软件架构分层,你的项目处于什么阶段?

前言

只要从事软件开发的工作,系统架构是必备知识。有朋友说可能会说,我只是一个搬砖的,怎么会接触到架构知识呢,除了架构的设计者(也就是架构师),作为普通的开发者也是在时刻践行着系统架构的理论。毕竟,再好的架构,都需要码农去实施。只不过当你没有系统了解软件架构时,可能感知不到而已。

本篇文章就带大家系统的了解一下软件架构的分层,学习完毕,你就会明白,为什么系统要分层。同时,也能准确的看清楚目前自己系统中采用的是什么样的分层架构。

不采用架构分层,行不行h2>

首先我们来思考一个问题,如果一个系统不采用分层架构可不可以问题就好像在问,代码中不使用设计模式行不行当然是可以的。但不采用架构分层,会带来极大的未知风险,或者说代码极具熵增的特性。

作为一个初创软件,可能没有什么业务逻辑,没有什么用户量,而软件最主要的目标就是快速上线,实践商业模式。此时,可以不考虑分层。但随着业务逻辑的复杂,业务板块的增多,彼此之间就会出现错综复杂的依赖关系,随之就会产生的逻辑不清晰、可读性差,维护困难,改动一处动全身等问题。

什么是架构分层h2>

分层架构是将软件模块按照水平切分的方式分成多个层,一个系统由多层组成,每层由多个模块组成。同时,每层有自己独立的职责,多个层次协同提供完整的功能。比如,我们经常提到的MVC架构,就是一种非常典型非常基础的分层方式。

分层设计的本质其实就是将复杂问题简单化,基于单一职责原则让每层代码各司其职,基于“高内聚,低耦合”的设计思想实现相关层对象之间的交互。从而,提升代码的可维护性和可扩展性。

系统架构分层之后,往往需要达到以下目标:

  • 高内聚:分层设计可以简化系统设计,让不同层专注做某一模块的事;
  • 低耦合:层与层之间通过接口或API来交互,依赖方不用知道被依赖方的细节;
  • 复用:分层之后可以做到代码或功能的复用;
  • 扩展性:分层架构可以让代码更容易横向扩展

通讯领域的OSI参考模型

在计算机领域现有最典型的分层架构设计就是OSI参考模型和TCP/IP参考模型了。关于这个模型,我们在《一篇文章,只用看三遍,终生不忘 络分层! 》一文中已经详细介绍了。下面直接看一下相关的模型图:

对于上述分层也产生了对应在职位,比如运维工程师、中间件工程师、产品经理、开发工程师、测试工程师等工种。而我们在实践过程中,接触最多,使用最多的分层要属应用软件层了,其次是中间件层。

下面我们就来看看针对应用软件层通常有哪些分层方式。

经典三层架构

三层架构(3-tier application) ,通常就是将整个业务应用划分为:表现层(UI)、业务逻辑层(BLL)、数据访问层(DAL)。

View:视图,为用户提供使用界面,与用户直接进行交互。

Model:模型,承载数据,对用户提交请求进行计算的模块。分为两类,一类称为数据承载Bean,一类称为业务处理Bean。数据承载Bean是指实体类,专门承载业务数据的,如Student、User等。而业务处理Bean则是指Service或Dao对象,专门用于处理用户提交请求的。

Controller:控制器,用于将用户请求转发给相应的Model进行处理,并处理Model的计算结果向用户提供响应。

从图中可以看到,标准的MVC中模型能主动推数据给视图进行更新(观察者设计模式,在模型上注册视图,当模型更新时自动更新视图),但在Web开发中模型是无法主动推给视图(无法主动更新用户界面),因为在Web开发是请求-响应模型。

Web MVC标准架构,如下图所示:

通用业务处理层,它有如下特征:

  • 对第三方平台封装的层,预处理返回结果及转化异常信息。
  • 对Service层通用能力的下沉,如缓存方案、中间件通用处理。
  • 与DAO层交互,对多个DAO的组合复用。

其各层的作用如下:

  • 终端显示层:各端模板渲染并执行显示的层。当前主要是Velocity渲染,JS渲染, JSP渲染,移动端展示等。
  • 开放接口层:将Service层方法封装成开放接口,同时进行 关安全控制和流量控制等。
  • Web层:主要是对访问控制进行转发,各类基本参数校验,或者不复用的业务简单处理等。
  • Service层:业务逻辑层。
  • Manager层:通用业务处理层。
  • DAO层:数据访问层,与底层 MySQL、Oracle、HBase 等进行数据交互。
  • 外部接口或第三方平台:包括其它部门RPC开放接口,基础平台,其它公司的HTTP接口。

系统工程结构

在学习了以上分层架构之后,下面来看一下针对分层在软件系统中的对照关系表:

其中对应层的功能介绍如下:

接口层(Interfaces):该层包含与其他系统交互的所有内容,如Web服务器、RESTful接口。接口层处理传入数据的解释、校验、编解码、序列化操作,同时可以考虑引入专门的DTO(数据转换对象)来协助数据转换;

应用层(Application):该层负责驱动应用程序完成工作流程。很薄一层,协调多个领域对象(实体、聚合根、领域服务)实现服务编排和组合完成工作流,该层通常不应该包含具体业务逻辑。该层涉及:其他微服务RPC调用、微服务编排和组合、分布式事务实现、消息驱动事件的驱动、日志记录等。

领域层(Domain):该层是软件的核心,包含业务逻辑具体实现,包含实体、值对象、聚合、领域服务、仓储接口等领域对象内容,通常该层应该配备图示告知软件是如何工作的;

基础层(Infrastructure):包含 关、缓存、数据库存储、消息中间件、监控、应用程序服务等通用的技术和基础服务。基础层以不同方式支持到其他三层,促进各层间通信。配置文件、数据库Schema模式定义以及仓储接口实现都是基础结构的一部分;

DDD分层架构传统三层架构的比较

DDD四层架构也基于传统三层架构的,看一下它们之间的对照关系:

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