應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計   

我們在做著表面上看似是對于各種不同應(yīng)用的開發(fā)，其實背后所對應(yīng)的架構(gòu)設(shè)計都是相對穩(wěn)定的。在一個好的架構(gòu)下編程，不僅對于開發(fā)人員是一件賞心悅目的事情，更重要的是軟件能夠表現(xiàn)出一個健康的姿態(tài)；而架構(gòu)設(shè)計的不合理，不僅讓開發(fā)人員受苦受難，軟件本身的生命周期更是受到嚴(yán)重威脅。這里我將針對在微軟dotNet平臺上做應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)的一般架構(gòu)流程設(shè)計做一個粗淺的討論。

 

總體設(shè)計圖 

 表示層

表示層由UI（User Interface）和UI控制邏輯組成。

l         UI（User Interface）

UI是客戶端的用戶界面，負(fù)責(zé)從用戶方接收命令，請求，數(shù)據(jù)，傳遞給業(yè)務(wù)層處理，然后將結(jié)果呈現(xiàn)出來。根據(jù)客戶端的不同我們大體將應(yīng)用程序分為BS（Browser-Server） 瀏覽器結(jié)構(gòu)，CS（Client-Server）桌面客戶端結(jié)構(gòu)。

BS的優(yōu)點是無需操心客戶端，只需要部署維護(hù)好服務(wù)器即可。CS的優(yōu)點在于強大的界面交互表達(dá)能力。RIA（Rich Internet Application）是為了融合這兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)點的一種技術(shù)，它依賴在客戶端一次性安裝一個通用解釋器之后即獲得強大的界面交互表達(dá)能力和無需部署具體客戶端的方便性。具體的實現(xiàn)技術(shù)很多，例如微軟的SmartClient， Avalon； Macromedia的Flex；以JS為基礎(chǔ)的Bindows；Ajax等等很多。

 

l         UI控制邏輯

UI控制邏輯負(fù)責(zé)處理UI和業(yè)務(wù)層之間的數(shù)據(jù)交互，UI之間狀態(tài)流程的控制，同時負(fù)責(zé)簡單的數(shù)據(jù)驗證和格式化等功能。具體的說在dotNet事件驅(qū)動的編程模型下，UI控制邏輯被自然的實現(xiàn)在了事件函數(shù)中，例如PageLoad事件函數(shù)，ButtonClick事件函數(shù)。在這些事件函數(shù)中，主要任務(wù)就是做UI控件與業(yè)務(wù)實體的數(shù)據(jù)交換與業(yè)務(wù)調(diào)用，但面對大量的數(shù)據(jù)交換工作量與維護(hù)量就成了最大的問題。而在復(fù)雜應(yīng)用的系統(tǒng)中，狀態(tài)與流程的管理是必須要考慮的因素，它們同樣是業(yè)務(wù)邏輯的一部分，如果不加以封裝的直接寫在事件函數(shù)中將導(dǎo)致業(yè)務(wù)依賴表示層。下面分別討論這兩個問題。

 

1.         1.UI與業(yè)務(wù)實體之間的數(shù)據(jù)交互

此階段負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換的業(yè)務(wù)實體稱為DTO（Data Transfer Object），處理輸入時我們從UI控件的獲得數(shù)據(jù)填入DTO再向下傳播，處理輸出時用戶發(fā)出請求業(yè)務(wù)層會將數(shù)據(jù)以DTO的形式返出再賦給UI控件展現(xiàn)。因此需要一種方式來自動解決這樣的來回賦值問題。遺憾的是dotNet下的不少控件雖然支持?jǐn)?shù)據(jù)綁定但仍然沒有一個現(xiàn)成完整的解決辦法。我們可以自己設(shè)計一個Adapter按照某種映射關(guān)系來自動處理這樣的綁定，這樣的映射關(guān)系最好是UI控件與DTO屬性的事先命名約定，以此種方式的約定作為映射關(guān)系無需增加任何配置文件和配置工作即可實現(xiàn)。

 

2.         2.狀態(tài)與流程的管理

既然是業(yè)務(wù)邏輯的一部分就不應(yīng)該耦合再表示層當(dāng)中。MVC（Model-View-Controller）模式提供了實現(xiàn)這一目標(biāo)的方法。Controller是整個方案的核心，它是一個流程管理器，來自UI所有的命令與數(shù)據(jù)經(jīng)過Controller分發(fā)給業(yè)務(wù)層或其他UI，這樣我們可以把流程，權(quán)限等邏輯單獨封裝，例如配置文件中，達(dá)到最大化的業(yè)務(wù)重用。dotNet下MVC的方案并不像Java下有那么多選擇，目前有以下幾種選擇：

微軟的UIPAB，它可以處理bs，cs下的流程跳轉(zhuǎn)，可以使得相同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)有webform和winform不同的展現(xiàn)方式。

開源的Mavrick.Net，它只適用于Asp.Net應(yīng)用程序，它對流程，國際化，頁面包裝，xslt頁面轉(zhuǎn)換提供了很好的支持。

開源的Lattis，同樣只適用于Asp.Net應(yīng)用程序。

 

業(yè)務(wù)層封裝了實際業(yè)務(wù)邏輯，包含數(shù)據(jù)驗證，事物處理，權(quán)限處理等業(yè)務(wù)相關(guān)操作，是整個應(yīng)用系統(tǒng)的核心。因此設(shè)計一個能夠真實反映實際需要的業(yè)務(wù)層是非常必要的，我們將實際業(yè)務(wù)具體分為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)操作兩部分。

 

l         業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)又是業(yè)務(wù)邏輯的核心，最終業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)將以一種固定的格式表現(xiàn)于內(nèi)存中，在系統(tǒng)的各個層次間傳輸，充當(dāng)DTO角色。表達(dá)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的方式一般分為兩種Table Model和Domain Model。

Table Model是將數(shù)據(jù)庫中的表直接映射成為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對象，這樣的優(yōu)點是適合于機器操作，ADO.NET直接提供了這種操作的便利，但對于復(fù)雜業(yè)務(wù)關(guān)系的表達(dá)就很不直觀。只適合于業(yè)務(wù)需求與數(shù)據(jù)表對應(yīng)關(guān)系很直接的需要快速開發(fā)的情況。通常我們選用Dataset或者強類型Dataset（Strong Typed Dataset），強類型Dataset支持編譯時的類型檢查，效率上要略高于普通Dataset。Dataset有很多方便的特性：無需自己編寫維護(hù)類，支持序列化，數(shù)據(jù)副本保存，支持?jǐn)?shù)據(jù)集合，對控件綁定支持效果好，微軟提供了相應(yīng)的生成工具以及持久方案。但缺點也是明顯，復(fù)雜數(shù)據(jù)表現(xiàn)不直觀，做為DTO在各個層次間傳輸，尤其是分布式環(huán)境，龐大的體積，相對緩慢的實例化對于性能造成很大壓力。

Domain Model則是根據(jù)實際業(yè)務(wù)按照現(xiàn)實方式用OO思想建模，這樣很適合業(yè)務(wù)復(fù)雜的系統(tǒng)。通常采用自定義數(shù)據(jù)實體（Custom Data Entity）方式表達(dá)。自定義數(shù)據(jù)實體，有著良好的性能，編譯時的類型檢查，數(shù)據(jù)表現(xiàn)方式非常直觀符合實際業(yè)務(wù)的操作方式等優(yōu)點，但需要自己定義維護(hù)類，在分布式環(huán)境下需要自己編寫序列化方法。

綜合各種因素考慮，雖然業(yè)務(wù)簡單對應(yīng)直接的系統(tǒng)我們以Table Model建模開發(fā)效率很高但難免保證系統(tǒng)日后不會變的復(fù)雜，因此出于復(fù)用性，擴展性，性能等方面選用Domain Model建模為佳。

 

l         業(yè)務(wù)操作

業(yè)務(wù)操作負(fù)責(zé)對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種業(yè)務(wù)相關(guān)的處理，例如驗證，流向，整合，事物，權(quán)限等，但它不負(fù)責(zé)有關(guān)對數(shù)據(jù)源的操作。它與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的關(guān)系設(shè)計有2種方式。

分離業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)操作，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單獨封裝到只有數(shù)據(jù)get，set的數(shù)據(jù)類中，這個數(shù)據(jù)類只充當(dāng)DTO。將業(yè)務(wù)操作封裝到獨立的service類中與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)一起充當(dāng)業(yè)務(wù)層。這樣當(dāng)系統(tǒng)不復(fù)雜的時候顯的簡單直觀，而隨著系統(tǒng)日益復(fù)雜，service類會變的雜亂，而將本身耦合緊密的數(shù)據(jù)與操作分離對于復(fù)用也是不利的因素。具體可參考Martin Fowler 的貧血的Domain Model一文，但我并不傾向于業(yè)務(wù)層直接訪問數(shù)據(jù)源。

整合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)操作，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與相關(guān)的業(yè)務(wù)操作封裝在一起稱為業(yè)務(wù)實體，業(yè)務(wù)實體作為統(tǒng)一的業(yè)務(wù)層為表示層提供服務(wù)，同時也負(fù)責(zé)作為DTO在各個層次間傳輸，我傾向于這樣完整的Domain Model設(shè)計方式，每個業(yè)務(wù)實體都可以做為一個單獨組件形式存在，對于組件化復(fù)用有著莫大的好處。

 

l         業(yè)務(wù)模塊間的依賴

各個業(yè)務(wù)模塊之間的依賴，有時候會是難以解決的問題，尤其是一些可以重復(fù)利用的業(yè)務(wù)組件，例如權(quán)限管理，郵件發(fā)送等等。管理好這些各種不同的業(yè)務(wù)組件是我們的目標(biāo)，IoC容器為我們提供了最完美的方案，通過它將不同的模塊注入到系統(tǒng)中我們可以在不知道這個組件存在的情況下調(diào)用它。但目前只有不成熟的Spring.Net一個選擇，我們只有一聲嘆息，因此也就不多討論了。

 

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問層是一個針對具體應(yīng)用系統(tǒng)的專屬層，它為業(yè)務(wù)層提供與數(shù)據(jù)源交互的最小操作方式，僅僅是業(yè)務(wù)層需要的數(shù)據(jù)訪問接口，業(yè)務(wù)層完全依賴業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問層所提供的服務(wù)。這些服務(wù)負(fù)責(zé)從業(yè)務(wù)層接收數(shù)據(jù)或返回業(yè)務(wù)實體，它屏蔽了實際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與機器存儲方式的差別。當(dāng)然，數(shù)據(jù)層選用抽象的解決方案同樣可以達(dá)到這個效果，但業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問層最大的特點就是針對具體業(yè)務(wù)做抽象，而抽象的數(shù)據(jù)層訪問方案是針對通用做抽象。往往業(yè)務(wù)中針對具體的設(shè)計生命力會變的更強，這樣我們可以最大限度的保持了上層代碼的復(fù)用性，當(dāng)需要更換存儲策略如果數(shù)據(jù)層訪問差別太大，通過更換數(shù)據(jù)層無法解決問題的時候我們最多只需要更換業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問層，而無需改變業(yè)務(wù)層。

 

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問層由DAO（Data Access Object）層和系統(tǒng)服務(wù)層兩部分組成。DAO層為每個業(yè)務(wù)實體提供最基本的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，系統(tǒng)服務(wù)層為系統(tǒng)全局提供與業(yè)務(wù)關(guān)系不大的通用數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，這兩層處于系統(tǒng)中的同一個層次位置。

 

業(yè)務(wù)層與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問層關(guān)系圖

 

 

數(shù)據(jù)層的宗旨就是為數(shù)據(jù)源提供一個可供外界訪問的接口，我們應(yīng)該選用一種能夠提供數(shù)據(jù)源無關(guān)的抽象數(shù)據(jù)訪問接口并通過在其下掛接各種不同的DataProviador來訪問數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)層組件，這樣做便于移植到不同的數(shù)據(jù)源上。目前有以下3種數(shù)據(jù)層方案：

 

1.        1. 封裝ADO.Net

這些數(shù)據(jù)訪問組件都是基于ADO.Net的淺封裝，它的優(yōu)點在于封裝層次低所以速度最快，我們可以手動組織sql語句用來適應(yīng)復(fù)雜的操作以及個性的優(yōu)化等。缺點是無法直接處理自定義數(shù)據(jù)實體方式的業(yè)務(wù)實體對象，需要將業(yè)務(wù)實體中的數(shù)據(jù)屬性以參數(shù)形式傳入傳出。這樣的方式雖然最為保險，但隨著系統(tǒng)規(guī)模增大，開發(fā)效率，質(zhì)量，，后期的維護(hù)，二次開發(fā)都變成尤為突出的問題，對開發(fā)人員的要求會變的越來越高。另外對于事物操作封裝不是很好，無法提供聲明性事物，經(jīng)常會在業(yè)務(wù)層出現(xiàn)訪問數(shù)據(jù)層的需要。這樣的組件目前應(yīng)用的很廣泛，例如微軟在EnterpriseLibrary中提供的DAAB（Data Access Application Block），還有以前的DAAB3.1。EnterpriseLibrary是個成熟的產(chǎn)品，包括了數(shù)據(jù)訪問，異常，日志，緩存，加密，配置,安全等組件做為通用服務(wù)非常適合。

 

2.        2. OR-Mapping組件

ORM是最好的數(shù)據(jù)持久解決方案，它的優(yōu)點在于能夠以面向?qū)ο蟮姆绞讲倏v數(shù)據(jù)，因此可以直接處理自定義數(shù)據(jù)實體的業(yè)務(wù)對象，我們根本不用操心sql語句以及底層存儲方式，這樣極大的簡化的代碼提高了開發(fā)效率，對于日后維護(hù)擴展都帶來極大的便利。缺點在于屏蔽了底層使得我們無法針對具體數(shù)據(jù)源做優(yōu)化，而且對于復(fù)雜關(guān)聯(lián)的sql操作有些力不從心，同時性能也差一些但輔助以緩存情況會好很多，而在dotNet下最大的問題就是沒有一個成熟便宜的ORM產(chǎn)品供我們使用，全部都是beta版本和商業(yè)版本。這些版本或多或少都存在一些問題，以至于真正應(yīng)用中需要經(jīng)過仔細(xì)考察。例如NHibernate，Gentle.Net，XPO，Grove.Net等等非常多。

 

3.        3. DataMapper（SqlMapper）

SqlMapper為以上兩種方式提供了一個折中的選擇，它可以以面向?qū)ο蟮姆绞街苯犹幚碜远x數(shù)據(jù)實體的業(yè)務(wù)對象，同時可以根據(jù)與數(shù)據(jù)源與業(yè)務(wù)實體的映射關(guān)系執(zhí)行手寫的sql語句，這樣完全使得我們可以針對具體數(shù)據(jù)源做優(yōu)化，對于復(fù)雜操作同樣可以勝任。目前只有iBatis.Net一個產(chǎn)品，它是一個java移至的開源項目，已經(jīng)比較成熟，可以在無需編譯的情況下隨意替換DAO。

 

 

至此，整個架構(gòu)方案的討論已經(jīng)完成，我們可以看出dotNet下可供選擇的解決方案是那么的有限，反看Java世界，有那么多成熟可供利用的組件框架，流口水中...不過dotNet也正在走向成熟，我們需要時間等待。這個架構(gòu)設(shè)計的思路只代表了我個人的理解，而且也并不是說所有的開發(fā)都是這么一套方案，在具體環(huán)境中需要做具體的調(diào)整。希望能起到一個拋磚引玉的作用。我的郵箱是i-simon AT msn.com，由于我經(jīng)驗尚淺，有不正確或不足的地方歡迎指正討論，另外本文將根據(jù)技術(shù)的最新進(jìn)展持續(xù)更新。