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。

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🔥


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20 Comments

  1. 关于分层结构,想请教一下 跨表的事务层的代码应该是 在service层还是dao层

    1. 如果在service层,业务层直接访问数据层,没有严格隔离数据层和表示层
    2. 如果在dao层,涉及多个表的事务难以确定包位置

    在展示的例子的工程没有看到关于事务相关的代码,还请指教,感谢

    1. 你好,涉及到数据库事务的业务逻辑是耦合的。一个事务会有一个业务service的入口点,涉及到多个数据表的操作,这些操作方法都是为事务服务的。你可以把事务的逻辑用service来封装,service根据业务情况可直接调用另外的service或者dao,调用的时候把事务对象tx传递进去即可。

      1. 请问微服务架构中,跨微服务调用应该在哪一层实现?Java 中有个防腐层,在gf 中如何防腐?

        1. 可以在service下面再起一层微服务调用层,比如httpclient 层,专门处理微服务之间的调用,service 调用 httpclient 层,httpclient层的实体模型可以放到model层

  2. Dao层不仅仅是mysql的操作,

    redis/mongoDB/Es等数据的操作  都应该封装在Dao层.


    自从前后端分离以后,MVC的View已经单独剥离出去,

    而剩下的MC,也逐渐演变成了CSDM   

    controller=>service=>dao=>model

    而gf的看起来是

    api=>service=>dao=>model


    当然还有另外一种结构是

    controller=>logic=>dao=>model


    1. 当然,不管如何分层,本质都是一样的,为了代码更合理的解耦.   鄙人理解为 设计模式中的单一职能原则的体现.

    2. 确实在我学习的过程中对于上述描述的情况有深刻的体会。

      对于Redis来讲,个人拙见:对于业务开发,我经常会将Redis放在service中,使Redis的使用直接体现在业务的真实逻辑中。

      望指教此种方式不妥之处

      感谢大佬

      1. redis如果作为缓存的话, 可以个对数据库的操作放在一起; redis+DB 对外提供数据操作接口, 调用这个接口的一方不关心数据来自于redis还是DB

        1. 确实没有想到可以这样子来做

    3. gf 的看起来是  controller → service → logic → dao → model,api 层只是单纯的定义了输入和输出的接口格式,没有业务逻辑在里面

  3. kam

    常见问题解答中,第二个问题 “如何清晰界定和管理servicedao的分层职责” ,看完之后还是有点云里雾里的感觉。解答先是抛出了一个问题,然后再引出一个场景例子,然后就没有然后了的感觉。最后并没有交代要怎么做才能明确分层....

    所以这块还是比较疑惑。有什么好的实践是一个职责分层的好例子呢?

    1. 我也有此疑问。 譬如我们将一个http服务器看做一个数据服务器。 也就是DAO里面封装的都是request, 也可能包含业务。


  4. 接口层实现叫handler感觉有点怪,一般handler都便业务处理~ 还是action或者controller感觉更容易接受~ 仅个人意见

  5. 大佬说的太对了, 我经常分不清应该写在M层还是C层

  6. 好家伙,涨姿势呀

  7. service层调用service层经常会出现循环调用的问题,比如你的服务需要调用另一个人写的服务接口,而另一个服务接口里可能还会调用你的接口,对于这种一般怎么处理? 

    1. 你俩一开始就设计错了

      A→B

      B→C


      一种处理是:

      放在第三方,相当于A→C , B→C


      第二种就是放在一起


    2. service是接口层,具体实现在logic层,所以不会存在循环调用的问题。

  8. hly

    好家伙,我工作8年的高级php 才了解三层架构 和mvc是不同的  

  9. 这个和 Asp.Net  Core 的设计是一样的, View, Control,Model ,  BLL ,  Service , DAL 。 Model贯穿所有层。对于简单的CURD页面,基本上不用写代码,只改前端排版。 go有点不好的地方是,不能有null,前后端大小写不能统一,这些地方都要手动改。