui temos várias servlets acessando o banco de dados, trabalhando com os DAOs e pedindo para que o JSP apresente esses dados, o diagrama a seguir mostra a representação do AdicionaContatoServlet após a modificação do exercício anterior.

 {w=60%}

Temos o problema de ter muitas servlets. Para cada lógica de negócios, teríamos uma servlet diferente, que significa várias portas de entradas, algo abominável em um projeto de verdade. Imagine dez classes de modelo, cinco lógicas diferentes, isso totaliza cinquenta formas diferentes de acesso.

E se quiséssemos fazer um Log das chamadas dessas lógicas? Teríamos que espalhar o código para esse Log por toda nossa aplicação.

Sabemos da existência de ferramentas para gerar tal código automaticamente, mas isso não resolve o problema da complexidade de administrar tantas servlets.

Utilizaremos uma ideia que diminuirá bastante o número de portas de entradas em nossa aplicação: colocar tudo em uma Servlet só e, de acordo com os parâmetros que o cliente usar, decidimos o que executar. Teríamos aí uma Servlet para controlar essa parte, como o esboço abaixo:

// Todas as lógicas dentro de uma Servlet
@WebServlet("/sistema")
public class SistemaTodoServlet extends HttpServlet {

  protected void service(HttpServletRequest request,
          HttpServletResponse response) {

      String acao = request.getParameter("logica");
      ContatoDao dao = new ContatoDao();

      if (acao.equals("AdicionaContato")) {
          Contato contato = new Contato();
          contato.setNome(request.getParameter("nome"));
          contato.setEndereco(request.getParameter("endereco"));
          contato.setEmail(request.getParameter("email"));
          dao.adiciona(contato);

          RequestDispatcher rd =
              request.getRequestDispatcher("/contato-adicionado.jsp");
          rd.forward(request, response);
      } else if (acao.equals("ListaContatos")) {
          // busca a lista no DAO
          // despacha para um jsp
      } else if (acao.equals("RemoveContato")) {
          // faz a remoção e redireciona para a lista
      }
  }
}

Poderíamos acessar no navegador algo como http://localhost:8080/<contexto>/sistema?logica=AdicionaContato.

Mas para cada ação teríamos um if / else if, tornando a Servlet muito grande, com toda regra de negócio do sistema inteiro.

Podemos melhorar fazendo refactoring de extrair métodos. Mas continuaríamos com uma classe muito grande.

Seria melhor colocar cada regra de negócio (como inserir contato, remover contato, fazer relatório etc) em uma classe separada. Cada ação (regra de negócio) em nossa aplicação estaria em uma classe.

Então vamos extrair a nossa lógica para diferentes classes, para que nossa Servlet pudesse ter um código mais enxuto como esse:

  if (acao.equals("AdicionaContato")) {
      new AdicionaContato().executa(request,response);
  } else if (acao.equals( "ListaContato")) {
      new ListaContatos().executa(request,response);
  }

E teríamos classes AdicionaContato, ListaContatos, etc com um método (digamos, executa) que faz a lógica de negócios apropriada.

Porém, a cada lógica nova, lógica removida, alteração etc, temos que alterar essa servlet. Isso é trabalhoso e muito propenso a erros.

Repare dois pontos no código acima. Primeiro que ele possui o mesmo comportamento de switch! E switch em Java quase sempre pode ser substituído com vantagem por polimorfismo, como veremos a seguir. Outra questão é que recebemos como parâmetro justamente o nome da classe que chamamos em seguida.

Vamos tentar generalizar então, queremos executar o seguinte código:

  String nomeDaClasse = request.getParameter("logica");
  new nomeDaClasse().executa(request,response);

Queremos pegar o nome da classe a partir do parâmetro e instanciá-la. Entretanto não podemos, pois nomeDaClasse é o nome de uma variável e o código acima não é válido. O nosso problema é que só sabemos o que vamos instanciar em tempo de execução (quando o parâmetro chegar) e não em tempo de compilação.

Mas a partir do nome da classe nós podemos recuperar um objeto que representará as informações contidas dentro daquela classe, como por exemplo atributos, métodos e construtores. Para que consigamos esse objeto, basta utilizarmos a classe Class invocando o método forName indicando de qual classe queremos uma representação. Isso nos retornará um objeto do tipo Class representando a classe. Como abaixo:

  String nomeDaClasse = "br.com.caelum.mvc.logica." +
          request.getParameter("logica");
  Class classe = Class.forName(nomeDaClasse);

Ótimo, podemos ter uma representação de AdicionaContato ou de ListaContato e assim por diante. Mas precisamos de alguma forma instanciar essas classes.

Já que uma das informações guardadas pelo objeto do tipo Class é o construtor, nós podemos invocá-lo para instanciar a classe através do método newInstance.

  Object objeto = classe.newInstance();

E como chamar o método executa? Repare que o tipo declarado do nosso objeto é Object. Dessa forma, não podemos chamar o método executa. Uma primeira alternativa seríamos fazer novamente if/else para sabermos qual é a lógica que está sendo invocada, como abaixo:

  String nomeDaClasse = "br.com.caelum.mvc." +
          request.getParameter("logica");
  Class classe = Class.forName(nomeDaClasse);

  Object objeto = classe.newInstance();

  if (nomeDaClasse.equals("br.com.caelum.mvc.AdicionaContato")) {
      ((AdicionaContato) objeto).executa(request, response);
  } else if (nomeDaClasse.equals("br.com.caelum.mvc.ListaContatos")) {
      ((ListaContatos) objeto).executa(request, response);
  } //e assim por diante

Mas estamos voltando para o if/else que estávamos fugindo no começo. Isso não é bom. Todo esse if/else é ocasionado por conta do tipo de retorno do método newInstance ser Object e nós tratarmos cada uma de nossas lógicas através de um tipo diferente.

Repare que, tanto AdicionaContato quanto ListaContatos, são consideradas Logicas dentro do nosso contexto. O que podemos fazer então é tratar ambas como algo que siga o contrato de Logica implementando uma interface de mesmo nome que declare o método executa:

  public interface Logica {
      void executa(HttpServletRequest req,
              HttpServletResponse res)
              throws Exception;
}

Podemos simplificar nossa Servlet para executar a lógica de forma polimórfica e, tudo aquilo que fazíamos em aproximadamente 8 linhas de código, podemos fazer em apenas 2:

  Logica logica = (Logica) classe.newInstance();
  logica.executa(request, response);

Dessa forma, uma lógica simples para logar algo no console poderia ser equivalente a:

  public class PrimeiraLogica implements Logica {
      public void executa(HttpServletRequest req,
              HttpServletResponse res)
              throws Exception {
          System.out.println("Executando a logica e redirecionando...");
          RequestDispatcher rd = req
                  .getRequestDispatcher("primeira-logica.jsp");
          rd.forward(req, res);
      }
  }

Alguém precisa controlar então que ação será executada para cada requisição, e que JSP será utilizado. Podemos usar uma servlet para isso, e então ela passa a ser a servlet controladora da nossa aplicação, chamando a ação correta e fazendo o dispatch para o JSP desejado.

Melhorando ainda mais nossa servlet controladora, poderíamos deixar nela a responsabilidade de nos redirecionar para uma página JSP ou para qualquer outra lógica ao final da execução das lógicas, bastando que o método executa retorne um simples String, eliminando toda a repetição de código RequestDispatcher.

Começaríamos alterando a assinatura do método executa da interface Logica que era void e agora retornará String:

  public interface Logica {
    String executa(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
        throws Exception;

  }

Depois faríamos as lógicas retornarem um String com o nome do .jsp que deve ser chamado ao final das suas execuções.

  public class PrimeiraLogica implements Logica {
      public String executa(HttpServletRequest req,
              HttpServletResponse res)
              throws Exception {
          System.out.println("Executando a logica e redirecionando...");
          return "primeira-logica.jsp";
      }
  }

Por fim, a servlet controladora deve receber esse String e implementar o código de RequestDispatcher:

  @WebServlet("/sistema")
  public class ControllerServlet extends HttpServlet {

    protected void service(HttpServletRequest request,
        HttpServletResponse response)
          throws ServletException, IOException {

      String parametro = request.getParameter("logica");
      String nomeDaClasse = "br.com.caelum.mvc.logica." + parametro;

      try {
        Class<?> classe = Class.forName(nomeDaClasse);
        Logica logica = (Logica) classe.newInstance();

        // Recebe o String após a execução da lógica
        String pagina = logica.executa(request, response);

        // Faz o forward para a página JSP
        request.getRequestDispatcher(pagina).forward(request, response);

      } catch (Exception e) {
        throw new ServletException(
            "A lógica de negócios causou uma exceção", e);
      }
    }
  }

Retomando o design pattern Factory

Note que o método forName da classe Class retorna um objeto do tipo Class, mas esse objeto é novo? Foi reciclado através de um cache desses objetos?

Repare que não sabemos o que acontece exatamente dentro do método forName, mas ao invocá-lo e a execução ocorrer com sucesso, sabemos que a classe que foi passada em forma de String foi lida e inicializada dentro da virtual machine.

Na primeira chamada a Class.forName para determinada classe, ela é inicializada. Já em uma chamada posterior, Class.forName devolve a classe que já foi lida e está na memória, tudo isso sem que afete o nosso código.

Esse exemplo do Class.forName é ótimo para mostrar que qualquer código que isola a instanciação através de algum recurso diferente do construtor é uma factory.

Exercícios: Criando nossas lógicas e a servlet de controle

  1. Crie a sua interface no pacote br.com.caelum.mvc.logica:
  public interface Logica {
      String executa(HttpServletRequest req,
              HttpServletResponse res) throws Exception;
  }
  1. Crie uma implementação da interface Logica, nossa classe PrimeiraLogica, também no pacote br.com.caelum.mvc.logica:
  public class PrimeiraLogica implements Logica {
      public String executa(HttpServletRequest req,
              HttpServletResponse res) throws Exception {

          System.out.println("Executando a logica ...");

          System.out.println("Retornando o nome da página JSP ...");
return "primeira-logica.jsp";

      }
  }
  1. Faça um arquivo JSP chamado primeira-logica.jsp dentro do diretório WebContent:
    <html>
    <body>
      <h1> Página da nossa primeira lógica </h1>
    </body>
    </html>
  2. Vamos escrever nossa Servlet que coordenará o fluxo da nossa aplicação.

    Crie sua servlet chamada ControllerServlet no pacote br.com.caelum.mvc.servlet:

  @WebServlet("/mvc")
  public class ControllerServlet extends HttpServlet {
      protected void service(HttpServletRequest request,
              HttpServletResponse response)
              throws ServletException, IOException {

          String parametro = request.getParameter("logica");
          String nomeDaClasse = "br.com.caelum.mvc.logica." + parametro;

          try {
              Class classe = Class.forName(nomeDaClasse);

              Logica logica = (Logica) classe.newInstance();
              String pagina = logica.executa(request, response);

              request.getRequestDispatcher(pagina).forward(request, response);

          } catch (Exception e) {
              throw new ServletException(
                "A lógica de negócios causou uma exceção", e);
          }
      }
  }
  1. Teste a url http://localhost:8080/fj21-agenda/mvc?logica=PrimeiraLogica

     {w=70%}

Exercícios: Criando uma lógica para remover contatos

  1. Crie uma nova classe chamada RemoveContatoLogica no mesmo pacote br.com.caelum.mvc.logica. Devemos implementar a interface Logica e durante sua execução receberemos um id pelo request e removeremos o contato no banco a partir deste id.
  public class RemoveContatoLogica implements Logica {

    public String executa(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
        throws Exception {

      long id = Long.parseLong(req.getParameter("id"));

      Contato contato = new Contato();
      contato.setId(id);

      ContatoDao dao = new ContatoDao();
      dao.exclui(contato);

      System.out.println("Excluindo contato... ");

      return "lista-contatos.jsp";
    }

  }
  1. Na página lista-contatos.jsp, vamos acrescentar uma coluna na tabela que lista os contatos com um link chamando a lógica de remoção e passando o id do contato:
  <!-- código omitido -->

  <c:forEach var="contato" items="${dao.lista}">
    <tr>

      <!-- código omitido -->

      <td>
        <a href="mvc?logica=RemoveContatoLogica&id=${contato.id}">Remover</a>
      </td>
    </tr>
  </c:forEach>

  <!-- código omitido -->
  1. Teste a lógica de remoção acessando http://localhost:8080/fj21-agenda/lista-contatos.jsp e clicando em algum link Remover.

Fazendo a lógica para listar os contatos

Agora que todo nosso processamento está passando pela Servlet controladora e conseguimos organizar nosso código em camadas bem definidas, nos deparamos com uma situação que ainda está um pouco distante do ideal.

Se olharmos a página lista-contatos.jsp veremos que para fazer a listagem dos contatos funcionar estamos criando uma instância da classe ContatoDao para utilizá-la depois no <c:forEach> recuperando uma lista de contatos.

  <jsp:useBean id="dao" class="br.com.caelum.agenda.dao.ContatoDao" />

  <table>
    <c:forEach var="contato" items="${dao.lista}">
      <tr>
        <td>${contato.nome}</td>
        <!-- código omitido -->
      </tr>
    </c:forEach>
  </table>

Instanciar objetos da camada Model na camada View não é considerada uma boa prática na arquitetura MVC (antipattern).

Podemos resolver facilmente isso tranferindo essa responsabilidade de montar a lista de contatos para uma lógica ListaContatosLogica e depois passá-la pronta direto para o JSP pelo request.

Para guardarmos algo na requisição, precisamos invocar o método .setAttribute() no request. Passamos para esse método uma identificação para o objeto que estamos guardando na requisição e também passamos o próprio objeto para ser guardado no request.

  public class ListaContatosLogica implements Logica {

    public String executa(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
          throws Exception {

        // Monta a lista de contatos
        List<Contato> contatos = new ContatoDao().getLista();

        // Guarda a lista no request
        req.setAttribute("contatos", contatos);

        return "lista-contatos.jsp";
    }
  }

Agora é só ajustar a página lista-contatos.jsp para não instanciar mais o ContatoDao, removendo a linha <jsp:useBean id="dao" class="br.com.caelum.agenda.dao.ContatoDao" />, e depois fazer com que o <c:forEach> use a lista de contatos que foi colocada no request:

  <c:forEach var="contato" items="${contatos}">

Exercícios: Lógica para listar contatos

  1. Crie uma nova classe chamada ListaContatosLogica no mesmo pacote br.com.caelum.mvc.logica. Devemos implementar nela a interface Logica e, durante sua execução vamos criar uma lista de contatos através de uma instância da classe ContatoDao, guardá-la no request e retornar para a servlet controladora:
    public class ListaContatosLogica implements Logica {

      public String executa(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
          throws Exception {

        List<Contato> contatos = new ContatoDao().getLista();

        req.setAttribute("contatos", contatos);

        return "lista-contatos.jsp";
      }
    }
  1. Agora, vamos modificar a página lista-contatos.jsp para não instanciar mais ContatoDao na View, removendo a linha <jsp:useBean id="dao" class="br.com.caelum.agenda.dao.ContatoDao" />, e alterar o <c:forEach> para usar a lista de contatos que foi colocada pela lógica no request ao invés de ${dao.lista}:
  <c:forEach var="contato" items="${contatos}">
  1. Agora podemos testar chamando: http://localhost:8080/fj21-agenda/mvc?logica=ListaContatosLogica
  2. Depois dessas alterações, será necessário alterar o retorno da classe RemoveContatoLogica pois agora a chamada direta do lista-contatos.jsp não é mais possível. Devemos agora chamar a lógica que lista os contatos:
  public class RemoveContatoLogica implements Logica {

    public String executa(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
        throws Exception {

      // código omitido

      return "mvc?logica=ListaContatosLogica";
    }

  }

Escondendo nossas páginas

Como alteramos nossa listagem para ser acessada pela lógica ListaContatosLogica, se acessarmos a jsp lista-contatos.jsp diretamente pelo navegador, a página não mostrará nenhum contato. Precisamos então sempre passar pela lógica, que por sua vez disponibilizará a listagem para a página.

Portanto, não devemos permitir que o usuário acesse diretamente nossa página. Para impossibilitar este acesso direto, colocaremos nossas páginas dentro do diretório WEB-INF/jsp.

Agora que estamos usando MVC, uma boa prática é não deixarmos os usuários acessarem nossas páginas diretamente, e sim passando sempre por uma lógica.

Nossa lógica de listagem ficará da seguinte forma:

  public class ListaContatosLogica implements Logica {

    public String executa(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
        throws Exception {

      List<Contato> contatos = new ContatoDao().getLista();

      req.setAttribute("contatos", contatos);

      return "/WEB-INF/jsp/lista-contatos.jsp";
  }

Além disso, se quisermos aplicar este mesmo conceito para as demais jsps, precisaremos alterar as demais lógicas correspondentes acrescentando o diretório WEB-INF/jsp antes do nome da página.

Exercícios opcionais

  1. Crie uma lógica chamada AlteraContatoLogica e teste a mesma através de um link na listagem da lista-contatos.jsp. Lembre-se, antes de chamar essa lógica é preciso criar uma outra lógica que mostre os dados do contato em uma nova página, permitindo assim a alteração dos dados, e só depois, no clique de um botão, que a alteração será de fato efetivada.
  2. Crie a lógica de adicionar contatos (AdicionaContatoLogica). Repare que ela é bem parecida com a AlteraContatoLogica. Crie um formulário de adição de novo contato. Coloque um link para adicionar novos contatos dentro do lista-contatos.jsp.
  3. Desafio: As lógicas de adição e de alteração ficaram muito parecidas. Tente criar uma versão de uma dessas lógicas que faça as duas. Dica: A única diferença entre as duas é a presença ou não do parâmetro Id.
  4. Desafio: Altere seu projeto para que nenhuma jsp seja acessível diretamente, colocando-as no diretório WEB-INF/jsp. Modifique também suas lógicas de acordo. OBS: Deverá ser criada uma nova lógica para a visualização do formulário de adição de contatos.

Model View Controller

Generalizando o modelo acima, podemos dar nomes a cada uma das partes dessa nossa arquitetura. Quem é responsável por apresentar os resultados na página web é chamado de Apresentação (View).

A servlet (e auxiliares) que faz os dispatches para quem deve executar determinada tarefa é chamada de Controladora (Controller).

As classes que representam suas entidades e as que te ajudam a armazenar e buscar os dados são chamadas de Modelo (Model).

Esses três formam um padrão arquitetural chamado de MVC, ou Model View Controller. Ele pode sofrer variações de diversas maneiras. O que o MVC garante é a separação de tarefas, facilitando assim a reescrita de alguma parte, e a manutenção do código.

O famoso Struts ajuda você a implementar o MVC, pois tem uma controladora já pronta, com uma série de ferramentas para te auxiliar. O Hibernate pode ser usado como Model, por exemplo. E como View você não precisa usar só JSP, pode usar a ferramenta Velocity, por exemplo.

Lista de tecnologias: camada de controle

Há diversas opções para a camada de controle no mercado. Veja um pouco sobre algumas delas:

Lista de tecnologias: camada de visualização

Temos também diversas opções para a camada de visualização. Um pouco sobre algumas delas:

Em pequenas equipes, é importante uma conversa para mostrar exemplos de cada uma das tecnologias acima para o designer, afinal quem vai trabalhar com as páginas é ele. A que ele preferir, você usa, afinal todas elas fazem o mesmo de maneiras diferentes. Como em um projeto é comum ter poucos designers e muitos programadores, talvez seja proveitoso facilitar um pouco o trabalho para aqueles.

Discussão em aula: os padrões Command e Front Controller