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petshop4.0 详解之一(系统架构设计)
前言:PetShop 是一个范例,微软用它来展示.Net 企业系统开发的能力。业界有许多.Net 与
J2EE 之争,许多数据是从微软的 PetShop 和 Sun 的 PetStore 而来。这种争论不可避免带有
浓厚的商业色彩,对于我们开发人员而言,没有必要过多关注。然而 PetShop 随着版本的不断
更新,至现在基于.Net 2.0 的 PetShop4.0 为止,整个设计逐渐变得成熟而优雅,却又很多可
以借鉴之处。PetShop 是一个小型的项目,系统架构与代码都比较简单,却也凸现了许多颇有
价值的设计与开发理念。本系列试图对 PetShop 作一个全方位的解剖,依据的代码是
PetShop4.0,可以从链接
http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnbda/html/bd
asamppet4.asp 中获得。
一、PetShop 的系统架构设计
在软件体系架构设计中,分层式结构是最常见,也是最重要的一种结构。微软推荐的分层式结构
一般分为三层,从下至上分别为:数据访问层、业务逻辑层(又或成为领域层)、表示层,如图
所示:
图一:三层的分层式结构
数据访问层:有时候也称为是持久层,其功能主要是负责数据库的访问。简单的说法就是实现对
数据表的 Select,Insert,Update,Delete 的操作。如果要加入 ORM 的元素,那么就会包
括对象和数据表之间的 mapping,以及对象实体的持久化。在 PetShop 的数据访问层中,并
没有使用 ORM,从而导致了代码量的增加,可以看作是整个设计实现中的一大败笔。
业务逻辑层:是整个系统的核心,它与这个系统的业务(领域)有关。以 PetShop 为例,业务
逻辑层的相关设计,均和网上宠物店特有的逻辑相关,例如查询宠物,下订单,添加宠物到购物
车等等。如果涉及到数据库的访问,则调用数据访问层。
表示层:是系统的 UI 部分,负责使用者与整个系统的交互。在这一层中,理想的状态是不应包
括系统的业务逻辑。表示层中的逻辑代码,仅与界面元素有关。在 PetShop 中,是利用 ASP.Net
来设计的,因此包含了许多 Web 控件和相关逻辑。
分层式结构究竟其优势何在?Martin Fowler 在《Patterns of Enterprise Application
Architecture》一书中给出了答案:
1、开发人员可以只关注整个结构中的其中某一层;
2、可以很容易的用新的实现来替换原有层次的实现;
3、可以降低层与层之间的依赖;
4、有利于标准化;
5、利于各层逻辑的复用。
概括来说,分层式设计可以达至如下目的:分散关注、松散耦合、逻辑复用、标准定义。
一个好的分层式结构,可以使得开发人员的分工更加明确。一旦定义好各层次之间的接口,负责
不同逻辑设计的开发人员就可以分散关注,齐头并进。例如 UI 人员只需考虑用户界面的体验与
操作,领域的设计人员可以仅关注业务逻辑的设计,而数据库设计人员也不必为繁琐的用户交互
而头疼了。每个开发人员的任务得到了确认,开发进度就可以迅速的提高。
松散耦合的好处是显而易见的。如果一个系统没有分层,那么各自的逻辑都紧紧纠缠在一起,彼
此间相互依赖,谁都是不可替换的。一旦发生改变,则牵一发而动全身,对项目的影响极为严重。
降低层与层间的依赖性,既可以良好地保证未来的可扩展,在复用性上也是优势明显。每个功能
模块一旦定义好统一的接口,就可以被各个模块所调用,而不用为相同的功能进行重复地开发。
进行好的分层式结构设计,标准也是必不可少的。只有在一定程度的标准化基础上,这个系统才
是可扩展的,可替换的。而层与层之间的通信也必然保证了接口的标准化。
“金无足赤,人无完人”,分层式结构也不可避免具有一些缺陷:
1、降低了系统的性能。这是不言而喻的。如果不采用分层式结构,很多业务可以直接造访数据
库,以此获取相应的数据,如今却必须通过中间层来完成。
2、有时会导致级联的修改。这种修改尤其体现在自上而下的方向。如果在表示层中需要增加一
个功能,为保证其设计符合分层式结构,可能需要在相应的业务逻辑层和数据访问层中都增加相
应的代码。
前面提到,PetShop 的表示层是用 ASP.Net 设计的,也就是说,它应是一个 BS 系统。在.Net
中,标准的 BS 分层式结构如下图所示:
图二:.Net 中标准的 BS 分层式结构
随着 PetShop 版本的更新,其分层式结构也在不断的完善,例如 PetShop2.0,就没有采用标
准的三层式结构,如图三:
图三:PetShop 2.0 的体系架构
从图中我们可以看到,并没有明显的数据访问层设计。这样的设计虽然提高了数据访问的性能,
但也同时导致了业务逻辑层与数据访问的职责混乱。一旦要求支持的数据库发生变化,或者需要
修改数据访问的逻辑,由于没有清晰的分层,会导致项目作大的修改。而随着硬件系统性能的提
高,以及充分利用缓存、异步处理等机制,分层式结构所带来的性能影响几乎可以忽略不计。
PetShop3.0 纠正了此前层次不明的问题,将数据访问逻辑作为单独的一层独立出来:
图四:PetShop 3.0 的体系架构
PetShop4.0 基本上延续了 3.0 的结构,但在性能上作了一定的改进,引入了缓存和异步处理
机制,同时又充分利用了 ASP.Net 2.0 的新功能 MemberShip,因此 PetShop4.0 的系统架
构图如下所示:
图五:PetShop 4.0 的体系架构
比较 3.0 和 4.0 的系统架构图,其核心的内容并没有发生变化。在数据访问层(DAL)中,仍
然采用 DAL Interface 抽象出数据访问逻辑,并以 DAL Factory 作为数据访问层对象的工厂模
块。对于 DAL Interface 而言,分别有支持 MS-SQL 的 SQL Server DAL 和支持 Oracle 的
Oracle DAL 具体实现。而 Model 模块则包含了数据实体对象。其详细的模块结构图如下所示:
图六:数据访问层的模块结构图
可以看到,在数据访问层中,完全采用了“面向接口编程”思想。抽象出来的 IDAL 模块,脱离了
与具体数据库的依赖,从而使得整个数据访问层利于数据库迁移。DALFactory 模块专门管理
DAL 对象的创建,便于业务逻辑层访问。SQLServerDAL 和 OracleDAL 模块均实现 IDAL 模
块的接口,其中包含的逻辑就是对数据库的 Select,Insert,Update 和 Delete 操作。因为数
据库类型的不同,对数据库的操作也有所不同,代码也会因此有所区别。
此外,抽象出来的 IDAL 模块,除了解除了向下的依赖之外,对于其上的业务逻辑层,同样仅存
在弱依赖关系,如下图所示:
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