本文主要是对将要实现的架构进行一个总体的描述,使朋友们对这个架构有个宏观上的认识。这篇文章理论性的东西会偏多一点,从下篇开始,将进行实际项目的开发。这篇文章的许多内容摘自我的毕业论文。
架构基本原则:
这里,将描述一些在这个架构设计中的基本原则,其中很多都是经典的设计原则,不过针对分层架构的特点,用我自己的语言进行了描述。其中也有我自己提出的原则。
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逐层调用原则及单向调用原则
现在约定将N层架构的各层依次编号为1、2、…、K、…、N-1、N,其中层的编号越大,则越处在上层。那么,我们设计的架构应该满足以下两个原则:
1.第K(1<K<=N)层只准依赖第K-1层,而不可依赖其他底层。
2.如果P层依赖Q层,则P的编号一定大于Q。
其中第一个原则,保证了依赖的逐层性,及整个架构的依赖是逐层向下的,而不能跨层依赖。第二个原则,则保证了依赖的单向性,及只能上层依赖底层,而不能底层反过来依赖上层。
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针对接口编程,而不是针对实现编程
这里所指的接口,不是特指编程语言中的具体语言元素(如C#中由Interface定义的语言接口),而是指一种抽象的,在语义层面上起着接合作用语义体。它的具体实现,可能是接口,可能是抽象类,甚至可能是具体类。
我认为,从不同的视角,接口可以有以下两种定义:
1.接口是一组规则的集合,它规定了实现本接口的类或接口必须拥有的一组规则。体现了自然界“如果你是……则必须能……”的理念。
2.接口是在一定粒度视图上同类事物的抽象表示。注意这里我强调了在一定粒度视图上,因为“同类事物”这个概念是相对的,它因为粒度视图不同而不同。
具体到N层架构中,针对接口编程的意义在部分上是这样的:
现仍约定将N层架构的各层依次编号为1、2、…、K、…、N-1、N,其中层的编号越大,则越处在上层,那么第K层不应该依赖具体一个K-1层,而应该依赖一个K-1层的接口,即在第K层中不应该有K-1层中的某个具体类。
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依赖倒置原则
在软件设计原则中,有一种重要的思想叫做依赖倒置。它的核心思想是:不能让高层组件依赖底层组件,而且,不管高层组件和底层组件,两者都应依赖于抽象。
那么,这个原则和我们上面的原则是否矛盾呢?其实并不矛盾。
因为这个原则定义中的“依赖”是指“具体依赖”,而上面定义中的依赖全部指“抽象依赖”。我对这两种依赖的定义如下:
具体依赖——如果P层中有一个或一个以上的地方实例化了Q层中某个具体类,则说P层具体依赖于Q层。
抽象依赖——如果P层没有实例化Q层中的具体类,而是在一个或一个以上的地方实例化了Q层中某个接口,则说P层抽象依赖于Q层,也叫接口依赖于Q层。
从这两个定义可以看到,所谓的依赖倒置原则,正是上面提到针对接口编程,而不是针对实现编程,两者在本质上是统一的。
综上所述,可以看出,本课题设计的分层架构,应该是这样一种架构:
1.N层架构的各层依次编号为1、2、…、K、…、N-1、N,其中层的编号越大,则越处在上层。
2.架构中仅存在一种依赖,即第K层接口依赖第K-1层,其中1<K<=N。
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封装变化原则
封装变化的原则定义为:找出应用中可能需要变化之处,把它们独立出来,不要和那些不需要变化的代码混杂在一起。
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开放-关闭原则
开发-关闭原则定义为:对扩展开放,对修改关闭。
具体到N层架构中,可以描述为:当某一层有了一个新的具体实现时,它应该可以在不修改其他层的情况下,与此新实现无缝连接,顺利交互。
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单一归属原则
在这个架构中,任何一个操作类都应该有单一的职责,属于单独的一层,而不能同时担负两种职责或属于多个层次(实体类及辅助类可以被多个层使用,但它们不属于任何一个层,而是独立存在)。
层次划分:
目前,典型的分层架构是三层架构,即自底向上依次是数据访问层、业务逻辑层和表示层。
这种经典架构经历了时间的考验和实践的多次检验,被认为是合理、有效的分层设计,所以,在本文中,将沿袭这种经典架构,使用数据访问层、业务逻辑层和表示层的三层架构体系。
职责划分:
目前,在典型的三层架构中,对层次各自的职责划分并没有一个统一的规范,综合现有的成功实践和.NET平台的特殊性,在本文中将三层架构的职责划分如下:
数据访问层——负责与数据源的交互,即数据的插入、删除、修改以及从数据库中读出数据等操作。对数据的正确性和有效性不负责,对数据的用途不了解,不负担任何业务逻辑。
业务逻辑层——负责系统领域业务的处理,负责逻辑性数据的生成、处理及转换。对流入的逻辑性数据的正确性及有效性负责,对流出的逻辑性数据及用户性数据不负责,对数据的呈现样式不负责。
表示层——负责接收用户的输入、将输出呈现给用户以及访问安全性验证。对流入的数据的正确性和有效性负责,对呈现样式负责,对流出的数据正确性不负责,但负责在数据不正确时给出相应的异常信息。
模块划分及交互设计:
综合以上分析,可在宏观上将整个系统分为一下几个模块:
实体类模块——一组实体类的集合,负责整个系统中数据的封装及传递。
数据访问层接口族——一组接口的集合,表示数据访问层的接口。
业务逻辑层接口族——一组接口的集合,表示业务逻辑层的接口。
数据访问层模块——一组类的集合,完成数据访问层的具体功能,实现数据访问层接口族。
业务逻辑层模块——一组类的集合,完成业务逻辑层的具体功能,实现业务逻辑层接口族。
表示层模块——程序及可视元素的集合,负责完成表示层的具体功能。
IoC容器模块——负责依赖注入的实现。
辅助类模块——完成全局辅助性功能。
各模块见交互关系如下:
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