企业应用架构之分层 – 总结

常见分层架构模式

三层架构 3-tier architecture

微软.net 体系推荐的分层结构,因此早期在C/S架构和ASP编码的系统中被广泛应用,同时也被其他语言广泛借鉴。

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。

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。

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。

三层架构的不足有:

  • 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的问题。

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,做了明确的定义和规范。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。

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》)

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。

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。如果把MVC的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)。

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。

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

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

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。

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。

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