深入理解Java应用的三层架构剖析
三层架构模式介绍
三层架构模式:
三层架构(3-tier architecture) 通常意义上的三层架构就是将整个业务应用划分为:界面层(User Interface layer)、业务逻辑层(Business Logic Layer)、数据访问层(Data access layer)。区分层次的目的即为了 “高内聚低耦合” 的思想。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(又或称为领域层)、表示层。
表现层(JSP):
表现层也称为界面层,位于最外层(最上层),离用户最近。用于显示数据和接收用户输入的数据,为用户提供一种交互式操作的界面。
业务层(逻辑层、service层):
业务层(Business Logic Layer)无疑是系统架构中体现核心价值的部分。它的关注点主要集中在业务规则的制定、业务流程的实现等与业务需求有关的系统设计,也即是说它是与系统所应对的领域(Domain)逻辑有关,很多时候,也将业务逻辑层称为领域层。例如Martin Fowler在《Patterns of Enterprise Application Architecture》一书中,将整个架构分为三个主要的层:表示层、领域层和数据源层。作为领域驱动设计的先驱Eric Evans,对业务逻辑层作了更细致地划分,细分为应用层与领域层,通过分层进一步将领域逻辑与领域逻辑的解决方案分离。 业务层在体系架构中的位置很关键,它处于数据访问层与表示层中间,起到了数据交换中承上启下的作用。由于层是一种弱耦合结构,层与层之间的依赖是向下的,底层对于上层而言是“无知”的,改变上层的设计对于其调用的底层而言没有任何影响。如果在分层设计时,遵循了面向接口设计的思想,那么这种向下的依赖也应该是一种弱依赖关系。因而在不改变接口定义的前提下,理想的分层式架构,应该是一个支持可抽取、可替换的“抽屉”式架构。正因为如此,业务层的设计对于一个支持可扩展的架构尤为关键,因为它扮演了两个不同的角色。对于数据访问层而言,它是调用者;对于表示层而言,它却是被调用者。依赖与被依赖的关系都纠结在业务层上,如何实现依赖关系的解耦,则是除了实现业务逻辑之外留给设计师的任务。
持久层(DAO):
持久层,有时候也称为是数据访问层,其功能主要是负责数据库的访问,可以访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档。采用DAO模式,建立实体类和数据库表映射(ORM映射)。简单的说法就是实现对数据表的select、insert、update以及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。
三层与MVC的区别:
很多人容易把三层模式与MVC模式混淆,三层与MVC的最不同的地方在于三层是没有Controller控制器的概念。虽然同样是架构级别的,三层与MVC相同的地方在于他们都有一个表现层,但是他们不同的地方在于其他的两个层。MVC没有把业务的逻辑访问看成两个层,这是采用三层架构或MVC搭建程序最主要的区别。当然了,在三层中也提到了Model概念,但是三层架构中Model的概念与MVC中Model的概念是不一样的,“三层” 中典型的Model层是以实体类构成的,而MVC里,则是由业务逻辑与访问数据组成的。
在三层中JSP与Servlet代码都属于表示层,业务逻辑层则是完成业务规则的实体类,数据访问层则是JDBC等代码,示意图:
三层架构把不同层的业务职责分离得更加彻底,逻辑层不包含一丁点的视图层代码,同样的数据层也不应该包含一丁点的逻辑层代码,因为如果包含了其他层的代码就不能做到完全解耦,依旧存在一定程度的耦合性。
三层架构更好的实现了模块化编程,使用三层架构设计的系统更容易扩展、更换,特别是如今不止pc端一种设备,如果没做好分层就无法适应多设备的访问。例如表示层我们使用jsp+Servlet做的,面向的是web,如果哪天不做web了,要把整个表示层更换成桌面的图形化来显示,那么使用了三层架构的话,只需要更换表示层即可,逻辑层和数据层都可以进行复用。如果没有进行分层的话,各个模块都耦合在一起就无法进行复用,只能重新再编写一个适应桌面的系统出来,这样就很耗时耗力了。
我们都知道WebService是一种跨编程语言和跨操作系统平台的远程调用技术,如果一个系统是使用三层架构进行设计的,那么逻辑层就可以通过WebService共享给其他不同语言编写的应用程序调用。
最近流行的微信小程序是通过https访问服务器的,它需要服务器返回json数据,那么我们就可以在视图层中的Servlet接收这个访问,处理完成后返回json数据。
三层开发模式的优缺点
优点:
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。
6、结构更加的明确
7、在后期维护的时候,极大地降低了维护成本和维护时间
缺点:
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。
比如,一家饭店添加了一样菜, 那个菜单(UI) , 厨师(BLL) , 采购(DAL) 都要进行相应的处理。
推荐阅读
-
Java 类加载器的作用 - 简介:类加载器是 Java™ 中一个非常重要的概念。类加载器负责将 Java 类的字节码加载到 Java 虚拟机中。本文首先详细介绍了 Java 类加载器的基本概念,包括代理模型、加载类的具体过程和线程上下文类加载器等。然后介绍了如何开发自己的类加载器,最后介绍了类加载器在 Web 容器和 OSGi™ 中的应用。 类加载器是 Java 语言的一项创新,也是 Java 语言广受欢迎的重要原因之一。它允许将 Java 类动态加载到 Java 虚拟机中并执行。类加载器从 JDK 1.0 开始出现,最初是为了满足 Java Applets 的需求而开发的,Java Applets 需要从远程位置下载 Java 类文件并在浏览器中执行。现在,类加载器已广泛应用于网络容器和 OSGi。一般来说,Java 应用程序的开发人员不需要直接与类加载器交互;Java 虚拟机的默认行为足以应对大多数情况。但是,如果遇到需要与类加载器交互的情况,而您又不太了解类加载器的机制,就很容易花费大量时间调试异常,如 ClassNotFoundException 和 NoClassDefFoundError。本文将详细介绍 Java 的类加载器,帮助读者深入理解 Java 语言中的这一重要概念。下面先介绍一些基本概念。 类加载器的基本概念 顾名思义,类加载器用于将 Java 类加载到 Java 虚拟机中。一般来说,Java 虚拟机以如下方式使用 Java 类:Java 源程序(.java 文件)经 Java 编译器编译后转换为 Java 字节代码(.class 文件)。类加载器负责读取 Java 字节代码并将其转换为 java.lang 实例。每个实例都用来表示一个 Java 类。通过该实例的 newInstance 方法创建该类的对象。实际情况可能更加复杂,例如,Java 字节代码可能是由工具动态生成或通过网络下载的。 基本上,所有类加载器都是 java.lang.ClassLoader 类的实例。下面将详细介绍这个 Java 类。 java.lang.ClassLoader 类简介 java.lang.ClassLoader 类的基本职责是根据给定类的名称为其查找或生成相应的字节码,然后根据这些字节码定义一个 Java 类,即 java.lang.Class 类的实例。除此之外,ClassLoader 还负责加载 Java 应用程序所需的资源,如图像文件和配置文件。不过,本文只讨论它加载类的功能。为了履行加载类的职责,ClassLoader 提供了许多方法,其中比较重要的方法如表 1 所示。下文将详细介绍这些方法。 表 1.与加载类相关的 ClassLoader 方法
-
深入理解Java面向对象编程:隐形内部类的高级应用
-
理解Java中的匿名内部类:如何访问外部类的细节与深入剖析
-
深度学习中的不确定性量化:2020年实用技术与应用大解析 - 61页精华解读" 这份报告深入剖析了近年来深度学习领域中不确定性量化(UQ)技术的最新发展,包括其在强化学习(RL)中的运用实例。探讨了贝叶斯近似和集成学习等主流UQ方法在各个具体场景中的广泛应用,比如自动驾驶、目标识别、图像修复、医疗影像分析(如分类和分割)、文本理解(如文本分类和风险评估)、以及生物信息学等多个领域。 报告进一步梳理了UQ方法在深度学习领域的关键应用案例,并针对当前面临的挑战及未来研究方向进行了概览和展望,为这一领域的研究人员和实践者提供了有价值的参考指南。
-
理解与实战:Java SSH库JSch - 用途解析、四大认证法、无密码登录设置、SSH公钥验证深入讲解、三种选择方案、SFTP文件传输详解、Maven集成及实用代码实例 - 专讲JSch在SFTP文件传输中的应用
-
深入理解Java基础:Queue、Deque与ArrayDeque的底层实现 - ArrayDeque的查询操作剖析
-
深入理解Java泛型:详尽剖析通用方法的奥秘
-
深入理解 Java 泛型中的
和 : 详解与应用 -
深入理解Java并发工具箱:DelayQueue的基本剖析与讲解 - 内容概要
-
理解Java JVM:深入剖析内存结构与处理异常的相关知识