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文章目录
- 一、前言
- 二、常见分层架构模式
- 2.1 三层架构 3-tier architecture
- 2.1.1 表现层, Presentation layer(PL)
- 2.1.2 业务逻辑层, Bisiness Logic Layer(BLL)
- 2.1.3 数据访问层, Data Access Layer(DAL)
- 三、三层架构总结
- 四、四层架构 4-tier architecture
- 4.1 服务层 Service Layer
- 五、四层架构总结
- 5.1 MVC 模式
- 六、其他分层架构
- 6.1 关于分层的总结
- 6.2 分层的优点
- 6.3 分层的缺点
- 七、如何设计分层架构
- 八、多态
- 8.1 多态的作用
- 九、拓展阅读
一、前言
由于项目经验较少,关于企业级项目中分层的含义与依据及多态的优势以上两点,自己不是很明白,特整理如下。
二、常见分层架构模式
2.1 三层架构 3-tier architecture
微软.net
体系推荐的分层结构,因此早期在ASP
编码的系统中被广泛应用,同时也被其他语言广泛借鉴。
2.1.1 表现层, Presentation layer(PL)
主要负责数据的输入接口和输出。输入指在WEB、客户端或为外界提供的API的数据请求接口;输出则是Web界面、客户端输出、API的数据输出。页面模版、 对外API数据格式化、Request接受 、Output推送、 Commander操作都在这一层。
2.1.2 业务逻辑层, Bisiness Logic Layer(BLL)
主要负责从原始数据到结果数据的中间过程。系统中最关键、中重要的一层。也被称作领域层(Domain Layer
),领域中所有对象的逻辑关系和功能实现算法都在这一层中。业务逻辑、服务等处于这一层。
2.1.3 数据访问层, Data Access Layer(DAL)
主要是对原始数据的操作层(CRUD
操作),为业务逻辑层或表示层提供数据服务。数据源包括:数据库、文件、网络存储系统、其他系统开放的API、程序运行上下文环境等等。许多框架中的ORM
、 Active Record
、 Dao
类或库都处于这一层。
三、三层架构总结
三层架构能较好的满足大部分的业务场景,实现高内聚、低耦合。不同层次之间逻辑解耦或者隔离,变为弱依赖,每层的逻辑内聚。从层次角度看,使系统有了较好的可扩展性。
三层架构的不足主要体现为:
- 对于业务逻辑复杂度高的系统,业务逻辑层将变得庞大臃肿,为了解决这个问题,四层架构/多层架构被人提出。
- 不关注表现层的实现。
四、四层架构 4-tier architecture
四层架构和三层架构极为类似,分为表示层、服务层、业务逻辑层、数据访问层。除了服务层,其他三层和三层架构的三层几乎一致,而服务层,是对三层架构中业务逻辑层的再细分,以解决业务逻辑层经常出现的臃肿问题。
四层架构是Java EE(J2ee)
推荐的分层架构,尤其是Java spring+Struct+hibernate(SSH)
组合的框架,将Dao
层、 Service
层做了明确定义和规范。由于SSH
框架被广泛使用,其他框架,包括其他语言的框架(比如PHP
)也都借鉴SSH
,因此在这些框架里能看到Dao
类、Service
类的抽象定义。
4.1 服务层 Service Layer
在三层架构中,把业务逻辑层的上层逻辑分离出来,组成服务层。服务层往往是逻辑的表示层,即向上层(表示层)提供逻辑的外观。事务控制、安全检查、事务脚本等可以置入业务层(参考Martin fowler 的《企业应用的架构模式》)。
五、四层架构总结
四层架构是三层架构的发展或进化。服务层的出现让三层架构的业务逻辑层不再变得臃肿。
四层架构和三层架构都存在一个不足,就是不强调前端的实现。当面对需要个性化定制界面、复杂用户交互、页面之间有依赖关系时,需要更好的解决方案。
5.1 MVC 模式
MVC
模式最主要包括三部分,Model-View-Controller
(模型-视图-控制器)。相比于三层架构或者四层架构,MVC
最突出的优点是前端控制的灵活性。如果MVC
的两部分,View
和Controller
剥离出来,实际上是一种叫前端控制器模式的设计模式。
MVC 的缺点很明显,将前端以外逻辑都放到Model
里,随着业务增多,Model
将越来越难以维护。
MVC
并不适合称作一种分层架构,更适合称为一种复合的设计模式。有人还将MVC
模式归类为前端架构。
为什么MVC
模式被广泛的采用? 笔者是这样认为的:
MVC
模式最适合新闻门户网站、展示类网站,此类网站业务逻辑往往较为简单。MVC
模式最适合产品初创时被使用,因为项目初期逻辑简单,使用MVC
模式产品能快速成型,可以尽早投放市场进行试验(多数可能会被淘汰),这样就降低了试验成本。(如果产品有潜力,中后期随着业务增多和变得复杂,系统必然面临重构压力。)MVC
模式最适合产品原型的实现(注重前端)。
六、其他分层架构
除了三/四层架构,MVC模式,还有很多架构模式,但这些多是与三/四层架构、MVC模式类似,或是在他们之上进行扩展和改造。比如 MVVM (Model-View-ViewModel)
、MVP
、DDD
架构模式等。
6.1 关于分层的总结
- 分层的思想或目的;
- 高内聚;
- 低耦合;
- 增强系统的可扩展性;
- 增强系统的可维护性;
6.2 分层的优点
- 开发人员可以只关注整个结构中的其中某一层;
- 可以很容易的用新的实现来替换原有层次的实现;
- 可以降低层与层之间的依赖;
- 有利于标准化;
- 利于各层逻辑的复用;
- 结构更加的明确;
- 在后期维护的时候,极大地降低了维护成本和维护时间。
6.3 分层的缺点
相比于分层的优点,分层的缺点显得微不足道。
- 使用分层虽然增多了代码量,但清晰的架构和代码复用却降低了开发成本、维护成本。
- 分层虽然在逻辑上增多了代码的调用、增多了逻辑分支,降低了性能,但是这部分降低的性能与系统中真正的性能瓶颈(存储IO、网络IO、高层次的语言)相比,显得实在渺小。
- 分层有时会导致级联的修改,但这种情况是可以通过面向接口的设计或者使用中介者模式、门面模式、适配器模式等设计模式解决。
七、如何设计分层架构
- 软件的发展都是遵循着从简单到复杂的过程,软件架构也是一个迭代的过程,是一个循序渐进,不断完善的过程。简而言之,不断地重构。
- 借鉴或者直接使用Java EE(j2me)的分层规范,并使用dao、service等类的命名。
- 层与层之间交互部分,要遵循面向接口设计的原则,不吝舍使用设计模式。
- 分层的选择要平衡成本和风险,使收益最大化。
- 业务逻辑不要局限于四层架构或三层架构,依据领域业务特点可更细地划分层次。
八、多态
多态是面向对象的重要特性,简单点说:“一个接口,多种实现”,就是同一种事物表现出的多种形态。
编程其实就是一个将具体世界进行抽象化的过程,多态就是抽象化的一种体现,把一系列具体事物的共同点抽象出来, 再通过这个抽象的事物, 与不同的具体事物进行对话。
对不同类的对象发出相同的消息将会有不同的行为。比如,你的老板让所有员工在九点钟开始工作, 他只要在九点钟的时候说:“开始工作”即可,而不需要对销售人员说:“开始销售工作”,对技术人员说:“开始技术工作”, 因为“员工”是一个抽象的事物, 只要是员工就可以开始工作,他知道这一点就行了。至于每个员工,当然会各司其职,做各自的工作。
多态允许将子类的对象当作父类的对象使用,某父类型的引用指向其子类型的对象,调用的方法是该子类型的方法。这里引用和调用方法的代码编译前就已经决定了,而引用所指向的对象可以在运行期间动态绑定。再举个比较形象的例子:
比如有一个函数是叫某个人来吃饭,函数要求传递的参数是人的对象,可是来了一个美国人,你看到的可能是用刀和叉子在吃饭,而来了一个中国人你看到的可能是用筷子在吃饭,这就体现出了同样是一个方法,可以却产生了不同的形态,这就是多态!
8.1 多态的作用
- 继承。应用程序不必为每一个派生类编写功能调用,只需要对抽象基类进行处理即可。大大提高程序的可复用性。//继承
- 向后兼容。派生类的功能可以被基类的方法或引用变量所调用,这叫向后兼容,可以提高可扩充性和可维护性。 //多态的真正作用;
- 可替换性。多态对已存在的代码具有可替换性。
- 可扩充性。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性,以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。
- 接口性。多态是超类通过方法签名,向子类提供了一个共同接口,由子类来完善或者覆盖它而实现的。
- 灵活性。它在应用中体现了灵活多样的操作,提高了使用效率。
- 简化性。多态简化了对应用软件的代码编写和修改过程,尤其在处理大量对象的运算和操作时,这个特点尤为突出和重要。值得注意的是,多态并不能够解决提高执行速度的问题,因为它基于动态装载和地址引用,或称动态绑定。
九、拓展阅读
- 《剑指Offer专栏》