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代码分层的意义在于将程序逻辑进一步解耦,将层级之间的数据流和依赖关系设计为单向链路,使得系统架构更加灵活易扩展。

一、基本介绍

GoFrame 作为一款工程化完备的基础开发框架,有其独特的框架设计理念,这一章节我们来介绍一下她的代码分层设计。对于服务端业务代码的分层设计模式中,我们比较常见的是 MVC 设计模式和三层架构设计模式( 3-Tier Architecture)。

二、 MVC 设计模式

我们先来回顾一下经典的 MVC 设计模式。

MVC设计模式

图1. MVC设计模式

简要介绍

M 代表模型( Model),表示业务规则封装。在 MVC 的三个部件中,模型拥有最多的处理任务。被模型返回的数据是中立的,模型与数据格式无关,这样一个模型能为多个视图提供数据,由于应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用,所以减少了代码的重复性。

V 代表视图( View),用户看到并与之交互的界面。比如由 HTML 元素组成的网页界面,或者软件的客户端界面。 MVC 的好处之一在于它能为应用程序处理很多不同的视图。在视图中其实没有真正的处理发生,它只是作为一种输出数据并允许用户操纵的方式。

C 代表控制器( Controller),接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求,控制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个模型构件去处理请求,然后再确定用哪个视图来显示返回的数据。

这种设计模式比较简单,比较合适于需要服务端渲染页面的业务场景,对于 SEO 来说也比较友好。但随着 MVVM 开发模式的兴起,以及前端技术的快速发展,特别是一些前端开发框架如 VueReactAngular 之类的项目出现,服务端的 MVC 设计模式使用场景变得越来越少。

痛点描述

针对于业务逻辑并不是特别复杂的业务场景项目, MVC 还能游刃有余,但随着业务逻辑变得庞大复杂, MVC 设计模式的项目维护成本上升的问题变得越来越明显。特别是随着互联网项目微服务架构的发展, MVC 设计模式在大部分的互联网项目开发中变得越来越鸡肋。究其原因,主要的几点:

  • 视图展示与数据操作方式的进一步剥离,特别是移动端的发展,前端 MVVM 框架的发展,我们大多数场景下已不再需要服务端渲染 View
  • MVC 的代码分层设计模式其实粒度较粗:
    • Model 层级的代码既维护着数据,也封装着业务逻辑,随着业务逻辑变得越来越复杂,这一层功能逻辑会变得越来越臃肿不易维护。
    • 对于团队管理来讲, ControllerModel 的职责边界比较模糊,对于开发人员写好代码的要求会比较高。概念看似简单,但是却难以适应工业化的软件生产。

三、 3-Tier Architecture

GoFrame 框架推荐的代码分层设计模式为三层架构设计( 3-Tier Architecture),但在具体的实现中,对这种结构设计模式进行了一定的改进。三层架构设计能够很好地体现出软件设计"高内聚,低耦合"的设计思想。

图2. 三层架构设计模式

传统的三层架构设计如上图,将项目代码划分了三层,每一层有其独自的职责边界。但在大多数的场景中,我们常看到的是以下的分层结构,将数据结构模型再进一步地抽离了出来统一维护。

三层架构设计模式

图3. 常见三层架构设计模型

表示层 - UI

User Interface 位于三层构架的最上层,与用户直接接触,主要是 B/S 中的 WEB 页面,也可以是 API 接口。表示层的主要功能是实现系统数据的传入与输出,在此过程中不需要借助逻辑判断操作就可以将数据传送到 BLL 系统中进行数据处理,处理后会将处理结果反馈到表示层中。换句话说,表示层就是实现用户界面/ API 接口功能,将用户的需求传达和反馈,并用 BLL 或者是 Model 进行调试,保证用户体验。

业务逻辑层 - BLL

Business Logic Layer 的功能是对具体问题进行逻辑判断与执行操作,接收到表现层 UI 的用户指令后,会连接数据访问层 DAL,业务逻辑层在三层构架中位于表示层与数据层中间位置,同时也是表示层与数据层的桥梁,实现三层之间的数据连接和指令传达,可以对接收数据进行逻辑处理,实现数据的增删改查等功能,并将处理结果反馈到表示层 UI 中,实现软件功能。

数据访问层 - DAL

Data Access Layer 是数据库的主要操控系统,实现数据的增删改查等操作,并将操作结果反馈到业务逻辑层 BLL。在实际运行的过程中,数据访问层没有逻辑判断能力,为了实现代码编写的严谨性,提高代码阅读程度,一般软件开发人员会在该层中实现通用数据能力进行封装(例如通过 ORM 组件)来保证数据访问层 DAL 数据处理功能。

模型定义层 - Model

模型定义也常用 Entity 实体对象来表示,主要用于数据库表的映射对象,在信息系统软件实际开发的过程中,要建立对象实例,将关系数据库表采用对象实体化的方式表现出来,辅助软件开发中对各个系统功能的控制与操作执行。建立实体类库,进而实现各个结构层的参数传输,提高代码的阅读性。从本质上看,实体类库主要服务于表示层、业务逻辑层以及数据访问层,在三层之间进行数据参数传输,强化数据表示的简约性。

需要注意区分的是,这里的 ModelMVC 设计模式中的 Model 虽然都是一个名字但是差别巨大,职责完全不同。

三层架构设计与 MVC

由于 MVC 也是三层结构,因此有的同学也会将 MVC 笼统地归纳于三层架构设计中,从字面意义上来讲似乎也没什么问题。不过两者还是存在一定的区别。

图4. 三层架构设计与MVC

可以看到,在三层架构设计中, UI 表示层即相当于 MVCViewController 层,原本在 MVC 中这两层的逻辑应当是比较"轻量"的,因此被合并为一层进行统一管理也可以理解。比较重要的一点是,原本 MVC 中的 Model 被拆分为了 BLLDAL,即将业务逻辑与数据访问进行分离,将原本臃肿的 Model 进行了进一步的解耦,有利于项目的更好维护。

tip

软件架构的演变过程,特别是互联网软件架构的演变过程,本质也就是将业务逻辑不断解耦的过程。

四、更进一步了解

代码分层思想是最基础的工程设计入门,我们需要将分层思想进行落地,具体请参考: 工程目录设计🔥